张云华
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摘 要:高层建筑桩身位于地下,是建筑主体和地基接触的重要组成部分,可以使建筑主体与地基产生更为紧密的连接。桩基础施工技术在高层建筑工程中得到了广泛的应用,具有良好的抗震性、稳定性,桩基础施工质量会对高层建筑的后续使用造成很大的影响,应该根据高层建筑工程主体和施工区域水文地质具体情况,采取满足施工要求的桩基础施工作业技术,保证建筑工程可以得到顺利开展。本文结合高层建筑桩基础施工作业特点,对静压桩施工技术、灌注桩施工技术进行研究,并对两种上述两种桩基础施工技术优缺点进行对比分析,最后对高层建筑桩基础施工技术要点展开探讨,可供相关人员参考。
关键词:高层建筑工程; 桩基础施工; 技术要点
1引言
高层建筑物的稳定性、安全性与桩基础施工质量有着直接联系,桩基础是由桩顶和承桩共同构成的建筑结构,要求具有很强的竖向承载能力,可以使高层建筑能够承受外界环境施加的荷载,将建筑物承受的竖向荷载安全地转移到附近地面,更好地保证高层建筑的稳定性,避免高层建筑物出现倾倒和坍塌事故。高层建筑施工区域的地质、气候等因素有着很大的差异,对高层建筑采用的桩基础施工提出不同的要求,如何结合高层建筑工程项目实现际选用科学合理的桩基础施工技术是至关重要的,本文将以该问题进行深入地分析与讨论。
2高层建筑工程桩基础施工技术特点分析
2.1施工难度大
高层建筑规模和高度都比较大,要求基础具有很大承载能力,施工难度比较普通建筑物难度大,如果桩基础无法满足高层建筑承载要求,会给建筑后续使用埋下安全隐患,严重情况下会产生安全事故,这就需要施工单位具有很高的施工水平,保证桩基础施工质量达到设计要求。
2.2地质、气候复杂
高层建筑工程项目施工经常会碰到不同的水文地质、气候条件,一些施工区域会存在粘土、淤泥土等土质,有些地区对防震等级要求比较高,对地基施工质量要求高,这也增加了高层建筑工程施工难度。施工单位需要结合水文地质条件和气候特点等影响因素,再根据高层建筑设计要求,做好施工作业前的水文地质勘察工作,选用性能好、安全性高的机械设备,科学组织现场施工。
避免基础施工现场出现混乱。
2.3隐蔽性、多发性
高层建筑工程桩基础施工工序较多,后道施工工序会对前道工序进行覆盖,隐蔽工程量较多,应该严格按照施工质量要求,对高层建筑基础施工的隐蔽部位进行质量检查,如果该道施工工序施工质量达不到要求,严禁进行后续施工,避免对高层建筑后续使用留下安全隐患,也可以更好地保证建筑主体的完整性。同时,如果高层建筑桩基础施工方案制定不合理,现场施工组织混乱,会使基础施工过程中安全事故多发,不但会对建筑工程施工质量造成影响,施工作业人员的生命安全也得不到保障,需要提前制定应急预案和安全预防措施。
3高层建筑基础工程施工技术研究
3.1静压桩施工技术
高层建筑施工可以考虑应用静压桩基础施工技术,需要采用静压桩机,以击打施工方式将预制桩柱嵌入到地层中,预制桩制作尺寸应该根据基础深度来确定,采用管径为150-300毫米钢管桩或钢筋混凝土桩。静压桩机在指定位置摆放好以后,对预制桩采用钢丝绳进行挂设,然后进行吊装就位,施工过程中不可以出现作业中断,静压桩机需要有较高的可靠性,可以保证持续稳定地运行。该施工技术具有很好的应用效果,不会对生态环境造成影响,但要求确定好每桩基础的准确位置,对压桩模板进行良好地固定,还要求桩尖与桩心进行准确对接,对桩尖稳桩进行双向校下,通过静压桩机的冷击锤对预制桩进行2-3次击打,施工过程中要严格控制桩的垂直度,这样才能保证入桩质量,施工过程中还应该对预制桩贯入深度进行详细记录,该种桩基础施工技术多应用淤泥土、黏性土等地质条件,可以达到高层建筑对基础稳定性、可靠性的要求。
3.2灌注桩
高层建筑施工应用钻孔灌注孔施工技术或沉管灌注桩施工技术,钻孔灌注桩需要应用旋挖机械设备,该设备有着较高的施工效率,可以达到钻孔深度要求。如果施工区域为粘结性好的土层,可以采用钻进作业法或清水钻作业法。而施工区域为容易出更坍塌的土层,可以利用泥浆护壁法,通过泥浆对桩基础孔壁进行保护,该施工技术不需要太多的作业人员,有利于控制施工成本。钻孔灌注桩施工技术,通过旋挖机械设备钻进到桩端设计深度,在进行提钻时对钻孔进行灌浆,再将钢筋笼和碎石等注入,通过多次浆面补充可以形成混凝土结构桩体。沉管灌柱桩是能通过施工振动力来将下端开口桩管进行封闭,当桩管进入到基础一定深度以后,将预制好的钢筋笼置于桩管内,然后再进行混凝土浇筑作业,钢筋笼与混凝土会形成统一的整体,达强度和承载力达到设计要求以后,再将桩管拔出来。
4高层建筑桩基础施工技术利弊分析
预制桩施工技术具有成本低、管径小等优点,具有很好的环保性,配筋率也比较低,有利于节省施工材料,比灌注桩的施工技术难度要低,浇筑的混凝土可以有着很高的承载力,施工作业更为方便。
