高层建筑地基施工技术

郝建斌

摘要：工程建设和施工中，地基基础建设有着举足轻重的地位，地基基础建设质量的高低将会直接影响到建筑工程的根基，所以其施工质量的难题也会关系到整个工程质量的好坏。本文就对高层建筑中地基处理技术进行了分析，进而提出了地基处理施工技术质量控制措施，为工程建设中选用适宜的施工方法奠定了基础。

关键词：高层建筑，基础施工，地基处理技术

中图分类号：TU97文献标识码： A

1.引言

随着当今城市建设的快速发展，高层建筑拔地而起，高层建筑物的沉降比普通建筑物的要求更高，建筑负荷全都由地层来承担，影响建筑物负荷的那部分地层被称之为地基，向地基传递负荷的下部结构被称为基础。软土地质差异性较大，有很多不可预测性，具有强度低，压缩性大，参透性小等特征，因此施工过程中应加强地基施工的各个细节，并在地基处理过程中加强新工艺新产品的应用，确保地基基础的牢固和稳定，为建筑物工程施工质量创造良好的基础保障。

2.高层建筑地基处理技术

2.1夯实水泥土桩复合地基成套技术。夯实水泥土桩足通过人工或机械成孔，采用相对来说比较单一的土质材料，与水泥按一定的比例掺和，在孔外充分拌和均匀而形成的水泥土上，分多层向孔内回填还需强力夯实。从而形成均匀的水泥土桩。与CFG桩类似，先往基础和桩顶之间设置一定厚度的褥垫层，使桩、桩间土和褥垫层共同形成复合地基。因为夯实中形成的高密度以及水泥土本身的强度，与搅拌水泥土桩比较而言，夯实水泥土桩桩体拥有比较高的强度。夯实水泥土桩复合地基有如下特点：桩身强度比较均匀、施工速度比较快、不会受场地的影响、造价较低、无污染。结合施工的具体情况，夯实水泥土桩成孔亦可采用机械成孔(挤土、不挤土)或人工成孔，混合料夯填亦可选用人工夯填和机械夯填。该方法应用于处理地下水位以上的粉土、素填土、杂填土、粘性十等地基。处理深度不宜超过10m。

2.2高层建筑地基的注浆加固技术。注浆加固是用压送设备将具有充填和胶结性能的浆液材料注入被加固的地层中，使土颗粒的间隙、土层的界面或岩层的裂隙内，使其扩散、胶凝或固化，以增加地层强度、降低地层渗透性、防止地层变形和进行托换的地基处理技术。按照流动浆液体与土体的相互作用方式，一般可分为渗透注浆、压密注浆和劈裂注浆三种。在实际注浆中，注浆体往往是以多种运动方式作用于土体的。按照注浆工艺，可分为单管注浆(花管注浆)、套管注浆(塑料袖阀管注浆)、布袋注浆和埋管注浆四种。在高层建筑地基加固中，通常采用花管注浆和埋管注浆两种，前者用的较为普遍，后者则用于人工挖孔桩。桩端附近软弱地基土层的加固，在采用花管注浆法进行加固处理时，有时还用微型钢管混凝土桩与注浆法联合进行加固，以达到提高地基承载力、减少地基变形和改善地基的不均匀性的目的。

2.3高层建筑地基的深层水泥搅拌桩技术。水泥搅拌桩是通过特制的搅拌轴的轮叶，从地面开始破坏搅拌至需要深度，打开阀门将水泥浆或水泥粉由搅拌头注入土体，用搅拌头强制搅拌均匀使水泥等固化剂与原土充分混合发生物理化学反应后形成强度大、压缩性小的桩体，桩体和桩周土共同承担外部荷载形成复合地基。它可分为深层搅拌法和粉体喷搅法。水泥土的抗压强度除了与被加固土体的性质有关外，还与水泥的标号、掺合量、龄期及外加剂等有密切的关系。水泥标号愈大强度增加愈大，水泥标号增加10号，强度可提高30%。因此实际中尽量采用高标号的水泥。水泥的掺入比愈大，水泥土的强度逐渐增加，当掺入比小于5%时，对水泥土的强度影响不大，因此掺入比必须大于5%，一般的掺入比采用10%-15%；水泥土的强度随着养护龄期的增大而增大，超过90d后，强度的增长才开始稳定，一般采用90d的龄期作为标准；外加剂如木钙、三乙醇胺和石膏等，对加固土起早强、缓凝、减水和节省水泥的作用，但必须避免污染环境。

