高層建筑工程施工中樁基礎(chǔ)施工技術(shù)研究

易坤林

江西省吉安市建筑安裝工程總公司

我國(guó)城鄉(xiāng)一體化的建設(shè)與發(fā)展，使城市發(fā)展越來越快，在城市發(fā)展過程中，土地是極其重要的環(huán)節(jié)，合理科學(xué)地利用土地，才能推動(dòng)城市健康發(fā)展。我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)加快，使得城鎮(zhèn)人口不斷增長(zhǎng)，城市用地越來越緊張，我國(guó)的城市建設(shè)可使用面積不足，已經(jīng)成為制約各個(gè)城市發(fā)展的瓶頸問題，建設(shè)高層建筑是有效利用城市建筑用地最為有效的方法，高層建筑已經(jīng)成為提高城市土地利用率的一個(gè)重要發(fā)展路徑。城市向上部空間發(fā)展是未來的趨勢(shì)，這種趨勢(shì)愈發(fā)明顯，更多的城市高層建筑拔地而起。隨著建筑功能性增加，對(duì)高層的要求也更加嚴(yán)格，建筑工程設(shè)計(jì)和施工難度不斷增加，這也就給高層建筑技術(shù)提出了高標(biāo)準(zhǔn)、高要求，通過技術(shù)解決建筑結(jié)構(gòu)安全性、穩(wěn)定性的問題。市場(chǎng)建筑基礎(chǔ)施工技術(shù)是關(guān)鍵，其中的樁基工程在高層建筑結(jié)構(gòu)安全中起決定作用，已經(jīng)在業(yè)界引起重視。不論上部建筑多高，樁基礎(chǔ)始終是將建筑與地面進(jìn)行連接的最根本的基礎(chǔ)構(gòu)造，通過良好的基礎(chǔ)建設(shè)，能夠有效轉(zhuǎn)移建筑豎向荷載對(duì)建筑結(jié)構(gòu)本身的壓力，使壓力能夠向外地面及建筑四周有效轉(zhuǎn)移，以此，保證建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。不同高層建筑有不同的功能，根據(jù)功能定位其設(shè)計(jì)出來的樁基礎(chǔ)形式也存在不同，不但要看建筑物結(jié)構(gòu)形式，更需要根據(jù)不同的地質(zhì)條件，考慮好周邊情況，這樣才能確定樁基礎(chǔ)類型、長(zhǎng)度和截?cái)嗝?。目前，我?guó)應(yīng)用最為普遍的是高承臺(tái)和低承臺(tái)兩種樁基礎(chǔ)。不同的技術(shù)形式對(duì)提高建筑物抗地震、臺(tái)風(fēng)等地質(zhì)災(zāi)害和極端天氣能力不同，要在施工中選擇合適的建筑方式，避免出現(xiàn)建筑發(fā)生傾斜或坍塌等情況。

