高層建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)分析

【摘要】對(duì)高層建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)進(jìn)行了概述，研究了換土墊層施工技術(shù)、碾壓和夯實(shí)施工技術(shù)、土壤固結(jié)施工技術(shù)以及采用化學(xué)方法加固地基土層技術(shù)等高層建筑地基基礎(chǔ)施工技及其存在問(wèn)題，探討了有靜力壓樁施工技術(shù)、振動(dòng)沉樁施工技術(shù)等高層建筑樁基礎(chǔ)施工技術(shù)及其施工注意問(wèn)題，以期為高層建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)土建施工提供一些參考，推動(dòng)我國(guó)高層建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)土建施工的不斷發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】高層建筑；地基基礎(chǔ)；樁基礎(chǔ)；施工技術(shù)

在進(jìn)行高層建筑建筑地基基礎(chǔ)施工時(shí)，可以采用換土墊層施工技術(shù)、碾壓和夯實(shí)施工技術(shù)、土壤固結(jié)施工技術(shù)以及采用化學(xué)方法加固地基土層技術(shù)，不斷提高高層建筑地基基礎(chǔ)的強(qiáng)度。在高層建筑樁基礎(chǔ)施工過(guò)程中可以采用有靜力壓樁施工技術(shù)和振動(dòng)沉樁施工技術(shù)，選擇最優(yōu)的樁型和樁長(zhǎng)，并在施工過(guò)程中嚴(yán)重控制樁基和設(shè)計(jì)間的偏差，確保樁基礎(chǔ)施工的整體質(zhì)量，保證高層建筑的結(jié)構(gòu)安全。

一、高層建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)概述

高層建筑的地基即是在建筑物較強(qiáng)荷載作用下其產(chǎn)生的形變中不能忽視的巖體和土體部分，高層建筑地基基礎(chǔ)指的是高層建筑物下部將荷載傳遞給地基的部分。高層建筑樁基礎(chǔ)是基礎(chǔ)的一種，由樁基和連接于樁頂?shù)某信_(tái)組成，在地質(zhì)狀況不好的情況下，淺層基質(zhì)無(wú)法滿足高層建筑的強(qiáng)度或高層建筑形變所帶來(lái)的壓力要求時(shí)，借助特殊施工手段的深埋掩埋的基礎(chǔ)形式。常見(jiàn)的高層建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)如圖1所示。

圖1 常見(jiàn)的高層建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)

二、高層建筑地基基礎(chǔ)施工技術(shù)

（一）高層建筑地基基礎(chǔ)施工技術(shù)

很多高層建筑施工現(xiàn)場(chǎng)的土體具備較強(qiáng)的濕潤(rùn)膨脹性，同時(shí)高層建筑地下土體的承載能力也有一定限度，通常情況下達(dá)不到高中建筑地基基礎(chǔ)必須具備的強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求。此時(shí)可以采用具備更高強(qiáng)度和穩(wěn)定性的材料進(jìn)行強(qiáng)度和穩(wěn)定性達(dá)不到相關(guān)要求的軟土層的替換。在進(jìn)行換土墊層施工時(shí)，可以采用分層填圖的施工方式，避免在施工過(guò)程中土體中出現(xiàn)縫隙和孔洞，保證換土墊層施工達(dá)到高層建筑地基基礎(chǔ)所具備的承載能力，確保高層建筑的結(jié)構(gòu)安全。②碾壓和夯實(shí)施工技術(shù)。為了提高高層建筑地基基礎(chǔ)的強(qiáng)度目標(biāo)，可以采用碾壓和夯實(shí)施工技術(shù)來(lái)進(jìn)行高層建筑地基基礎(chǔ)處理。由于碾壓和夯實(shí)對(duì)土層的作用深度有限，因此，碾壓和夯實(shí)施工技術(shù)主要適用于高層建筑地基松軟土層較輕的情況。在對(duì)高層建筑地基基礎(chǔ)進(jìn)行輾壓和夯實(shí)施工時(shí)，需要采取措施獲得極大的沖擊力沖壓土層才能增強(qiáng)地基的強(qiáng)度，確保高層建筑在竣工后地基產(chǎn)生的不均勻沉降最大限度的降低。③土壤固結(jié)施工技術(shù)。高層建筑地基基礎(chǔ)土層中通常含有大量水分，會(huì)導(dǎo)致高層建筑地基基礎(chǔ)土層的實(shí)際承載能力降低，不利于高層建筑地基基礎(chǔ)的施工。若排除高層建筑地基基礎(chǔ)土層的水分，土層會(huì)進(jìn)行自動(dòng)固結(jié)，提高高層建筑地基基礎(chǔ)土層承載能力。④采用化學(xué)方法加固地基土層。通常情況下高層建筑的自重相對(duì)較大，地基基礎(chǔ)土層的承載能力要求要對(duì)較高，因此，在高層建筑地基基礎(chǔ)施工過(guò)程中可以采用化學(xué)方法來(lái)進(jìn)行地基基礎(chǔ)土層的加固。化學(xué)加固地基土層施工技術(shù)主要是向高層建筑地基基礎(chǔ)土層中加入丙烯酸銨、堿液或水泥漿等物質(zhì)，使地基基礎(chǔ)土層發(fā)生化學(xué)反應(yīng)從而使得土體粘合，加速地基基礎(chǔ)土層的土壤固化，增強(qiáng)地基基礎(chǔ)土層強(qiáng)度，提高土層的承載能力。目前化學(xué)加固土層的施工方法主要有灌漿法、噴漿法以及深層攪拌法。