2.4高层建筑地基的高压旋喷法。它是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻至土层的预定位置后，以高压设备使浆液在20-40MPa的高压流从喷嘴中喷射出，冲击破坏土体，同时钻杆旋转以一定程度渐渐向上提升，将浆液与土粒强制搅拌混合，浆液凝固后，在土中形成一个固结体，以加固地基，提高地基的抗剪强度，改善土的变形性质。高压喷射注浆法的基本工艺类型有:单管法、二重管法、三重管法和多重管法等四种方法，目前高层建筑地基加固中一般采用单管法，桩径一般可达500mm左右。施工工序为:测量放孔→机具就位→引孔→插入旋喷管→低压注清水→旋喷注浆→拔管→冲洗→修整桩头。它在地下水位以上作业。在高层建筑地基加固中高压旋喷通常用于:地基承载力标准值和变形模量要求较高的地基土加固;卵石层中的软弱夹层(细砂、中砂、粗砂、砂夹卵砾石、砾石等透镜体或似层状夹层，特别是厚度较大的砂层)加固。

3.地基处理施工技术控制措施

3.1提高施工人员技术水平。地基处理得当与否与现场施工人员的技术水准息息相关，地基处理项目的成败关键在质量，而质量是需要人来完成的。施工相关人员如果未认真进行地质勘察，提供地质资料、数据有误，地质勘察时，钻孔间距太大，不能全面反映地基的实际情况，如当基岩地面起伏变化较大时，软土层厚薄相差亦甚大；地质勘察钻孔深度不够，没有查清地下软土层、滑坡、墓穴、孔洞等地层构造地质勘察报告不详细、不准确等，均会导致采用错误的基础方案，造成地基不均匀沉降、失稳，使上部结构及墙体开裂、破坏、倒塌，都是诱发质量问题的隐患。因此施工人员一定程度上决定了工程质量，因此必须要求现场施工人员的质量意识、专业知识、技术技能、个人素质也应与项目的质量要求相匹配。要严格考核用人状况，制定科学的分配方式，使施工处理良性的循环状态，达到施工项目质量的稳定性。

3.2严把现场施工材料控制。做好地基处理必须加强施工材料的质量控制，只有确保材料的质量才能为地基处理做好基础，因此应严格控制材料关：①大宗材料应按公司合格供方名录进行采购，对于合格供方名录不包括的材料商，应由公司对供方进行合格供方评价，评价合格后纳入公司合格供方名录，方可进行采购。一般零星的和特殊材料项目经理部自行评审，合格后采购。选择优良供货商，确保最新、最好的材料。②合理分配进货货源时间，确保施工现场的连续性，而又不能堆积大量材料，减少保管费用和资源浪费。材料的进场时间、顺序、数量、型号等要与施工进度相协调，保证材料及时、准确也是保证工程质量的重要方面。③在施工过程中，合理组织材料使用，各类材料应合理堆放、隔离、搬运和保管，以确保其适用性，及时性，完整性。

3.3地基水泥灌桩的质量控制。高层建筑地基多采用水泥灌桩技术进行地基基础的加固施工，钻孔灌桩技术中每个施工步骤都对地基的施工质量有着决定性的影响。钻孔和水泥灌桩是工程质量的关键。基施工时混凝土配合比，应在施工前选择取料场对原材料进行检测合格后，分人工挖孔桩和钻孔桩进行配合比设计，一般情况下，钻孔桩水下混凝土的坍落度比人工挖孔桩混凝土坍落度要大，但无论何种混凝土都应满足施工工艺的具体要求。施工前对钻孔机器进行周密的检查，确保底座和顶端的平稳，避免施工过程中因底座的移位和下陷影响了灌桩的质量。混凝土灌注前应仔细对孔底进行检查，检查孔底有无积水和沉渣。灌注高度应严格进行控制，以利混凝土充分振捣；二是地下水量较大，采用海绵、毛毡无法吸干净时，可以考虑按钻孔桩进行水下混凝土灌注。当钻机达到设计高度后，需对孔径的大小，钻孔的深度和垂直度进行详细的检查，达到设计标准后请监理工程师对钻孔进行合格性检验，完成钻孔工作。地基水下混凝土灌注应仔细对每盘混凝土下料量和导管拔管高度进行严格的计算。否则极易出现导管拔出混凝土上面以造成断基，应将混凝土灌注超出基顶设计标高至少0.8米，以保证基顶的混凝土质量。

4.结语

地基处理方法应根据不同的地质情况采取相应的技术措施，由于适用范围有一定的局限性，应根据工程施工状况，对地基处理方法进行技术、经济及适用性进行比较，选择最合适的施工方案，确保地基处理的质量，才能保障建筑物的安全稳定。