淺談高層建筑工程施工中的樁基礎(chǔ)施工技術(shù)

杜永強(qiáng)

(山西二建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030000)

作為我國建筑行業(yè)當(dāng)前階段的主要發(fā)展趨勢，高層建筑的建設(shè)備受關(guān)注，在全面提高土地資源利用率，增加建筑高度的過程中，建筑工程的質(zhì)量以及安全成為了人們所探討的熱點(diǎn)話題。為保障高層建筑工程良好的安全質(zhì)量效果，各大建筑工程廣泛應(yīng)用樁基礎(chǔ)施工技術(shù)展開施工作業(yè)，常見的施工技術(shù)種類眾多，包括預(yù)制樁、灌注樁等，在施工中應(yīng)充分結(jié)合工程的實(shí)際需求，展開優(yōu)化設(shè)計(jì)，從初始階段的流程展開優(yōu)化控制，才能夠保障樁基礎(chǔ)施工，有效提升建筑質(zhì)量。

1 高層建筑工程施工中的不同樁基礎(chǔ)技術(shù)

1.1 灌注樁技術(shù)

灌注樁技術(shù)是我國當(dāng)前階段在高程建筑工程當(dāng)中廣泛使用的樁基礎(chǔ)技術(shù)之一。灌注樁施工通過鉆孔，隨后向孔中灌注混凝土的方式，進(jìn)而在土體結(jié)構(gòu)中形成更加堅(jiān)固的混凝土樁體，滿足樁基礎(chǔ)施工提升地基承載力的需求，能夠更好的承受上層建筑的重量。在鉆孔灌注樁施工技術(shù)中，應(yīng)展開合理的泥漿護(hù)壁施工作業(yè)，進(jìn)而對每一施工階段中的細(xì)節(jié)展開合理的規(guī)劃，確保對施工要點(diǎn)展開控制，才能夠形成最佳的施工效果。在灌注樁施工過程中，最為關(guān)鍵的就是對泥漿進(jìn)行制備，隨后做好護(hù)筒埋設(shè)、工作臺搭接等工作，平整場地。使用鉆機(jī)鉆孔，嚴(yán)格控制鉆進(jìn)直徑、深度等參數(shù)，鉆孔完成之后應(yīng)對孔洞展開清洗、清理沉渣等，確認(rèn)孔洞符合標(biāo)準(zhǔn)之后，參數(shù)符合標(biāo)準(zhǔn)的鋼筋籠下沉到對應(yīng)鉆孔中并灌注混凝土完成施工[1]。

1.2 預(yù)制樁技術(shù)

預(yù)制樁，是通過在工廠使用鋼材或是混凝土對樁體進(jìn)行預(yù)制，進(jìn)而將預(yù)制完成后的樁體運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場當(dāng)中將其放置于土層中進(jìn)行施工，從而促使地基在預(yù)制樁的作用下提升承載力。通過預(yù)制樁施工技術(shù)，樁基礎(chǔ)施工將會形成更為簡單的效果，通過提前由工廠對樁體進(jìn)行預(yù)制，在施工中僅需要進(jìn)行對樁體設(shè)置的密度進(jìn)行設(shè)計(jì)，進(jìn)而將樁體放置于土體中完成施工。但是該樁基礎(chǔ)施工技術(shù)需要消耗一定的前期處理時(shí)間，需要為樁體的生產(chǎn)提供時(shí)間，在工期較為緊張的工程中并不適用。并且在預(yù)制樁施工環(huán)節(jié)當(dāng)中，一般情況下可伴隨混凝土灌注的方式，從而提升預(yù)制樁施工技術(shù)的穩(wěn)定性。應(yīng)用這一樁基礎(chǔ)施工技術(shù)，要求相關(guān)施工人員根據(jù)工程實(shí)際對材料以及施工方案等展開選擇應(yīng)用，從而促使樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形成較強(qiáng)的穩(wěn)定性表現(xiàn)。