（二）高層建筑地基基礎(chǔ)施工存在問(wèn)題

高層建筑在地基基礎(chǔ)施工過(guò)程中存在的問(wèn)題主要有以下方面：①塌方問(wèn)題。塌方是高層建筑地基基礎(chǔ)施工中較為嚴(yán)重的問(wèn)題，在高層建筑地基基礎(chǔ)施工過(guò)程中一旦出現(xiàn)塌方現(xiàn)象，會(huì)直接影響高層建筑地基的穩(wěn)定性，降低地基承載能力，從而嚴(yán)重威脅高層建筑的結(jié)構(gòu)安全，因此，在高層建筑的地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)前，相關(guān)設(shè)計(jì)人員必須充分調(diào)查和了解高層建筑地基基礎(chǔ)地基所處區(qū)域的地基結(jié)構(gòu)和土層結(jié)構(gòu)，盡量避免高層建筑地基基礎(chǔ)施工過(guò)程中出現(xiàn)塌方現(xiàn)象。②缺乏地基保護(hù)措施。在高層建筑地基基礎(chǔ)施工過(guò)程中若采取的施工保護(hù)措施不合理，會(huì)降低高層建筑地基的強(qiáng)度，影響高層建筑地基基礎(chǔ)施工質(zhì)量。如在雨季或雨水較多的地區(qū)進(jìn)行高層建筑地基基礎(chǔ)施工，若在是工程中采用的防護(hù)措施不到位，會(huì)容易引起高層建筑地基進(jìn)水，從而減低高層建筑地基基礎(chǔ)強(qiáng)度。

三、高層建筑樁基礎(chǔ)施工技術(shù)

樁基礎(chǔ)是建筑深基礎(chǔ)的一種，人們所說(shuō)的“打樁”中的“樁”指的就是樁基礎(chǔ)。通常情況下，樁基礎(chǔ)的承載能力相對(duì)較高，被普遍應(yīng)用到當(dāng)前高層建筑的建設(shè)中。樁基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖2所示。目前，常見(jiàn)的高層建筑樁基礎(chǔ)施工技術(shù)主要有靜力壓樁施工技術(shù)和振動(dòng)沉樁施工技術(shù)。其中，靜力壓樁施工技術(shù)主要是通過(guò)樁架上的配重以及樁自身所攜帶的重力的一個(gè)綜合的作用效果實(shí)現(xiàn)將樁擠壓到高層建筑的樁施工土層中。在進(jìn)行靜力壓樁施工過(guò)程中嚴(yán)禁暫停施工。同時(shí)，靜力壓樁施工技術(shù)具有成本低、工藝簡(jiǎn)單以及噪音污染小等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用在目前的粘土層的樁基礎(chǔ)土建施工作業(yè)中。振動(dòng)沉樁施工技術(shù)主要是通過(guò)先裝備在樁頂部的一個(gè)固定的振動(dòng)器來(lái)產(chǎn)生必要的振動(dòng)效果，再集合樁自身的重力的一個(gè)綜合的作用實(shí)現(xiàn)將樁自動(dòng)下沉到地基土層中。振動(dòng)沉樁施工技術(shù)有著操作簡(jiǎn)單、成本較低以及打樁效果良好的優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于目前的高層建筑樁基礎(chǔ)施工中。

圖2 樁基礎(chǔ)的結(jié)構(gòu)示意圖

在高層建筑的樁基礎(chǔ)施工過(guò)程中，樁型和樁長(zhǎng)是高層建筑樁施工的兩項(xiàng)重要參數(shù)，直接決定了高層建筑樁基礎(chǔ)的整體施工質(zhì)量。因此，在高層建筑樁基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，相關(guān)樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人員應(yīng)當(dāng)熟悉了解樁施工現(xiàn)場(chǎng)的地質(zhì)情況，設(shè)計(jì)多種樁長(zhǎng)和樁型方案，在進(jìn)行各項(xiàng)設(shè)計(jì)方案的具體驗(yàn)算，同時(shí)考慮樁基的承載能力，確定高層建筑最優(yōu)的樁型和樁長(zhǎng)，并在施工過(guò)程中嚴(yán)重控制樁基和設(shè)計(jì)間的偏差，確保樁基礎(chǔ)施工的整體質(zhì)量。

結(jié)束語(yǔ)：

高層建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量是高層建筑質(zhì)量的重要保證，因此，在進(jìn)行高層建筑建筑地基基礎(chǔ)施工時(shí)，可以采用換土墊層施工技術(shù)、碾壓和夯實(shí)施工技術(shù)、土壤固結(jié)施工技術(shù)以及采用化學(xué)方法加固地基土層技術(shù)，不斷提高高層建筑地基基礎(chǔ)的強(qiáng)度，同時(shí)，在高層建筑樁基礎(chǔ)施工過(guò)程中可以采用有靜力壓樁施工技術(shù)和振動(dòng)沉樁施工技術(shù)，同時(shí)選擇最優(yōu)的樁型和樁長(zhǎng)，并在施工過(guò)程中嚴(yán)重控制樁基和設(shè)計(jì)間的偏差，確保樁基礎(chǔ)施工的整體質(zhì)量，保證高層建筑的結(jié)構(gòu)安全。