高层建筑工程基础施工

向文超

（中国水利水电第八工程局有限公司 湖南长沙 410000）

高层建筑工程基础施工

向文超

（中国水利水电第八工程局有限公司 湖南长沙 410000）

20世纪以来，随着世界人口加速的增长，城市住房特别是是大城市住房紧张的问题越来越严重，传统的多层住宅已不能满足人们的住房需求。在这种情况下，高层建筑越来越受到人们的亲睐。高层建筑成为城市发展的趋势，其中最明显的一个优势就是提高了土地利用率，节约了土地资源。同时，对于居住在高层的人而言，能有一个良好的视野，而且通风和日照条件好。

高层建筑；发展趋势

1 引言

高层建筑施工的特点可以归结为：“高”，“深”，“大”，“长”，“密”等几大特点。高，是指施工技术要求高，高层建筑以钢筋混凝土为主，并逐步发展钢和钢混结构；深，是指基础埋置深度深；大，是指高层建筑体量大，工程量大；长，是指高层建筑施工周期长，高层建筑平均施工的周期都在两年左右；密，是指高层建筑施工条件复杂。而基础施工也成为高层建筑工程不可或缺的重要组成部分。

2 基础施工内容

2.1 基坑挖土

基坑挖土时是基础工程的重要部分，对于土方量较大，基础工程工期的长短在很大程度上土方开挖的速度，另外支护结构的强度和变形控制是否满足要求、降水是否达到预期的目的，也要靠挖土阶段的施工来满足。

2.1.1 土方开挖方案

基坑土方开挖方案的选择，首先要明确合理的技术标准、相关的规范和规程，并且要考虑基坑稳定性和支护结构的安全性，并结合当地的地质情况、气候条件、施工的条件和周围环境等确定合理、方便、安全和经济的开挖方案。

2.1.2 开挖施工常见问题

挖掘前，要确定地址条件的稳定性，确认该土质是否适合展开施工，否则一些脆弱的土质，即使勉强完成挖掘也会造成地质损害，存在严重的安全隐患。要根据事前土质测量来制定严格的挖掘顺序，否则会给土层造成严重的危害，导致事故的发生。挖掘中坡体的滑落一定要引起重视，否则会导致严重的基坑问题，发生安全事故，得不偿失。

2.1.3 土方开挖施工

土方开挖的原则是分层挖掘，将基坑划分为几个重要的施工阶段，按照层级进行挖掘才能保证基坑挖掘时的安全性，也有利于施工操作。在开挖时，应该考虑到土石的运输问题，计划好运输土方的路线和方向，防止大量的土方堆积，给施工的后续工作造成不便。土方开挖过程中最重要的技术问题就是挖掘机械在作业过程中的路线和相互避让的问题，这需要熟练的施工技术人员来操作和执行。

2.2 深基坑的支护

2.2.1 深基坑支护的设计

（1）基坑支护结构一般由垂直挡土结构和水平支撑结构组成，根据不同的建筑类型、基坑深度及重要性，基坑的支护设计也不尽相同。设计方案必须满足以下两方面要求：保证边坡稳定及周围建筑物设施、地下管线设施安全，不得引起拟建物周边主路干道开裂，影响施工区交通；确保基坑开挖顺利进行，并提供足够的地下室施工作业空间。另外基坑支护设计方案还要适当考虑其经济性。

（2）根据基坑的等级与重要性系数确定基坑的支护类型及合适的土体物理力参数是基坑支护设计的一大难点，土压力的大小与基坑支护结构安全性能是紧密相连的，基坑开挖的一大特点是必须边开挖边支护，支护紧跟开挖，在开挖的过程中土体内的摩擦角、粘聚力、含水率等重要参数量都不是定值，在开挖的过程中是时刻变化的，因此增加了结构受力计算的难度。

（3）对基坑开挖后的空间效应考虑全面。比如在拐角1/3～1/5基坑边长内，可以适当减少桩长与配筋，但拐角处应设置角撑与斜撑。同时要注意岩土地质不良的区域要适当加强支护。

2.2.2 深基坑支护施工的分类

深坑基支护结构形式类别常见的有以下几种：

（1）水泥土墙支护。水泥土墙支护技术具有施工相对简单、投资经济等特点，适用于基坑开挖深度不超过7m、基坑周边土体允许有较大位移、坡顶超载不大于20kPa的基坑支护。所以在建筑浅基坑支护上有着很广泛的应用。

（2）深层搅拌水泥土桩支护。用水泥作为固化剂，用搅拌机将地基土和水泥进行拌合使两者搭接，经过一系列物理化学反应后硬化，进而达到坑基支护墙的强度要求的过程就是深层搅拌。

（3）地下连续墙。地下连续墙适用于严格止水要求以及各类复杂土层的支护工程并能适用于任何复杂环境中，因此广泛用于城市密集区基坑支护施工。

（4）土钉墙支护。这种支护方式主要用于土质情况较好的基坑支护，类似于边坡挂网喷混凝土的支护形式，施工工艺简单，操作方便。

（5）旋喷桩墙支护。旋喷桩墙支护属于桩墙支护方式的类别，不同在于：一是利用旋转喷嘴进入钻杆端部，在地基上提升时把水泥固化剂等喷入于地基土混合一起形成挡土效果。

2.2.3 高层建筑深基坑支护安全施工技术

高层建筑深基坑支护工程非常复杂，为了保证施工安全，高层建筑工程的深基坑支护必须要有专项的施工方案，并且要对深基坑支护技术进行讨论、研究，要有前期风险的预估与评测。具体应从以下几个人方面入手：