1.3 靜壓樁技術(shù)

靜壓樁施工技術(shù)與預(yù)制樁施工技術(shù)存在著一定的相似性，二者均是需要對樁體進(jìn)行預(yù)制，進(jìn)而將樁體放置于土體當(dāng)中。但是不同的是，靜壓樁技術(shù)是通過利用壓裝機(jī)將樁體直接壓入到土地當(dāng)中，其本質(zhì)上是一種沉樁施工方式。靜壓樁施工的方式具有更好的處理效果，且具有良好的綠色環(huán)保特質(zhì)[2]。靜壓樁施工技術(shù)原理如圖1所示。

圖1 靜壓樁施工技術(shù)原理圖

如圖1表示為靜壓樁施工技術(shù)的原理，通過直接將樁體擠壓進(jìn)入土體，進(jìn)而促使樁體與土體之間形成緊密嵌合的效果，形成一體化的承載能力，對土體起到一定的擠密作用，提升地基穩(wěn)定性。并且該技術(shù)在施工中的擾動程度較低，噪音小，不會對周圍環(huán)境造成較大的影響。在靜壓樁施工中，首先對壓樁模板進(jìn)行固定，并對預(yù)定位置使用鋼筋進(jìn)行標(biāo)記，進(jìn)而能夠精準(zhǔn)對接樁尖以及樁心。靜壓樁施工技術(shù)常見應(yīng)用于軟土地基，具有良好的施工效果。

1.4 挖孔樁技術(shù)

高層建筑樁基礎(chǔ)施工中，挖孔樁技術(shù)較為常見。通過使用人工或是機(jī)械的方式進(jìn)行挖孔作業(yè)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求對孔間距以及深度等進(jìn)行控制，隨后在孔中放置鋼筋籠并澆筑混凝土。挖孔樁的施工方法最為簡單，成本消耗較低，且能夠在短時(shí)間內(nèi)完成。使用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行挖孔效率較高，但人工挖孔具有更高的精度，而在人工施工過程中為避免出現(xiàn)安全隱患，應(yīng)當(dāng)采取相應(yīng)安全防護(hù)措施。在挖孔作業(yè)之前，應(yīng)對軟土地基進(jìn)行清理，形成整潔效果，按照十字交叉固定方式確定挖空位置，在孔深達(dá)到1m之后應(yīng)使用混凝土澆筑井圈，以保障施工安全。

2 高層建筑工程施工中樁基礎(chǔ)施工流程

2.1 勘查現(xiàn)場

通過以山西太原的某高層建筑工程為例展開研究，該建筑工程屬于高層民用住宅，其中地上1層使用框架結(jié)構(gòu)，2層以上使用磚混結(jié)構(gòu)進(jìn)行施工建設(shè)。且在建筑工程中設(shè)置伸縮縫，在本次施工中應(yīng)用樁筏與土共同形成的復(fù)合樁基，利用逆作法施工技術(shù)對樁基錨桿開展靜壓處理，底板錨樁參數(shù)為0.25m×0.25m×17.6m，錨樁本身擁有約1m厚度的砂粉持力層[3]。擬建場地為深度45.7m以下的地層，且對場地地層進(jìn)行劃分，可按照6大層進(jìn)行劃分。

以該工程為例，在正式施工之前，應(yīng)對施工現(xiàn)場展開詳細(xì)的勘查。由專業(yè)施工技術(shù)人員到施工現(xiàn)場中進(jìn)行詳細(xì)的勘查作業(yè)，通過對施工現(xiàn)場的周圍環(huán)境、地下管線、地下水分布以及周圍施工情況等進(jìn)行收集整合，并結(jié)合相關(guān)部門所提供的相關(guān)資料，展開科學(xué)合理的方案規(guī)劃設(shè)計(jì)。在正式開展樁基礎(chǔ)施工作業(yè)之前，開展實(shí)地考察的主要目的是為了明確施工現(xiàn)場是否能夠支撐樁基礎(chǔ)施工的具體要求。要求相關(guān)施工人員在全面細(xì)致的考察施工現(xiàn)場周圍情況之后，將電路、地形以及其他設(shè)施等信息完整的記錄匯總，做好數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，為后續(xù)施工方案的制定提供參考。