一、高層建筑工程施工中樁基礎(chǔ)施工技術(shù)常見問題

（一）樁基礎(chǔ)位置偏移問題

由于高層建筑物的體量不同，其樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)數(shù)量也不一樣，根據(jù)眾多的樁基礎(chǔ)布局，確保每根樁基礎(chǔ)都能夠發(fā)揮作用，要在設(shè)計(jì)過程中，合理計(jì)算出每一個(gè)樁的位置和間距，要嚴(yán)格計(jì)算與測(cè)算，確保位置偏差控制在20mm 內(nèi)，這樣，才能保證建筑物的安全穩(wěn)定。高層建筑的樁基礎(chǔ)數(shù)量多、結(jié)構(gòu)布局復(fù)雜，要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)的情況施工，要強(qiáng)化控制與管理，合理做好樁基礎(chǔ)位置測(cè)量定位和現(xiàn)澆混凝土垂直度精度測(cè)算，避免出現(xiàn)差錯(cuò)。目前看，高層建筑中，樁基礎(chǔ)出現(xiàn)位置偏移問題嚴(yán)重影響到了高層的穩(wěn)定性，留下不少的安全隱患。導(dǎo)致這種情況的成因：一是沒有嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)放線。施工人員超平放線測(cè)量樁基礎(chǔ)位置的時(shí)候，沒有理解圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求，沒按圖紙要求和測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)放線，樁基確定位置與建筑物軸線之間出現(xiàn)了一定的偏移，直接造成樁基位置累積偏差。二是打樁水準(zhǔn)點(diǎn)控制不到位。施工打樁的時(shí)候，沒有按照預(yù)定的位置進(jìn)行，附近水準(zhǔn)點(diǎn)設(shè)置不標(biāo)準(zhǔn)，從技術(shù)上講，一般設(shè)置不少于兩個(gè)水準(zhǔn)點(diǎn)，不然就無法進(jìn)行樁基礎(chǔ)超平檢測(cè)，掌握不好樁入土深度。三是預(yù)制樁打樁順序不嚴(yán)格。施工人員沒有嚴(yán)格執(zhí)行施工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，沒有根據(jù)施工的順序進(jìn)行建設(shè)，樁的密集度、樁規(guī)格、樁標(biāo)高等均沒有嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，樁基礎(chǔ)打樁順序關(guān)鍵點(diǎn)沒有把握好，這樣也就很容易出現(xiàn)位置偏差[1]。

（二）單樁承載力不足問題

高層建筑上部結(jié)構(gòu)較大，要想保證高層建筑的安全，則需要發(fā)揮每一個(gè)樁的作用，其安全依賴于每一根樁基礎(chǔ)承載力的大小，如果在一個(gè)區(qū)域的單樁承載力不足，則會(huì)導(dǎo)致建筑物的沉降，不利于建筑物的使用安全，如果是其中一個(gè)單樁出現(xiàn)問題，還有可能補(bǔ)救，但如果一排樁出現(xiàn)問題，那么累加起來就會(huì)嚴(yán)重影響建筑樁基礎(chǔ)承載力，高層建筑結(jié)構(gòu)安全得不到良好保證。導(dǎo)致單樁承載力不足的成因：一是樁末端沒有嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)中計(jì)算的每一個(gè)數(shù)據(jù)，都是有針對(duì)性的，施工時(shí)，如果沒有嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計(jì)要求進(jìn)入持力層，達(dá)不到預(yù)定的深度，則會(huì)導(dǎo)致承載力不足的問題，施工中深度把握不到位，樁末端埋入土層位置達(dá)不到規(guī)定的持力層，則會(huì)造成高層建筑的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。二是預(yù)制樁出現(xiàn)了斷裂。預(yù)制樁一般是從外部加工好以后進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的，如果在運(yùn)輸保管過程中出斷裂問題，或在樁基礎(chǔ)預(yù)制過程中存在質(zhì)量缺陷，使用時(shí)就會(huì)出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。如果打樁過程中樁基受力不均勻，就會(huì)導(dǎo)致樁結(jié)構(gòu)斷裂，斷裂必然降低樁基礎(chǔ)承載力。三是樁基彎曲過大。沒有嚴(yán)格進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)督管理，澆筑中未嚴(yán)格控制樁基礎(chǔ)垂直度，或者是在打樁時(shí)樁基礎(chǔ)傾斜，如果樁基礎(chǔ)彎曲大，那么則會(huì)大大降低樁基礎(chǔ)承載力[2]。

（三）樁澆筑時(shí)的頸縮問題

不同類型技術(shù)有不同的問題，要根據(jù)問題的導(dǎo)向，把握施工的進(jìn)程，不同樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式會(huì)出現(xiàn)不同程度的樁基礎(chǔ)頸縮現(xiàn)象，特別是施工過程中，很多的問題都要考慮到，如果套管成孔灌注樁施工操作不當(dāng)，容易造成樁身某處出現(xiàn)頸縮問題。造成這樣的問題成因：一是混凝土灌注不足。施工中要充分保證混凝土澆筑的數(shù)量，如果施工中沒有保證充分、密實(shí)則會(huì)造成樁徑尺寸上的不統(tǒng)一。另外，澆筑時(shí)提前抽管或抽管過快也會(huì)出現(xiàn)混凝土未充分澆筑的頸縮問題。二是灌注樁土質(zhì)不利于施工。高層建筑樁施工會(huì)有各種不同的土質(zhì)，如果灌注樁基礎(chǔ)周邊土質(zhì)過于松散，澆筑混凝土?xí)r就會(huì)導(dǎo)致局部擴(kuò)散，混凝土向四周分散，出現(xiàn)頸縮現(xiàn)象。

