高層建筑地基基礎和樁基礎土建施工技術的應用

楊強龍

江西建工國際工程有限責任公司 江西 南昌 330001

引言

在目前許多城市之中，高層建筑鱗次櫛比，構成了一道道壯闊美麗的風景線，更是凸顯出了當地的發展水平。高層建筑是最近幾年運用較為普遍的一類新式建筑，其可以大幅提升對土地資源的利用率，尤其是在國內一些較為繁榮的城市中土地資源十分緊張，從而高層建筑也相對的建設較多。伴隨著高層建筑數量的不斷增多，其層數與高度的日益提高，也開始對其基礎施工質量有了更高的需求。地基基礎與樁基礎是其中最為關鍵、基礎的部分，若是能夠加強這兩方面的施工建設，那么就能很好地防止建筑體發生不均勻沉降、抗震能力太弱等問題，有利于提升高層建筑項目的整體建設質量。所以，必須要加強基礎施工技術的研究，這樣才能更好的保障施工質量。

1 建筑地基基礎和樁基礎概述

1.1 建筑地基基礎

在進行地基基礎施工作業時，工作人員應當首先清晰地了解到，地基是屬于建筑體的下部結構，在整個建筑體中起到的是傳遞壓力的功能與作用。所以，在進行此方面施工之時，工作人員應當充分保證地基具有較高的承載能力，要可以充分承受建筑體的荷載壓力，防止地基在投用以后發生變形的問題。目前，國內許多城市的高層建筑的地基部分均使用的是人工或是天然地基，其中，前者使之埋入地下比較深的地基，要求以人工的方式開展施工建設，而后者則為埋入地下深度較淺的地基[1]。

1.2 建筑樁基礎

相對于地基基礎施工來說，樁基礎自身具有一些特殊性質，其埋深普遍比較深，而且是由承臺與基樁構成，通常在高層建筑項目中運用較為廣泛，既可以顯著提高建筑體的穩固程度，還可以確保建筑強度滿足預期需求。此外，在開展樁基礎施工作業前，施工人員務必要確保基礎性能優秀，要可以滿足人們的基礎需求，樁基基礎要可以起到提高建筑本身承載能力的作用，以此來使建筑的使用安全性得到充分保障。

2 高層建筑地基基礎工程的施工技術

2.1 地基工程的土方開挖技術

地基中土方開挖屬于十分重要的一環，其會對建筑工程的建設進度與質量都帶來較大影響，在此環節，應當按照地基勘察報告來制定合理的開發計劃，并對開挖順序予以確定，保證地基基礎工程的土方開挖工作能夠順利完成。在開展土方開挖施工前，應當仔細繪制工程現場的平面圖，并且需要在平面圖內設計好開挖的具體路線與地基邊坡坡度、排水溝渠與集水井的詳細位置，保證土方開挖基線與軸線的合理性，同時，通過建設排水溝渠還能夠防止場地中發生積水的問題。在進行地基土方開挖施工時，必須要確定有關開挖孔位布置是否科學合理，通常比較關鍵的開挖孔位應當深入至硬持力層5m之下[2]。在運用挖掘設備來對土方實行開挖之時，應當把控好機械開挖的深度，防止發生超挖或是欠挖的問題，而導致施工質量下降。地基基礎的土方開挖應當對開挖標高實行嚴格把控，通常而言標高的偏差值不得超過50mm，而寬度偏差則不得超過20mm，護坡坡度偏差不得超過30mm。

2.2 地基工程的基坑支護技術

當對地基基礎項目實行基坑支護之時，主要采取的方式有排樁或是逆作法支護技術。其中，排樁支護技術則是使用灌注樁與錨桿等結構配件實現對地基土層結構的加固與支護，而且此技術又包括了錨桿式、懸臂式等多種結構，在運用此技術進行地基土體支護之時，必須要強化對砼灌注樁的養護工作，防止砼灌注樁因養護不當而受到破壞。逆作法支護技術則是在施工人員進行支護前，在支護樁體周邊預留出充分的空間，其后在進行土方開挖施工時，采用交替開挖的措施，減少建筑荷載給基坑土體帶來的負面影響。

