高層建筑軟土地基樁基礎施工技術研究

唐慧

（貴州民族大學人文科技學院，貴陽 550025）

1 引言

傳統建筑物所占據的空間位置較大。新時期的到來，推動了高層建筑的興起與建設，再加上城市化發展，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注的焦點。軟土地基上的高層建筑要求比普通地基上的要高一些。基礎是高層建筑的重要組成，必須確保基礎施工質量，才能提高整體建筑的質量與安全。于是，在科技進步的作用下，施工單位開始廣泛應用樁基礎施工技術，這給高層建筑后續順利施工奠定了扎實基礎。

2 樁基礎及其施工特點

樁基礎是一種常見的基礎建筑，通常由樁體與連接樁頂的底板組成。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。低樁底板大多應用于工業與民用建筑工程，高樁底板則多用于港灣工程建設。從當前建筑工程樁基礎的應用來看，主要從樁身材料、樁直徑、施工方法等角度來進行分類。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，混凝土樁具備應用強度高、使用成本低、性價比較高等優勢，運用也較為普及。且預制混凝土樁還能夠根據施工需求進行制作，靈活、高效、便捷。鋼樁則具有較高水平的抗沖擊力，施工性能穩定、接樁方便快捷等優勢，普遍應用于公共場所工程；組合材料樁則是綜合了2 種或以上材料的組合樁，主要是根據建筑工程施工需求，設計出能夠滿足施工需求并且造價合理的組合樁。

綜合來看，樁基礎的施工主要有以下幾個特性：（1）復雜性。樁基礎施工工藝復雜，樁型眾多，不同樁型的施工工藝、施工規范、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施工需求，所以施工過程較為復雜。（2）困難性。樁基礎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。

3 樁基礎施工技術在軟土地基中的應用

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。而和普通地基相比，軟土地基缺點更加明顯，如流動性大、含水量多、壓縮性強、觸變性強等，因此，在軟土地基上修建高層建筑更應加強樁基礎施工技術的應用。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，軟土地基因為受到負荷排除水分，會導致軟土地基發生變形，最終使得地基沉降量較大而不滿足規范。為了解決該問題，可采用樁基礎施工技術。如此一來，可對施工過程進行全面處理，增加軟土地基負荷，使用剛度較大的樁基礎將軟土地基所承受的負荷傳輸到其他支撐點，以此來削弱軟土地基壓力[2]。從樁基礎施工技術現狀來看，在使用技術輔助施工后，可在提高施工效率的同時，有效減少施工成本，我國大多數高層建筑軟土地基都已經廣泛運用了樁基礎施工技術。

4 高層建筑軟土地基樁基礎施工準備工作

4.1 落實現場勘查工作

在正式展開施工之前，施工單位應委派幾名管理人員前往施工現場勘查，勘查內容主要包括了施工現場及周邊環境情況，并在勘查過程中做好相應記錄，這可以給后續施工提供有效依據。管理人員必須確保記錄相關數據信息的真實性。在我國部分高層建筑樁基礎施工中，正是因為勘查工作不仔細，導致勘查結果和實際結果存在較大誤差，不僅耽誤了正常施工，還會影響其他環節。因此，管理人員必須保持一顆敬業的心，確保勘查工作落實到位，為后續施工奠定基礎。

4.2 做好施工現場準備工作

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

4.3 做好設計與準備工作

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

5 高層建筑軟土地基樁基礎主要施工技術

5.1 灌注樁施工技術

在高層建筑軟土地基樁基礎施工時，還廣泛應用了灌注樁施工技術。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，分別是循環泥漿護壁成孔[4]、沖擊成孔。一般情況下，循環泥漿護壁成孔在黏性土質和淤泥中比較適用，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，實踐后發現，在使用這些方法時難免會產生噪聲污染或擠土現象。如果是干作業成孔，則可以通過機械鉆孔的方式來實現，機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用到淤泥土中，但切勿運用于砂土、碎土之中。假設施工現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，以防出現塌孔現象。

5.2 粒料樁施工技術

在高層建筑軟土地基樁基礎施工時，會進行壓樁處理。此時，樁基附近的軟土會受到影響，軟土本身強度就不高，在受影響后比殘余強度更低。假設停止施工，被影響的軟土強度有所恢復，使用粒料樁施工技術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，并通過機械設備實施成樁施工時，粒料樁與其他軟土地基形成復合類型地基，可實現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、直徑大小等都需結合高層建筑實際情況計算，若無法確定對應的施工方法，就需提前進行實驗。

5.3 預制樁施工技術

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

預制樁錘擊沉樁的施工關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。（2）對樁頭進行全面保護。樁頭、樁帽之間需要設置彈性襯墊，避免樁身受到沖擊應力而被損壞。（3）合理控制初期的錘擊落距，待預制樁入土穩定厚，落距需控制在1 mm 范圍內。當樁頂高于自然平地時，則可以使用送樁器將其送入土中。（4）實時觀察預制樁的入土速度、垂直角度、貫入度等數據，如發現異常情況則需要及時暫停打樁，采取應對措施。

6 高層建筑軟土地基樁基礎施工注意事項

6.1 確保打樁與送樁滿足施工要求

在樁基礎施工時，無論打樁還是送樁，都應將相關數據加以記錄。在打樁的過程中，施工人員需按照相關標準將入樁深度詳細記錄，保證數據的真實性與有效性。在焊接的過程中，也要做好對應的隱蔽記錄。施工人員插樁時，需確保樁頭和地面標志對齊，若發現樁頭未對準地面標志，需及時調整，在樁位判斷上可以使用經緯儀或吊砣垂線來實現。在打樁時要隨時配備水準尺，便于隨時測量垂直度，根據相關標準，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儀控制標高誤差，將其控制在上下5 cm 以內[6]。

6.2 嚴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場的平整度，送樁孔要立即實施回填，在打樁設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施打樁。打樁時，若發現樁機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。施工人員需結合打樁設備的垂直懸針對設備加以調整，使其恢復正常運行，并且，還需結合經緯儀和吊砣垂線調整樁機位置偏差，偏差應控制在0.5%以內。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

在對樁基礎鋼筋籠進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力，也可降低變形率。在對間隙進行焊接時，可以使用鐵片輔助，墊實以后進行焊接。焊縫應當是連續且飽滿的，在焊接結束之后還需再次清理焊渣，隨后進行驗收，驗收不合格的需補焊，直到驗收合格為止。

7 結語

本文主要分析了高層建筑軟土地基樁基礎施工技術。通過分析可以看出，當高層建筑修建在軟土地基上時，可運用樁基礎施工技術起到輔助作用，樁基礎施工技術的應用能夠在提高施工效率的同時，有效減少施工成本；在施工前需落實現場勘查工作、做好施工現場準備工作，以及做好設計與準備工作；在高層建筑樁基礎施工中，應用了灌注樁施工技術、粒料樁施工技術等；同時，施工時需確保打樁與送樁滿足施工要求、嚴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質量。