試論高層建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)

廉美俊

(晉城宏圣建筑工程有限公司，山西 晉城 048006)

在高層建筑物的施工中，地基基礎(chǔ)施工和樁基礎(chǔ)施工是關(guān)鍵的組成部分，對(duì)整個(gè)建筑物的安全性和鞏固性具有決定性的作用。在具體的施工活動(dòng)中，工作人員有必要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，加強(qiáng)對(duì)施工方案的合理策劃，增強(qiáng)地基承載力和穩(wěn)定性，把握技術(shù)難點(diǎn)和技術(shù)要點(diǎn)，提高高層建筑的施工質(zhì)量，創(chuàng)造理想的工程效益。

1 高層建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)施工特點(diǎn)

1.1 位置隱蔽

由于高層建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)通常位于地下或地面以下，其施工過(guò)程相對(duì)隱蔽，不易直接觀察和檢查，這導(dǎo)致在后續(xù)的質(zhì)量檢查和維修過(guò)程中，難以及時(shí)發(fā)現(xiàn)潛在問(wèn)題，增加了維護(hù)和修復(fù)的困難度。施工過(guò)程中質(zhì)量管理的要求較為嚴(yán)格，工作人員要嚴(yán)格控制質(zhì)量，確保地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)的可靠性和耐久性，減少后期的質(zhì)量問(wèn)題和維修成本。

1.2 對(duì)于前期環(huán)境調(diào)查的要求較高

在高層建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)施工前，要進(jìn)行詳細(xì)的前期環(huán)境調(diào)查和地質(zhì)勘測(cè)，這是因?yàn)榈刭|(zhì)條件的差異會(huì)直接影響地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和施工方案。工作人員需要了解地下土層的性質(zhì)、承載力、穩(wěn)定性等參數(shù)，以確定合適的基礎(chǔ)形式和施工方法。值得一提的是，隨著“雙碳”目標(biāo)的提出，建筑業(yè)的高層綠色建筑成為一個(gè)重要方向，在高層綠色建筑中使用節(jié)能環(huán)保材料，是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的手段，目的是減少建筑物的能源消耗和碳排放。例如，使用高效保溫材料可以降低建筑物的能耗，使用太陽(yáng)能板可以減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴，使用可生物降解的材料可以減少對(duì)環(huán)境的污染。采用巖棉、玻璃棉、聚氨酯泡沫、EPS等保溫材料，優(yōu)化高層建筑的保溫性能和隔音性能，能夠有效減少建筑物的能耗。采用太陽(yáng)能板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)等可再生能源設(shè)備，來(lái)減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴，從而減少建筑物的碳排放，改善城市生態(tài)環(huán)境。

2 高層建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)土建施工重要性

高層建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)土建施工在整個(gè)建筑過(guò)程中具有重要的作用，是提高高層建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性的環(huán)節(jié)，作為高層建筑的承重部分，承擔(dān)著支撐建筑物的重要任務(wù)。通過(guò)精確施工，選擇優(yōu)質(zhì)材料，可以確保地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)的穩(wěn)固性和承載能力，有效分散和傳遞建筑物的荷載，減少地基沉降和變形，保證建筑物的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量直接關(guān)系到施工安全，合理的施工方法和嚴(yán)格的施工標(biāo)準(zhǔn)可以提高施工過(guò)程中的安全性，減少事故發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)，實(shí)施嚴(yán)格的質(zhì)量控制和施工監(jiān)管，確保施工過(guò)程中的安全措施得到有效執(zhí)行，有效降低了施工事故的概率，保護(hù)工人和周圍環(huán)境的安全。高層建筑的使用壽命與其地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)的質(zhì)量和穩(wěn)定性密切相關(guān)，地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)施工的穩(wěn)定性有效延長(zhǎng)了建筑物的壽命，減少結(jié)構(gòu)的老化和破損。采用合適的施工方法，提高地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)的耐久性和抗震能力，使高層建筑物保持安全使用的狀態(tài)，提高其應(yīng)用性能[1]。

3 高層建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)土建施工難點(diǎn)

3.1 地質(zhì)情況差異性

在高層建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)施工中，地質(zhì)條件的不同會(huì)對(duì)地基和樁基礎(chǔ)的選擇和施工方式產(chǎn)生影響。例如，在不同的地質(zhì)層中，土壤的穩(wěn)定性、承載能力和變形性等特點(diǎn)存在差異，這就要求施工方針和技術(shù)應(yīng)根據(jù)具體地質(zhì)情況進(jìn)行調(diào)整和選擇，以確保地基和樁基礎(chǔ)的安全穩(wěn)固。