2.2 施工技術(shù)選擇

通過對施工現(xiàn)場展開詳細(xì)的勘查之后，需要開展施工技術(shù)分析，通過結(jié)合工程實(shí)際條件，對樁基礎(chǔ)施工技術(shù)進(jìn)行科學(xué)合理的選擇，才能夠充分發(fā)揮出樁基礎(chǔ)的施工優(yōu)勢，達(dá)到良好的樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量。在技術(shù)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)，要求相關(guān)人員明確具體的施工流程，并全方位的分析各種不同樁基礎(chǔ)施工技術(shù)下所存在的差異性，根據(jù)工程范圍的施工環(huán)境，客觀評價(jià)適用性，進(jìn)而選擇具有較強(qiáng)針對性的施工方案。

在該工程當(dāng)中所設(shè)計(jì)的樁基礎(chǔ)施工技術(shù)，選擇了變形控制復(fù)合樁基，使用C30型號的混凝土，同時(shí)具有250mm×250mm的樁截面，結(jié)合三級鋼14螺紋鋼進(jìn)行施工。根據(jù)勘測報(bào)告中的內(nèi)容，位于地層的第5層位置為樁基的持力層，并且其結(jié)構(gòu)屬于粉細(xì)沙層，因此施工深度應(yīng)控制在持力層0.2m以上的范圍，同時(shí)也應(yīng)當(dāng)控制在0.4m以內(nèi)。與此同時(shí)，在完成樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的設(shè)計(jì)選擇之外，也需要對相關(guān)施工人員提出要求，通過開展崗前培訓(xùn)，結(jié)合工程實(shí)際建設(shè)要求，展開相應(yīng)的技術(shù)教學(xué)，促使全體施工人員均能夠提升自身的專業(yè)能力，并通過學(xué)習(xí)培訓(xùn)，強(qiáng)化責(zé)任意識，更好的實(shí)現(xiàn)樁基礎(chǔ)施工水平的有效提高。

2.3 施工準(zhǔn)備

施工準(zhǔn)備環(huán)節(jié)也是建筑工程樁基礎(chǔ)施工中的關(guān)鍵階段。通過施工準(zhǔn)備，將會為樁基礎(chǔ)施工奠定良好基礎(chǔ)。要求施工單位在正式開展樁基礎(chǔ)施工之前對施工現(xiàn)場展開清理，清除施工現(xiàn)場的雜物以及障礙等，為順利施工提供良好的條件，有助于提升施工效率，避免影響施工進(jìn)度造成成本超支。同時(shí)對施工中所應(yīng)用過的設(shè)備、材料等進(jìn)行詳細(xì)的檢查核對，按照施工規(guī)范要求，對設(shè)備、材料的數(shù)量規(guī)格等展開精準(zhǔn)校驗(yàn)。與此同時(shí)，要求有關(guān)施工人員對施工計(jì)劃進(jìn)行明確的編制，根據(jù)不同施工環(huán)節(jié)下的施工內(nèi)容，為樁基礎(chǔ)施工制定合理的管理目標(biāo)，進(jìn)而按照施工計(jì)劃嚴(yán)格執(zhí)行施工工作，確保在施工階段中對施工行為加以控制。

2.4 單樁豎向承載力設(shè)計(jì)

