高层建筑工程施工中桩基础施工技术分析

2022-12-03山西机械化建设集团有限公司

门窗 2022年10期

张东山西机械化建设集团有限公司

1 前言

桩基础施工技术的应用，改变了高层建筑的传统建设理念，一定程度上可适应更多的施工环境。关于桩基础施工技术的实施理念、方法，应站在可持续发展的角度思考，有效识别隐藏的问题，尤其是技术操作过程中出现的各类动态影响因素，均要按照新的思路、新的方法加以把控，确保全局工作朝着更高的层面发展，不断丰富桩基础施工技术的内涵。技术作业时根据现场的规范、标准加以完善，杜绝出现违规现象。

2 桩基础施工技术的重要性

高层建筑施工的过程中，建筑结构表现出较强的特殊性，桩身一部分处于地下位置，是建筑物地面主体部分与地下地基部分直接接触的重要构成部分。该类型的桩基具有低承台桩基的特点。很多高层建筑的桩基处于地下，有一部分桩基会超出地面，这样类型的桩基是高承台桩基。该类型的桩基技术应用使高层建筑的主体部分与地基部分，表现出密切的联系。大部分情况下，高承台桩基的应用，对于高层建筑比较受欢迎，不仅提高了高层建筑的安全性、稳定性，还可以加强高层建筑的抗震能力、抗干扰能力。桩基础施工技术的实施，需进一步结合高层建筑的具体需求进行优化，及时转变技术思维，为高层建筑发展做出更大的贡献。

3 高层建筑中桩基础施工技术的应用

在高层建筑中使用桩基础施工技术，要遵循一定的施工流程，具体如图1所示。在此过程中，须严格把控各施工技术要点，主要包括以下几个方面。

3.1 施工现场及周边环境的勘察

在高层建筑使用桩基础施工技术时，需把握好施工现场的特点，同时仔细勘察周边环境，详细、准确的勘察结果，能够确保桩基础施工技术的应用效果，为以后发展给出更多的依据，杜绝同类问题反复出现。桩基础施工技术勘察的目的，是为了编制完善的施工方案，努力提供较多的技术参考资料，在机械选择、成桩工艺、成桩质量等方面提供较多的依据[1]。

（1）充分查明施工现场的地形条件、地貌条件、气候条件，以及其他的自然条件。

（2）查找周边环境的地质勘察报告。在应用桩基础施工技术时，要充分了解施工现场的成桩深度范围内土层的具体分布情况，掌握土层形成的年代以及土层的物理力学性能指标，进一步完善桩基础施工技术方案，减少隐藏的风险。

（3）了解施工现场区域范围内人为地质现象、自然地质现象，对于地震情况、熔岩情况、地下构筑物、障碍物情况等均要深入掌握，提前做好桩基础施工技术的风险识别，勘察过程中应保持精细化，避免造成严重的漏洞。

（4）了解施工现场地下水情况，着重分析地下水的水位变化，加强水质测试，明确地下水产生的具体影响，生成权威报告[2]。

（5）了解邻近建筑物的情况。高层建筑应用桩基础施工技术时，对于周边建筑物的影响并不低，要掌握好邻近建筑物的具体位置、建筑物与高层建筑之间的距离、建筑物的结构性质以及现有的使用情况等，确保桩基础施工技术应用时减少严重的破坏，避免出现得不偿失的问题。

（6）了解沉桩区域附近的地下管线情况。高层建筑管线比较复杂，地下管线包括煤气管线、上下水管线、电缆线等，对所有的地下管线要明确分布的范围、距离、埋设深度等，确保在桩基础施工技术应用时，加强管线的保护，避免对管线造成严重破坏。

3.2 灌注桩技术要求

现阶段的高层建筑施工对桩基础施工技术具有较强的依赖性，想要在技术应用中得到更好的成果，应进一步把握好技术操作的规范，避免造成新的问题[3]。钻孔灌注桩是比较常见的技术，该项技术作业时，应通过泥浆护壁的方法提高技术保障。技术操作过程中要科学规划不同阶段，尤其是在细节把控力度上应不断地提高。大部分条件下，桩基础施工技术初期阶段，要科学制备泥浆，还要加强施工现场的场地平整，避免对技术应用效果造成不良影响。

此后，需科学埋设护筒，根据高层建筑的个性化要求，有效设置工作台，完成相应准备工作后，使用钻机开展钻孔灌注桩施工。该项技术的精度非常高，所以在现场清理的时候，要减少外力的影响并使其降到最低，以提高钻孔灌注桩的安全性、稳定性。钻孔灌注桩的泥浆配比工作，在不同的区域环境下，存在很大的差异性，要根据施工配比的要求，以及国家相关规范、标准予以合理的优化，避免造成技术指标不符合预期。

3.3 泥浆的制备和处理

钻孔灌注桩施工技术应用时，泥浆制备与处理是最基础的组成部分，同时对高层建筑的桩基建设质量有着巨大的影响。除了能够自行造浆的土层以外，泥浆在制备的过程中应选择高塑性黏土或者膨润土，拌制泥浆的过程中，应根据施工机械的特点、工艺的优势、穿越土层的情况等，按照科学的配合比开展设计。