3.2 地下水豐富

在地下水豐富的區(qū)域進(jìn)行高層建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)施工會(huì)面臨困難，地下水的存在會(huì)對(duì)土壤的穩(wěn)定性和承載能力產(chǎn)生影響，容易導(dǎo)致地基沉降和土壤液化等問(wèn)題。因此，在該區(qū)域中，要采取相應(yīng)的防水措施和降低地下水位的手段，以確保地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)的穩(wěn)固性、安全性。

4 高層建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)要點(diǎn)

4.1 前期調(diào)查

在前期調(diào)查階段，技術(shù)人員要了解高層建筑區(qū)域的自然條件，包括降水量、土壤類型和疏松程度等，為地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)土建施工提供重要的參考依據(jù)，獲取調(diào)查結(jié)果，幫助工程團(tuán)隊(duì)制定合理的施工方案，并選擇適當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段，以確保施工質(zhì)量和高層建筑的穩(wěn)定性。在進(jìn)行高層建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)土建施工前，進(jìn)行詳細(xì)的前期調(diào)查，采集關(guān)鍵的信息，包括地基土壤的特性和條件，制定合理的施工方案，選擇適當(dāng)?shù)募夹g(shù)手段。調(diào)查降水量是十分重要的，因?yàn)榈叵滤缓屯寥篮繉?duì)地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)的穩(wěn)定性具有直接影響，了解降水量的分布情況可以幫助工程團(tuán)隊(duì)判斷是否需要采取排水措施，并選擇合適的排水方案。

調(diào)查土壤的類型和疏松程度，不同類型的土壤具有不同的力學(xué)特性和承載能力，了解土壤的性質(zhì)，幫助工程團(tuán)隊(duì)確定適合的地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案，并選擇相應(yīng)的施工技術(shù)。對(duì)土壤的組成成分、顆粒大小和含水量等參數(shù)加強(qiáng)了解，此類參數(shù)對(duì)于選擇合適的施工方法和施工工藝具有重要意義，例如，如果土壤顆粒較大，工作人員要采取夯實(shí)碾壓施工技術(shù)來(lái)增加土壤的密實(shí)度和穩(wěn)定性，如果土壤含水量較高，則需要采取排水固結(jié)技術(shù)來(lái)降低土壤的含水量，以提高土壤的承載能力[2]。

4.2 排水固結(jié)技術(shù)

排水固結(jié)技術(shù)是降低土壤的含水量的關(guān)鍵手段，該技術(shù)可以提高土壤的緊實(shí)程度和穩(wěn)定性，確保地基和樁基的承載能力，采取適當(dāng)?shù)呐潘探Y(jié)技術(shù)，降低土壤的含水量，有效預(yù)防土壤的液化和沉降現(xiàn)象。在實(shí)施排水固結(jié)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中，要根據(jù)具體工程的情況和土壤特性，合理選擇和組合不同的技術(shù)手段，確保施工的效果和質(zhì)量。遇到地下水位較高的情況，使用井水抽排技術(shù)設(shè)置井點(diǎn)，利用水泵將地下水抽出，降低地下水位，有效地降低土壤的含水量，減少土壤的飽和狀態(tài)，提高土壤的緊實(shí)程度。

在地下水豐富的區(qū)域，采取地下水降低技術(shù)，有效控制地下水位，減少土壤的含水量，常用的地下水降低技術(shù)包括井點(diǎn)抽水和水平防滲墻等，達(dá)到改善土壤的工程性質(zhì)的目的，提高土壤的穩(wěn)定性和承載能力。設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)，在地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)施工中，合理設(shè)計(jì)排水系統(tǒng)，規(guī)劃和布置排水管網(wǎng)和排水溝渠，及時(shí)將地表和地下的降水排出，避免水分滯留在土壤中，保持土壤的干燥狀態(tài)和穩(wěn)定性[3]。

4.3 換填墊層技術(shù)

換填墊層技術(shù)是一種通過(guò)將優(yōu)質(zhì)砂石材料填充到地基土壤中，改善土壤質(zhì)量和增強(qiáng)地基承載能力的施工方法，該技術(shù)可以有效地提高土壤的堅(jiān)固性和穩(wěn)定性，應(yīng)用換填墊層技術(shù)，選擇優(yōu)質(zhì)的砂石材料，增加地基基礎(chǔ)的承載能力，減少地基沉降和變形的風(fēng)險(xiǎn)，確保高層建筑的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定和安全。在實(shí)施換填墊層技術(shù)時(shí)，需要根據(jù)具體工程的要求和地基土壤的特性進(jìn)行合理設(shè)計(jì)和施工，以保證施工質(zhì)量和效果。在進(jìn)行換填墊層施工時(shí)，選擇優(yōu)質(zhì)砂石材料，以具有良好力學(xué)性能和穩(wěn)定性的優(yōu)質(zhì)砂石材料為主，此類材料應(yīng)具有適當(dāng)?shù)牧椒植?、均勻性和耐久性，能夠提供較高的承載能力和抗壓強(qiáng)度。

