高層建筑工程地基基礎和樁基礎施工技術(shù)分析

靳寧

【摘要】地基與基礎都是建筑下部的隱蔽工程，也是建筑建設的基礎，是建筑施工最重要的一個環(huán)節(jié)，地基基礎的勘察、設計、施工質(zhì)量直接關(guān)乎到建筑整體的安全和正常應用。而樁基礎是通過承臺將多根樁體頂部連接成一個整體，同時承受靜荷載的深基礎，樁體是在土層中垂直設置的基礎構(gòu)件，用作穿越軟弱高壓縮性土層或水，將樁體所承受的荷載力傳導到更密實、更堅固的地基持力層上。對于高層建筑來說，由于建筑頂部荷載較高，要求地基和樁基具有較高的荷載力，這就要掌握高層建筑地基基礎和樁基礎施工技術(shù)要點，保證基礎工程施工質(zhì)量。基于此，本文首先提出高層建筑基礎工程施工的準備事項，進而分別探究高層建筑地基基礎、樁基礎施工技術(shù)要點。

【關(guān)鍵詞】建筑工程;深基坑;支護;施工技術(shù)

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

17.071

前言：

城市化快速發(fā)展的標志是建筑數(shù)量的不斷增加，由于城市土地面積有限，為了提高經(jīng)濟水平，滿足人民生活的需要，建筑業(yè)的各種工程項目建設主要以高層建筑為主。為了保證高層建筑的穩(wěn)定性、耐久性和安全性，必須采用科學的施工技術(shù)，以保證建筑基礎的基本性能和結(jié)構(gòu)強度，從而保證建筑工程在實際使用中的安全。在施工過程中，要做好各項施工技術(shù)的研究，保證充分的準備工作，加強基礎和樁基施工的質(zhì)量控制，以提高建筑基礎工程的施工質(zhì)量為目標，保證基礎工程的實際施工符合工程設計標準，提高高層建筑工程整體施工的經(jīng)濟效益和社會效益。

1、建筑地基基礎和樁基礎概述

1.1 建筑地基基礎

地基位于高層建筑下面，其作用是有效傳遞建筑物的荷載，基礎一般由巖石和土體組成，這是高層建筑的基礎。在實際施工中，基礎往往受荷載作用，導致地基變形，高層建筑基礎可以使建筑物更牢固地建立，從而保證高層建筑的穩(wěn)定性和強度?，F(xiàn)有的地基基礎類型一般有人工地基和天然地基兩種。人工地基一般較深，天然地基較淺。

1.2 建筑樁基礎

建筑物基礎是一種埋深大的特殊地基。樁基礎一般由承臺和基樁組成。目前，樁基礎在高層建筑施工中得到了廣泛的應用，人們對建筑物的穩(wěn)定性和強度提出了更高的要求。如果地基基礎單獨使用，很難滿足這些要求，因此在施工中會選擇樁基礎，樁基礎比地基承載力更堅實，可以穩(wěn)定地基，因此在建筑行業(yè)得到了很好的發(fā)展。

2、高層建筑地基基礎施工技術(shù)要點

2.1地基基礎處理技術(shù)

（1）換填法。在建筑地基基礎施工中，很有可能會碰到軟土地基情況，軟土地基的承載性低，會影響整個建筑基礎的穩(wěn)定性、強度，產(chǎn)生不均勻沉降等問題，為了避免此類情況發(fā)生，提升地基基礎的物理性能，可以采用穩(wěn)定性高、強度高的材料置換軟土層，通過分層填土處理問題，這樣可以減少縫隙、土地孔洞發(fā)生率，提升地基土層的承載性、土壤密度。

（2）碾壓夯實。在軟土地基處理中，如果周圍沒有合理的取土場，可以借助夯實設備對軟土進行碾壓夯實，從而排除軟土中的空隙和水分，提升土壤整體強度，采用碾壓夯實等加固方案，可以有效減少地基基礎施工完成后出現(xiàn)不均勻沉降的情況。碾壓夯實方法根據(jù)施工方法的差異可以劃分為振動夯實法、機械碾壓法兩種形式[1]。