泥浆护壁是钻孔灌注桩施工技术的核心组成部分，在操作过程中应遵守以下规范：在钻孔灌注桩施工技术的实施过程中，护筒内部的泥浆面，必须高出地下水位至少1.0m 以上；清孔工作的开展过程中应不断置换泥浆，一直到浇筑混凝土为止；浇筑混凝土之前，孔底500mm以内的泥浆比重必须小于1.25，含砂率要控制在8%以内，黏度应达到28s的标准；施工过程中对容易产生泥浆渗漏的土层，要采取维持孔壁稳定的措施加以防护[4]。

泥浆制备和处理的难度较高，对钻孔灌注桩施工技术的作业质量有着巨大的影响，必须在未来的技术操作中高度关注，持续减少隐藏的风险。泥浆制作的过程中，还要加强泥浆的有效测试，如果泥浆需求量较大，则需要从周边调取资源，提高钻孔灌注桩施工技术的安全性。

3.4 定位和钻进

现阶段对钻孔灌注桩施工技术的应用有着严格的要求，所有的工作开展都要站在新的角度思考，不能继续按照陈旧、单一的方法操作，这样并不能得到卓越的成果。定位和钻进对于钻孔灌注桩施工技术的效果有很大影响，应把握好定位和钻进的效率，提高定位和钻进的质量。

钻孔机就位的时候，应保持高度平稳，禁止出现倾斜、位移的情况。针对钻孔的深度应按照精细化原则予以把控，可以尝试在机架上或机管上做出控制标尺，由此在施工过程中进行科学的观测、记录。成孔施工过程中不得无故停钻，如遇夜间施工不允许，停钻之前应做好泥浆护壁工作，同时将钻杆上提至一定高度，防止塌孔。

在钻进过程中，钻进至持力层时应及时通知监理及现场管理人员，经验收确认后继续钻进至终孔深度，终孔后及时通知监理及现场管理人员进行余尺丈量，丈量后得出孔深，钻孔灌注桩在钻进过程中，如遇进尺较快孔段和软硬换层孔段要控制钻压，防止发生孔斜。桩机就位时，如遇邻桩成孔距离小于4D（即4 倍的桩径）时，必须搁桩施工。定位和钻进工作的开展，要根据建筑工程的特点和位置展开合理的优化[5]。

3.5 钻孔和注浆

高层建筑的施工难度较高，同时存在很多影响因素，如果继续按照固定方法施工，不能得到卓越的成果，还会产生新的挑战。钻孔和注浆是不可或缺的组成部分，应把握好钻孔和注浆的可靠性，从多个角度思考，减少隐藏的风险。钻孔和注浆的时候，应加调直机架挺杆，确保桩位的准确性，桩位必须要具有明确的定位标志。开动机器钻进的时候要保持出土量的稳定性，达到一定深度后再进行钻孔操作，这个过程要根据地下水及土质的情况判定。

对孔内注浆的过程中，注入事先调制好的泥浆，然后继续钻孔操作。钻孔深度达到5m 左右的情况下，要提前下套管，对于套管的位置必须高度注意，确保埋设的精确性和稳定性。套管中心与桩径中心的偏差，最大不能超过50mm，以免造成严重的安全隐患。套管埋设的深度，在黏性土中不能小于1.0m，如果在砂性土中，则不能小于1.5m，最大限度地确保筒内泥浆面高于地下水位1.0m。钻孔和注浆的时候，还要避免表层土遭受振动产生坍塌的问题，钻孔的过程中不能造成泥浆水位下降的情况，且一直钻到设计标高[6]。

3.6 成孔灌装

高层建筑应用钻孔灌注桩施工技术后，有利于提高桩基的安全性、稳定性，整体上的工作开展，基本上告别了单一的理念，创造的经济效益、社会效益较高。但是，钻孔灌注桩施工技术的很多环节把控并不容易。成孔灌装是比较重要的环节，在灌装的过程中，要尽量实施多元化的理念、方法，避免单一技术造成严重的局限性。

（1）隔孔施工。钻机就位之前，复查埋设护筒的位置、垂直度和深度，以准确确定桩位。采用隔孔跳跃式进行成孔流水操作，安全距离应大于4D，以免对邻桩造成影响。

（2）保证桩身垂直成孔。灌注桩顺利施工的一个重要条件就是垂直度，因此钻架就位以后，应检查钻机平台平整和稳固情况，确保桩身成孔垂直度。

（3）控制钻进速度和护壁泥浆指标。钻杆钻进速度应该控制在1.00m/min 以内，控制护壁泥浆相对密度在1.2～1.3 左右。清孔时需复验泥浆密度，控制相对密度在1.15～1.2左右。

3.7 钢筋笼的制作与吊装

高层建筑应用桩基础施工技术时存在很多挑战，所有工作都要按照新思路、新方法进行转变，同时在施工的过程中应保持高度的灵活性，避免造成新的挑战。钢筋笼的制作、吊装是重要组成部分，要严格按照施工图纸的设计要求完成钢筋笼制作，落实标注好的直径，主筋需按照所在的位置，选择同一断面上，或错开加工接头；施工过程中要充分控制好钢筋接头在同一截面内的总面积，以及互相错开的数值。钢筋笼在吊放之前，针对孔壁的有效宽度、垂直度、沉渣厚度等，都要进行仔细检测，在确保合格的情况下，才能开展吊装工作。