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高层建筑桩基础施工技术分析李松

发表时间：2020/12/23 来源：《基层建设》2020年第24期作者：李松

[导读] 摘要：因高层建筑作用到基础上的荷载较大，进行结构设计时需保证基础的埋置深度，为此高层建筑基础施工深度大、结构总体施工高度大，这就给高层建筑施工带来一定困难。

        中国电建集团河南工程有限公司 450001
        摘要：因高层建筑作用到基础上的荷载较大，进行结构设计时需保证基础的埋置深度，为此高层建筑基础施工深度大、结构总体施工高度大，这就给高层建筑施工带来一定困难。本文从高层建筑桩基础施工准备工作入手，探讨了常用的沉桩方法，对相关工作人员有一定的借鉴作用。
        关键词：高层建筑；桩基础；施工技术
        1 前言
        随着现代化城市不断发展，城市人口密度不断加大以及土地资源的稀缺，高层建筑成为现代化城市的标志。与此同时，科学技术研究的深入使得各种新设备、新工艺、新材料不断涌现，有助于科学、合理地进行高层建筑施工与设计。高层建筑施工主要由主体结构施工和基础施工两部分构成，此外建筑装饰施工也是一项重要组成部分。因高层建筑高度大、作用在基础上的荷载大，因而建筑基础需要埋深也较大，这给高层建筑工程施工带来一定的困难。高层建筑常用的基础形式有桩基础、箱形基础、筏形基础等，而最为常用的就是桩基础。由于高层建筑底部常设置地下室，基础需要大面积开挖，需要对开挖的基坑采取支护措施，以确保工程施工顺利进行。
        2 柱基础施工准备工作
        高层建筑桩基础依据施工工艺不同可以分成灌注桩和预制桩两种，预制桩可以采取水中沉入、振动、静压、锤击的方法施工；灌注桩是在桩基处钻孔，然后在钻好的桩孔内放置钢筋笼、浇注混凝土，混凝土凝结硬化后成桩。依据钻孔形成工艺不同可以分成沉管成孔、冲孔、挖孔、钻孔等。在实际工程中，依据结构上部荷载、周边环境情况、土层情况等来确定所用施工工艺及桩型。在正式进行高层建筑桩基础施工前，应当认真做好施工前的准备工作，对施工现场进行勘察，准备好需要的材料以及技术资料，以便桩基础施工能够正常进行。高层建筑桩基础施工主要从以下几个方面进行施工准备：（1）施工现场勘察。在正式开工建设前，施工单位应当组织技术人员对施工现场及周围环境进行勘察，全面收集与工程施工有关的资料，以便为施工方案的编制、成桩质量控制、成桩工艺、机械选择等做提供资料。施工现场勘查应注重以下内容：对桩基础施工现场的气候、地貌、地形以及其他自然条件进行勘察；分析施工场地的地质勘查报告，明确桩基础施工地点的土的物理指标、形成年代、分布情况、桩基础的深度等；了解桩基础施工地点的水质以及地下水分布情况；对施工现场的自然地质情况进行勘察，了解桩基础施工地点有无障碍物、地下构筑物、暗滨、古塘、矿岩、地震等；对高层建筑物周围既有建筑物进行勘察，了解其当前使用情况、结构性质、距离以及具体位置等；对桩基础施工影响范围内的电缆线、下水管、上水管、煤气管的结构情况、管径大小、使用年限、埋置深度、距离以及分布情况进行勘察。
        （2）施工技术准备。在开工建设前应当编制好工程施工方案，确定地下管线保护措施、临近建筑物的保护措施、施工顺序、成桩方法、成桩机械等；依据桩基础施工的特点进行工程施工进度计划编制，此项计划应当包含设备需求计划、材料使用计划、劳动力需求计划、工程进度计划等；施工建设前应当确定文明施工、安全技术、质量保证等措施；为了确保桩基础顺利施工，正式进行桩基础施工前要进行试桩工作，由试桩情况来确定所采用的施工工艺参数。
        （3）施工机械准备。在高层建筑桩基础施工前，应当依据所选用的桩型以及施工现场地质情况，科学、合理的进行施工机械设备的选择，然后进行现场试桩。
        （4）施工现场准备。在进行成桩施工之前，应当先将地下和高空中对桩基础施工有影响的障碍物清除，如旧建筑的基础、跨越施工区的电线、施工区域内的电缆以及其他地下构筑物等，这样可以确保桩基础施工的顺利进行，防止出现安全生产事故。高层建筑桩基础多为群桩，在将桩机运往施工现场之前应当先对施工地点进行平整，这么做有助于保证桩机始终处于垂直状态，而且也有助于其稳定行走。

