高层建筑工程施工中地基处理技术研究

2022-11-02赵斌

建材与装饰 2022年32期

赵斌

（山西四建集团有限公司，山西太原 030000）

0 引言

随着中国城市化建设的加快，城市的可开发面积越来越小，这就要求开发商用更少的地方为更多的人提供便利，因此越来越多的摩天大楼正在兴建。中国城市土地资源被占用率高，但中国对建设项目的需求较高，所以土地资源短缺也在一定程度上限制了建筑业的发展。因此，中国城市中的高层建筑越来越多[1]。目前，我国大多数高层建筑采用混凝土结构，混凝土本身是一种重量较大的材料，会对高层建筑本身产生较大的重量压力，这就要求地基具有更大的承载力，以提高高层建筑的稳定性，同时，也可以提高施工过程的安全性。在高层建筑中，地基处理技术将影响整个工程的整体质量[2]。如果低层建筑的地基质量不是很好，其损坏可能不会直接反映出来，但在高层建筑中，会出现很大的问题。一旦地基质量不对，就会出现坍塌等问题。这将给施工队伍、施工企业和人员造成巨大损失。因此，研究地基处理技术的应用要点，对促进摩天大楼建设项目的发展具有积极意义[3]。

1 建筑施工中地基处理概述

1.1 建筑施工中地基处理的特点

了解地基处理的特点时首先应该弄清楚什么是地基处理。地基处理就是在地基完成后对地基出现的许多情况进行处理。地基处理可以很好地提高地基的稳定性和承载力，以确保上部结构的安全。一般来说，地基处理的特点如下：①潜在性。潜在性是指并不容易被找到的[4]。地基是房子的基础，一般位于地下，且与建筑施工紧密相连，因此，施工团队不容易发现其中的许多问题。②困难性。困难主要是因为地基是一个整体，如果项目的一个简单部分存在问题，在解决处理时，你必须非常小心。因为个别部分的处理，很容易影响到其他的部分，继而影响整个地基工程。因为它们中的大多数矿坑深部作业，如果出现问题，很可能地基已被覆盖，则有必要重新打开缺口并开始施工，这对施工员工能力要求非常高，并且特别容易引发安全事故。③复杂性。复杂性指自然环境。中国幅员辽阔，不同地方的土壤有不同的差异，所以一旦地基出现问题，我们要解决这个问题的时候，我们就必须考虑当地的地质和自然条件，以确保问题得到有效的管理，否则很容易出现问题。

1.2 高层建筑地基处理技术的要点

1.2.1 地基处理的初步准备

在地基处理的初始阶段，首先，设计师需要做的是结合实地调查的详细数据和具体施工条件，必须完整确定好地基的强度和刚度，从而科学计算基础参数，确保设计方案满足要求和建设目标[5]。其次，在审查方案时，有必要研究环境因素和材料性能因素，以提高整个工程的施工质量。只有将设计的方案系统的进行严格审查和具体分析，我们才能不断优化和纠正项目问题，提高施工后整体结构的稳定性和安全质量。

1.2.2 抓好地基处理质量

用于不同类型的地基处理，以确保地基质量符合设计要求，就建设项目而言，在实践过程中，我们需要了解桩基础的特性，才能保证基础的承载力有所提升，一般来说，在地基处理过程中，常用的施工方法可以是混凝土管桩和建造CFG桩和钻孔（挖孔）桩施工，打桩机如图1所示。首先要确保混凝土的质量，有必要了解成品管柱的垂直度和法兰状态，同时，还必须检查桩体，另外就是现场的桩基必须符合实际情况，并且根据土壤质量合理设置混凝土的比例。其次，要根据不同的温度进行混凝材料的初凝时间和终凝时间的高效控制。在浇筑混凝土前，为了防止清洗处理孔底的各种材料时出现锡积水、产生混凝土比例稀释等情况，进而降低地基强度和结构失稳等情况的发生概率[6]。

图1 地基施工打桩机

1.2.3 地基处理支撑墙的质量控制

地基处理完成后必须进行的下一步施工为基坑开挖。基坑开挖和施工之前，需要改进护臂工作，并将其完善，这主要是通过护臂处理增加墙体的防水和墙壁张力。因此，施工人员应实时检测支撑墙质量，做好基坑的打好基础监测工作，确保混凝土的强度与所需功能相结合，以确保最佳性能和确保施工安全，确保后期工作顺利有效的发展。高层建筑地基施工如图2所示。

图2 高层建筑地基施工

1.3 高层建筑地基处理技术的需求

（1）在摩天大楼里，因为他们自己承载的自重非常大，所以地基的抗压强度不符合相关规范和要求，这将直接影响建筑物的工程质量，如建筑物的整体滑动或倾斜。因此，只有按照设计要求进行加固，适当运用地基的抗压强度和适当的地基处理技术，防止施工质量问题的发生，确保高层建筑的整体质量和安全。

（2）在摩天大楼的建造中，只有采用合适的地基处理技术才能更有效避免因增加高度，而造成的地基变形和沉降事件的发生，其可以更好地改善地基的压缩模块，然后把地基的不均匀沉降的概率降到最低。

（3）据特别报道，在高层建筑中应根据不同地区和特殊土壤性质，正确选择不同类型的土壤地基处理方法，将提高建筑结构的抗震性能和承载能力提高。

2 高层建筑地基施工中常见问题

2.1 地基设计不科学

同一区域的土层结构不同，堆场的地质条件也有可能存在不同[7]。在设计地基结构时，如果不仔细研究地质条件，将引发地基设计中存在一些缺陷，这基本上就会导致了地基质量较差的系列问题。摩天大楼地基的设计对整个工程的影响很大，一旦设计情况表现不足，地基承载力就会降低，当土层溶解时，会增加高层建筑沉降的可能性，从而导致施工事故引发难以置信的建筑损失。