（3）固結(jié)土壤法。在地基基礎施工中如果存在液化土壤，由于含水率高會影響地基承載性能，出現(xiàn)液化土壤主要是因為土層中含水率較高，因此要先進行地基排水處理，通過設置降水井、排水管等，如圖1所示，將土壤中的水分排除之后自動固結(jié)提升土壤整體的承載性，降低地基基礎沉降量。該方法投入成本較低，技術(shù)層面上可以更加便捷。

（4）化學加固法.在地基基礎施工中向土層中注入一定量的砂漿、丙烯酸銨、堿液等固化材料，借助這些固化材料的理化特性可以起到土壤粘結(jié)作用，改善土壤的土質(zhì)性能，以便更好的滿足地基基礎施工標準。也可以采用石灰和膨脹土親水物質(zhì)進行反應，改善土壤性能、提升承載力。在地基基礎日常處理中，常見的方法有深層攪拌法、噴漿法、灌漿法等。

2.2地基基礎施工技術(shù)要點

（1）測量放線。地基基礎施工中，測量放線是非常重要的前期準備工作，所以必須要保證測量放線環(huán)節(jié)的嚴密性、精準性，保證土建施工質(zhì)量和工程順利施工。測量放線中采用科學有效的管理方法，充分發(fā)揮測量放線的指導、控制作用，提升基礎工程整體質(zhì)量。還要積極采用新型技術(shù)、新型方法、新型設備來提升測量放線的效率、精度。

（2）施工材料質(zhì)量控制。地基基礎施工的重要一項就是施工材料控制，如果施工材料質(zhì)量無法達到標準，會直接造成成本、管理、安全等問題。在實際施工中，要嚴格把控施工材料質(zhì)量，做好材料供應、采購、運輸、檢驗等多環(huán)節(jié)管控，確保施工材料能夠滿足使用標準。

（3）挖方控制。土方挖掘是地基基礎施工的重要一項，需要滿足以下幾點要求：一是對挖方方案進行審查和研究，確定挖方要求和內(nèi)容，審查中要判定施工工藝是否滿足標準、機械設備是否能正常使用。二是方中要實時分析周邊環(huán)境情況，確定基坑開挖深度、范圍、坡度，結(jié)合施工現(xiàn)場地質(zhì)情況、基礎要求加強施工技術(shù)掌控。三是確定基坑開挖深度之后，在孔位開挖時要將孔位深度控制在持力層下5cm以上。四是盡可能避開雨季施工，保證開挖后1周時間沒雨，否則會影響雨水影響開挖整體質(zhì)量。如果施工現(xiàn)場地下水位較高，要提前設置好降水井。提前做好現(xiàn)場水源排查，做好防水、排水工作，制定好施工方案。如果基坑內(nèi)部有積水，則要使用排水泵將水排出，封堵出水口，在此過程要時刻注意土方流失情況和滑坡問題。

3、高層建筑樁基礎施工技術(shù)要點

3.1施工方法

（1）預制樁施工

①錘擊法。在樁基礎施工中，預制樁要根據(jù)工程設計標準，現(xiàn)場客觀條件，準備好打樁設備，確保所使用的打樁設施可以達到施工要求，通常情況下可以選擇打樁機、樁錘、樁架。在施工前要再次確認一次軸線布置情況，在樁點為可以確定樁線位置，實際存在的誤差不得超過要求范圍。在打樁施工中，必須要連續(xù)進行，打擊高度控制在0.7m左右。固定軸線時需要將樁體打入了一定深度，此時可以提升打擊高度，增加打樁效率。在錘擊整個過程，都要實時記錄現(xiàn)場施工情況，為后期質(zhì)量檢查提供信息數(shù)據(jù)。