根據(jù)工程要求和地基土壤的特性選擇合適的砂石材料，確保施工效果和土壤的穩(wěn)定性。在地基土壤上方形成一層厚度適當(dāng)?shù)膲|層，使用優(yōu)質(zhì)砂石材料進(jìn)行填充，為了提高土壤的緊密度和穩(wěn)定性，墊層施工中要采取適當(dāng)?shù)膲簩?shí)和夯實(shí)工藝，填平地基不平整面，填補(bǔ)土壤空隙，提供均勻的地基支撐，增加地基的承載能力。加強(qiáng)對(duì)施工方法和工藝的控制，確保砂石材料的均勻分布和夯實(shí)效果，施工過(guò)程中，采用適當(dāng)?shù)臋C(jī)械設(shè)備和工具，如壓路機(jī)、振動(dòng)板等，進(jìn)行墊層材料的均勻壓實(shí)，以達(dá)到較高的密實(shí)度和穩(wěn)定性。

4.4 靜力壓樁技術(shù)

靜力壓樁技術(shù)是一種常用的樁基礎(chǔ)施工技術(shù)，用于增強(qiáng)地基的承載能力和穩(wěn)定性，在該技術(shù)的應(yīng)用中，要將樁體逐漸壓入土層中，使土壤得到緊實(shí)和加固，做好鉆孔準(zhǔn)備，選擇樁基位置后，首先使用鉆孔設(shè)備對(duì)地下土層進(jìn)行鉆孔，使樁體能夠順利的壓入土層中。進(jìn)行鉆孔前，要根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇合適的鉆孔直徑和深度，并注意鉆孔位置的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，完成鉆孔后，將樁體逐漸壓入土層中，使用專用的樁機(jī)或液壓設(shè)備，施加持續(xù)的垂直力，使樁體在土層中逐漸下沉和緊實(shí)，在樁體壓入的過(guò)程中，控制施力的大小和速度，以保證樁體的穩(wěn)定性和承載能力。

具體應(yīng)用中，需要對(duì)以下2方面工作提高重視：1)要控制好進(jìn)行靜力壓樁機(jī)速度，避免速度過(guò)快降低樁基構(gòu)造的穩(wěn)定性，避免速度過(guò)慢浪費(fèi)建筑材料；2)要盡量做到一次性準(zhǔn)確成型，避免中途暫停施工。施工過(guò)程中，要進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)與控制，使用監(jiān)測(cè)設(shè)備和儀器，可以對(duì)樁體的下沉、承載能力等進(jìn)行監(jiān)測(cè)和記錄，根據(jù)監(jiān)測(cè)結(jié)果，及時(shí)調(diào)整施工參數(shù)，保證樁基施工的質(zhì)量和穩(wěn)定性。發(fā)揮靜力壓樁技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，明確靜力壓樁技術(shù)流程，降低噪聲風(fēng)險(xiǎn)，減少對(duì)周圍環(huán)境和結(jié)構(gòu)的影響，實(shí)現(xiàn)土層的緊實(shí)和加固，提高地基的承載能力，確保建筑物能夠安全地承受設(shè)計(jì)荷載[4]。

4.5 夯實(shí)碾壓施工技術(shù)

夯實(shí)碾壓施工技術(shù)是用于增強(qiáng)地基表面土層的強(qiáng)度和穩(wěn)定性的技術(shù)，使用碾壓機(jī)、推土機(jī)等專用設(shè)備，對(duì)地基表面土層進(jìn)行夯實(shí)和壓實(shí)處理，在進(jìn)行夯實(shí)碾壓施工前，要選擇合適的土壤材料。一般選擇具有較好工程性質(zhì)和適宜的顆粒大小分布的土壤材料，如黏土、砂土等，選擇土壤時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體工程要求和地質(zhì)條件進(jìn)行確定。施工過(guò)程中，要準(zhǔn)備適當(dāng)?shù)脑O(shè)備，主要包括碾壓機(jī)、推土機(jī)等設(shè)備，用于對(duì)土壤進(jìn)行夯實(shí)和壓實(shí)處理，目的是強(qiáng)化土壤的穩(wěn)定性，提高密實(shí)度。

施工過(guò)程中，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和施工方案，使用碾壓機(jī)、推土機(jī)等設(shè)備對(duì)地基表面土層進(jìn)行夯實(shí)碾壓，采取輥壓、震動(dòng)等方式，對(duì)土壤施加持續(xù)的力量，使土壤顆粒之間產(chǎn)生緊密的接觸和排列。加強(qiáng)施工控制，包括施工速度、覆蓋范圍、夯實(shí)次數(shù)等方面，以確保夯實(shí)碾壓效果達(dá)到預(yù)期。體現(xiàn)夯實(shí)碾壓施工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，促使土壤顆粒相接觸，提高土壤的密實(shí)度，增加土壤的承載能力和穩(wěn)定性，采用相關(guān)設(shè)備，快速、連續(xù)地對(duì)土壤進(jìn)行夯實(shí)和壓實(shí)處理，節(jié)省施工時(shí)間和人力成本。