2.2 建筑物重力过大，导致地基变形或沉降

在高层建筑的建造过程中，需要更多的建筑材料，这些材料属于较重的物体，大大增加了地基的压力强度。随着高层建筑层数的增加，地基承受的强度就更大。如果地基承载力不足，将导致地基结构变形。此外，重力过大会影响地基底部的变化，当地基不能承受较大荷载时，会发生沉降问题等，地基结构一旦失稳，将导致高层建筑的变化和高层建筑的开裂等其他问题，不仅会增加建筑事故的可能性，还会导致高层建筑受损，引发更多的经济损失，不利于建筑业的可持续发展。

2.3 建筑物失水引起的地基失稳

在摩天大楼的建设中将使用大量的水资源，但在目前的建设过程中，水资源控制并不理想。如果排水系统不完善，将导致建筑严重渗透。再加上土壤土质等因素，就会导致地基结构出现问题，很容易造成地基沉降，在一定程度上降低了摩天大楼的施工效率。如果水量过大，会影响高层建筑的质量，给摩天大楼项目留下安全隐患，甚至影响人们的生活和使用。

3 提高高层建筑地基处理应用的相关策略

3.1 加强地基调查的质量控制

在高层建筑的建造过程中，地基质量是非常关键的，当进行这项工作时，检查地基它是必要的。一般来说，勘察工作有以下3个方面：首先，项目的水文土壤进行质量调查，采用科学的方法进行调查和编制检验报告；其次，有必要对勘察变化特征进行研究，一般勘察的对象都是具有多样性的。此外，在工作期间，需要掌握定位和设置线等工作，以确保证明工作可以有效地完成，同时，记录并分析相关数据。最后，也是必须检查和测量调查孔的深度，以确保其深度可以满足建筑摩天大楼的要求，使地基的质量有所提高。高层建筑的地基应能承受整个工程的荷载，因此，只有加强地基测量的质量，才能从根本上提高摩天大楼建筑工程的安全性和施工的质量。

3.2 采用先进的地基处理技术

由于地基处理水平的不断进步和提高，因此为了更好地适应不断增长对高层建筑高度的需求、地基处理的不同要求。它也出现了多种多样的工艺加工处理方法。

3.2.1 注浆地基处理技术

灌浆技术的主要用途是提高地基的强度和硬度。在这方面，通常有三种方法。前两种是更传统的方法，后一种是全新的改进方法。传统上分为硅化灌浆和水泥灌浆。让我们从硅化灌浆开始。所谓硅化注浆是将硅酸钠注入地基。浇注方法是通过压力强制浇注。这种浇注可以通过硅酸钠的特性有效地改变地基的强度和硬度。这是一种艰难的施工方法。另一种方法是水泥灌浆和硅化灌浆，虽然它们的做法相似，但它们的性质不同。水泥浇筑主要是通过浇注管来浇筑地基。水泥的特性用来帮助地基中的一系列结构完成熔融并将其转变成巨大的固体块。由于其体积大，其质量更高，从而提高了地基的强度和硬度。这两种方法的区别在于：一是坚韧，直接改变自然，另一种更委婉，就是改善基础条件。目前，许多基础施工队采用混合浇筑施工。混合灌浆是在两种传统灌浆方法的基础上发展起来的。

3.2.2 高压旋喷桩地基处理施工技术

高压旋喷桩地基处理施工技术是通过高压旋转喷嘴将预配置的水泥浆在高压10MPa～25MPa的高压下喷入处理后的地基土中，使水泥浆和土壤混合并固化，同时改善地基的理化性质。现阶段，采用旋喷桩提高软土地基的强度，如淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工回填和砾石土渗水等特性得到了广泛的应用。在应用中，不仅要考虑泥浆搅动和放散的正常发生，而且要使岩石粉体适当沉淀。喷嘴前端的距离满足高压旋转射流的需要，因此应严格控制钻孔直径和最终孔深。一般情况下，直径比喷管外径大0.02～0.05m，深度比开孔深度大0.5～1m，孔深20～30m时，孔坡不大于1%。

3.2.3 碎石桩压实技术

地基压实也是目前常见的地基处理技术，其主要原理是压缩地基的结构，使地基更加稳定牢固。这种方法可以在大多数建筑工地看到，这是一种简单易用的方法。主要方法是碎石桩破碎，然后将砾石添加到保护土层中，通过测量砾石，然后用夯实技术将其压实，形成多层地基，从而大大提高地基的稳定性。当然，夯实地基时要考虑的情况很多，其中最重要的是地质情况。地基夯实产生的巨大压力对地质具有一定的影响。如果不考虑地质情况而强行进行夯实处理，很容易破坏地质。同时，由于土层的湿度和厚度不同，需要采用不同的方法进行压实处理，以确保压实效果。因此，夯击处理中夯击力的选择应综合多方面考虑。

3.3 施工人员的改进

为提高地基处理水平，应定期对施工人员进行相应的培训。因此，在实践的过程中，有必要要求施工人员进行常规技能训练，从而掌握高层基础的施工方法，做好地基处理的地基处理技术工作。此外，新的地基处理技术和工艺应通过技术工程师和一些老员工的培训、宣传和教育，使员工能够改进高层建筑的地基处理技术，增强他们的责任感，使员工更熟悉和使用地基处理技术，更好地进行高层建筑的地基处理。