②靜壓法。靜壓法是使用液壓機將樁體壓入到土壤當中，如土樁體做成尖狀有助于沖破土體。受到靜壓影響，孔隙水會受到?jīng)_擊壓力影響而產(chǎn)生作用力，出現(xiàn)水流不均等情況，也就是超孔隙水壓現(xiàn)象，會對地基土體結(jié)構(gòu)造成影響，產(chǎn)生土體重塑情況，所以樁體要慢慢壓入。如果靜壓時無法保持連續(xù)性，會造成孔隙水壓消散，打入土體樁基周圍土壤會固結(jié)，被擾動土體恢復原有強度，增加壓入阻力，所以無特殊情況下不得中斷壓裝施工。靜壓法對施工工藝要求很高，要保證樁體垂直進入土壤。所以要將樁體距離地面10cm左右時，使用調(diào)壓裝機將樁體尖部和樁位對準，樁基礎壓入1m時，調(diào)整樁體的垂直度，垂直偏差不得超過±0.5%[3]。靜壓時啟動壓裝機卷揚機，慢慢將樁體壓入，嚴控下壓速度，控制在2m/min左右即可，從而起到壓裝荷載控制作用。壓樁時，應有專業(yè)人員時刻測量樁體垂直度，不得出現(xiàn)偏移情況，否則要立即做出調(diào)整。

③接樁。無論采用哪種預制樁方法都要進行接樁施工。為了提高施工效率、保證施工便捷性，建議采用焊接接樁法。如圖2所示，在樁體焊接中以電弧焊為主，在焊接前對上下端樁體錨板進行除污除銹，樁體端口表面干凈后再焊接。焊接時，將下一節(jié)樁高出地面70cm左右，這樣焊接更加方便。焊接要連續(xù)、均勻、對稱、分層，焊接道數(shù)不少于2道。

（2）灌注樁施工

①沉管灌注樁。沉管灌注樁施工要使用錘擊振動、振動沖擊法進行沉管開孔處理。一般情況下，將沉管規(guī)格控制在400mm左右，如果工程有特殊要求要另選規(guī)格，樁長不超過20m，將沉管打入到地基土層中。該項技術(shù)在實際應用中適應性很強，機械操作也十分便捷、簡單，具有成本低、效率高等優(yōu)勢。但該項技術(shù)也存在缺點，如容易縮頸、混凝土離析、斷樁、強度不足等。特別是縮頸問題十分常見，如果軟土地基處理不當容易產(chǎn)生縮頸，所以沉管灌注樁更多是應用在粗砂土、硬黏土地層中。在拔管中要慢慢進行，拔出速度控制在0.8m/min左右，為了保證最終施工質(zhì)量，要保證混凝土質(zhì)量達到使用標準。

②鉆孔灌注樁。灌注樁的常見規(guī)格有800mm、1000mm、1200mm，如果對樁體有特殊要求要根據(jù)工程實際情況確定樁體規(guī)格。鉆孔樁施工當中，要將孔內(nèi)雜物清除干凈，再放入鋼筋籠、灌注混凝土[5]。灌注混凝土要均勻、不間斷進行，避免中斷施工而初凝。我國鉆孔灌注樁施工技術(shù)應用十分廣泛，并且可以避免孔洞出現(xiàn)塌陷情況。

③挖孔樁。挖孔樁施工中要機械和人工配合進行，機械負責大面工作，人工輔助完成細節(jié)處理工作。開挖孔樁時，將開挖深度控制0.9-1.0m之間，在保證孔壁垂直度之后，進行澆灌混凝土或噴射混凝土壁，在上下層中插入鋼筋用于連接。將鋼筋插入到指定深度后即可擴孔施工，在護壁內(nèi)安裝鋼筋籠、澆筑混凝土。挖孔樁施工技術(shù)由于可能出現(xiàn)塌孔問題，所以安全性較低，應用較少。

