高層建筑軟土地基樁基礎(chǔ)施工技術(shù)研究

唐慧

（貴州民族大學(xué)人文科技學(xué)院，貴陽 550025）

1 引言

傳統(tǒng)建筑物所占據(jù)的空間位置較大。新時期的到來，推動了高層建筑的興起與建設(shè)，再加上城市化發(fā)展，高層建筑越來越受大眾喜愛，但同時，高層建筑的安全性也成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。軟土地基上的高層建筑要求比普通地基上的要高一些?；A(chǔ)是高層建筑的重要組成，必須確?；A(chǔ)施工質(zhì)量，才能提高整體建筑的質(zhì)量與安全。于是，在科技進(jìn)步的作用下，施工單位開始廣泛應(yīng)用樁基礎(chǔ)施工技術(shù)，這給高層建筑后續(xù)順利施工奠定了扎實(shí)基礎(chǔ)。

2 樁基礎(chǔ)及其施工特點(diǎn)

樁基礎(chǔ)是一種常見的基礎(chǔ)建筑，通常由樁體與連接樁頂?shù)牡装褰M成。如底板底面處于地面之下時，則被稱為低樁底板；如底板底面處于地面之上，則被稱為高樁底板。低樁底板大多應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑工程，高樁底板則多用于港灣工程建設(shè)。從當(dāng)前建筑工程樁基礎(chǔ)的應(yīng)用來看，主要從樁身材料、樁直徑、施工方法等角度來進(jìn)行分類。如從樁身材料來分，可以分為鋼樁、混凝土樁以及組合材料樁等[1]。其中，混凝土樁具備應(yīng)用強(qiáng)度高、使用成本低、性價比較高等優(yōu)勢，運(yùn)用也較為普及。且預(yù)制混凝土樁還能夠根據(jù)施工需求進(jìn)行制作，靈活、高效、便捷。鋼樁則具有較高水平的抗沖擊力，施工性能穩(wěn)定、接樁方便快捷等優(yōu)勢，普遍應(yīng)用于公共場所工程；組合材料樁則是綜合了2 種或以上材料的組合樁，主要是根據(jù)建筑工程施工需求，設(shè)計出能夠滿足施工需求并且造價合理的組合樁。

綜合來看，樁基礎(chǔ)的施工主要有以下幾個特性：（1）復(fù)雜性。樁基礎(chǔ)施工工藝復(fù)雜，樁型眾多，不同樁型的施工工藝、施工規(guī)范、適用范圍都存在較大差異，因此，需要針對施工需求合理選擇施工樁型。且樁基礎(chǔ)施工時地下未知的影響因素較多，受制于工程勘察成本的限制，地下勘探工作的開展可能無法滿足樁基礎(chǔ)施工需求，所以施工過程較為復(fù)雜。（2）困難性。樁基礎(chǔ)施工的限制因素較多，存在一系列不安全因素，施工工序也較為繁雜。如灌注樁施工需要完成成孔與成樁，每道工序都存在施工難點(diǎn)。

3 樁基礎(chǔ)施工技術(shù)在軟土地基中的應(yīng)用

在高層建筑施工中，淤泥、雜填土或抗堿性較低的土都被稱為軟土地基，這是幾種比較常見的軟土地基類型。軟土地基具有如承載力較小、沉降量較大等特點(diǎn)。而和普通地基相比，軟土地基缺點(diǎn)更加明顯，如流動性大、含水量多、壓縮性強(qiáng)、觸變性強(qiáng)等，因此，在軟土地基上修建高層建筑更應(yīng)加強(qiáng)樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的應(yīng)用。高層建筑的高度較高，重量較大，對于地基要求較高，如果在高層建筑施工過程中，軟土地基因?yàn)槭艿截?fù)荷排除水分，會導(dǎo)致軟土地基發(fā)生變形，最終使得地基沉降量較大而不滿足規(guī)范。為了解決該問題，可采用樁基礎(chǔ)施工技術(shù)。如此一來，可對施工過程進(jìn)行全面處理，增加軟土地基負(fù)荷，使用剛度較大的樁基礎(chǔ)將軟土地基所承受的負(fù)荷傳輸?shù)狡渌吸c(diǎn)，以此來削弱軟土地基壓力[2]。從樁基礎(chǔ)施工技術(shù)現(xiàn)狀來看，在使用技術(shù)輔助施工后，可在提高施工效率的同時，有效減少施工成本，我國大多數(shù)高層建筑軟土地基都已經(jīng)廣泛運(yùn)用了樁基礎(chǔ)施工技術(shù)。