二、高層建筑工程樁基礎(chǔ)施工技術(shù)應(yīng)用分析

（一）預(yù)制樁施工技術(shù)

預(yù)制樁就是在施工現(xiàn)場(chǎng)以外的加工區(qū)加工的樁基礎(chǔ)，通過運(yùn)輸?shù)姆绞竭M(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)，其施工技術(shù)主要是利用打樁施工設(shè)備將預(yù)制好的基礎(chǔ)樁打入預(yù)先設(shè)計(jì)的點(diǎn)位，以此，實(shí)現(xiàn)立樁目的。整體上看，預(yù)制樁施工操作簡(jiǎn)單、施工周期短，施工過程中能夠通過設(shè)備施工，保證了快速與安全，能夠有效控制時(shí)間，減少不必要的工期浪費(fèi)。通過預(yù)制樁的使用，保證了施工的現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量，施工現(xiàn)場(chǎng)不需要過多的技術(shù)指導(dǎo)與參與，只需管控好各個(gè)點(diǎn)位的樁位位置，保證測(cè)量精度就可以了，減少了重要的制作工藝環(huán)節(jié)，大大降低施工管控上的難度。做好預(yù)制樁施工技術(shù)實(shí)施，最大的立足點(diǎn)在于對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的控制與把握，要對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)過程控制，處理好每一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)，按照不同的打樁工藝施工。一般情況下采用沉樁設(shè)備將預(yù)制基礎(chǔ)樁定點(diǎn)打進(jìn)，要充分把握施工過程中的安全問題，做好應(yīng)急處理，打樁過程中很可能會(huì)出現(xiàn)地基上溢、土質(zhì)上移問題，要根據(jù)不同的進(jìn)程，合理做好整體上的控制，避免進(jìn)度過快，造成不必要的安全問題。有效做好預(yù)制樁質(zhì)量控制，保證進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的每一根樁規(guī)格、尺寸都是一致的。打樁前，要由專門人員對(duì)每一根樁基位置做好復(fù)測(cè)，保證位置精度，嚴(yán)格控制入土深度，確保每一根樁定型后高度、垂直度是一致的[3]。

（二）靜力壓樁施工技術(shù)

靜力壓樁施工技術(shù)也是預(yù)制樁形式的一種，其實(shí)際利用率較高，在許多高層建筑中得到應(yīng)用。施工時(shí)，需利用靜力壓樁設(shè)備施工，對(duì)預(yù)制樁進(jìn)行打樁、沉樁，保證整體施工品質(zhì)，最終達(dá)到安全穩(wěn)定的目的。靜力壓樁技術(shù)整體操作簡(jiǎn)單、振動(dòng)較小、噪聲可控，施工時(shí)，對(duì)周邊的環(huán)境與居民影響最小，特別是在城市中進(jìn)行建設(shè)時(shí)，這種技術(shù)應(yīng)用較為普遍。靜力壓樁技術(shù)主要是通過特定的設(shè)備進(jìn)行壓制，根據(jù)設(shè)備不同的重量及樁架配重形成預(yù)制樁反作用力，以此，將預(yù)制樁打入設(shè)計(jì)好的預(yù)定深度，保證樁基礎(chǔ)施工效果。整體看，施工技術(shù)對(duì)材料上的消耗較小，特別是對(duì)主要材料的鋼筋和混凝土消耗量不大，能夠有效減少建設(shè)成本。由于靜力壓樁施工技術(shù)要進(jìn)行連續(xù)作業(yè)施工，控制不當(dāng)則會(huì)導(dǎo)致周邊土質(zhì)受到破壞，要合理控制周邊的環(huán)境情況，現(xiàn)場(chǎng)施工時(shí)，做好監(jiān)測(cè)與檢查，避免施工影響周邊環(huán)境安全。

