浅谈高层建筑地基施工要点及质量控制

支锋超

摘要：地基施工技术的的进步使得建设高层与超高层建筑成为了可能，而高层建筑地基无论是在承载力要求、水文地质环境还是施工工艺方面，都比一般建筑工程复杂的多。本文首先阐释了高层建筑地基施工的特殊性，进而介绍了其结构和施工工艺的主要类型和应用原则，并且深入分析了在高层建筑地基施工过程中，如何保证其质量并使其达到设计的承载力与稳定性要求。

关键词：地基施工要点;结构与工艺类型;高层建筑;质量控制

引言

为了满足城市扩容和基础设施建设的要求，建筑工程的设计和施工需要更加高效的利用土地和空间资源，因此建筑的基础深度与结构复杂性随层高的提升而不断增长，从而使得基础施工受到施工场地环境因素的影响越来越大。

1高层建筑对地基施工的特殊要求

基础施工是建筑工程得以落成的关键环节，其施工质量决定了后续施工过程能否顺利进行，对建筑整体结构的稳定性与使用寿命也会产生深远影响。而由于建筑地基需要将整体结构的重力载荷有效传递给持力层，因此不仅要保证其结构本身具备一定的强度，还需要与周边的岩土结构形成稳定的整体。所以在水文地质条件存在极大不确定性的情况下，高层建筑的地基施工有很多特殊要求，在施工工艺与结构设计和质量控制策略等方面均需要解决更多问题。

1.1地基承载力要求的复杂性

建筑工程随着层数与绝对高度的增加，其整体结构的自重会按比例增加，而其由于其侧面受到风力的影响越来越大而导致动态变化的剪切应力的出现，加之随高度增长带来的稳定性下降和对抗震性能要求的提升，使得高层建筑的地基不仅需要具备足够的纵向荷载承载力，还要有足够的抗剪切力和韧性。而这些一方面要求高层建筑的地基深度要相应增加，具体视抗震等级不同，基础深度必需达到其地面高度的一定比例。而深度的增加意味着基础施工的土方工程风险性更高，开挖过程会受到地下水和岩土性质不稳定问题的更大影响。

1.2对地基整体结构的稳定性要求极高

在复杂荷载作用下的高层建筑，对地基整体结构的稳定性要求极高，这首先是由于为了保证有效传递不同方向的荷载，高层建筑的地基结构相对复杂，而位于地下空间的复杂结构是基于科学的受力分析进行设计的，所有部分都是荷载传递的重要一环。因此无论哪一个部分出现质量缺陷或沉降，都会引起基础受力的不平衡，从而引发局部出现应力集中现象，导致建筑工程的整体结构失稳或出现开裂等问题。因此高层建筑的地基施工需要在科学的结构和工艺设计基础上，实施严格的施工质量控制并保证基础结构的稳定性，而这需要对施工现场的环境条件进行深入分析和监测，对施工过程中出现的意外情况制定应对预案，所以对于施工现场操作和管理人员的技术有很高的要求。

2高层建筑地基施工技术的主要类型及应用

由于需要达到设计规范要求的施工深度，因此高层建筑的基础施工工程量巨大，使用传统的全面挖掘方式不仅施工效率低，还会面临极高的风险。而近年来桩基础结构施工技术有了长足进步，在相关机械设备、施工技术的进步下，有了更加高效和成熟的施工工法。

2.1钢筋混凝土预制桩基施工技术及其应用

钢筋混凝土在高层建筑的基础施工中依然是主要的原料，既可以达到结构强度和承载力要求，又能够与基底岩土结构形成紧密结合。而使用钢筋和混凝土浇筑桩基础，并且在其达到强度要求之后通过专用设备打入地下，是一种较为高效的基础施工技术。其优点是可以在可视状态下成桩，因此不仅能够较好的控制浇筑过程，而其便于运用无损检测技术对成桩质量进行检测评定，从而保证成桩质量。但是由于多数打桩机械设备作业时会形成噪音和振动，对周边环境的干扰明显，不仅影响居民生活而且会破坏既有构建筑物的稳定性。因此在近年灌注桩桩基施工技术成熟起来之后，预制桩基础施工技术应用逐渐减少。