预制桩施工技术主要依赖于挤土效应,容易在施工过程中出现缩颈和断裂等问题,不可以应用于饱和黏性土层。钻孔灌孔桩有着更广的适用范围,桩体长度不再受到限制,单桩承载力要高于预制桩,施工工艺较为复杂,施工过程中会面对更多的质量影响因素,施工作业前需要配制泥浆,保证泥浆配合比满足施工作业要求,注浆作业会对土层造成一定的污染,钻孔泥浆需要进行回收处理,如果施工区域有较多卵砾石或粒径大的岩石,钻具容易产生故障。沉管灌注桩比预制桩施工成本低,也不会产生较大的施工噪音,但比灌注桩施工作业效率高,不存在土层污染问题,但桩径较小无法达到较高的承载力,多用于软土地基施工。
5高层建筑桩基础施工技术要点
5.1施工前的准备工作
为保证高层建筑工程桩基础施工的顺利进行,发挥出桩基础对保证建筑稳定性的作用,需要组织工程技术人员做好施工区域的水文、地质勘察工作,获取到详细的地质资料,结合施工区域地质特点选择最为合理的桩基础施工技术,确定好桩基础的准确施工位置。确定好施工作业机械设备的规格型号,检查施工机械性能并进行调试,确定需要多少数量的施工作业人员,对施工图纸进行会审并进行技术交底,对入场的材料进行检查与验收,查看是否具有质量证明文件和合格证,达不到质量要求的施工材料严禁使用,作好施工材料的保管与发放工作。确定施工质量的影响因素,制定出质量保证措施,采用合理的施工工艺,可以更好地保证施桩基础施工质量,保障施工作业人中的安全,提高施工作业效率。对桩基础施工作业面碎石等杂物进行清理,为保证后续施工作业提供基础条件。
5.2确定桩基础尺寸与防腐
桩基础用于承载整个高层建筑,需要桩基础具备良好的承载力和稳定性,应该结合高层建筑实际情况计算出基础承载力,根据前期的水文地质勘查资料对土层稳定性进行分析,分析地基是否具备均匀性。桩基础尺寸的确定还应该考虑技术经济性,核实土层能否达到高层建筑桩基础承载力设计要求,土层中含有的水分能否混凝土结构中的钢筋造成腐蚀,是否在施工时采取相应的防腐蚀措施。如果采用预制管桩基础方式,管桩接头需要采取机械连接方式,不可以应用焊接接头。分析土层是否会对基础构件钢筋造成腐蚀,结合腐蚀影响因素制定切实有效的防腐蚀措施。
5.3成桩方案分析
5.3.1预应力管桩
采用预应力管桩施工技术,应该确定桩端基础持力层情况,该基础管桩施工工艺要求简单,有着较高的施工作业效率,有利于控制施工质量,但需要单桩具有较高的承载能力,静压作业时不会产生较高分贝的噪音。但会对土层产生一定的挤土效应,会对高层建筑施工区域附近建筑物产生影响,在施工作业期间需要尽量产生较大的挤土效应,可以更好地保证附近建筑物安全和桩基础施工质量。施工作业时将最大压桩力作为主要控制对象,把设计桩长控制作为辅助对象,还需要结合高层建筑工程地质剖面等情况来确定。预应力桩具备的土层贯入力、桩长会受到桩端持力层密实度、强度和埋深等因素影响,如果处理不当会出现断桩、偏位等问题,如果碰到局部密实度较高的土层,会存在桩端无法到达设计持力层的问题,这就要求选用大型压桩机。如果个别预应力桩端无法到达到设计持力层,可以进行引孔处理,可以使储端全端面到达指定持力层,使桩端达到足免的稳定性。如果施工作业场地土层中存在泥卵石、圆砾等,会使预应力沉桩作业存在较大的难度,如果环保指标允许条件下,可以应用引孔或锤击等方式,还需要提高混凝土标号,在具有代表性的地质区段进行打桩试验,保证制定的方案可行后再进行实际的施工作业。如果施工作业机械重量比较大,需要施工作业场地达到足够的承载力,避免施工作业机械出现倾翻现象,如果高层建筑施工区域为软土,会导致作业设备沉降而无法施工,严重情况下会使预应力桩上部断桩,应该对施工作业场地进行回填碾实,再将重量大的压桩机械运送到指定位置,在进行压桩作业时,还应该主要控制压桩力和贯入度,将标高控制作为辅助对象。
5.3.2钻孔灌注桩
钻孔灌注桩施工技术具有更高的土层穿透能力,可以更为顺利地达到设计持力层,满足更多复杂地质环境施工要求。但如果施工区域土层为花岗岩等类型地质,钻孔灌注桩施工过程中会产生较大的振动与噪音,施工成本相对较高,采用泥浆护壁技术会对土层产生一定的污染,应用后的泥浆需要外送处理,如果施工工艺不合理会存质量安全隐患,桩长较大容易出现缩颈、塌孔等质量问题,孔底清渣也存在较大的难度。地下水也会对成桩质量造成影响,需要采用合理的泥浆护壁技术,才能保证桩身质量达到设计要求。桩端进入到持力层的深度不可以小于1倍桩径,混凝土强度需要达到桩承载力要求,终孔作业时应该对持力层岩性进行检测,保证桩基础施工达到质量设计要求。施工完成后对单桩竖向承载力进行试验,检验承载力是否达到设计要求。
6结语
综上所述,高层建筑稳定性、安全必依赖于地基基础施工质量,应该结合高层建筑施工区域水文、地质特点,全面考虑桩基础承载力等影响因素,选用合理的桩基础施工技术,更好地保证高层建筑的使用安全。
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