探究高層建筑工程施工中的地基處理技術

楊衛華

（安徽華野工程建設有限公司， 安徽 六安 237000）

相較于其他建筑來說， 高層建筑中的人口密度更大， 所以一旦高層建筑出現質量問題所造成的影響更為嚴重。 再加上高層建筑無論是在建設難度還是在資金投入上都比普通的建筑更大， 因此其建筑也受到人們的廣泛關注， 影響力較大。 而地基作為高層建筑的基礎， 其質量直接決定著項目的穩定性和質量。

1 高層地基處理技術的特點

1.1 復雜性

我國幅員遼闊且橫跨5 個溫度帶， 所以不同地區的地質環境各有不同， 雖然總的來說城市地區的環境相對較好， 但是仍有部分地區的地質條件較為惡劣， 相同的高層地基處理技術， 可能無法應對不同地區的地質環境。 所以為了保證地基的施工質量，相關工作人員也開發了不同的地基處理技術， 這在一定程度上提升了地基的施工質量， 但卻也增加了地基處理技術的復雜性。

1.2 聯系性

地基是整個項目的基礎， 所以一旦地基出現問題可能會對整個工程造成毀滅性的打擊， 嚴重的還有可能威脅到工作人員的生命安全， 所以可以說地基的質量是否合格直接關系到項目的質量。 因此施工人員必須高度重視地基處理技術， 結合當地的具體施工環境， 提前做好風險評估以及緊急預案， 在施工的過程中也需要加強對施工的監督， 從而保證地基的質量符合施工標準。

1.3 困難性

相較于高層建筑的其他結構來說地基結構深埋地下， 所以這也增加了地質施工的難度。 在施工的過程中工作人員需要結合高層建筑的建設要求以及不同深度的地質構造來確定地基處理技術， 而且在施工的過程中出現任何差錯的， 都有可能會造成巨大的安全事故問題。 除此之外， 由于地基深埋地下，所以在地基建設的過程中出現質量問題也很難被察覺， 進而增加了高層建筑施工隱患[1]。

2 地基處理技術在高層建筑施工中的重要性

2.1 增強地基的抗剪度

抗剪度簡單來說就是外力的作用垂直于材料，材料所具有抗外界力的最強極限。 高層建筑對地基的抗剪度要求相對較高， 如果地基的抗剪度不足，在實際使用的過程中勢必會出現某一位置的壓力增大， 進而造成這個建筑出現明顯的傾斜， 影響建筑外觀的同時， 還會影響到整個建筑項目的安全性。所以在高層建筑施工的過程中選擇合適的地基處理技術能夠有效提升地基的抗剪度， 進而提升整個建筑項目的質量。

2.2 緩解高層建筑的沉降速度

高層建筑相對來說層數較高， 而且高層建筑所使用的主要材料大多都是混凝土材料， 這種材料具有較高的自重， 所以高層建筑對地基的作用力會隨著樓層高度的增加而增加。 而地基在長期的作用力下會出現下沉情況， 這種現象也被稱為地基的壓縮性。 地基的壓縮性是無法避免的， 隨著使用年限的增加沉降的現象也會逐漸顯露出來。 而在高層建筑工程施工的過程中選擇合適的地基處理技術， 能夠進一步提升地基的質量， 從而增強地基的壓縮性，以此來緩解地基沉降的速度， 達到延長建筑使用壽命的作用。

2.3 提高高層建筑抗震性

我國國土面積廣闊所以有部分地區處于地震帶中， 再加上近些年來人們對環境的破壞， 使得自然災害的數量和規模都有了明顯的提升， 所以增強高層建筑的抗震性也十分重要。 而提升建筑物的抗震性最重要的就是地基， 提升地基的動力性能夠進一步增強高層建筑的穩定， 進而保障人們的生命財產安全。 2008 年我國四川發生了地震造成了大量的人員傷亡和經濟損失， 因此08 年之后國家修訂了房屋抗震性的要求， 其中就包括有對地基和基礎的修訂要求， 所以重建的房子抗震性也得到了明顯的提升[2]。