4.6 添加劑加固技術(shù)

添加劑加固技術(shù)的應(yīng)用中，要以改善高層建筑地基土層結(jié)構(gòu)性能為目的，向土壤中加入特定的添加劑，改變土壤的物理和化學(xué)特性，增強(qiáng)其抗壓強(qiáng)度、穩(wěn)定性和工程性能。添加劑加固技術(shù)可以改變土壤的顆粒結(jié)構(gòu)和顆粒間的結(jié)合方式，增強(qiáng)土壤的抗壓強(qiáng)度，提高地基的承載能力，使其能夠更好地支撐高層建筑的荷載，并改善土壤的穩(wěn)定性，改變土壤的水分特性、抗凍性和抗腐蝕性。使用添加劑加固技術(shù)可以減少對(duì)原生土壤的需求，降低土壤開挖和處理的成本，粉煤灰等添加劑可以利用工業(yè)廢棄物資源，具有環(huán)保節(jié)能的優(yōu)勢(shì)。

在進(jìn)行添加劑加固施工前，要選擇適合的添加劑，常見(jiàn)的添加劑包括水泥、石灰、石膏、粉煤灰等，選擇添加劑，應(yīng)根據(jù)土壤的特性、工程要求和設(shè)計(jì)參數(shù)，確保添加劑能夠有效改善土壤的結(jié)構(gòu)性能。施工過(guò)程中，將選定的添加劑與土壤充分混合，采用機(jī)械攪拌、噴灑、注入等方式，將添加劑均勻地分布在土壤中，改變土壤顆粒之間的粘結(jié)力和摩擦力。添加劑加固施工后，需要進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)與評(píng)估，由專業(yè)的技術(shù)人員監(jiān)測(cè)土壤的抗壓強(qiáng)度、承載能力、變形特性等指標(biāo)，評(píng)估加固效果的有效性，并根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行必要的調(diào)整和優(yōu)化[5]。

4.7 混凝土灌注施工技術(shù)

注漿技術(shù)是土木工程中最常用的技術(shù)手段之一，廣泛應(yīng)用于各種施工過(guò)程中，現(xiàn)階段注漿技術(shù)的主要手段是在相應(yīng)的位置旋轉(zhuǎn)孔后注漿。受施工環(huán)境高度不確定性的影響，經(jīng)常出現(xiàn)各種問(wèn)題如塌孔、卡鉆等，對(duì)員工個(gè)人能力有極高要求，在實(shí)際施工中孔質(zhì)量不達(dá)標(biāo)的現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)。重點(diǎn)把握鋼筋加固的施工環(huán)節(jié)，在樁孔準(zhǔn)備完成后，將鋼筋網(wǎng)或鋼筋籠等鋼筋結(jié)構(gòu)放置于樁孔內(nèi)，結(jié)合設(shè)計(jì)要求，選擇鋼筋，布置具體的位置，以增強(qiáng)混凝土與土壤的粘結(jié)力和承載能力。

鋼筋加固完成后，使用泵車或其他設(shè)備將混凝土注入樁孔中，混凝土灌注應(yīng)從底部逐漸向上進(jìn)行，確保混凝土充實(shí)樁孔，排除空隙和氣泡，灌注過(guò)程中，技術(shù)人員要控制流動(dòng)性、漿液比和灌注速度，確?；炷恋馁|(zhì)量和均勻性。加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)與監(jiān)測(cè)，混凝土灌注施工完成后，要采取合理的養(yǎng)護(hù)措施，如覆蓋保濕、溫度控制等，確?；炷恋膹?qiáng)度和穩(wěn)定性，進(jìn)行監(jiān)測(cè)工作，對(duì)樁基礎(chǔ)的沉降、承載能力等進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和記錄?；炷凉嘧⑹┕ぜ夹g(shù)適用于不同地質(zhì)條件下的樁基礎(chǔ)施工，無(wú)論是軟土、強(qiáng)風(fēng)化巖層還是堅(jiān)硬的巖石，混凝土灌注都能夠適應(yīng)并提供穩(wěn)固的樁基礎(chǔ)[6]。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在高層建筑物的施工建造活動(dòng)中，地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)應(yīng)用發(fā)揮了決定性的作用，與建筑物的耐久性和安全性密切相關(guān)。在具體的施工建造活動(dòng)中，施工人員應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行施工，加強(qiáng)對(duì)于建筑物安全性的保障，延長(zhǎng)高層建筑物的使用壽命，滿足人們對(duì)高層建筑物的質(zhì)量要求。