高层建筑工程施工中的桩基础施工技术要点解析

文/ 张康康 上海广大基础工程有限公司 上海 201111

目前我国城市化发展进程中，高层建筑的规划建设成为了彰显一个城市现代化水平高低的标志，甚至往往会将高层建筑看作一个城市的地标性建筑和城市发展的中心，如上海的“东方明珠”，它不止是上海的标志性建筑，更是可以成为我国的知名建筑标志。城市的现代化发展意味着对高层建筑需求的进一步扩大，这就对高层建筑的施工技术提出了更高的要求。而由于高层建筑的荷载力非常大施工技术复杂，难度大的特点，其对桩基础的施工技术水平要比一般建筑更为苛刻，高层建筑的桩基础设计施工必须比一般的建筑基础更深、更牢，这就为桩基础施工带来了很大的难度。因此，我们必须着重研究桩基础施工技术的要点、难点，为高层建筑施工的安全、顺利进行提供坚实的技术保障。

1、高层建筑工程桩基础技术概述

高层建筑工程的具体总高度和承重要求是基础工程施工的依据。桩基础根据高层建筑物的总高度确定向地下土壤打桩深度可以有效地增加其承载力，达到加固建筑物的目的，保证高层建筑物投入使用后的阶段稳定性，避免质量问题。桩基础施工前需要对土壤成分进行分析，如果土壤结构复杂、不适宜直接打桩可以立刻进行换填处理，避免因为土壤结构复杂阻碍正式施工进程。同时，还需要专业人员对地质结构进行考察，确保地质结构稳固，保证桩基础的稳定。正式施工时由技术人员来设计打桩计划和桩柱的直径，施工过程借助相应的机械设备对地下土壤根据桩柱的直径控制大小，向地面钻孔。需要注意的是，钻孔作业时要密切关注钻孔深度，一旦钻孔过深会导致后期桩基的施工无法继续进行。为了加快桩基础施工速度，一般做法是将预制好的桩柱直接运输到施工地点进行安装，这样的做法更加高效便捷。不过需要注意安装桩柱的角度不要出现偏差，一旦出现要及时矫正。在施工前，技术人员必须对周围环境的震荡程度进行考察，并将其加入对基层承载力的计算中，这样做的好处是可以最大程度地得到一个相对稳定的数据结果。高层建筑工程施工过程中受到周围环境影响比较大，桩基础在此时就可以起到较好的稳定作用，高层建筑基层收到的作用力，保证建筑整体的稳定性、安全性。

2、高层建筑工程桩基础施工前准备工作

2.1 勘察施工现场，掌握项目基础资料

在高层建筑施工开始之前，应当组建一支专业的技术团队对高层建筑施工场地进行专业性质的考察，并记录详实的相关资料作为后期制定施工方案、选择施工设备、施工方法、技术的资料支持。其具体内容包括观察建筑施工场地的地形、地貌，重点考察施工场地的地质结构是否稳固，因为这对桩基础的深度和分布状况将会产生重大影响；全面了解桩基础地下水的分布情况，勘察周边其它建筑的形态、结构特点、建筑年代和地理位置；掌握桩基础施工场地的地下水管、煤气管、光缆、电线的排布状况等等。通过对这些情况的详细考察和准确了解获得的信息资料可以极大程度上帮助技术人员对施工方案的设计与选择，在施工过程中也可以对施工方法的选择提供信息支持，并对施工过程的人员、设备和进度做出最优的安排。

2.2 施工技术的选择

针对不同的高层建筑施工情况，桩基础的施工技术也应有所变化。在高层建筑施工开始之前，根据技术团队做出的考察结果制定适合的桩基础施工方案，并且在施工技术、施工设备和施工人员的选择方面进行科学、合理的选择、设计与安排。为了确保施工方法和施工设备选择的正确性和有效性，应当在正式施工前进行试桩，保证桩基础施工技术选择为最优，为后期施工质量提供保障。

2.3 施工前需要进行的准备工作

为了确保高层建筑施工能够快速高效地进行，在正式开始施工前，应该进行一些准备工作。具体有以下几点：第一点，清扫场地，平整土地。对高层建筑物施工现场要及时进行清扫，及时清理场地的建筑垃圾、废弃物和障碍物，保证场地的整洁平整。这是由于在桩基础施工在整个高层建筑施工中呈现出的桩点选取密集的特点，其对干净平整的场地的要求比较高。在准备工作中对其着重处理，有利于施工任务的高效进行。第二点，准备工作要根据施工技术的不同有选择地进行。平整土地是所有桩基础工作顺利开展的重要条件之一，但是由于桩基础施工技术选择的不同，后续准备工作就要注意根据不同需求进行，力求满足不同施工技术要求，确保施工过程的施工质量和施工进度。第三点，施工技术准备。在进行桩基础施工之前应当保证文明施工，从而保证施工过程的安全性和施工质量。编制科学合理的施工方案可以为对桩基础施工进度的监督与考量提供依据。

2.4 挑选机械设备

由于各类高层建筑施工现场的地质环境、土壤成分甚至是施工技术施工方法的选择各不相同，所以需要技术人员根据考察得知的数据结果和实际的施工环境挑选合适的机械设备，保证桩基础施工能够高效顺利地进行。其中，施工防线工作，是指在桩基础施工正式开始之前，对相关轴线的再次检查。其目的是降低轴线的布设对周围环境的影响。轴线的作用是确定一个施工网格，使桩位图按照一定的规则布设，有助于对桩位进行编号，从而掌握桩柱的具体尺寸。桩位设施完毕后应当对其进行全面检查，设置样桩，这样一方面可以确保打桩机顺利运行，另外一方面可以避免发生因为桩位不正确引起的其它错误。