（三）振動(dòng)沉樁施工技術(shù)

振動(dòng)沉樁施工技術(shù)也是預(yù)制樁的一種，其施工主要是將振動(dòng)器放在樁頂，根據(jù)不同的建筑結(jié)構(gòu)深度進(jìn)行振動(dòng)，以樁自身重力實(shí)現(xiàn)打樁沉樁的目標(biāo)，完成樁基礎(chǔ)建設(shè)。振動(dòng)沉樁施工技術(shù)整體上工藝簡(jiǎn)單、技術(shù)可靠、可移動(dòng)操作、占用空間不大，在實(shí)際施工中得到廣泛使用，但這種技術(shù)主要是通過高頻率振動(dòng)進(jìn)行施工，施工時(shí)難免會(huì)對(duì)周邊的環(huán)境產(chǎn)生影響，特別是存在較大噪聲及污染，城市內(nèi)部施工不適合使用這種技術(shù)，因?yàn)槭┕r(shí)會(huì)對(duì)周邊居民生活環(huán)境帶來一定影響。這種技術(shù)成本不可控，對(duì)于復(fù)雜的地質(zhì)會(huì)有較大的投入，經(jīng)濟(jì)性不強(qiáng)，成本較大。

（四）灌注樁施工技術(shù)

灌注樁施工技術(shù)在當(dāng)前應(yīng)用最為普遍，特別是城市高層建筑中使用最多，施工時(shí)主要采用成孔工藝建設(shè)。要想保證灌注樁成型穩(wěn)定，則需要有效保證孔的科學(xué)性，成孔方式主要有沉管、鉆孔、干作業(yè)成孔等，施工時(shí)根據(jù)不同的工期與進(jìn)度，可使用機(jī)械鉆孔和人工挖孔兩種方式結(jié)合，要根據(jù)不同施工現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況決定施工方式，合理選擇成孔方法和作業(yè)方式對(duì)技術(shù)的應(yīng)用起到很大的作用。要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)分析，如果鉆孔作業(yè)能夠滿足機(jī)械鉆孔條件，則需要優(yōu)先選用機(jī)械鉆孔的方式施工，以此提高施工速度，保證工期。對(duì)評(píng)估無法機(jī)械設(shè)備作業(yè)的要進(jìn)行人工方式成孔，在關(guān)鍵部位輔助機(jī)械進(jìn)行鉆孔。做好灌注樁鉆孔作業(yè)最重要的是要分析當(dāng)前的土質(zhì)情況，場(chǎng)地土質(zhì)松散、地下水位高的，需要采用隔樁跳打方式施工，以此避免出現(xiàn)樁串孔的問題，保證灌注樁施工整體安全與質(zhì)量。

三、高層建筑工程樁基礎(chǔ)施工技術(shù)控制要點(diǎn)

