高层建筑地基基础和桩基础土建施工技术的应用

杨强龙

江西建工国际工程有限责任公司 江西 南昌 330001

引言

在目前许多城市之中，高层建筑鳞次栉比，构成了一道道壮阔美丽的风景线，更是凸显出了当地的发展水平。高层建筑是最近几年运用较为普遍的一类新式建筑，其可以大幅提升对土地资源的利用率，尤其是在国内一些较为繁荣的城市中土地资源十分紧张，从而高层建筑也相对的建设较多。伴随着高层建筑数量的不断增多，其层数与高度的日益提高，也开始对其基础施工质量有了更高的需求。地基基础与桩基础是其中最为关键、基础的部分，若是能够加强这两方面的施工建设，那么就能很好地防止建筑体发生不均匀沉降、抗震能力太弱等问题，有利于提升高层建筑项目的整体建设质量。所以，必须要加强基础施工技术的研究，这样才能更好的保障施工质量。

1 建筑地基基础和桩基础概述

1.1 建筑地基基础

在进行地基基础施工作业时，工作人员应当首先清晰地了解到，地基是属于建筑体的下部结构，在整个建筑体中起到的是传递压力的功能与作用。所以，在进行此方面施工之时，工作人员应当充分保证地基具有较高的承载能力，要可以充分承受建筑体的荷载压力，防止地基在投用以后发生变形的问题。目前，国内许多城市的高层建筑的地基部分均使用的是人工或是天然地基，其中，前者使之埋入地下比较深的地基，要求以人工的方式开展施工建设，而后者则为埋入地下深度较浅的地基[1]。

1.2 建筑桩基础

相对于地基基础施工来说，桩基础自身具有一些特殊性质，其埋深普遍比较深，而且是由承台与基桩构成，通常在高层建筑项目中运用较为广泛，既可以显著提高建筑体的稳固程度，还可以确保建筑强度满足预期需求。此外，在开展桩基础施工作业前，施工人员务必要确保基础性能优秀，要可以满足人们的基础需求，桩基基础要可以起到提高建筑本身承载能力的作用，以此来使建筑的使用安全性得到充分保障。

2 高层建筑地基基础工程的施工技术

2.1 地基工程的土方开挖技术

地基中土方开挖属于十分重要的一环，其会对建筑工程的建设进度与质量都带来较大影响，在此环节，应当按照地基勘察报告来制定合理的开发计划，并对开挖顺序予以确定，保证地基基础工程的土方开挖工作能够顺利完成。在开展土方开挖施工前，应当仔细绘制工程现场的平面图，并且需要在平面图内设计好开挖的具体路线与地基边坡坡度、排水沟渠与集水井的详细位置，保证土方开挖基线与轴线的合理性，同时，通过建设排水沟渠还能够防止场地中发生积水的问题。在进行地基土方开挖施工时，必须要确定有关开挖孔位布置是否科学合理，通常比较关键的开挖孔位应当深入至硬持力层5m之下[2]。在运用挖掘设备来对土方实行开挖之时，应当把控好机械开挖的深度，防止发生超挖或是欠挖的问题，而导致施工质量下降。地基基础的土方开挖应当对开挖标高实行严格把控，通常而言标高的偏差值不得超过50mm，而宽度偏差则不得超过20mm，护坡坡度偏差不得超过30mm。

2.2 地基工程的基坑支护技术

当对地基基础项目实行基坑支护之时，主要采取的方式有排桩或是逆作法支护技术。其中，排桩支护技术则是使用灌注桩与锚杆等结构配件实现对地基土层结构的加固与支护，而且此技术又包括了锚杆式、悬臂式等多种结构，在运用此技术进行地基土体支护之时，必须要强化对砼灌注桩的养护工作，防止砼灌注桩因养护不当而受到破坏。逆作法支护技术则是在施工人员进行支护前，在支护桩体周边预留出充分的空间，其后在进行土方开挖施工时，采用交替开挖的措施，减少建筑荷载给基坑土体带来的负面影响。