3、高层建筑桩基础施工技术要点分析

在高层建筑工程桩基础施工过程中，按照不同的施工工艺，桩基础施工方法主要可以分为预制桩和灌注桩两种。预制桩主要是通过一定的工艺手法预制桩柱，在施工中进行直接安装；而灌注桩则是要在桩基础的合适位置钻孔，之后将钢筋笼放入孔中，用混凝土浇筑制成。但是在施工过程中需要技术人员根据具体的施工情况进行选择适宜的成桩方法。而为了检验成桩方法选择是否正确，通常需要在正式施工开始前进行试桩，从而进一步确定施工方法、工艺的选择，保证高层建筑施工的顺利开展。下面将具体总结分析两种成桩方法的技术要点。

3.1 预制桩施工技术要点

预制桩的主要施工方法有四种，分别是振动、锤击、水冲和静力压桩。通过这四种方法将桩体打入正确点位的过程就是预制桩。四种成桩方法各有其优缺点（表1为四种预制桩成桩方法优缺点一览表）在高层建筑工程开展桩基础施工的过程中为了减轻或防止在桩基础施工过程中产生如地基上溢、桩基上溢、挤土等情况，应当在施工开始前就对入桩的主要路线进行核实，从而达到保证入桩施工顺利进行的目的。在压桩过程中，有三点需要注意：第一点，注意保护桩基。在压桩过程中核准入桩主要路线就是为了避免因为压桩过程中的偏移影响后期桩基下压；第二点，控制压桩速度。为了达到使桩基在下压的过程中能接触到每个土层，释放在下压过程中产生的抗剪预应力的目的，压桩速度最好控制在每分钟一米左右；第三点在装的全过程中，应当注意将桩基下段钢筋与预留孔充分对准，同时保证上下节桩基之间的接触面在5-10mm。以上三点都满足后，继续进行压桩施工，直到预制桩压桩施工效果符合施工方案的规划设计为止。四种成桩方法虽然优缺点各有不同，但是在操作过程中都会出现不同程度的“挤土”现象，因此在施工过程中需要采取一定的措施降低“挤土”现象的发生，减轻对周边环境的影响。一般常用的预制桩是方桩和管桩这两种预制混凝土桩。实际施工中，管桩具体分为H型桩核钢管桩这两类。在沉桩的操作过程中，一般采用内射水法或外射水法。一般情况下，H型钢桩与混凝土方桩在沉桩时会采用外设水法，内射水法则更适用于钢管桩或者敞口混凝土桩。但是需要特别注意的是，采取任意一种措施时都要注意遵守在距离桩顶标高两米处停水的原则。

表1 四种预制桩成桩方法优缺点一览表

3.2 灌注桩施工技术要点

钻孔灌注桩法因其不需要提前预制的特点，常常作为灌注桩的一般方法被用于各种桩基础施工现场，采用灌注桩技术既减少了对场地的需求问题，又降低了工序的复杂性，使得基础施工效果更便于控制。在高层建筑工程施工过程中，灌注桩技术常用的施工方法是沉管成孔和作业成孔这两种方法。沉管成孔需要在进行整合桩基的浇筑工作之前就在已完成的桩孔内放入钢筋笼，直至再次进行浇筑的混凝土硬化。冲击法和震动法师是沉管成孔的两种主要技术方法，但是在具体施工中发现这两种方法产生的振动和噪声都比较大，非常影响周边居民的工作与生活，所以在施工过程中，施工单位应当采取一定的措施，尽量将对周围居民工作生活的影响降到最低。作业成孔也有两种常用技术，即机械钻孔和人工成孔。两种技术分别适用于不同的土壤条件，机械钻孔技术主要适用于对粉土、砂土、豁性土进行钻孔；而人工钻孔技术一般是对单纯的豁性土进行钻孔作业。

在对桩基础进行灌注桩作业时，需要注意以下三点：第一点，检查材料和设备。混凝土作为灌注桩采用的主要原料，其质量必须在进行混凝土浇筑作业以前就被进行抽样检查，确保混凝土质量。同时还要检查相应的施工机械设备，及时发现问题，避免在施工过程中发现生设备故障，阻碍施工进度；第二点，对技术方案再检查。再进行施工之前，应当对灌注桩的施工标准和相关的技术方案进行再一次检查，同时还应当进一步审核混凝土的搅拌程度和配比，确保浇筑材料的质量达标；第三点，应当检查施工现场的混凝土塌落度和均匀性，确保各项技术达标，及时发现高层建筑质量的安全隐患，保证高层建筑工程施工的质量和安全性达到标准。

结语：

近些年来，我国各大城市高层房屋建筑工程的规模不断扩大，对高层建筑结构设计提出了越来越高的要求，这使得很多新技术在建筑施工中被越来越普遍d的应用。而高层建筑因其荷载的重力比较大，所以不止要深埋基础，而且需要在桩基础的施工技术方面寻求突破，力求在进行基础结构施工的过程中可以根据施工现场的条件和建筑特点做好相应的准备工作。此外对桩基础的施工方法、深度的确定、桩型的选择应当更加灵活，力求桩基础能够满足高层建筑工程施工的所有需求。