解析高层建筑地基基础和桩基础土建施工技术要点

刘成中

北京城建房地产开发有限公司 北京 100000

1 地基基础和桩基础施工技术概况介绍

1.1 地基基础施工技术概况

地基基础是在高层建筑中，在其建筑底部起到支撑作用的土层，土层的材质主要是砂土、岩土和人工土。按照地基的性质，可以分为天然地基和人工地基，和人工地基相比，天然地基因其本身存在坚固的岩石层，所以在基础建设工作中不需要过多地进行地基强化，但是在进行面积较大的建筑作业时，仍需要进行人工填土进行加固。地基基础不仅需要具有坚固性，还要在进行基础建设中，做好地基对建筑承载力的分流工作，对与高层建筑来说，若处理不好高层建筑本身重量与传重压力的分流问题，在后续的建筑使用中，容易出现高层倾斜、甚至倒塌的现象。所以在高层建筑工程中，打好地基是非常重要的。

在进行地基基础施工过程中，提高地基坚固性和稳定性的方法大致有如下几种：

1.1.1 换土法。换土法的方式相对简单，就是用新的强度较大的土层替换原先地质疏松的土层，更好地提高土质稳定性，一般这种情况比较适用于高层建筑工程建设中的部分土壤，操作方式简单易上手，造价成本较低，可以在很大程度上避免出现建筑下沉的问题，延长高层建筑的使用周期。在细节上，施工单位可以对施工地基土质进行分析之后，选择最匹配的土壤进行分层替换，以形成更稳定的地基基础。

1.1.2 混土法。一般情况下，桩基础施工技术中常用的为混凝土桩和杆桩，将水泥和煤灰制成的碎石桩和粉喷桩插入地基中，一方面可以增强地基的稳定性和强度，另一方面粉喷桩可以改善上部地基中出现的轻微变形情况，两桩结合可以更好地提高地基的承受能力，为高层建筑施工建设后期工作创造高质量的基础条件[1]。

1.1.3 排水排气法。地基土壤中含有过量的水分和空气也会影响地基结构的稳定性和坚固性，降低土壤承载力，所以对其进行排水和排气是非常重要的。在排水方面，施工人员使用简单的工具进行排水就可以了，这里主要说如何排除土壤中多余的空气，简单来说就是对松软的土质进行振动夯实、 机械碾压等，从而提高地基的强度与质量，减少高层建筑的下沉度

1.2 桩基基础施工技术概况

桩基础施工技术的应用主要是在地基的深处打入钢筋，分担地基上面物体的重量。在高层建筑结构中，比较常见的桩基础和箱形基础，当土质层较软时，为增加地基的强度和稳定性，桩基础在高层建筑工程中被广泛运用。在桩基基础施工技术中主要分为两步，即制桩和灌注。其中桩的类型为混凝土桩和钢桩，灌注的方法主要如下：

1.2.1 沉管灌注法。沉管灌注法就是先开孔，再制作钢筋笼，再把制作好的混凝土材料浇筑进去形成一定的建筑结构。开孔的方法有锤击法、振动锤击振动法、 振动冲击法。在开孔时应注意根据桩的粗细来决定锤击振动的力度，在这些完成之后要进行验收，检查合格之后方可进行灌注。

1.2.2 挖孔灌注法。挖空灌注法在施工步骤上，与灌注法大致相同，其中不同的是挖空的方式可以为人工挖孔，也可以是机器挖孔，在挖到一定深度时，应注意保护孔壁，在其四周喷射混凝土以增强孔壁的硬度。挖空结束后，要焊接钢筋，最后再浇灌混凝土。

1.2.3 钻孔灌注法。钻孔灌注法是利用回转机进行钻孔，钻孔的直径和深度也要根据桩的硬度和承载力选择不同的取值范围。需要注意的是在钻孔前要做好桩口的清洁工作，钻孔机器的防渗透措施，以提高钻孔的质量和效果，从而保证后期工作的顺利进行