3 地基處理過程中可能存在的問題

3.1 不良地基

影響地基質量的因素多種多樣， 其不僅包括地球自身變化所造成的某一地區地質條件發生變化，人們的日常生活活動也會對地基的質量造成影響。例如修建水利工程、 礦產資源開發以及地下水資源的過度開發等問題都會造成地基的結構發生變化，進而影響到整個地基建設的質量。 但目前部分單位在對高層建筑地基進行處理時， 工作人員所參考的地基報告年限過長， 其忽略了人類活動以及地質條件變化對地基環境所造成的影響， 信息的不對稱也增加了地基質量問題發生的概率， 嚴重的甚至會出現不良地基。 比如一些建筑物由于地下水減少而影響到整個地基的承載力， 進而造成地基下沉問題。

3.2 建筑沉降

高層建筑地基的負載主要包括動荷載和靜荷載兩種， 靜荷載主要包括從建筑自身自重， 而動荷載主要包括人類的活動以及家居用品等。 高層建筑自身具有較大的自重再加上外來動荷載的作用， 容易造成地基內部結構發生變化， 并在長時間的影響下出現地基下沉或變形等導致建筑物出現沉降或傾斜的風險， 給人們的生命財產安全帶來威脅。

3.3 水量流失

無論是普通建筑還是高層建筑地基都是建筑的核心， 而土壤的含水量與地基的質量有著密切的關系， 如果土壤中含水量過低會增加顆粒之間的摩擦，增加地基壓實的難度， 進而影響到整個地基的承載力。 而如果土壤中的含水量過高， 就會影響土壤的壓縮性， 進而影響地基的質量。 所以在施工的過程中， 工作人員需要嚴格控制土壤的含水量， 確保在土壤的最佳含水量時進行施工。 但在實際施工的過程中， 由于工作人員對水資源的控制不理想或排水系統不夠完善， 導致在施工的過程中施工用水下滲嚴重， 影響到整個地基的結構， 降低施工效率的同時還極易引發地基下沉問題[3]。

4 高層建筑工程施工中地基處理技術

4.1 基坑開挖技術

在高層建筑項目施工之前工作人員需要做好相應的準備工作， 結合高層建筑建設的要求做好基坑開挖施工工作， 確保高層建筑施工現場的基層開挖技術能夠科學合理的開展。 與此同時， 為了保證項目的順利進行， 工作人員在前期規劃的過程中還需要對地基處理方案進行可行性分析， 從而有效避免在施工的過程中出現超挖或開挖深度超標的問題。在實際施工的過程中， 工作人員也需要嚴格按照施工順序進行開挖。 除此之外， 在開挖的過程中也需要做好支護防護工作， 通過嚴密的防護工作， 避免在實際開發的過程中出現結構塌陷以及質量問題，保證施工的安全性和效率。

4.2 地基排水技術

土壤的承載力與土壤內部的含水率有著密切的關系， 在高層建筑施工的過程中可能會出現地下水上泛的問題， 進而造成高層建筑地基承載力下降，對整個高層建筑施工的質量造成不良影響。 因此在對高層建筑地基施工的過程中， 工作人員需要強化排水技術的應用力度， 及時處理高層建筑地基施工過程中出現的地下水。 在對地基進行處理之前， 工作人員需要結合項目建設所在區域提前鋪設好排水渠道， 并在清槽工作完成之后選擇合適尺寸的排水管道， 確保在施工的過程中管道能夠發揮自身的作用， 及時處理施工現場污水， 從而防止積水影響地基建設的質量。

4.3 地基換填技術

在對項目進行施工的時候， 由于受到環境因素、人為因素以及國家政策的影響， 所以對地基的處理方式也是多種多樣的。 其中置換法就是建筑工程中常用的一種方式， 其是由換填法、 振沖置換法以及夯置換法組合成的[4]。

換填法簡單來說就是將施工地面上那些質量較差的土換成質量好的土， 以此來增加地基的抗壓性和穩定性， 從而提高地基的承載力的一種處理方式。這種技術在使用時一定要注意將質量較差的土質全面清理干凈， 并對高質量的土進行進一步的夯實，以確保地基的穩定。

而采用振沖置換法進行施工的過程中， 一定要保證地基的穩定， 所以可以采用高壓水流進行振動沖擊的方式使地基成孔， 然后將碎石填到孔中， 形成一個穩定的具有較強承載力的復合式地基。 采用這種復合式地基一定要注意材料之間的約束能力，只有約束的力量越大， 它的性能也才就越高。

夯置換法簡單來說就是將管子推入土層中， 然后再利用石頭沙礫等物質進行填充， 但是采用這種方式會導致土層向外擴展， 并且會影響地基的透水性能， 因此為了排水方便建筑方需要使用透水性能較好的材料。

