高层建筑工程施工中桩基础施工技术分析

文／马文浩 甘肃盛发建筑工程有限公司 甘肃临夏 731100

引言：

目前，面对土地资源紧张问题，我国不断实施高层建筑工程建设。高层建筑工程是一种规模大、环节多的工程项目。因此，需要对高层建筑施工技术进行探讨。针对桩基础施工技术来说，桩基础质量，不仅能够提高高层建筑地基的稳定性，还能够保证施工安全顺利实施。但是在建筑工程中，地基基础出现变形或者是沉降等现象，桩基础施工技术应当发挥其应有的价值作用。本文主要针对建筑工程桩基础施工技术，在多个角度进行综合性的分析，掌握高层建筑地基基础施工要点，并结合桩基础施工等技术进行深化研究，从而为相关工作人员提供参考价值。

1、概述

1.1 建筑工程桩基础技术相关概述

桩基础是一种常用的深基础形式，由基桩和桩顶承台共同构成。由于建筑工程的整体施工环境相对复杂，应用桩基础技术对于增强地基的稳定性、提高地基承载力具有十分显著的作用，能有效控制沉降，避免建筑结构出现变形和裂缝等问题的发生。在桩基础施工中，每根桩体都需要嵌入地基深部，利用桩体与土层的摩阻力以及桩体的承载力为建筑提供支撑。在施工前，应结合地质勘察报告、建筑结构的要求及现场的施工条件，选择合适的桩基础施工技术，以保证桩基础的施工质量，保证施工人员和其他相关人员的人身安全。

1.2 地基基础概述

在高层建筑工程中，基础工程指的是建筑工程墙柱深入到地面以下的扩大部分，该部分是整个建筑工程中的关键；地基则是基础下方的土层，并不属于建筑工程，而地基基础的主要作用是将建筑工程的总荷载传递到地基，让地基形成相应的应力和应变，以此来确保整体建筑工程的稳定性。因为地基基础具有传递荷载的作用，所以其牢固性和稳定性一定要足够强，这样才可以有效防止倾斜或不均匀沉降的情况产生，进而有效确保整体建筑工程的质量与安全。对于高层建筑工程而言，其地基基础的主要特征包括以下几个方面：第一是复杂性，我国具有十分辽阔的地域，不同地域的地形地貌也不同，进而呈现出了比较复杂的内容。加之不同区域中的自然环境差异，所以对高层建筑工程的地基基础也会产生不同的影响，若不做好处理，便会引发一系列的质量与安全问题。基于此，在具体施工中，施工单位一定要对工程所在地的地质、地形地貌、水文等问题加以综合考虑，以此来确保地基基础的处理效果。第二是质量问题的多发性，通过以往的相关调查发现，在高层建筑中，因地基基础质量问题所导致的整体工程问题十分常见，而通过进一步的研究与分析发现，地基基础处理中的施工方式选择不当是导致其质量问题的一个主要原因。因此，在具体的地基基础处理中，施工单位一定要注重施工方式的合理选择，以此来确保其处理效果。第三是问题具有潜在性，在地基基础处理中，一些问题并不会立即表现出来，但是如果这些问题得不到及时的发现和处理，便会在后续的施工和应用中逐渐体现，严重的情况下甚至会引发相应的安全事故。基于此，在具体处理中，相关单位一定要做好处理质量控制，以此来避免潜在问题对高层建筑工程后续施工及其应用的不良影响。

1.3 房屋建筑过程中桩基础施工的基本特征

（1）复杂性我国区域广阔，地质条件和结构也不尽相同，国内地形地貌的类型较为复杂。一些地区地震经常出现，一些地区为熔岩的地貌。这些复杂的地域特点，提升了房屋建筑桩基础的基本要求。（2）潜在性房屋地基施工工序比较复杂，有时需要交叉工序施工，甚至会出现一个工序让另外一个工序覆盖的情况。对地基的施工，隐蔽性比较强，施工质量控制难度。所以，在监管房屋建筑质量的过程中，监管人员要对隐蔽性比较强的质量问题格外关注。（3）多发性近年来，国内发生多起坍塌事件，其主要因素为地基设计不科学、房屋的建筑施工质量差。所以，在房屋建筑施工过程中，保证地基的稳定性尤为重要。