2.3 地基處理技術

2.3.1 采用分層填土的方式換土墊層。不同土體因為具有濕潤膨脹的特征，自身承載能力較低，對于地基工程的穩固性與強度造成了較大影響。為了緩解土層沉降，提升地基的整體強度，便要求使用強度高、穩定性優秀的材料來對此類軟土層予以替換。當運用滿足工程建設需求的土體來將原本的軟土進行替換之時，需要使用分層填土的形式來防止施工期間土體產生孔洞與縫隙，從而確保土體密度滿足工程承載需求[3]。

2.3.2 碾壓和夯實。為了更好地提升地基強度，應當在施工期間采取一定措施來施加較強的沖擊力，從而對地基內松軟的土體實行碾壓與夯實。此種措施可以最大限度上減少高層建筑體在竣工之后地基出現的沉降問題。按照施工方式的不同，此種地基處理方式又可分成振動夯實法與機械碾壓法。

2.3.3 使土壤固結。土層因為土壤液化的特性普遍會存在一些水分，這會對其承載性能帶來影響。不過在水分被排除之后，土層便會自動固結。因此，采取排水的方法來將土層內的水分予以排出，也是一種提升土層承載性能、緩解沉降的有效措施。此種處理方式因為操作起來十分便利，而且經濟性較強，在高層建筑中已獲得了大范圍運用。

2.3.4 注漿法。注漿法是一種在高層建筑地基工程中應用十分普遍的處理技術，比較適合使用在軟土地基中，主要是通過將混凝土漿液注入來實現對地基承載性能的提高。其實際操作流程如下：①地基工程的鉆孔。在進行鉆孔前需要先對整個地基實行詳細的勘察，確定鉆孔數量與位置，而當鉆孔密度愈高，則地基處理效果愈佳；②混合漿液的制備。原材料為水泥、砂石以及一些特殊材料，在制備期間，必須要將各種原材料的比例、溫度以及攪拌速度控制好，這樣才能得到優質的漿液；③漿液注入。在進行注漿施工時，應當仔細記錄注漿數據與施工細節，提升施工操作的規范性，并且還要對注漿壓力實行有效把控，防止因為壓力不達標而對注漿效果帶來影響，也要防止注漿壓力太高而使得局部地基結構崩壞，這樣都會對地基的整體性造成一定影響。此外，還需要嚴格防控漏漿問題的出現，一經發現必須要立刻停止施工，并采取措施加以處理；④拔管處理。待到注漿作業完畢以后，需要及時進行拔管，防止時間太長而使得注漿管凝固于砼內[4]。

3 高層建筑樁基礎土建施工技術要點分析

3.1 鉆孔灌注樁基礎施工技術

該項技術的適用范圍相對較廣，主要是采取鉆孔的方式來把樁基礎和地基基礎連接起來，而且其強度、模量與樁基頂部表層壓力都非常大，可以顯著提高高層建筑地基的承壓能力。施工人員必須要掌握好此項技術的具體使用要點，對施工方案與順序進行合理安排。

3.1.1 鉆孔。鉆孔是此技術應用時的一項基礎性環節，也是確保樁基礎結構穩定的關鍵性內容。施工人員應當選取能夠充分滿足工程項目需求的施工配套鉆機與鉆頭型號，綜合工程具體土層結構，明確地質層、鉆孔位置以及孔深，再進行相應施工作業，在進行鉆孔施工時需要確保樁中心線與設計要求相吻合；分析與改進技術方案，把控好樁孔的鉆進速度和施工節奏，盡可能避免發生塌孔、縮進、偏斜等問題，提升樁基施工的成孔率。

3.1.2 清孔。在鉆機鉆進到高層建筑項目的設計標高之后需立刻停止，在于孔底間隔50～80mm的位置連續空鉆，適當排放溢出泥漿，采取換漿清洗的方式來將鉆孔形成的泥漿予以清除，在清孔環節，應當把控好泥漿含沙量與返漿比例，使得原料之間可以充分混合。

3.1.3 放置鋼筋籠。清孔之后需要把預先制好的鋼筋籠下放到鉆好的孔洞之中，在此環節，不僅需要仔細掌握現場情況、和設計方案進行對比檢查，還需要檢查鋼筋籠的制作能否滿足設計施工要求。同時，還需要核查吊裝施工人員的職業證書，保證做到“持證上崗”，在放置鋼筋籠時務必要輕緩，使其可以準確、無損的放在規定位置，防止結構發生錯位或是鋼筋籠上浮等問題。