2.3 地基处理技术

2.3.1 采用分层填土的方式换土垫层。不同土体因为具有湿润膨胀的特征，自身承载能力较低，对于地基工程的稳固性与强度造成了较大影响。为了缓解土层沉降，提升地基的整体强度，便要求使用强度高、稳定性优秀的材料来对此类软土层予以替换。当运用满足工程建设需求的土体来将原本的软土进行替换之时，需要使用分层填土的形式来防止施工期间土体产生孔洞与缝隙，从而确保土体密度满足工程承载需求[3]。

2.3.2 碾压和夯实。为了更好地提升地基强度，应当在施工期间采取一定措施来施加较强的冲击力，从而对地基内松软的土体实行碾压与夯实。此种措施可以最大限度上减少高层建筑体在竣工之后地基出现的沉降问题。按照施工方式的不同，此种地基处理方式又可分成振动夯实法与机械碾压法。

2.3.3 使土壤固结。土层因为土壤液化的特性普遍会存在一些水分，这会对其承载性能带来影响。不过在水分被排除之后，土层便会自动固结。因此，采取排水的方法来将土层内的水分予以排出，也是一种提升土层承载性能、缓解沉降的有效措施。此种处理方式因为操作起来十分便利，而且经济性较强，在高层建筑中已获得了大范围运用。

2.3.4 注浆法。注浆法是一种在高层建筑地基工程中应用十分普遍的处理技术，比较适合使用在软土地基中，主要是通过将混凝土浆液注入来实现对地基承载性能的提高。其实际操作流程如下：①地基工程的钻孔。在进行钻孔前需要先对整个地基实行详细的勘察，确定钻孔数量与位置，而当钻孔密度愈高，则地基处理效果愈佳；②混合浆液的制备。原材料为水泥、砂石以及一些特殊材料，在制备期间，必须要将各种原材料的比例、温度以及搅拌速度控制好，这样才能得到优质的浆液；③浆液注入。在进行注浆施工时，应当仔细记录注浆数据与施工细节，提升施工操作的规范性，并且还要对注浆压力实行有效把控，防止因为压力不达标而对注浆效果带来影响，也要防止注浆压力太高而使得局部地基结构崩坏，这样都会对地基的整体性造成一定影响。此外，还需要严格防控漏浆问题的出现，一经发现必须要立刻停止施工，并采取措施加以处理；④拔管处理。待到注浆作业完毕以后，需要及时进行拔管，防止时间太长而使得注浆管凝固于砼内[4]。

3 高层建筑桩基础土建施工技术要点分析

3.1 钻孔灌注桩基础施工技术

该项技术的适用范围相对较广，主要是采取钻孔的方式来把桩基础和地基基础连接起来，而且其强度、模量与桩基顶部表层压力都非常大，可以显著提高高层建筑地基的承压能力。施工人员必须要掌握好此项技术的具体使用要点，对施工方案与顺序进行合理安排。

3.1.1 钻孔。钻孔是此技术应用时的一项基础性环节，也是确保桩基础结构稳定的关键性内容。施工人员应当选取能够充分满足工程项目需求的施工配套钻机与钻头型号，综合工程具体土层结构，明确地质层、钻孔位置以及孔深，再进行相应施工作业，在进行钻孔施工时需要确保桩中心线与设计要求相吻合；分析与改进技术方案，把控好桩孔的钻进速度和施工节奏，尽可能避免发生塌孔、缩进、偏斜等问题，提升桩基施工的成孔率。

3.1.2 清孔。在钻机钻进到高层建筑项目的设计标高之后需立刻停止，在于孔底间隔50～80mm的位置连续空钻，适当排放溢出泥浆，采取换浆清洗的方式来将钻孔形成的泥浆予以清除，在清孔环节，应当把控好泥浆含沙量与返浆比例，使得原料之间可以充分混合。

3.1.3 放置钢筋笼。清孔之后需要把预先制好的钢筋笼下放到钻好的孔洞之中，在此环节，不仅需要仔细掌握现场情况、和设计方案进行对比检查，还需要检查钢筋笼的制作能否满足设计施工要求。同时，还需要核查吊装施工人员的职业证书，保证做到“持证上岗”，在放置钢筋笼时务必要轻缓，使其可以准确、无损的放在规定位置，防止结构发生错位或是钢筋笼上浮等问题。