（一）做好準(zhǔn)備工作

不同的城市有不同的土質(zhì)條件，而不同的建筑位置又存在不同的環(huán)境條件，要根據(jù)高層建筑整體設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)、功能性質(zhì)、地質(zhì)條件等不同，采用不同的樁基礎(chǔ)選型和施工方案，以此，保證整體施工建設(shè)質(zhì)量。充分的前期調(diào)研與分析至關(guān)重要，施工前須根據(jù)施工項(xiàng)目實(shí)際情況，做好充分的前期準(zhǔn)備工作，這樣才能有序開展后序工作。一是要合理組織相關(guān)人員熟悉資料。高層建筑涉及的人員多，工種雜，要想保證施工質(zhì)量，就要保證各工種的協(xié)調(diào)配合，要組織參與項(xiàng)目建設(shè)的設(shè)計(jì)、施工、技術(shù)、管理等人員進(jìn)行圖紙會(huì)審，掌握施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況，有條件的還要進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)，做好詳細(xì)勘驗(yàn)，以此，根據(jù)不同的工種獲取不同的情報(bào)，確保信息準(zhǔn)確、可靠，為樁基礎(chǔ)形式及施工方案制定提供有效的保證。二是明確施工技術(shù)要點(diǎn)。高層建筑受到條件的限制，樁基礎(chǔ)數(shù)量多、施工密集度高，要想保證施工安全與質(zhì)量，就需要在施工前進(jìn)行技術(shù)交底，使各工種均能夠明晰樁基礎(chǔ)施工技術(shù)相關(guān)的要求，包括樁基定位、測(cè)量、垂直度、平整度、位移偏差等，這樣各工種協(xié)調(diào)配合，才能更好地避免嚴(yán)重位置偏差和質(zhì)量不佳。三是科學(xué)編制施工方案。要在前期掌握資料的基礎(chǔ)上，以樁基礎(chǔ)類型的不同，合理科學(xué)確定施工工藝、順序、方法、應(yīng)用等，這樣才能根據(jù)方案合理組織施工，確保施工質(zhì)量與安全。四是做好放線測(cè)量相關(guān)工作。要根據(jù)設(shè)計(jì)施工方案的要求，由專業(yè)人員仔細(xì)核查建筑結(jié)構(gòu)軸線位置是否在設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)范圍，提升各軸線控制點(diǎn)的功能，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)細(xì)化方案，完善不合理的部分，以保證施工能夠順利實(shí)施。

（二）做好施工監(jiān)管

高層樁基礎(chǔ)施工是高層建筑的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，在這一時(shí)期涉及的工種多、工序復(fù)雜、內(nèi)容繁重、管理難度大，為了保證樁基礎(chǔ)施工安全與質(zhì)量，則需要保證各個(gè)流程環(huán)節(jié)的安全與質(zhì)量，必要的監(jiān)管與檢查是施工的重點(diǎn)，要做好施工過程質(zhì)量安全的監(jiān)控。一是把握好現(xiàn)場(chǎng)的質(zhì)量?，F(xiàn)場(chǎng)主要是施工人員和管理人員，那么相關(guān)的人員就需要熟悉現(xiàn)場(chǎng)情況，對(duì)各環(huán)節(jié)工藝組織流程充分熟知，安排好施工任務(wù)，做好人員的調(diào)度、組織機(jī)械，這樣，各個(gè)環(huán)節(jié)才能夠配合，確保各環(huán)節(jié)有效對(duì)接，有條不紊地完成任務(wù)。二是做好現(xiàn)場(chǎng)材料的控制。由專業(yè)檢測(cè)團(tuán)隊(duì)對(duì)進(jìn)入現(xiàn)場(chǎng)的材料檢測(cè)，保證材料質(zhì)量。若存在質(zhì)量缺陷，則嚴(yán)禁使用。三是重點(diǎn)管控放線測(cè)量。放線關(guān)系到建筑的質(zhì)量，要做好放線檢查工作，嚴(yán)格執(zhí)行操作步驟，保證放線的精度，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的問題要及時(shí)標(biāo)記做好處理，提高建筑物的安全性和穩(wěn)定性。四是做好護(hù)筒埋設(shè)檢測(cè)。作為鉆孔灌注樁技術(shù)核心部分，要確定護(hù)筒規(guī)格、材質(zhì)、厚度，保證關(guān)鍵參數(shù)符合建設(shè)要求。

結(jié)語

高層建筑施工樁基礎(chǔ)技術(shù)是高層建筑的關(guān)鍵，要保證技術(shù)的先進(jìn)性，根據(jù)高層建筑功能特點(diǎn)，正確選擇樁基礎(chǔ)技術(shù)形式，科學(xué)做好方案的編制，對(duì)施工過程中的測(cè)量、定位、埋設(shè)、灌注、鉆孔、施工各個(gè)環(huán)節(jié)做好質(zhì)量控制，以此，保證高層建筑整體安全與質(zhì)量。