2 地基基础和桩基础土建施工应用技术难点及要点

难点一，地理环境的差异。在气候环境相对较好的地区，地基土质层问题不显著，但是在环境相对恶劣的地区，这种问题尤为明显。比如冬季气温较低的城市和地区，由于其较厚的冻土层是有融化产生周期性的，地基非常容易发生不规则程度的上下沉降情况。

难点二，高层地基的打造问题。高层建筑需要更深的地基基础，来承载更大的建筑压力。所以在挖掘更深的地基时容易遇到地下水，在建筑周边河流较多的施工环境下，容易出现桩壁腐蚀，甚至坍塌现象，使打造稳定坚固地基更为困难。

难点三，桩基础的质量难以保证。对于那些由于桩基础不是暴露在外的情况，如果在后续工程中出现桩柱崩裂等严重问题就难以更换，所以这对桩基础土建的施工质量要求更高，若相关施工企业不能严格按照设计方案进行制桩、灌注等工作的话，则会对高层建筑的安全造成威胁。城市化进程过快，建筑工程层出不穷，施工速度的提高难以保证施工的质量，做好施工监督工作还是非常重要的[2]。

2.1 地基基础施工技术要点

地基加固是地基基础设施技术中的关键技术，采用上部荷载转移科学技艺针对房屋建筑地基开展对应的强化处置，这种技术更加适用于对建筑物原厂房地基进行加固，在进行地基结构相对较弱的强化工作时，应提前了解到容易发生开裂的情形，所以在进行加固时要使用钢筋混凝土，增加地基面积，阻止建筑物土建地基裂缝扩大，增加原有建筑物土建工程的承载力。

2.2 建筑物桩基技术的技术要点

2.2.1 预制桩。预制桩就是施工企业提前对管桩进行预埋，因为钢筋桩硬度强，往往是作业单位预埋的首选，这种方式的好处就是可以根据施工过程中发生的实际情况进行实时改变，使施工工作顺利进行。在提前制桩时，要保证混凝土桩具备良好的硬度，在寒冷、潮湿的环境中可以完成各种施工作业。同时需要注意的是要做好工作施工时间的安排，不能因过早或过晚施工而影响附近居民的休息。

2.2.2 PHC管桩静压施工工艺。过去柴油锤击式加压施工时会因噪音过大影响周边居民休息，但目前环保型静力压桩机的出现很好地解决了这一问题，减少了噪音污染的同时，还做到了保护环境， PHC 管桩的静压施工技术的优势在于施工周期短，噪音低等。施工中应注意以下几个方面：第一，对相关技术人员进行课程培训，普及设备性能、 故障排除、 设备检查维护及工作原理等专业知识，同时又能熟练地操作和保管设备，在静压桩工作开展过程中出现问题时能做到准确排除和报修；第二，施工设备的维修过程也需要报修人员与维修人员共同完成，当机械设备遇到保修期时，一般应及时与生产厂家联系，购买配件维修或将设备送回生产厂家；考虑工程施工周期的问题，如维修时间太长需使用备用机[3]。

3 地基基础和桩基础土建施工技术中容易出现的问题

良好的基础作业是高层建筑顺利完工的关键环节，现如今的施工技术虽然在不断完善，但为提高地基质量，我们还需要进一步的研究更好的施工方案或者是规划设计。地基基础和桩基础是所有施工项目最基础的工作，只要把工程的“底”打好了，才能一层层的往地基上加盖其他建筑物。地基的好坏也决定着高层建筑的层高，鉴于现在城镇对高层建筑需要越来越多，而建筑面积相对减少的情况，就需要加高高层的层数，这对地基的施工提出了更高的要求，因此，高层建筑地基和桩基础施工中，必须要重视以下几个方面。