2、高层建筑工程地基基础土建施工技术分析

2.1 预制桩的施工

通常在高层桩基础施工的过程中，首先需要结合现场的情况对所用的施工工具进行选择，主要采用锤击、静压、振动打桩，这三种机械设备进行施工。这三种设备都属于较大型的打桩机，由于自身的重量比较大，需要对现场土地的强度以及平整度进行合理地控制。最好采用砂石灰，均匀地铺在地面上，控制厚度在200mm左右，主要目的是提高地基的承载力和稳定性。在整体施工中，也会随着中土层的沉降，来提高桩身质量，进一步促进桩基施工的顺利实施。目前，在我国大多数城市高层工程建筑施工中，采用的是履带式打桩机，由于履带式打桩机过重，采用铺设200mm 厚的碎石处理地基，这是不符合要求的。相关工作人员应该结合现场的实际情况，对打桩机械所行走的路线，铺设人行道板，并保证基础的承载力不低于130kPa。

2.2 灌注桩施工

在开展灌注桩施工之前，施工方要做好前期的检查和核对工作，安排专业的质检人员深入施工场地对施工器械能否正常运行、施工材料是否达标等情况进行详细检查，并核对施工计划和流程，为后期施工做好充足的准备工作。在检查环节，工作人员应具备过硬的业务能力、扎实的理论能力和丰富的实践经验，精确掌握检查的重点内容，确保使用的混凝土是合乎标准的，由此保证混凝土灌注桩的施工质量。在灌注桩施工过程中，应严格遵循施工流程，严格按照施工计划开展工作，不能出现违规行为，应根据施工的具体情况及时做出技术上的调整，防止造成技术安全问题，保证施工的经济效益和社会效益。如在施工前要将场地内的淤泥、杂物和垃圾都清理干净，搭建好各种工作平台并做好保护和固定，保证平台能正常运行并达到施工要求。

2.3 碾压夯实土地技术

建筑工程地基基础建设施工量很大，依靠人工将其全部有质量地完成几乎无法实现，这时就可以将大型机械设备应用其中，并使其发挥出本身的作用，碾压地表，夯实松散泥土，有效压实作业，增加土层结构牢固。通常进行压实工作所用的大型机械设备有推土机等。要想确定振动夯实时间，达到完美的夯实效果，施工人员就需要根据施工具体情况来确定，一般振动夯实时间越长，其夯实效果越好，地表疏松效果越佳，但是这种需要时间较长的夯实施工作业常用于杂质较多的地表中，所以施工人员应注意把控夯实时间。

2.4 人工挖孔桩施工

人工挖孔桩本质上属于灌注桩，在施工中无法满足机械作业需要时，通过人工方式开展施工。先进行人工挖孔作业，再将桩体打入指定位置。结合现有经验来看，人工挖孔桩技术流程更加简便，在淤泥、砂土等不稳定地层条件下同样能够提供足够的承载力，施工作业中不会对周围土体产生过大的扰动。但是，由于采用人工挖孔，需使用大量的人力资源，施工作业的成本相对较高。同时，随着建筑市场中人工成本的不断提升，以及施工过程中安全风险的增大，人工挖孔桩技术的使用越来越少。

2.5 护筒的预埋和设置

完成孔位测量定位后，施工人员还需要对孔口护筒的埋设情况进行把控。一般情况下，钢板是护筒制作的主要材料，对于钢板厚度的把控，应当控制在4 ～5mm，同时，施工人员还需要控制吊垂的直径和内径，其中直径要小于内径200mm。此外，为了保证护筒埋设达到桩基础施工要求，应当在其顶部设置一定数量的溢浆口，一般情况，控制在2个以内最为理想，溢浆口的高度需要超出地面150mm，但不能大于300mm。保证各个环节工作落实后，应当进行全面的质量管理，做好其他辅助性工作，施工人员需要采用豁土分层次的方式填充护筒四周，以此达到加固护筒位置稳定的目的。而在实施护筒埋设施工过程中，施工人员需要注意将差值控制在50mm 以内，而护筒埋设深度的控制，则需要控制在1 ～1.5m。