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        对于预制桩施工无论采用的是振动打桩法、静压法或者锤击打桩法，打桩的施工机械设备自身重量较大，除了要保证施工场地平整外还应当在其表面铺设厚度为200mm左右的碎石，这样可以有效提高地基表面的承载能力，以避免桩基础在进行打桩作业时，因地基周围土层承载力不够而出现不均匀沉降，进而影响工程施工质量；工程施工中常用的履带式打桩机，其要求地基附近土层的承载能力不小于130kpa；若铺设200mm后的碎石仍然不能满足施工要求时，可以沿着桩机行走方向铺设走道板，以提高地基土的承载能力。
        对于灌注桩的施工，应当依据所选用的成桩方法来进行施工场地的平整。若采取人工开挖的方法成孔，则不仅要对场地进行平整而且要考虑如何将开挖土体运输出去；若选用钻孔的方法成孔，则应设置排水沟以及泥浆槽。近几年，国内的一些大中城市开始使用钻孔灌注桩硬地施工法，即先在成桩区域内制作混凝土硬地，设置排水沟、泥浆槽等设施，之后再使用钻机成孔。采用硬地做法可以做到有序的进行泥浆的排放，实现施工现场的文明作业，而且在一定程度上提高了工程施工效率。在进行沉管灌注桩作业时，可以按照预制桩的要求进行场地平整，因需要采取振动法或者锤击的方法沉管，这就要求桩机所在部位的地基土具有较高的承载能力。
        （5）施工放线。在进行桩基础施工前，应当认真对轴线进行复合检查，施工场地所布置的控制点应不受到施工影响，在桩基础施工结束以后要及时进行桩位复核。在进行定桩位施工时，应当依据施工网格来确定桩位的控制线，依据设计要求进行桩位图的制作，对每个桩进行编号，依据每个桩的尺寸和轴线来确定桩位，同时要在现场设置样桩，以便桩机能够顺利就位。在桩位设定完毕后要进行全面的校核，避免出现错误。在桩基础施工过程中，按照设计要求进行桩基础标高的控制，每根桩施工结束后要及时记录桩端和桩顶的标高，因此，应当将施工所用的水准点布置在沉桩影响的范围之外，水准点的数目应大于2个。在桩基础施工过程中要注意水准点的保护，避免其遭受破坏。桩基础施工中所使用的水准点可以另行设置，也可以使用用于建筑高程控制的水准点。
        3 合理选用沉桩方法
        3.1 钢桩与混凝土桩的沉桩方法
        预制的混凝土桩主要有管桩和方桩两大类，钢桩主要有钢管桩和H型钢桩两大类，其是常用的沉桩方法有振动沉桩法、水冲桩法、静力压桩法、锤击打入法等。常用的沉桩方法中，振动沉桩法、静力压桩法、锤击打入法在施工期间容易出现挤土现象，此时应当采取办法避免出现挤土，或者降低挤土现象对周围的影响。在使用水冲法沉桩时，对于敞口钢管桩和敞口混凝土桩可以采用内射水的方法，对于H型钢桩和混凝土方桩可以采用外射水的方法，两种射水方法均要求在桩顶标高2m处停止射水，然后采用锤击的方法使桩达到设计标高。
        3.2 灌注桩的成桩方法
        灌注桩施工时常采用干作业成孔、沉管成孔、泥浆护壁成孔等方法，在桩孔制作完毕后将预先制作好的钢筋笼放入桩孔中，然后进行混凝土的浇注，混凝土凝结硬化以后就成为灌注桩。泥浆护壁成孔主要有冲击冲孔和循环泥浆护壁成孔，后者常用于粉土、一般粘性土、淤泥质土以及淤泥中，前者主要用在砂土、粉土以及砂性土中。一般采用振动冲击法、振动法、锤击法等进行沉管成孔，但这几种成孔方法在施工过程中都会出现挤土、噪音、振动等现象，实际使用期间要注意对周围环境的影响。干作业成孔可以考虑使用人孔成孔和机械钻孔的办法，机械钻孔常用在砂土、粉土以及粘性土中，人工挖孔的方法主要用在粘性土中，条件允许时也可以用在粉土和淤泥质土中，但不能用在碎石土和砂土中。若施工场地的地下水位高于人工成孔处，人工开挖时应当采取必要的止水和排水措施。
        4 结语
        在进行高层建筑桩基础施工时，应当认真做好施工准备工作，依据施工现场的条件以及高层建筑的特点，进行桩型及施工方法的选择，进而确保桩基础能够满足要求。
        参考文献：
        [1]李永胜.高层建筑桩基础静压桩施工技术探讨[J].山西建筑,2011(16)，187-188.
        [2]蓝艳玲.桩基础工程质量通病与防治分析[J].现代商贸工业,2010(21),12-13.
        [3]李永胜.高层建筑桩基础静压桩施工技术探讨[J].山西建筑,2011(16)，87-88.
        [4]高玉龙,房哲.高层建筑桩基施工质量控制浅析[J].黑龙江科技信息, 2010(18)，153-154.