3.2 靜力壓樁施工技術

靜力壓樁是當前國內樁基礎施工中最常使用的一種沉樁方式，其主要是利用靜力壓樁機向土層中打入預制樁。其憑借樁架的重量與靜力設備，來對預制樁產生反作用力，以此來把預制樁打入到高層建筑項目的結構內部。靜力壓樁屬于一種破壞程度較高的樁體，會給原來的土壤結構帶來嚴重影響。因此，在實際使用之時，施工單位必須要盡可能做到一次完成工作。其最為突出的優點為，施工期間不會產生較大的噪音，相對比較安靜，并且使用成本偏低，經濟效益良好，正因如此其獲得了廣泛的運用，在高層建筑工程中具有較高的使用頻率[5]。

3.3 振動壓樁技術

振動壓樁技術也是一種較為常用的樁基礎施工方式，此項技術在實際使用中要求用到振動器裝置，此裝置能夠把預制樁直接打入至地表之下，在其作用力下，土層會發生一定的收縮問題，從而讓樁體能夠和建筑結構構成一個整體。實際施工時，施工人員一般在會樁部位回旋曲一個固定的震動裝置，再把它作為設備核心，引起周邊土層的共振，以此來實現土層的縮小與移動，減輕樁位摩擦。不過在運用此項技術之時應當注意，在實行壓樁施工時，必須要選取低幅度的方式開展，保證樁體可以深入到土層下方1m的位置，并且在提高錘擊幅度，使得樁體達到預定的位置之后，必須要對力度予以適當調整。并且，在振動沉樁施工時，因為樁體自重比較大，在此期間會形成非常大的摩擦力，所以，在施工期間，應當嚴格遵從相應的施工要求，來對振動沉樁力度實行把控，確保力度從小緩慢增大。而振動裝置相較于高層建筑施工中的其他設備而言使用年限比較長，屬于一種經濟性較為良好的樁基礎施工技術，從而在建筑行業獲得了廣泛運用。運用該技術的最大優點為，操作方式簡單，易于掌握，并且也能實現對施工進度的準確把控，減少成本投入。不過也存在一定的問題，比如當對施工條件具有較高要求之時，通常只有在土質為粘土、黃土與其他松軟土質時方可應用。

3.4 預制樁建筑施工技術

在進行高層建筑施工作業時，最為重要的是確保基礎結構足夠穩定，讓基礎能夠在承受比較大的豎向壓力時不會發生沉降。所以，在進行樁基礎施工之時，相關工作人員需要按照工程項目施工現場的具體狀況，綜合設計方案對樁基礎提出了各項要求，預制樁基結構，以此為后續樁基礎施工奠定良好的前提條件。而在運用預制樁施工技術之時，最為關鍵的步驟就是把預制樁埋入建筑結構之中，讓預制樁能夠對建筑結構起到一定的和承載作用。通常而言，預制樁又包括了砼預制樁與鋼管預制樁兩種。其中，對于砼預制樁的埋入措施來說，也包括了多種打樁方法，例如靜力壓樁、振動沉樁等。

4 結束語

伴隨國內經濟水平的持續提高，社會的不斷發展，科技實力也在持續加強，社會中的各個行業也獲得了一定的發展與革新。最近幾年，尤其是建筑行業得到了非常顯著的發展，研發出了多種種類與形式的建筑體，而高層建筑便是其中的一種新型建筑。高層建筑可以做到對土地資源的高效利用，而隨著城市人口數量的不斷增多，城市空間日益緊張，在此背景下，高層建筑在國內許多城市之中都得到了應用。因而，人們開始對高層建筑投入了更多的關注，也在建設質量上有了更多的要求，施工企業在建設高層建筑項目之中，務必要把控好各方面、各個環節、各道流程的質量，特別是在地基基礎的施工環節，必須要采取科學合理、適應實際、符合設計要求的地基基礎與樁基礎施工技術，以此確保地基施工質量，同時也為整個高層建筑的建設質量提供保障，以此確保人們對高層建筑使用的安全性，并促進高層建筑的進一步發展。