2.6 换填施工技术

在高层建筑工程的地基基础施工中，换填施工技术是一项关键的土建施工技术。该技术主要适用于软土地基基础的施工，施工中需要将地基基础下方要求范围之内的软弱土层开挖掉，通过适当比例的土和石灰拌合物进行回填。这样便可有效提升地基基础强度、抗渗性与水稳性，满足实际工程需求。在通过该技术进行地基基础的施工过程中，首先需要对基坑进行检验，将其中的松土清除，确保坑底平整干净。如果坑底存在积水或者是淤泥，应晾干之后再进行回填；如果局部存在孔洞或软弱土层，则应及时将其挖除，然后通过灰土来分层进行回填。对于施工中应用的灰土拌合物，其中的土和石灰比例可控制在7:3 或者8:2，采用人工翻拌的方式进行拌合，拌合遍数应控制在3 遍及以上，确保其拌和均匀，颜色一致，同时应做好含水量控制，通常需控制在14%～18%之间，如果含水量过高，则需要晾干之后再回填；如果含水量过低，则需要做洒水湿润处理。回填过程中，灰土拌合料一定要做到随拌随用。同时也需要做好夯实处理，且换填之后的地基基础在30d 之内不可被水浸泡。通过这样的方式，才可以有效确保换填效果，满足地基基础的强度及其稳定性需求。

2.7 施工现场放线定位

（1）定桩位。首先，以施工方格网为基础来确定控制线，然后根据桩位图来对各桩进行标号，之后按照各桩对应的轴线、尺寸等开展放桩作业，并进行样桩设置，确保桩基定位符合标准要求。在整个过程中应特别注意的是，对于桩位应进行多次复核，切实避免桩位定位的失误，从而导致工期因此延误。（2）水准点。对于水准点，应严格根据施工设计中要求来控制桩基施工标高，对工程施工现场中所有桩的桩顶、桩端进行标高记录，基于以上，在施工所处区域的周边应设置若干不会因沉桩产生影响的水准点，通常情况下要求水准点数量为2 个以上。在正式施工期间，应安排相关人员做好对水准点的保护工作，避免出现损坏情况。对于桩基施工过程中的水准点，可借助建筑高层控制网水准基点进行设置，也可根据施工要求另行设置。

2.8 桩基础施工准备

通常在高层建筑工程施工的过程中，施工单位应该对现场实际情况勘察，并且进行具体分析，制定多种施工方案，遇到问题可以有多种方案进行选择，能得到及时的解决和完善。并且也保证桩基础施工科学合理化，为后续施工提供有效保证。施工准备如下：（1）需要专业人员到施工现场进行勘察，掌握地形以及地质特征等，高层建筑桩基础施工之前，一定要对现场的实际环境进行研究和分析，并且保证施工方案的有效性，在现场如果有大量的软土地基，需要提前处理好。（2）在桩基础施工之前，施工人员对导体进行反复测量，要合理地控制高层建筑工程网络布置，进一步完善施工方案，有效保证建筑工程施工质量。（3）施工单位要准备好施工材料，为建筑桩基的施工提供充足的材料，并对各种材料进行质量检验，确保每种材料的质量符合实际施工要求。此外，施工单位应根据高层建筑桩基的施工情况，合理分配人工费用和机械设备，在特定的施工期内，应根据土建工程的实际用量，适当调整施工机械设备。在施工测量放样的过程中，需要对防水层和施工厚度的误差进行综合分析，确定如何设置才能保证钻孔桩的完整性。其次，在钻孔过程中，每当推进2m 至3m 时，施工人员应该对钻杆进行检查，钻杆是否垂直，如果在检查中存在异常现场应当立即处理。在钻孔和施工过程中，应定期清理孔口污垢，如有塌陷或缩孔应立即处理。