樁基礎(chǔ)施工環(huán)節(jié)中，設(shè)計(jì)階段的重要性不言而喻，尤其是針對單樁的豎向承載力展開設(shè)計(jì)，是保障樁基礎(chǔ)竣工完成之后能夠達(dá)到與地基設(shè)計(jì)相一致的承載力標(biāo)準(zhǔn)。通過對地基土物理指標(biāo)展開分析，精確的估算單樁豎向承載力參數(shù)[4]。在該工程當(dāng)中使用平底形樁端結(jié)構(gòu)，經(jīng)過詳細(xì)的計(jì)算，發(fā)現(xiàn)在該樁基礎(chǔ)施工技術(shù)中單樁具有超過175kN的承載力，靜壓錨桿樁承載力的最高設(shè)計(jì)值為210kN。

但是結(jié)合實(shí)際而言，部分工程在實(shí)踐中可能會存在著對單樁豎向承載力估算不準(zhǔn)的現(xiàn)象。若難以進(jìn)行精準(zhǔn)估算，就需要根據(jù)嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)流程，構(gòu)建試驗(yàn)樁，對樁基的承載力加以測試，進(jìn)而在測試中得出最佳的施工參數(shù)，以此優(yōu)化施工方法。而除了一般性的高層民用建筑工程之外，在高程建筑中存在具有設(shè)計(jì)要求較高且地質(zhì)條件較為復(fù)雜的工程項(xiàng)目，這樣的工程項(xiàng)目在開展樁基礎(chǔ)施工時(shí)，就需要開展靜載荷試驗(yàn)，從而精準(zhǔn)界定單樁的承載力標(biāo)準(zhǔn)。

在樁基礎(chǔ)施工中，時(shí)間較為緊迫，設(shè)計(jì)人員面臨著極大的考驗(yàn)，通常情況下需要在獲取地質(zhì)報(bào)告后的第一時(shí)間中對單樁的承載力展開測試，進(jìn)而為設(shè)計(jì)施工方案提供參考，確保形成具有科學(xué)性的方案設(shè)計(jì)效果。為了降低單樁承載力設(shè)計(jì)的誤差，應(yīng)展開多次反復(fù)測試，但是一般性測測試技術(shù)消耗成本較多，可應(yīng)用高應(yīng)變動測法展開測試，有效降低單樁承載力的計(jì)算誤差問題，獲得較為精準(zhǔn)的計(jì)算結(jié)果。

2.5 測量放線

測量放線是保障在高層建筑工程當(dāng)中順利展開樁基礎(chǔ)施工作業(yè)的關(guān)鍵。應(yīng)在施工現(xiàn)場正確布置控制點(diǎn)，并反復(fù)多次檢查軸線的準(zhǔn)確定位，確保各項(xiàng)測量點(diǎn)位所獲取的數(shù)據(jù)均正確無誤。隨后則進(jìn)入到定樁施工階段，在施工過程中，應(yīng)保障科學(xué)施工的同時(shí)，形成良好的安全性保障，要求在整體施工過程中始終根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙以及方案中的內(nèi)容展開作業(yè)。若出現(xiàn)任何需要變更的環(huán)節(jié)，均需要及時(shí)向施工管理人員進(jìn)行上報(bào)，經(jīng)過審核，確認(rèn)變更合理，經(jīng)過批準(zhǔn)之后，才能夠更改施工內(nèi)容。且在施工中同時(shí)應(yīng)對施工作業(yè)展開優(yōu)化矯正，若發(fā)現(xiàn)任何問題，都需要及時(shí)進(jìn)行更改糾正，避免對整體施工流程產(chǎn)生影響造成質(zhì)量受損。

2.6 開挖作業(yè)

在開挖作業(yè)中，要求相關(guān)施工人員全面分析樁基礎(chǔ)施工的特征，并根據(jù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，確定合理的開挖方式，提升作業(yè)合理性。在開挖施工中，應(yīng)滿足因地制宜的條件，若在施工中的土質(zhì)結(jié)構(gòu)為粘土，則應(yīng)由人工進(jìn)行開挖，使用鐵鍬等工具加以輔助。若在施工區(qū)域中的地質(zhì)結(jié)構(gòu)為風(fēng)化巖石，則應(yīng)當(dāng)使用風(fēng)鉆進(jìn)行打眼。樁基規(guī)模過大，就需要使用混凝土護(hù)壁施工作業(yè)方式，壁厚控制在20～25cm之間。