4 高層建筑軟土地基樁基礎(chǔ)施工準(zhǔn)備工作

4.1 落實(shí)現(xiàn)場勘查工作

在正式展開施工之前，施工單位應(yīng)委派幾名管理人員前往施工現(xiàn)場勘查，勘查內(nèi)容主要包括了施工現(xiàn)場及周邊環(huán)境情況，并在勘查過程中做好相應(yīng)記錄，這可以給后續(xù)施工提供有效依據(jù)。管理人員必須確保記錄相關(guān)數(shù)據(jù)信息的真實(shí)性。在我國部分高層建筑樁基礎(chǔ)施工中，正是因?yàn)榭辈楣ぷ鞑蛔屑?xì)，導(dǎo)致勘查結(jié)果和實(shí)際結(jié)果存在較大誤差，不僅耽誤了正常施工，還會影響其他環(huán)節(jié)。因此，管理人員必須保持一顆敬業(yè)的心，確?？辈楣ぷ髀鋵?shí)到位，為后續(xù)施工奠定基礎(chǔ)。

4.2 做好施工現(xiàn)場準(zhǔn)備工作

現(xiàn)場準(zhǔn)備工作是高層建筑軟土地基樁基礎(chǔ)施工的重點(diǎn)，因此，在施工前應(yīng)確保施工現(xiàn)場的秩序和清潔。一方面，施工單位應(yīng)將現(xiàn)場的一切障礙物加以清除，保持施工現(xiàn)場的清潔度。由于障礙物會直接影響樁基礎(chǔ)正常施工，所以首先要做的就是把障礙物清除掉。另一方面，如果施工現(xiàn)場存在凹凸不平的情況，要及時彌補(bǔ)，保證場地平整。樁基礎(chǔ)施工和樁基設(shè)備有直接關(guān)系，如果施工現(xiàn)場不平整，會直接影響樁基設(shè)備的高效運(yùn)作，因此，需確保施工現(xiàn)場的平整性，給樁機(jī)設(shè)備運(yùn)作提供良好條件[3]。

4.3 做好設(shè)計與準(zhǔn)備工作

這里所說的設(shè)計主要是指樁型設(shè)計工作，準(zhǔn)備工作則主要是指施工設(shè)備的準(zhǔn)備。樁型設(shè)計是樁基礎(chǔ)施工的重要前提，如果設(shè)計環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題，會直接影響實(shí)際施工效率，在施工時，施工人員也是結(jié)合設(shè)計圖紙進(jìn)行施工，因此，必須確保樁型設(shè)計的合理性。在設(shè)計的過程中，設(shè)計人員切勿根據(jù)自己的想法隨意設(shè)計，而是要結(jié)合工程實(shí)際情況，這樣設(shè)計出來的樁型更具實(shí)用性。比如，我國福建省的老干部活動中心就結(jié)合中心實(shí)際情況，對建筑進(jìn)行改造時設(shè)計了靜壓管樁，這種類型的樁型有著良好的穩(wěn)定性。另外，在正式施工前，必須準(zhǔn)備好對應(yīng)的施工設(shè)備，這是重要的輔助工作，比如，靜壓樁機(jī)，給后續(xù)實(shí)際施工做好充足準(zhǔn)備。

5 高層建筑軟土地基樁基礎(chǔ)主要施工技術(shù)

5.1 灌注樁施工技術(shù)