（1）施工前，根据地质水文资料、基坑设计文件等完成对基坑降排水工程的检查，确保其达到预定的要求之后，才可以进行深基坑土方的开挖。在基坑的合适位置设置积水井或排水沟进行地下水的引排，这样可以及时抽出基坑内积水，使深基坑工程施工时不受积水的影响。在深基坑四周区域也要采取排水措施，杜绝地表水渗入基坑四周进而流进基坑内。

（2）高层建筑工程深基坑开挖时要遵循以下原则：自上而下，分层开挖、先撑后挖、边挖边撑以及严禁超挖，在此基础上也要确保施工的连续性，确保基坑支护的暴露时间最少。

（3）在基坑边缘尽量不要堆放施工建筑用材以及开挖的土石方，土石方要放到基坑边缘的2m之外，高度也不能超过1.5m。同时支护好深基坑坡道位置，并且对其进行必要加固，确保挖土设备以及运输车辆的进出安全。在坑内必须设置通道，这样能够使施工人员在紧急情况下迅速安全撤离现场。

（4）施工人员在平整场地、修整坡面或者清理坑底等施工内容需要使用机械设备时，注意操作安全要保持处于施工机械的回转半径之外。

2.3 桩基础施工

2.3.1 施工准备

高层建筑桩基础的施工，往往会遇到施工现场既有障碍物的问题。因此桩基础施工时，应事先将施工现场所有可能影响生产操作的“障碍”清除，以此保障项目施工安全、有序的进行，提高施工效率。

2.3.2 施工放线

施工操作、机械运行、组织活动可能影响场地内各控制点的准确性，故应对轴线和实际位置进行复核。首先确定场内的控制线，为布桩位置的确定提供轴线、尺寸等数据参数。施工的过程中，严格控制成桩标高，桩体施工完毕后进行各位置标高的测量、记录。施工所采用的水准点，应在3个以上，以高层建筑的高程加以控制。

2.3.3 桩基础的施工技术要点

（1）预制桩的施工：是用锤击、静压、振动或水冲等沉入方法将桩打入土中。

（2）灌注桩的施工：灌注桩则是在施工现场的桩位上成孔，然后在孔内放入钢筋笼、灌注混凝土而成。

综上所述，高层建筑桩基础的施工，受地质结构、自然条件、周边环境等多种因素影响，为保证施工质量及安全，必须事先深入工程现场进行全面、系统的勘察、测量、放线以及分析研究，以保证各项数据、参数、指标的准确性，综合考虑项目自身的特点与要求，合理选择具体的施工技术、工艺、方法，从而确保桩基础的施工能够满足设计要求。

2.4 大体积混凝土工程

大体积混凝土施工灌注时可以采取阶梯式的平面和跑道式的灌注方法，能有效地降低大体积混凝土的升温，克服了混凝土中产生的冷缝现象，在施工中取得良好的效果。

2.4.1 施工前的准备

为了确保施工进度和施工质量，施工前我们在现场进行了认真的调查和对施工方案反复的进行了讨论，并做出了充分大量的准备工作。如可能产生的道路堵塞、可能造成的停电、停水、及现场设备出现故障等均相应地做好了应急的准备工作。

2.4.2 施工过程控制

（1）混凝土的拌合

混凝土拌合是混凝土施工的第一个环节，也是十分关键的一个环节，只有生产出优质的混凝土，后期施工控制才有意义。①做好施工配合比设计、施工配合比换算。②配料称量必须准确。③混凝土搅拌时间必须控制准确，不得过长、也不得太短。

（2）混凝土运输

基坑混凝土浇筑方量一般都很大，施工持续时间较长，混凝土浇筑又必须连续，不得中断，因此混凝土的运输也至关重要。应该选择最优线路尽量减少运距，避免因运距过长而影响混凝土质量，另外要提前规划好交通高峰期的混凝土运输工作，确保混凝土浇筑的连续不间断。在高温、降雨天气施工时，在混凝土搅拌车的大罐上覆盖湿草袋，起到降温的作用，如果是敞篷自卸车需用彩条布遮挡。

（3）混凝土浇筑

浇筑是高层建筑大体积混凝土工程施工过程的重要环节。在大体积混凝土内部设置循环冷却水管是一种十分有效的措施。在炎热的夏季施工时应该采取遮阳、降温措施。混凝土振捣应该快插慢拔，振捣必须密实分层振捣时振捣上一层混凝土时应该插入下一层混凝土5～10cm。

（4）混凝土养护

大体积混凝土在浇筑完成后应该及时养护，夏季施工时应该采取洒水湿润养护，冬季施工时应该采取保温保湿的养护措施。养护期间应该关注混凝土的内外温差，确保内外温差不得大于25℃。大体积混凝土养护时间不得少于14d。

3 结论

万丈高楼从地起，可见基础施工是高层建筑施工中非常关键的过程。基础是整个房屋结构的重要组成部分，其造价和工期分别约占建筑物土建总造价的20～30％、总工期的30～40％左右。因此对基础各个施工阶段的控制及整个过程的施工技术要求，都要严格依据国家施工规范、行业技术标准及施工技术方案进行，并对之予以全面、细致、科学、切实的组织和管理，以期按时、高效、优质地完成高层建筑的施工任务。

[1]李文渊.土木工程施工（第三版）.华中科技大学出版社，2013，9.

[2]徐伟，胡晓依，刘匀.高层建筑施工.武汉理工大学出版社，2003，12.

[3]陶聿君；对深基坑工程支护技术的论述[J].四川建材，2006（4）.

[4]张雪松.建筑基坑支护工程安全的影响因素分析[J].黑龙江科技信息，2007（13）.

TU753

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1004-7344（2016）02-0309-02

2015-12-30

向文超（1987-），助理工程师，本科，主要从事技术、质量管理工作。