通過對底板下的結(jié)構(gòu)展開分析檢測，發(fā)現(xiàn)其屬于粉質(zhì)粘土性地基土，則在施工中，首先，應(yīng)在底板下的地層結(jié)構(gòu)上鋪墊塘渣墊層，厚度大約為100mm，隨后使用小型碾壓機(jī)對地基進(jìn)行碾壓，基礎(chǔ)墊層則需要使用C10的混凝土進(jìn)行鋪墊，厚度應(yīng)滿足70mm以上。在基礎(chǔ)底板以及地梁施工時(shí)，需要在地層結(jié)構(gòu)中為錨桿樁孔進(jìn)行預(yù)埋處理，同時(shí)預(yù)留錨桿。當(dāng)基礎(chǔ)梁板完成施工之后，開展底層以及而成框架的施工建設(shè)，則在此時(shí)可開展錨桿樁的施工作業(yè)，隨后同步開展上部與樁基礎(chǔ)的施工建設(shè)。完成錨桿樁施工之后，需要在樁孔內(nèi)部封堵膨脹硅。完成上述施工環(huán)節(jié)之后，需要對沉降程度進(jìn)行觀測，按照分層施工原則，在每一層施工完成之后，均需要進(jìn)行2次以上的沉降觀測。觀測點(diǎn)應(yīng)按照5個(gè)框架柱的間隔進(jìn)行布置，且在轉(zhuǎn)角位置提另布置觀測點(diǎn)。在整體施工中應(yīng)用錨桿靜壓樁逆作法展開施工作業(yè)[5]。

2.7 預(yù)制樁施工

預(yù)制樁打樁環(huán)節(jié)中，應(yīng)保持施工場地整潔平整，及時(shí)回填送樁孔，由打樁機(jī)與水平尺相互配合，確保平穩(wěn)開展打樁作業(yè)。對樁位進(jìn)行校對，隨后上移打樁機(jī)，在插樁之前，應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步檢查樣樁質(zhì)量，確保樁位精準(zhǔn)無偏差，樁尖與樣樁之間相互對準(zhǔn)，并根據(jù)經(jīng)緯儀對樁進(jìn)行調(diào)節(jié)，促使樁處于豎直水平狀態(tài)。在打樁過程中，若樁身難以垂直，將會造成偏心受壓，樁體斷裂。因此在施工中，應(yīng)當(dāng)對樁機(jī)進(jìn)行調(diào)節(jié)，按照豎直懸針的方式對樁機(jī)進(jìn)行調(diào)平。同時(shí)使用經(jīng)緯儀對樁身進(jìn)行調(diào)整，從而將偏差控制在0.5%以內(nèi)，促使樁體上下直接中心處于統(tǒng)一鉛垂線上。

在打樁環(huán)節(jié)中對入土深度進(jìn)行記錄，并讀取壓力表參數(shù)。在打樁環(huán)節(jié)中應(yīng)按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格的對每一次的入土深度進(jìn)行記錄，且在接樁焊接環(huán)節(jié)中應(yīng)記錄隱蔽環(huán)節(jié)，當(dāng)樁頭對準(zhǔn)地面標(biāo)志時(shí)進(jìn)行插樁。

3 結(jié)語

樁基礎(chǔ)施工是現(xiàn)階段高層建筑工程常見應(yīng)用的施工技術(shù)之一，通過樁基礎(chǔ)施工技術(shù)，能夠促使建筑工程地基形成更加良好的承載力，對于保障建筑工程安全，提升抗震、抗災(zāi)性能等具有積極促進(jìn)作用。在樁基礎(chǔ)施工中應(yīng)對多種技術(shù)展開分析，因地制宜，選擇合理施工技術(shù)并梳理施工流程，形成規(guī)范化的施工效果，提升樁基礎(chǔ)施工水平。