高層建筑工程施工中樁基礎施工技術研究

易坤林

江西省吉安市建筑安裝工程總公司

我國城鄉一體化的建設與發展，使城市發展越來越快，在城市發展過程中，土地是極其重要的環節，合理科學地利用土地，才能推動城市健康發展。我國城鎮化建設加快，使得城鎮人口不斷增長，城市用地越來越緊張，我國的城市建設可使用面積不足，已經成為制約各個城市發展的瓶頸問題，建設高層建筑是有效利用城市建筑用地最為有效的方法，高層建筑已經成為提高城市土地利用率的一個重要發展路徑。城市向上部空間發展是未來的趨勢，這種趨勢愈發明顯，更多的城市高層建筑拔地而起。隨著建筑功能性增加，對高層的要求也更加嚴格，建筑工程設計和施工難度不斷增加，這也就給高層建筑技術提出了高標準、高要求，通過技術解決建筑結構安全性、穩定性的問題。市場建筑基礎施工技術是關鍵，其中的樁基工程在高層建筑結構安全中起決定作用，已經在業界引起重視。不論上部建筑多高，樁基礎始終是將建筑與地面進行連接的最根本的基礎構造，通過良好的基礎建設，能夠有效轉移建筑豎向荷載對建筑結構本身的壓力，使壓力能夠向外地面及建筑四周有效轉移，以此，保證建筑結構穩定性。不同高層建筑有不同的功能，根據功能定位其設計出來的樁基礎形式也存在不同，不但要看建筑物結構形式，更需要根據不同的地質條件，考慮好周邊情況，這樣才能確定樁基礎類型、長度和截斷面。目前，我國應用最為普遍的是高承臺和低承臺兩種樁基礎。不同的技術形式對提高建筑物抗地震、臺風等地質災害和極端天氣能力不同，要在施工中選擇合適的建筑方式，避免出現建筑發生傾斜或坍塌等情況。

一、高層建筑工程施工中樁基礎施工技術常見問題

（一）樁基礎位置偏移問題

由于高層建筑物的體量不同，其樁基礎設計數量也不一樣，根據眾多的樁基礎布局，確保每根樁基礎都能夠發揮作用，要在設計過程中，合理計算出每一個樁的位置和間距，要嚴格計算與測算，確保位置偏差控制在20mm 內，這樣，才能保證建筑物的安全穩定。高層建筑的樁基礎數量多、結構布局復雜，要結合現場的情況施工，要強化控制與管理，合理做好樁基礎位置測量定位和現澆混凝土垂直度精度測算，避免出現差錯。目前看，高層建筑中，樁基礎出現位置偏移問題嚴重影響到了高層的穩定性，留下不少的安全隱患。導致這種情況的成因：一是沒有嚴格按照設計放線。施工人員超平放線測量樁基礎位置的時候，沒有理解圖紙設計要求，沒按圖紙要求和測量標準放線，樁基確定位置與建筑物軸線之間出現了一定的偏移，直接造成樁基位置累積偏差。二是打樁水準點控制不到位。施工打樁的時候，沒有按照預定的位置進行，附近水準點設置不標準，從技術上講，一般設置不少于兩個水準點，不然就無法進行樁基礎超平檢測，掌握不好樁入土深度。三是預制樁打樁順序不嚴格。施工人員沒有嚴格執行施工標準規范，沒有根據施工的順序進行建設，樁的密集度、樁規格、樁標高等均沒有嚴格執行標準，樁基礎打樁順序關鍵點沒有把握好，這樣也就很容易出現位置偏差[1]。

（二）單樁承載力不足問題

高層建筑上部結構較大，要想保證高層建筑的安全，則需要發揮每一個樁的作用，其安全依賴于每一根樁基礎承載力的大小，如果在一個區域的單樁承載力不足，則會導致建筑物的沉降，不利于建筑物的使用安全，如果是其中一個單樁出現問題，還有可能補救，但如果一排樁出現問題，那么累加起來就會嚴重影響建筑樁基礎承載力，高層建筑結構安全得不到良好保證。導致單樁承載力不足的成因：一是樁末端沒有嚴格執行設計規定標準。設計中計算的每一個數據，都是有針對性的，施工時，如果沒有嚴格執行設計要求進入持力層，達不到預定的深度，則會導致承載力不足的問題，施工中深度把握不到位，樁末端埋入土層位置達不到規定的持力層，則會造成高層建筑的結構不穩定。二是預制樁出現了斷裂。預制樁一般是從外部加工好以后進入現場的，如果在運輸保管過程中出斷裂問題，或在樁基礎預制過程中存在質量缺陷，使用時就會出現斷裂現象。如果打樁過程中樁基受力不均勻，就會導致樁結構斷裂，斷裂必然降低樁基礎承載力。三是樁基彎曲過大。沒有嚴格進行現場監督管理，澆筑中未嚴格控制樁基礎垂直度，或者是在打樁時樁基礎傾斜，如果樁基礎彎曲大，那么則會大大降低樁基礎承載力[2]。

