高层建筑软土地基桩基础施工处理措施

郭雷刚

【摘 要】 本文结合实例简单阐述了高层建筑软土地基桩基础的施工处理措施，为提高高层建筑工程质量奠定良好的基础。

【关键词】 高层建筑；软土地基；处理措施

一、桩基础施工注意事项和应遵循的基本施工原则

1、安全性原则

桩基础施工要切实将安全施工理念落实到位，在施工前要做好充足的准备工作。其一是要制定总体施工方案，并将安全防护措施考虑在内；其二要全面了解施工的具体环境特点，包括地质情况，地下管线铺设情况，地下水分布情况等，做到有针对性的制定安全防护方案。在施工过程中，也要处处将安全施工放在第一位，并加强对施工人员和设备的安全管理工作。

2、及时性原则

及时性原则主要是指对于发生施工质量和安全事故后要及时进行处理。桩基础施工中经常会存在一些由于施工操作不到位埋下的安全隐患，例如由于桩体埋设不符合施工标准而引发的坍塌事故等，一旦发生这类事故问题，就必须要及时查出施工发生原因，并采取及时有效的措施进行补救，避免拖延或搁置事故处理，这样才能有效防范类似施工的发生。

4、经济性原则

在桩基础施工各项环节，都要进行各项施工参数的合格性检验，发现不符合操作要求的地方要及时整改，同时对施工技术的监管要实时到位，施工过程要以科学的施工设计作为依据，避免因返工造成的人力物力资源的浪费。

二、高层建筑软土地基桩基础施工处理技术分析

1、工程概况简述

某高层建设项目选址所处地质环境为软土地基，且该工程所处长江三角洲软弱土层环境，即属于长江三角洲所处的冲击平原环境。同时工程项目自上至下可逐步划分为上部分粘土性质土体结构，中部则为过渡层，而下部分则归结为粘土性质的砂类土体表层。其中，上部分土层主要呈现的是滨海相沉积性质的土体层，厚度大概处于50—60m左右，且属于沉积性质亚粘土。同时，该地基土层由于处在一滨海相水体冲击地区，其孔隙较大、土质水量吸收相对较高，包括土质高压缩性明显，则可断定为软弱土层结构。而中部土体结构环境则以溺谷相地质性质为主，并且土层间的土质呈现多以粉细砂、亚粘土的交替组织形态为主，厚度则为8-10m左右。至于下部土体环境可归结为浅海相沉降类型，且厚度约为18-20m左右。不过由于下部砂类所处环境也是项目长桩应用的持力层，如若采用基本自然地基土层进行处理则很难满足项目自重承载及规则沉降量的设计要求，故结合项目实际采用桩基处理方式。

2、桩基础施工技术工艺处理措施研究

2.1开挖方法及控制要点

2.1.1打桩后再开挖

在结合该工程实际处所地基地质环境及其当时现有的工艺条件下，包括吸收了国外同类题材项目的施工经验及建模理论的基础上，确立了“打桩后再挖土”的打桩作业原则。这是因为本项目如若采用先开挖在打桩的作业方式，不仅要考虑造价因素，同时还要评估施工难易程度。具体原因则是：本工程项目所处地质形态环境下，土质结构相对松散、含水量大，且高度压缩性非常明显，渗透性表现不灵敏，属于软塑、流塑组织状态，荷载性能不足。此外就开挖作业量而言，开挖规模较大，很难准确评估坑底标高。同时基坑长期裸露在外投入的人工降水造价费也很高。特别是该地气象条件下降雨量丰富，但凡基坑被泡则会加剧塌方隐患，所以打桩机很难到坑底地带完成作业。若非所处作业条件受限，正常基坑打桩则需要利用路基箱，碎石块等物资设施加以辅助。基于此，本项目实行的“打桩后再开挖”打桩作业法则充分切合实际利用了地表硬壳层，从而使得打桩工作开展可采用地面行进方式完成作业，不仅使得作业效率显著提升而后又控制了造价成本投入，并巧妙控制了基坑开挖的桩柱变形及頂部位移。

2.2.2质量控制要点

虽然结合本项目实际特点采取了“打桩后再开挖”作业施工法具备显著优势，但是短板之处也同样值得重视，需要予以重点质量控制，即预先打入桩的弯曲变形组织形态下的水平位移需要严格控制。基于此，为控制变形加剧并产生控制良效，则需采取针对性控制手段：第一，应能结合施工流程，妥善控制挖土次序，并保持对称挖土以避免基坑长期裸露在外；第二，当基坑面积较大时，则可以使用分段挖土作业原则完成该时期工序作业，即每挖一段就随后完工一段，并处理好每挖一段的回填，然后交替循环进行开挖。第三，基坑开挖后存在的土料应随挖随运，杜绝在边坡周围堆放开挖土，从而达到控制桩基变形及顶部位移的主要目的。