3.2 静力压桩施工技术

静力压桩是当前国内桩基础施工中最常使用的一种沉桩方式，其主要是利用静力压桩机向土层中打入预制桩。其凭借桩架的重量与静力设备，来对预制桩产生反作用力，以此来把预制桩打入到高层建筑项目的结构内部。静力压桩属于一种破坏程度较高的桩体，会给原来的土壤结构带来严重影响。因此，在实际使用之时，施工单位必须要尽可能做到一次完成工作。其最为突出的优点为，施工期间不会产生较大的噪音，相对比较安静，并且使用成本偏低，经济效益良好，正因如此其获得了广泛的运用，在高层建筑工程中具有较高的使用频率[5]。

3.3 振动压桩技术

振动压桩技术也是一种较为常用的桩基础施工方式，此项技术在实际使用中要求用到振动器装置，此装置能够把预制桩直接打入至地表之下，在其作用力下，土层会发生一定的收缩问题，从而让桩体能够和建筑结构构成一个整体。实际施工时，施工人员一般在会桩部位回旋曲一个固定的震动装置，再把它作为设备核心，引起周边土层的共振，以此来实现土层的缩小与移动，减轻桩位摩擦。不过在运用此项技术之时应当注意，在实行压桩施工时，必须要选取低幅度的方式开展，保证桩体可以深入到土层下方1m的位置，并且在提高锤击幅度，使得桩体达到预定的位置之后，必须要对力度予以适当调整。并且，在振动沉桩施工时，因为桩体自重比较大，在此期间会形成非常大的摩擦力，所以，在施工期间，应当严格遵从相应的施工要求，来对振动沉桩力度实行把控，确保力度从小缓慢增大。而振动装置相较于高层建筑施工中的其他设备而言使用年限比较长，属于一种经济性较为良好的桩基础施工技术，从而在建筑行业获得了广泛运用。运用该技术的最大优点为，操作方式简单，易于掌握，并且也能实现对施工进度的准确把控，减少成本投入。不过也存在一定的问题，比如当对施工条件具有较高要求之时，通常只有在土质为粘土、黄土与其他松软土质时方可应用。

3.4 预制桩建筑施工技术

在进行高层建筑施工作业时，最为重要的是确保基础结构足够稳定，让基础能够在承受比较大的竖向压力时不会发生沉降。所以，在进行桩基础施工之时，相关工作人员需要按照工程项目施工现场的具体状况，综合设计方案对桩基础提出了各项要求，预制桩基结构，以此为后续桩基础施工奠定良好的前提条件。而在运用预制桩施工技术之时，最为关键的步骤就是把预制桩埋入建筑结构之中，让预制桩能够对建筑结构起到一定的和承载作用。通常而言，预制桩又包括了砼预制桩与钢管预制桩两种。其中，对于砼预制桩的埋入措施来说，也包括了多种打桩方法，例如静力压桩、振动沉桩等。

4 结束语

伴随国内经济水平的持续提高，社会的不断发展，科技实力也在持续加强，社会中的各个行业也获得了一定的发展与革新。最近几年，尤其是建筑行业得到了非常显著的发展，研发出了多种种类与形式的建筑体，而高层建筑便是其中的一种新型建筑。高层建筑可以做到对土地资源的高效利用，而随着城市人口数量的不断增多，城市空间日益紧张，在此背景下，高层建筑在国内许多城市之中都得到了应用。因而，人们开始对高层建筑投入了更多的关注，也在建设质量上有了更多的要求，施工企业在建设高层建筑项目之中，务必要把控好各方面、各个环节、各道流程的质量，特别是在地基基础的施工环节，必须要采取科学合理、适应实际、符合设计要求的地基基础与桩基础施工技术，以此确保地基施工质量，同时也为整个高层建筑的建设质量提供保障，以此确保人们对高层建筑使用的安全性，并促进高层建筑的进一步发展。