（三）樁澆筑時的頸縮問題

不同類型技術有不同的問題，要根據問題的導向，把握施工的進程，不同樁基礎結構形式會出現不同程度的樁基礎頸縮現象，特別是施工過程中，很多的問題都要考慮到，如果套管成孔灌注樁施工操作不當，容易造成樁身某處出現頸縮問題。造成這樣的問題成因：一是混凝土灌注不足。施工中要充分保證混凝土澆筑的數量，如果施工中沒有保證充分、密實則會造成樁徑尺寸上的不統一。另外，澆筑時提前抽管或抽管過快也會出現混凝土未充分澆筑的頸縮問題。二是灌注樁土質不利于施工。高層建筑樁施工會有各種不同的土質，如果灌注樁基礎周邊土質過于松散，澆筑混凝土時就會導致局部擴散，混凝土向四周分散，出現頸縮現象。

二、高層建筑工程樁基礎施工技術應用分析

（一）預制樁施工技術

預制樁就是在施工現場以外的加工區加工的樁基礎，通過運輸的方式進入施工現場，其施工技術主要是利用打樁施工設備將預制好的基礎樁打入預先設計的點位，以此，實現立樁目的。整體上看，預制樁施工操作簡單、施工周期短，施工過程中能夠通過設備施工，保證了快速與安全，能夠有效控制時間，減少不必要的工期浪費。通過預制樁的使用，保證了施工的現場質量，施工現場不需要過多的技術指導與參與，只需管控好各個點位的樁位位置，保證測量精度就可以了，減少了重要的制作工藝環節，大大降低施工管控上的難度。做好預制樁施工技術實施，最大的立足點在于對現場的控制與把握，要對各個環節過程控制，處理好每一個關鍵點，按照不同的打樁工藝施工。一般情況下采用沉樁設備將預制基礎樁定點打進，要充分把握施工過程中的安全問題，做好應急處理，打樁過程中很可能會出現地基上溢、土質上移問題，要根據不同的進程，合理做好整體上的控制，避免進度過快，造成不必要的安全問題。有效做好預制樁質量控制，保證進入現場的每一根樁規格、尺寸都是一致的。打樁前，要由專門人員對每一根樁基位置做好復測，保證位置精度，嚴格控制入土深度，確保每一根樁定型后高度、垂直度是一致的[3]。

（二）靜力壓樁施工技術

靜力壓樁施工技術也是預制樁形式的一種，其實際利用率較高，在許多高層建筑中得到應用。施工時，需利用靜力壓樁設備施工，對預制樁進行打樁、沉樁，保證整體施工品質，最終達到安全穩定的目的。靜力壓樁技術整體操作簡單、振動較小、噪聲可控，施工時，對周邊的環境與居民影響最小，特別是在城市中進行建設時，這種技術應用較為普遍。靜力壓樁技術主要是通過特定的設備進行壓制，根據設備不同的重量及樁架配重形成預制樁反作用力，以此，將預制樁打入設計好的預定深度，保證樁基礎施工效果。整體看，施工技術對材料上的消耗較小，特別是對主要材料的鋼筋和混凝土消耗量不大，能夠有效減少建設成本。由于靜力壓樁施工技術要進行連續作業施工，控制不當則會導致周邊土質受到破壞，要合理控制周邊的環境情況，現場施工時，做好監測與檢查，避免施工影響周邊環境安全。

（三）振動沉樁施工技術

振動沉樁施工技術也是預制樁的一種，其施工主要是將振動器放在樁頂，根據不同的建筑結構深度進行振動，以樁自身重力實現打樁沉樁的目標，完成樁基礎建設。振動沉樁施工技術整體上工藝簡單、技術可靠、可移動操作、占用空間不大，在實際施工中得到廣泛使用，但這種技術主要是通過高頻率振動進行施工，施工時難免會對周邊的環境產生影響，特別是存在較大噪聲及污染，城市內部施工不適合使用這種技術，因為施工時會對周邊居民生活環境帶來一定影響。這種技術成本不可控，對于復雜的地質會有較大的投入，經濟性不強，成本較大。