3.2質(zhì)量管控

（1）加強人為因素控制。對于樁基礎土建施工來說，為了保證樁基整體施工質(zhì)量，必須要嚴格控制人為因素的影響。很多建筑樁基施工中的安全事故、質(zhì)量事故，都與人為失誤有著直接關(guān)系，所以加強人員培訓和人才培養(yǎng)有著重要意義。一方面的，施工單位要面向設備招聘綜合能力強的施工人員、管理人員，保證整個施工團隊的整體水平;另一方面，對于入職人員要進行后續(xù)培訓，針對項目工程實際特點和要求，展開技術(shù)培訓、設備操作培訓、制度培訓、安全培訓、“四新”培訓等，同時配套響應的考核機制，考核合格后頒發(fā)上崗證，要求每位工作人員都能持證上崗，確保工作人員專業(yè)水平達到工程標準，從而減少人為因素的負面影響[6]。

（2）建立健全質(zhì)控體系。為了保證樁基施工質(zhì)量，要建立健全質(zhì)控體系，組織建設高素質(zhì)質(zhì)控管理小組，項目經(jīng)理作為整個小組的總負責人，整個小組還包括施工安全負責人、試驗工程師、測量工程師、技術(shù)指導工程師、樁基質(zhì)量檢驗員等。施工前要確定樁基施工質(zhì)量標準、施工要求與規(guī)范，落實相關(guān)責任，每位崗位人員都應明確工作內(nèi)容和崗位權(quán)責，確保質(zhì)控管理工作能夠順利展開。在質(zhì)量監(jiān)督檢查中，監(jiān)理工程師定期召開小組會議，確定樁基施工進度、質(zhì)量標準，采用精細化質(zhì)量管理手段，質(zhì)控做到層層遞進，在上一道工序施工完成后再進行下一道施工工序，如果質(zhì)量檢查中發(fā)現(xiàn)質(zhì)量不達標情況，要及時落實相關(guān)責任，盡快整改解決問題。如果造成了質(zhì)量事故問題，除了要進行嚴厲的經(jīng)濟處罰，還要組織建設方、承包方、設計方、施工方、監(jiān)理方協(xié)商解決現(xiàn)有問題。

（3）建立健全施工制度。簡單來說，想要確保樁基礎施工質(zhì)量，就是要讓實際施工滿足設計標準與要求，通過落實、貫徹聯(lián)合審查圖紙、技術(shù)交底制度，在施工前通過審查工作保證施工方案滿足標準，明確施工要求與設計理念，嚴格按照標準開展施工工作。此外，設計師、總工程師要詳細解答施工工藝與理念，確保施工人員、管理人員能夠掌握施工情況。在質(zhì)量檢查上，可以采用“三檢”制度，包括施工小組自檢、質(zhì)量管理人員復檢、監(jiān)理人員驗收，層層遞進，檢查合格之后負責人簽字，三個簽字全部確認后即可開展后續(xù)施工[7]。同時，施工中要實時監(jiān)測樁點位，施工當中不得對臨邊樁體造成破壞。施工測量需多次進行驗證，確保樁體水平線、中線、樁基結(jié)構(gòu)、樁點位置正確。再者，還需要完善事故報告制度，任何質(zhì)量事故都要記錄因果、處理手段，將這些文件歸檔為后續(xù)施工提供技術(shù)信息支持。

結(jié)語：

建筑業(yè)是經(jīng)濟發(fā)展的重要組成部分，它決定著人們的生活質(zhì)量，影響著城市文明的發(fā)展。為了提高自身的經(jīng)濟效益，隨著時代的進步，施工企業(yè)必須正確認識基礎和樁基礎施工技術(shù)的重要性，及時分析每種施工技術(shù)的關(guān)鍵部位，根據(jù)建設項目的建設要求、類型等因素，提前做好全面準備。同時，有必要根據(jù)實際情況分析工程場地的土地結(jié)構(gòu)組成，選擇合適的樁基礎施工技術(shù)，以加強建筑物地基的穩(wěn)固性。

參考文獻：

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