在高層建筑軟土地基樁基礎(chǔ)施工時，還廣泛應(yīng)用了灌注樁施工技術(shù)。待樁孔制作完成之后，施工人員把鋼筋籠放置樁孔之中，隨后再澆筑混凝土，待混凝土凝固之后就形成了灌注樁。通常將成孔分成2 種類型，分別是循環(huán)泥漿護(hù)壁成孔[4]、沖擊成孔。一般情況下，循環(huán)泥漿護(hù)壁成孔在黏性土質(zhì)和淤泥中比較適用，沖擊成孔在沙性土或粉土中比較適用。在實(shí)際的施工過程中，使用比較頻繁的成孔方法有振動法、錘擊法等，實(shí)踐后發(fā)現(xiàn)，在使用這些方法時難免會產(chǎn)生噪聲污染或擠土現(xiàn)象。如果是干作業(yè)成孔，則可以通過機(jī)械鉆孔的方式來實(shí)現(xiàn)，機(jī)械鉆孔比較適合在砂土和粉土中使用。如地基是黏性土，更適合使用人工挖孔方法。在條件允許的情況下，施工單位也可以把人工鉆孔法運(yùn)用到淤泥土中，但切勿運(yùn)用于砂土、碎土之中。假設(shè)施工現(xiàn)場地下水位比人工挖孔處高，那么在采用人工力量開挖的過程中，必須同時做好排水處理和止水處理，以防出現(xiàn)塌孔現(xiàn)象。

5.2 粒料樁施工技術(shù)

在高層建筑軟土地基樁基礎(chǔ)施工時，會進(jìn)行壓樁處理。此時，樁基附近的軟土?xí)艿接绊懀浲帘旧韽?qiáng)度就不高，在受影響后比殘余強(qiáng)度更低。假設(shè)停止施工，被影響的軟土強(qiáng)度有所恢復(fù)，使用粒料樁施工技術(shù)可以增加壓樁的承載能力。如果高層建筑是采用碎石、砂等材料，并通過機(jī)械設(shè)備實(shí)施成樁施工時，粒料樁與其他軟土地基形成復(fù)合類型地基，可實(shí)現(xiàn)較好的置換作用和排水作用。與此同時，各粒料樁之間的距離、直徑大小等都需結(jié)合高層建筑實(shí)際情況計算，若無法確定對應(yīng)的施工方法，就需提前進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

5.3 預(yù)制樁施工技術(shù)

預(yù)制樁施工首先要充分做好前期工作，主要涵蓋了預(yù)制加工、起吊運(yùn)輸、堆放整理、放線定位等工作，施工關(guān)鍵包括以下幾個方面：一是預(yù)制樁所使用的混凝土強(qiáng)度等級與配筋率需要達(dá)到相關(guān)施工要求。二是如使用現(xiàn)場疊澆法來制作預(yù)制樁，則需要在樁與樁之間、樁與底模之間進(jìn)行隔離工作，避免構(gòu)件相互粘連，且上層樁的澆筑工作需要在下層樁混凝土強(qiáng)度達(dá)到30%以上才能開展[5]。三是起吊預(yù)制樁時需要保證預(yù)制樁的混凝土強(qiáng)度超過70%。吊點(diǎn)的選擇需要秉持吊點(diǎn)之間跨中彎矩與吊點(diǎn)處負(fù)彎矩大致相同的原則。四是在預(yù)制樁的混凝土強(qiáng)度達(dá)到100%后才能進(jìn)行運(yùn)輸與沉樁。預(yù)制樁達(dá)到施工現(xiàn)場后需要避免再次搬動，避免樁身出現(xiàn)損壞。五是預(yù)制樁的堆放環(huán)境需要平整有序，堆放層數(shù)要適當(dāng)控制在4 層以內(nèi)。六是合理安排沉樁順序，要秉持先大后小、先長后短的原則。

