探究高层建筑工程施工中桩基础施工技术

发表时间:2021/4/8   来源:《工程管理前沿》2020年34期   作者:董志强
[导读] 建筑工程的地基建设质量,是整个工程建设的底层质量保障
        董志强
        山东世源建筑集团有限公司   山东烟台   264000

        【摘 要】建筑工程的地基建设质量,是整个工程建设的底层质量保障,在现代工程建设中,由于涉及到的建设楼层高、体系大、结构越来越复杂,所以对地基的稳定性要求也越来越高,而楼层本身的荷载很容易引起地形的变动,比如变形、沉降、下陷等问题,这些变动对于高层建筑的施工产生严重的威胁,因此为了有效提升地基的稳定性、承载力和平衡力,就要涉及到所谓的桩基础施工技术。

        【关键词】高层建筑;工程施工;桩基础;施工技术
        1 、高层建筑工程建设对桩基础的基本要求
        高层建设是现代城市化建筑建设的主要方向,高层建筑本身存在质量大、重心高的特点,因此对于桩基础的要求更高,主要的建设要求有两个:
        首先是桩基础的承载能力的确认,由于高层建筑质量巨大,因此在建桩时就要充分考虑到后续桩的承载能力,确保不会出现致命的沉降问题,在设计上,一般将桩基础穿过表层的土层,直达地下密度较高的支撑层,提高桩的承载能力;然后就是要确保桩基础的平衡性,尽量保证每个桩的受力均匀,不会因为受力不均的问题,导致建筑倾斜,另外还要充分考虑到台风地震等因素可能引起的受力不均的问题,所以在建设中,一定要给桩基础留出一定的缓冲空间,保证承载力远在建筑质量之上。在平衡性的控制上,还可通过桩群的设计来实现,通过连接独立的桩基础,让建筑受力可以根据外部因素进行分担,这可大大提升建筑的抗逆实力。
2、高层建筑桩基础建设的难点所在
        2.1 高层建筑桩基础建设的环境更加恶劣
        为了确保高层建筑的稳定性,在进行桩基础建设时,要尽量将桩基础穿过表层的土层和砂层,抵达下面的硬岩石层,为了达到这一目标,一般的高层建筑的桩基础建设深度和难度比普通的桩基建设难度更大,尤其是在打深桩的时候,很容易穿越地下水层,这就涉及到排水系统的建设和处理,其建设难度更大,而且潮湿的环境也会对高层建筑的桩基础建设带来一些负面影响,比如导致土壤松散,更容易变形,这又侧面加大了桩基础建设的工作量。
        2.2 高层建筑的桩基础建设面临更多的因素制约,返工难度大,成本高
        在高层建筑的桩基础建设过程中,为了保证桩基础的效果,要充分考虑多方面的因素,比如后续建筑对桩的影响,施工环境对建设质量的影响,各个桩之间的相互配合和影响、还有桩基础的成本控制问题等等,多个因素的综合,导致桩基础在建设中,可能因为对某个因素的考虑不到位导致返工的必要,特别是在桩群建设中,返工难度更大,成本更高,这就是在高层建筑的桩基础建设时需要慎之又慎的根本原因。
        2.3高层建筑的桩基础建设施工本身对于操作技术和环境要求就更高
        高层建筑的桩基础建设本身的就对操作技术和操作环境的要求更高,就比如在钻孔浇筑上,需要先行做好孔隙的清洁工作,确保孔洞之间不存在杂质,才能正式开始工作,这种严格的把关,就是需要以优秀的桩基础建设质量为后续的高层建筑建设奠定良好的基础。高层建筑在建筑工艺要求和环境要求上更高是行业发展的必然选择。
3、两类主要成桩方式介绍
        当下高层建筑桩基础建设施工的主要方式有两种,分别是混凝土桩与灌注成桩两种,两种方式在成桩方式上存在较大的差别,但是各自都具备自我的优劣势,在具体施工时需要根据具体的施工环境进行权衡选择,以下分别对两种成桩方式进行介绍。
        3.1灌注成桩
        灌注成桩的方法是,通过预先预留桩基础孔洞,在设计制作钢筋牢笼之后,放入孔洞再使用混凝土浇灌的方法完成筑桩的工作。