4.4 地基夯實技術

壓實法和夯實法是目前最常用的方法之一， 壓實法和夯實法簡單來說都是通過物理器械的作用對于表面進行適當的壓實， 使地基更為牢固。

表面壓實法是通過功率較低的器械或者是碾壓設備對土層進行夯實， 通常情況下會采用分層壓實的方式來進行處理， 并且如果土壤中含有較高的水分， 在處理的過程中一般是一層泥土一層混凝土膠體施工， 從而使地基具有更高的穩定性。

夯實法則是利用速率較高的器械來對地基進行處理， 通過不斷對地基進行反復敲打， 從而使地基的穩定性增強。 但是在對地基進行此項處理之前，一定要做相應的實驗以防由于施壓過大而造成的地基不穩。

4.5 振沖擠密法

振沖擠壓法在施工之前要對地面進行處理， 使其變得更為平整清潔。 然后通過特定的設備將原有的土壤結構進行破壞， 使其內部的密度以及空隙的水壓由低變到高， 利用振沖器對涂層進行打擊， 每次將打擊好的泥土放入土層后， 需要將其高度控制在比原有的高度低30cm以上， 然后通過泥土的導電性來對電流所耗的時間進行監測， 直到電流達到預想中的緊實電流， 這項工作就算完成， 如此循環往復[5]。

4.6 強夯地基處理技術與碎石樁地基處理技術相結合

高層建筑由于其自重更大， 所以高層建筑對于地基的承載力要求更高， 采用普通的壓實技術或夯實技術可能無法滿足地基所需要的標準， 在這種情況下可以使用兩種技術相結合的方式， 從而進一步提升整個地基的承載力。 強夯技術和碎石樁地基處理技術相結合也是當前高層建筑地基處理技術常用的手段之一。 碎石樁地基處理技術簡單來說就是在填土層處理好碎石的樁體， 然后再利用強夯處理技術將碎石樁擊破， 這樣被擊破的碎石樁就會進入護土層與地基成為一體， 進而達到地基所要求的強度。該技術應用的重點就是強夯法的使用， 工作人員需要結合設計的要求合理控制夯擊的次數、 深度以及夯擊量， 從而最大限度的提高夯擊的效果。 但在實際操作的過程中不同的土質其夯擊的質量也存在差異， 所以工作人員一般在施工前先夯擊2 ～3 遍， 結合夯擊過程中超靜孔隙水壓力消散的時間來確定夯擊的次數以及時間間隔。

4.7 CFG樁地基處理技術與粉噴樁地基處理技術相結合

CFG樁地基處理技術與粉噴樁地基處理技術聯合應用的主要工作原理是利用兩種技術的固結能力實現與地基泥土的有效融合， 從而有效提升整個地基的承載力。 這兩種地基處理技術的結合， 不僅能夠發揮CFG樁地基處理技術的樁承載力， 而且CFG樁因為粉噴樁的融合還增加了整個地基的約束力。

5 提高高層建筑地基處理技術應用有效性建議

5.1 做好工程前期勘察工作

在實際施工之前工作人員需要做好現場勘查工作， 通過對施工現場地表水文情況以及周圍環境進行詳細的勘察分析， 確保所獲得的相關數據準確、全面且充分， 從而預估和判斷出外界環境對于地基施工所造成的影響， 并提前做好緊急預案和相應的處理。 比如地下水的變化會對整個地基的承載力造成影響和破壞， 但可以通過前期的勘察了解地下水對于整個工程的影響和破壞， 從而制定合理的計劃避免或減少地下水對整個工程的影響。

5.2 科學選擇地基基礎的種類

一般來說地基基礎所受到的力的作用大多都是豎向荷載， 而地基基礎質量直接關系到整個高層建筑的穩定性， 因此工作人員也需要結合具體的施工情況， 選擇合適的地基基礎。 例如地基承受的荷載力非常大且建筑主體和基礎豎向分布結構將一致，則可以選擇獨立型的地基基礎。 而如果高層建筑的層數相對較高， 則可以選擇筏型的地基基礎。

6 結語

綜上所述， 地基是整個建筑工程建設的基礎，尤其是高層建筑其對于地基的要求更高， 所以施工單位就需要做好前期的勘察工作， 結合勘察的數據選擇合適的地基處理技術， 從而保證地基的質量能夠達到要求的標準， 為后續施工工作的順利進行奠定堅實的基礎。