（四）灌注樁施工技術

灌注樁施工技術在當前應用最為普遍，特別是城市高層建筑中使用最多，施工時主要采用成孔工藝建設。要想保證灌注樁成型穩定，則需要有效保證孔的科學性，成孔方式主要有沉管、鉆孔、干作業成孔等，施工時根據不同的工期與進度，可使用機械鉆孔和人工挖孔兩種方式結合，要根據不同施工現場實際情況決定施工方式，合理選擇成孔方法和作業方式對技術的應用起到很大的作用。要對施工現場分析，如果鉆孔作業能夠滿足機械鉆孔條件，則需要優先選用機械鉆孔的方式施工，以此提高施工速度，保證工期。對評估無法機械設備作業的要進行人工方式成孔，在關鍵部位輔助機械進行鉆孔。做好灌注樁鉆孔作業最重要的是要分析當前的土質情況，場地土質松散、地下水位高的，需要采用隔樁跳打方式施工，以此避免出現樁串孔的問題，保證灌注樁施工整體安全與質量。

三、高層建筑工程樁基礎施工技術控制要點

（一）做好準備工作

不同的城市有不同的土質條件，而不同的建筑位置又存在不同的環境條件，要根據高層建筑整體設計的結構、功能性質、地質條件等不同，采用不同的樁基礎選型和施工方案，以此，保證整體施工建設質量。充分的前期調研與分析至關重要，施工前須根據施工項目實際情況，做好充分的前期準備工作，這樣才能有序開展后序工作。一是要合理組織相關人員熟悉資料。高層建筑涉及的人員多，工種雜，要想保證施工質量，就要保證各工種的協調配合，要組織參與項目建設的設計、施工、技術、管理等人員進行圖紙會審，掌握施工現場的具體情況，有條件的還要進入現場，做好詳細勘驗，以此，根據不同的工種獲取不同的情報，確保信息準確、可靠，為樁基礎形式及施工方案制定提供有效的保證。二是明確施工技術要點。高層建筑受到條件的限制，樁基礎數量多、施工密集度高，要想保證施工安全與質量，就需要在施工前進行技術交底，使各工種均能夠明晰樁基礎施工技術相關的要求，包括樁基定位、測量、垂直度、平整度、位移偏差等，這樣各工種協調配合，才能更好地避免嚴重位置偏差和質量不佳。三是科學編制施工方案。要在前期掌握資料的基礎上，以樁基礎類型的不同，合理科學確定施工工藝、順序、方法、應用等，這樣才能根據方案合理組織施工，確保施工質量與安全。四是做好放線測量相關工作。要根據設計施工方案的要求，由專業人員仔細核查建筑結構軸線位置是否在設計標準范圍，提升各軸線控制點的功能，要根據現場細化方案，完善不合理的部分，以保證施工能夠順利實施。

（二）做好施工監管

高層樁基礎施工是高層建筑的重點環節，在這一時期涉及的工種多、工序復雜、內容繁重、管理難度大，為了保證樁基礎施工安全與質量，則需要保證各個流程環節的安全與質量，必要的監管與檢查是施工的重點，要做好施工過程質量安全的監控。一是把握好現場的質量。現場主要是施工人員和管理人員，那么相關的人員就需要熟悉現場情況，對各環節工藝組織流程充分熟知，安排好施工任務，做好人員的調度、組織機械，這樣，各個環節才能夠配合，確保各環節有效對接，有條不紊地完成任務。二是做好現場材料的控制。由專業檢測團隊對進入現場的材料檢測，保證材料質量。若存在質量缺陷，則嚴禁使用。三是重點管控放線測量。放線關系到建筑的質量，要做好放線檢查工作，嚴格執行操作步驟，保證放線的精度，對現場出現的問題要及時標記做好處理，提高建筑物的安全性和穩定性。四是做好護筒埋設檢測。作為鉆孔灌注樁技術核心部分，要確定護筒規格、材質、厚度，保證關鍵參數符合建設要求。

結語

高層建筑施工樁基礎技術是高層建筑的關鍵，要保證技術的先進性，根據高層建筑功能特點，正確選擇樁基礎技術形式，科學做好方案的編制，對施工過程中的測量、定位、埋設、灌注、鉆孔、施工各個環節做好質量控制，以此，保證高層建筑整體安全與質量。