3.1 塌方问题

塌方问题一直存在工程建设之中，它是由于底壳运动，或者是地质层存在不稳定结构，在施工前没有做到实地的严格勘察，或者是分析数据不够全面而存在的安全隐患，在施工现场，若一旦所发生塌方，就会极大程度的影响到地基的坚固性和稳定性，削弱地基对高层建筑的承受能力，使建筑项目的整体安全性受到威胁，有的时候在现场也会威胁到施工人员的生命安全。所以，塌方问题必须得到重视，在施工现场要严格监督施检查施工作业，以及地质结构的勘察，提前设计预防塌方问题的最佳方案，要有准备的做到，如果塌方现象发生，能够第一时间的解决问题，解救被困人员等[4]。

3.2 保护管理制度不够完善

对于高层建筑，其建设要求相比普通建筑更高，但是施工管理易受到忽视，管理团队在进行施工管理时，没有科学完整的可实施管理方案，也没有实际的管理举措。如果相关建设单位监管不够严格，其出现的安全隐患更大。在进行地基基础设施建设时需要对其进行合理的保护，减少外界对地基稳定性和安全性的破坏，做好防水工作，确保地基基础不受雨水侵蚀。

3.3 防潮层失效问题

防潮问题一直也是建筑工程中的一个影响居住者使用的一项关键问题，因为居住者的居家环境都会涉及水源，废水，或者是生活其他用水的地方，室内墙体，地面在施工中都要加入防水层为建筑物进行防潮施工，但是如果在防潮工作前，没有做好基础层表面的清理工作或者是房屋墙体地面等施工时抹灰不够密，不够匀，又或者是后期的养护不够到位等，都会使防潮层出现脱水的情况，进而使地下水渗透到地基中，破坏地基的密实性和抗震性，就使地基失去了阻挡能力，致使墙体变潮，进而出现冻融或者盐碱作用，最后造成墙体表层逐层脱落或者地面凹陷的情况，影响了建筑物的美观度。

3.4 桩基础钻孔施工问题

钻孔的施工也是非常重要的关键点，因为施工材料或者结构间的相连都需要通过钻孔加栓进行连接，钢筋材料在基础上的布局也需要打孔进行精确安装，因此钻孔施工在整体建筑项目施工中也是必不可少的。在钻孔施工的过程中，孔口容易发生塌陷现象，孔口的坍陷会使其附近的土质变得松散，如果遇到雨水天气，有时还会使护筒周围土质受雨水长时间的浸泡等因素造成护筒失稳或脱落，导致护筒移位；如果因为操作人员的不规范，还会导致岩层发生突变，钻机卡钻等问题。因此，在钻孔施工时，如果遇上塑性土发生膨胀，还将会使成孔后的孔径产生弯曲、孔径局部变小，这样会影响钻孔工作的顺利实施。因此对于钻孔施工来说，细心认真，且施工人员要有过硬的专业施工技术水平，施工前的图纸设计中也要预留好需要钻孔的位置，采用的设备也要具备达标的要求，精准定位，仔细钻孔[5]。

4 结束语

综上所述，面对飞速发展的城市，对建筑行业来说是机遇也是挑战。项目中可根据高层所在的地理环境选择合理的地基基础施工技术，可以有效提高地基稳定性和抗震性，降低建造成本，如针对承载力较弱的地基，适用筏板基础施工技术，并在地基的适当位置添加沉降缝，避免因土质松软问题造成地基下沉问题。与此同时，也还应注意高层建筑与低层建筑相比，高层建筑对地基的深度和抗压风、水、气的密闭性等要求更高，建筑工程相对要更复杂，对建筑工程的精准度更高。所以，做好高层建筑的基础工程是至关重要的，只有打好基础，高层建筑的工程才能顺利完成，质量才能得到保障。而高层建筑的增多使城市建设技术在不断完善和成熟，地基基础和桩基础作为建筑工程中的重要环节，决定着高层建筑的坚固性与稳定性，其在施工质量的控制过程中就占有了非常重要的地位和作用。且对于高层建筑施工人员，施工企业应该坚持“人身安全与建筑质量并列为首”的原则，相关工程管理部门要做好对高层建筑基础设施施工的监督工作，严格把控施工准则，且要想办法不断地提升地基基础与桩基础的土建施工技术水平，为提升建筑物的综合水平而努力，为促进建筑行业的稳定发展做贡献。