預(yù)制樁錘擊沉樁的施工關(guān)鍵包括以下幾個方面：（1）精確控制入土角度，保證樁身、樁帽、樁錘三者的中心線重合。樁入土的垂直度偏差需要控制在0.5%以內(nèi)。（2）對樁頭進(jìn)行全面保護(hù)。樁頭、樁帽之間需要設(shè)置彈性襯墊，避免樁身受到?jīng)_擊應(yīng)力而被損壞。（3）合理控制初期的錘擊落距，待預(yù)制樁入土穩(wěn)定厚，落距需控制在1 mm 范圍內(nèi)。當(dāng)樁頂高于自然平地時，則可以使用送樁器將其送入土中。（4）實(shí)時觀察預(yù)制樁的入土速度、垂直角度、貫入度等數(shù)據(jù)，如發(fā)現(xiàn)異常情況則需要及時暫停打樁，采取應(yīng)對措施。

6 高層建筑軟土地基樁基礎(chǔ)施工注意事項(xiàng)

6.1 確保打樁與送樁滿足施工要求

在樁基礎(chǔ)施工時，無論打樁還是送樁，都應(yīng)將相關(guān)數(shù)據(jù)加以記錄。在打樁的過程中，施工人員需按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)將入樁深度詳細(xì)記錄，保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性與有效性。在焊接的過程中，也要做好對應(yīng)的隱蔽記錄。施工人員插樁時，需確保樁頭和地面標(biāo)志對齊，若發(fā)現(xiàn)樁頭未對準(zhǔn)地面標(biāo)志，需及時調(diào)整，在樁位判斷上可以使用經(jīng)緯儀或吊砣垂線來實(shí)現(xiàn)。在打樁時要隨時配備水準(zhǔn)尺，便于隨時測量垂直度，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，垂直偏差不能超過0.5%。而在送樁的過程中，施工人員必須使用水準(zhǔn)儀控制標(biāo)高誤差，將其控制在上下5 cm 以內(nèi)[6]。

6.2 嚴(yán)格控制樁基垂直度與水平位置

在正式打樁之前，施工單位需確保施工現(xiàn)場的平整度，送樁孔要立即實(shí)施回填，在打樁設(shè)備上要配置兩根水平尺用來測量垂直度和水平位置，使用水平尺校正以后再實(shí)施打樁。打樁時，若發(fā)現(xiàn)樁機(jī)垂直度或水平位置存在問題，如果不及時糾正，會使樁身斷裂。施工人員需結(jié)合打樁設(shè)備的垂直懸針對設(shè)備加以調(diào)整，使其恢復(fù)正常運(yùn)行，并且，還需結(jié)合經(jīng)緯儀和吊砣垂線調(diào)整樁機(jī)位置偏差，偏差應(yīng)控制在0.5%以內(nèi)。在打樁時需一邊打一邊觀察，確保在接樁時所有樁的中心線處于相同垂直線上。

6.3 滿足焊接基本要求

在對樁基礎(chǔ)鋼筋籠進(jìn)行焊接時需提前將雜物清理干凈，采用對稱分段焊接法可以有效削弱殘余應(yīng)力，也可降低變形率。在對間隙進(jìn)行焊接時，可以使用鐵片輔助，墊實(shí)以后進(jìn)行焊接。焊縫應(yīng)當(dāng)是連續(xù)且飽滿的，在焊接結(jié)束之后還需再次清理焊渣，隨后進(jìn)行驗(yàn)收，驗(yàn)收不合格的需補(bǔ)焊，直到驗(yàn)收合格為止。

7 結(jié)語

本文主要分析了高層建筑軟土地基樁基礎(chǔ)施工技術(shù)。通過分析可以看出，當(dāng)高層建筑修建在軟土地基上時，可運(yùn)用樁基礎(chǔ)施工技術(shù)起到輔助作用，樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的應(yīng)用能夠在提高施工效率的同時，有效減少施工成本；在施工前需落實(shí)現(xiàn)場勘查工作、做好施工現(xiàn)場準(zhǔn)備工作，以及做好設(shè)計與準(zhǔn)備工作；在高層建筑樁基礎(chǔ)施工中，應(yīng)用了灌注樁施工技術(shù)、粒料樁施工技術(shù)等；同時，施工時需確保打樁與送樁滿足施工要求、嚴(yán)格控制樁基垂直度與水平位置、滿足焊接基本要求，提高高層建筑的建設(shè)質(zhì)量。