该工作的建设要考虑多方面的因素,首先就是建设单位要先确定设计单位的灌注成桩方法在现场是否具有可行性,为此,要先考察施工地点的环境因素,比如土质结构的硬度问题和地下水问题,如果是粘性土并且不存在地下水的渗透情况,则可使用人工成孔的方法进行快速建孔。但如果是砂土和粉土,并且还存在地下水泄漏的情况,建孔的难度就大大增加,在监控之前要先做好地下水的排水工作,然后使用沉管成孔的方法建孔,该成孔方式需要振动冲击的大型机械,在施工中又需要做好噪音的控制,这导致影响浇灌成桩的施工因素进一步增多。
        在桩孔构筑完毕后,施工人将预先制作完成的钢筋笼放置到桩孔中,然后即可开始混凝土浇筑,等到混凝土凝结完毕后,即可完成灌注成桩,因此灌注成桩的主要难点还是在于前期的成孔阶段,在建设中需要重点关注该流程。
        3.2混凝土桩
        混凝土桩又被成为预制混凝土桩,该方式的主要建设流程是,将需要灌注的桩基先行在地面凝结完成,在完成建孔以后,将预制作完成的混凝土桩直接打入空洞,常用的打入方式有静压法、打入法、沉桩法,三种方法都有自己的特点,在具体打桩时需要根据实际情况具体选择。总的来说,三种方法都可能导致挤土现象的发生,在发生挤土问题后,应当找到根本原因消除其潜在的隐患。
        3.3两类成桩方式的优劣势对比
        混凝土桩本身采用预制成桩方法,在质量上有很好的保证,并且强度很高,其最大的优点就是在大面积的成桩过程中能快速完成作业,可很好地满足建设工期需求,该方式很适合一般粘性土、中密度以下的沙土粉土的建设。但是该方式也存在明显的弱点,第一就是挤土效应的问题,这种打桩行为很容易引起周边土质的改变,这种环境因素的改变如果超过预期,将会导致严重的返工问题,然后就是混凝土桩本身的抗水平压力较弱,最好用做抗拔桩,还有就是混凝土桩本身对钢材需求量大,建设成本较高,在打桩时噪音过大。然后再看灌注成桩方法,该方法在细分上又有人工挖孔灌注桩和沉管灌注桩等多种方法,这些方法的多种多样扩大了灌注成桩的适用范围,像是人工挖孔灌注法,有效地控制了挤土效应的问题,并且单桩承载力很大,质量也很容易控制保证,没有打桩环节有效消除了施工噪音的问题,但是该方式工作量大,工作周期长,面临地下水时成孔难度更大。所以在具体的建设施工中,一定要先行做好环境调研工作,这才能为接下来的成桩工作提供正确指导。
4、高层建筑工程施工中桩基础施工技术要点控制
        高层建筑桩基础建设控制要点除了上面提到的环境勘查工作外,还要注意一下几个施工要点的控制:
        首先是注重制作泥浆的质量控制,降低发生塌方的几率,在泥浆制作过程中,严格把控粘稠度控制,还要做好杂质清理工作;然后是做好孔洞的清洁工作,由于高层建筑桩基础对于环境要求很高,做好清洁工作控制杂质,是确保施工质量的重要手段;再有在灌注过程中,要做好坍落度的控制,采用多次浇灌的过程确保施工质量。最后就是要做好质量验收工作,确保误差在可控范围内。定期清理孔口的积土,如果出现塌孔与缩孔现象,要立即汇报处理。

【结语】高层建筑的桩基础施工质量直接影响到高层建筑建设的整体稳定性与安全性,在进行桩基础施工时,一定要先做好环境调研工作,根据环境因素确定施工方向,明确具体的施工方案,做好建设质量管控工作,确保最终桩基础具备良好的稳定性、平衡性和承压性,这才能为下一步工作做好基本的质量保障。

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