高层建筑地基基础和桩基础土建施工技术的应用研究

赵伟 马新鹏 闫新建

摘 要： 近年来，科学技术的发展迅速，我国的高层建筑的发展也有了提高。土地资源的损耗速度也在不断加快，如何提高建筑结构的空间利用率也成为人们重点关注的问题。高层建筑及超高层建筑因其具备空间利用率高、容纳率高等优点，目前已经成为城市化发展过程中的主体建筑。建筑地基基础与桩基础属于建筑施工过程中非常重要的施工环节，其施工质量也将直接影响到建筑工程的使用寿命。通过综合分析建筑地基基础和桩基础土建施工技术的关键要点，对提高工程施工质量有着积极的意义。

关键词： 高层建筑;地基基础;桩基础;土建施工技术;应用研究

【中图分类号】TU753 【文献标识码】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.36.071

引言：地基基础作为高层建筑工程重要组成部分，其施工质量在很多程度上决定了后续施工能否顺利进行，因此，必须在明确地质地层和工程特点的基础上，采用合理可行的技术进行施工，以实现保证地基基础稳定性的目标。

1 建筑地基基础和桩基础概念论述

1.1 地基基础概念

在建筑工程施工过程中，建筑地基基础施工属于非常基础的施工工作。但是此项工作的工作效果也将直接影响到后续施工过程的稳定性，需要施工单位对其进行重点关注。通常情况下，在地基基础应用过程中，该阶段施工结构的主要作用是用来分流建筑结构自重和传重所带来的压力。因此，在建筑工程施工过程中，需要做好地基基础的施工管理工作，为后续施工的顺利进行奠定良好的基础。一般情况下，根据地基基础的性质，可以将其分为天然型地基和人工型地基。前者主要是指拥有坚硬岩石结构的区域，在该区域进行建筑工程施工时，不需要过多的进行基础加固施工，岩石本身强度已经可以满足结构分流的需求，但是此类作业区的区域面积非常小，大多数作业区还是需要利用人工型地基对基础结构进行加固，但是人工型地基的施工成本较高，并且所需要的施工时间也要更长一些。

1.2 桩基础概念

除了地基基础外，桩基础也是非常重要的施工环节。其主要的工作内容是在作业区内选择合适的成桩位置，在桩孔中填充对应拌合比例的混凝土材料，从而起到加固基础结构强度的作用。在桩基础结构中，其主要由基础桩结构和承台结构组成。前者主要用于固定成桩结构，后者是稳定成桩机械，提升成桩效果。桩基础的应用可以对作业区域的土壤结构进行优化，使其可以达到既定的强度标准，从而有效提高建筑工程的综合性能。桩基础的应用，可以对原有基础环境进行改良，使其能够达到可以施工的标准，尤其是在软土地基的作业区，桩基础可以彻底改变基础结构强度，为后续建筑工程施工的顺利进行奠定坚实的基础。

2 高层建筑地基基础和桩基础土建施工技术的应用

2.1 高层建筑地基基础

在高层建筑工程中，可使用的地基基础类型有很多种，广义上可将其分成以下三种：第一种为均质和多层地基，采用改良或置换等方法，对地基土基本物理力学性质进行改善，以此提高土体抗剪强度与压缩模量，并降低渗透性;第二种为复合地基，是指在地基当中增设水平或垂直方向的增强体，使增强体和地基之间组成形成复合式地基，用于提高其承载能力，起到减少沉降的作用;第三种为桩基础，即在地基当中增设工程桩，利用基桩使荷载进入到深层土层当中。目前，以桩基础最为常用，如冲孔、钻孔与人工挖孔灌注桩等。

2.2 添加剂加固法

在地基基础施工过程中，添加剂的使用也属于非常重要的环节。添加剂的主要作用是用来改善混凝土结构的综合性质，从而起到改善土层结构的作用。在具体应用过程中：①为了提升作业区的实际处理效果，技术人员需要综合分析区域地质情况，了解土层结构的酸碱性和紧实度，合理选择需要使用的添加剂。②为了提高添加剂的应用效果，技术人员需要合理规划地基所在位置，采用相应规格的设备对其进行钻孔操作，从而有效提升后续施工的有效性。③在混凝土泥浆注入的过程中，需要结合实际情况对其进行搅拌，同时加入添加剂改善泥浆的理化性质，提高最终的施工效果。

2.3 成孔施工

（1）以工程地质条件为依据，结合成孔的直径与入岩状况，确定锤击频率和密度。（2）冲击钻进过程中，以不同地层实际情况为依据，对泥浆稠度进行调整，考虑到回填土能形成泥浆，故可在冲进过程中加入清水，在深度达到要求后，开始循环冲进。（3）冲击钻进时应密切关注地层发生的变化，针对不同类型的土层，冲击钻进中应对泥浆浓度进行调整，以此形成可靠护壁，避免塌孔。（4）成孔必须垂直，施工中密切关注桩机是否保持平稳，所设钢丝绳和孔位的中心重合与否。若产生偏斜，可通过块石的回填来处理。（5）钻进到基岩层以后进行低锤冲击，也可进行间断式冲击，若检查发现孔位偏斜，则进行片石回填，直到孔位以上300～500mm，之后重新进行冲击钻进。（6）如果在冲孔时遇到孤石，应进行交替时冲击钻进，以此破碎大块孤石，后使其进入到孔壁当中。（7）冲孔深度达到5m后进行验孔，对钻头进行更换以前，也应进行验孔，尤其是在容易产生塌孔和缩孔的部位。（8）钻进至基岩层以后，当非持力层时，每完成300～500mm的冲孔钻进进行一次取样;当为持力层时，每完成100～300mm的冲孔钻进进行一次取样。（9）桩径偏差不能超过-50mm和+100mm;垂直度偏差不能超过0.8%;对于桩位偏差，当桩径在1000mm以内时，桩位偏差不能超过100mm，当桩径在1000mm以上时，桩位偏差不能超过100+桩长1%mm。

2.4 桩基础加固法

桩基础土建施工加固法，也是高层建筑施工中较有效的建筑稳固策略，该种方法可以按照高层建筑施工的具体情况，针对性进行桩基础土层加固，常见的包括预定桩加固、灌注桩加固、钻孔桩加固、以及树根桩加固四类。预定桩加固是按照高层建筑基桩结构需要，采用钢结构制定半径为300mm，长为7～15m的外部辅助桩。如，高层建筑施工期间，施工人员先对桩基础土建施工区域进行总体测量，然后再制定桩基的方法，就是其代表;灌注桩加固法，是指施工人员在地基基础夯实层施工后，采用振动工具对周围夯实不够严实的部分进行外部加固。一般而言，灌注桩加固法的桩结构半径在350～500mm之间，长度为20～29m之间，施工人员在固定区域内进行振动并运用钢管集中性注入;钻孔桩加固法，是在桩基础土建施工区域内，先利用钻孔设备进行钻孔，再采取泥浆灌注法进行局部灌注调节。

结语：综上所述，地基基础工程是整个建筑的核心和关键，地质的好坏将直接关系到建筑的整体质量，国家管理部门也应对地基质量进行把关，确定合理的施工计划，借助科学合理的管理方式提升高层建筑的稳定性。

参考文献

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