2.2钻孔灌注桩施工技术及其应用

灌注桩施工采取混凝土现浇方式完成成桩，由人工挖掘或机械钻孔方式，首先在桩基施工地点进行成孔作业，当孔深与孔径均达到设计参数要求时，进行混凝土灌注成桩。其中由于通过钻孔方式施工的成孔精确度高、工艺相对简单和高效，是高层建筑地基施工中最常用的工艺。采用钻孔灌注桩施工技术不仅成桩效率明显提高，而且施工所用设备数量少、安装定位和移动也十分简单，可以在完成一处桩基的钻孔或灌注后迅速投入下一桩基的作业。因此这一施工技术不仅操作相对简单，而且经济性方面也有明显优势。但是由于成孔与成桩过程均属于隐蔽工程，因此其质量控制难度相对较大。

3高层建筑地基施工质量控制策略

3.1根据施工现场的水文地质勘查设计施工工艺

高层建筑地基施工深度大，而且城市地下的土质和水文环境不确定性高，为避免施工过程遇到过多意外，应对现场水文与工程地质的勘查结果进行细致分析，结合工程设计要求和已有的施工经验，确保施工工艺设计达到足够的深度。例如钻孔灌注桩的钻孔工艺参数、护壁泥浆配比以及钻具型号等，从而达到理想的基础施工质量。

3.2施工过程中做好沉降监测与地质环境分析

不均匀沉降是威胁高层建筑地基稳定性和整体使用安全的最主要因素，而由于一般情况下基础持力层的岩土性质存在差异，密度和机械性能的区别会导致其在越来越大的纵向荷载作用下产生不均匀沉降。所以首先要随基础施工的进行不断对涉及到的土层进行岩性分析，从而针对与勘查结果存在差异的部分进行必要的处理，对软质土层进行加固或在桩基成孔作业中及时调整工艺参数，确保地基的持力层具有理想的稳定性、桩基础与不同岩性的土层均能够形成有效的荷载传递关系。其次从基础结构施工开始需要做好各個关键部分的沉降监测，以便确保基础施工质量与安全，并且基于沉降监测及时发现施工质量隐患。

3.3控制好灌注桩基础的成孔质量

钻孔灌注桩是目前最重要的高层建筑地基施工技术，而其成孔质量决定了最终桩基础的成桩效果。因此成孔环节的质量控制尤其关键。首先要在钻孔前确保钻机定位精度，在孔位中心确定的前提下测量钻杆与桩孔轴线的垂直度和偏差。其次设备操作人员应严格遵循设计的钻速等工艺指导作业，以便达到理想的成孔质量。最后工程技术人员应对出渣情况进行监测，及时分析土质变化并根据需要更换钻头和调整护壁泥浆配比等，确保钻孔过程顺利进行。

3.4地基施工所用混凝土和泥浆配比的控制与调整

高层建筑地基的主要原材料是混凝土，而其配比是否合理决定了最终基础结构的承载力。所以应在施工过程中对成桩用混凝土与护壁泥浆进行质量控制。首先成桩混凝土的配比应基于理论计算和试验确定，在预拌过程中加以精准控制，并且在灌注前进行必要的质量检测和取样制做试件。其次护壁泥浆是保证孔壁质量的关键，应根据钻进过程出渣情况和成孔质量进行必要调整。当出现孔壁坍塌或沉渣过多等异常时，适当改变护壁泥浆的稠度。

4结束语

在城市空间渐趋拥挤的情况下，高层建筑的施工会更加频繁，建筑的层数和高度也还会进一步增加，因此基础施工的难度和质量要求会同步上升。合理的设计高层建筑的基础结构形式和施工技术应用，是保证工程建设质量和经济性的关键。

参考文献

[1]洪君荣. 浅谈高层建筑地基施工技术特点及其质量控制措施[J]. 中国标准化， 2018（4）.

[2]罗微. 高层建筑地基基础和桩基础土建施工技术要点[J]. 工程建设与设计， 2018（9）：254-255.

[3]孙雁南. 浅谈高层建筑地基的施工技术质量控制[J]. 居业， 2017（8）：99-99.

[4]黄合得. 浅谈高层建筑地基施工要点及质量控制[J]. 技术与市场， 2017（6）.