2.2锤击沉桩施工法

2.2.1沉桩锤选用标准

本项目采用的打桩法主要以锤击沉桩法应用为主。值得指出的是，柴油锤、落锤、或者蒸汽锤的选择应能结合项目实际进行评估并应予以采用。一般而言，柴油锤特别适用于坚硬土层性质的地基土，这是因为柴油锤连续作业性能良好，锤芯夯击起跳高，且沉桩成效佳；而蒸汽锤一般比较受用于软粘土层进行沉桩；至于落锤，严格意义上可将其视为作业机具，应用于沉桩规模作业较小的短桩结构。因此，对于沉桩锤的选用确认，应能结合桩基础的规格型号、基本长度、以及其重量级、直径等参数进行评估并予以采用。

2.2.2质量控制要点

沉桩落锤的捶打原则应坚持以“重锤低打”执行原则为主，并要考虑桩基础本身极限强度允值的承受情况，即处在其捶打承受荷载允值内，尽量采用大桩锤，以避免捶打时桩头损坏。因此，结合上述沉桩锤落锤的捶打依据，本项目对于400×400mm×30m的钢筋混凝土方桩和钢管桩的沉桩施工，可优先选用3.5t级柴油锤；当调配确有困难时，亦可选用4.5t级柴油锤，但应限制锤跳高度，不应超过2m；φ550×100mm×40—45m的预应力钢筋混凝土管桩和钢管桩的施工，宜选4.5t级柴油锤。

2.3停打标准处理控制要点

2.3.1桩基础基本停打标准确认

高层项目桩基础打桩的停打控制标准有关责任施工单位应能高度予以重视。这是因为桩基础的停打处理标准决定着该高层项目基础所承载的极限允值，从而决定是沉降量是否规则，以保障项目基础结构上方的建筑结构安全性能得以保持。此外，如若确保桩基础的停打控制标准合乎质量控制标准，则直接有效、合理控制施工进度，并确保打桩机具的油耗得到有效控制，且使得其桩锤使用周期寿命得以延长。因此，确认桩基础的桩锤停打标准，则需要客观考量该项目的所处地质环境，以及现有的桩基础规格种类、桩的长度，包括现场各项组织控制要素等进行综合评估并予以采用。基于此，结合受力形态存在的力学差异，则需切合项目实际来确认桩基础停打标准。

2.3.2持力层确认贯入度

虽然沿海一带土层所固有的基本性质属于软粘土，并且分布相对稳定。但是如何判断桩基础的沉桩锤击受力是否进入到持力层就成为了停桩标准控制关键。因此，此时可以凭借贯入度去进行客观评估。也就是说，待桩端已经深入到持力层，则可结合设计要求继续打至3—5D。不过，有时会遇到突发状况，即遇到结实、坚硬的持力层，这是打至3—5D无疑非常困难，（贯入度S<1.0mm）并且如若强行进行锤打则会使得桩基础损毁的同时又白白毁掉了桩锤。因此，对于该情况的技术交流则需要和设计单位进行反映与沟通，当经得对方同意时则能够以贯入度参数指标作为桩锤停打的主要考量依据。

2.3.3基本效益

本項目采用“重锤低打”大桩锤（柴油锤）的作业方式对

400×400mm×30m及φ550×100mm×40—45m砼方桩及钢管桩完成了其沉桩作业。实际施工中，采用4.5t柴油锤的φ550×100mm×40—45m较大型号桩也都达到了基本预定深度，并且经过静载荷试验表明，桩身强度基本满足设计承载力需求，施工组织设计方案更为合理、可行和经济，远远超过缩短工期所获得的效益。

三、结束语

处在竞争日趋激烈的建筑产业市场下，高层项目用地资源开发越来越普通化，这间接体现了建筑产业市场的建设发展进程脚步加快的发展态势明显。因此，对于有关责任施工单位应能切合项目实际以高层项目对象作为客观研究重点，并在组织好人、机、料的组织管理要素前提下，积极研究软粘土所处地质的严峻开工条件，以此才能保障软土地质环境下地基土层有关工序作业的质量控制水平，为后续项目作业工序有力衔接提供基础保障。

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