2.9 开挖作业

在桩基础施工的开挖作业中，施工人员首先必须对桩基础施工的特点进行分析，并根据其特点，选择合理的开挖方式，制定高效的作业方案。如果施工区域是淤泥，可以通过人工开挖的形式，一般需要采用铁锹等工具进行辅助操作；而如果施工区域主要是风化岩石，那么一般可以使用风钻进行打眼爆破。当面对规模较大的桩基时，就需要采用混凝土护臂施工的方式开展作业，应注意壁厚范围应大于20cm 且小于25cm。在进行桩基的灌注作业时，应当注意灌注高度是否合适，一般而言，灌注高度应该在1m 左右，此外，在开挖的过程中还要注意灌注保护。施工人员还需要注意，在完成桩孔开挖之后，要及时按照施工方案进行混凝土浇筑，并确保浇筑作业施工质量达到规定要求，避免出现返浆等问题。

2.10 化学加固技术

在土壤中加入化学物质是目前建筑工程地基基础施工中提高土质结构强度较为常用的一种方法。（1）灌浆法，主要就是将丙烯酸、水玻璃等化学物质灌注于土层中，并使土壤与其发生化学反应，将多余水分排除，使土地强度达到建筑施工要求。（2）喷浆法，在使用此方法前需要在土地中进行钻孔，并结合施工具体要求确定钻孔深度，使之达到预设深度后放置喷射装置，其安装位置主要位于钻杆下端。这种方法效果很好，但是投入成本较高，施工人员在使用此种方法时要控制好成本资金的有效使用。

2.11 PHC 管桩静压施工技术

为有效解决传统桩基基础施工中的噪声问题，确保附近居民的工作与生活质量，在高层建筑工程的桩基基础施工过程中，PHC 管静压施工技术就是一项最佳选择。通过该技术的应用，不仅可以让桩基基础土建施工中的噪声问题得以有效解决，同时也可以有效防止环境污染问题的产生，进而达到良好的环境保护效果。在通过该技术进行桩基基础的施工过程中，施工单位需要对以下几个方面的施工要点加以重视：首先，在管桩加工过程中，一定要严格按照工程设计，结合相关标准，对定制的PHC 管桩材料、尺寸、外观质量、性能和强度等各项内容进行审核，在确保各项参数与工程实际需求相符的情况下才可以应用。在此过程中，应该对PHC 管桩的分节长度加以严格控制，最小长度应控制在8m 及以上，最大长度应控制在15m 及以下，同时应保障单墩管桩断面位置的接头情况和工程设计与相关规范要求相符。其次，在管桩运输过程中，一定要通过半挂车来进行运输，每辆车运输的管桩数量在8-10 节左右，具体情况应根据实际的路面情况来确定，避免车辆吨位过大造成的路面破坏情况。在施工现场，需通过25t 履带吊来卸车。运输中，每一层管桩之间都应该做好垫木支承设置，所有垫木的材质要保持一致，且应做到上下对齐，同一层垫木一定要处在同一平面内，这样才可以对PHC 管桩起到良好的保护作用，防止管桩在运输中损坏。再次，在施工现场的PHC 管桩起吊、搬运以及堆码的过程中，一定要严格避免附加弯矩以及相互冲撞的情况发生，且对于管桩存放现场的地基也应该做好加固处理。存放过程中一定要做好防滑处理，避免PHC 管桩滚落。为进一步确保存放效果，施工现场的PHC 管桩存放层数应控制在3 层及以内。接下来，在PHC 管桩的吊装施工中，应采用两点吊法进行施工，其吊点应设置在PHC 管桩的两头，在吊装到设计好的位置之后，便可进行沉桩施工。最后，在PHC 管桩的沉桩施工中，应从中间朝着周边进行沉桩，以此来确保沉桩效果，如果施工现场为黏土区域或者是亚黏土区域，沉桩不可按照一个方向前进，以免桩基出现不均匀沉降。如果施工现场附近存在其他建筑物或者是有地下管线，沉桩一定要背向建筑物进行，或者是通过跳打沉桩的方式进行施工。每两节沉桩之间需要通过焊接的方式来进行连接处理，焊接中，焊缝应该和桩身保持平齐，或者是凹进桩身内1 ～3mm，不可凸出桩身。

结语：

综上所述，桩基施工技术在施工过程中需要注意的方面有很多，相关工作人员只要按照设计要求进行施工，对工作负责有责任心，就能有效的保证桩基技术的施工质量，满足桩基础施工的要求。近年来，建筑工程行业发展迅猛，建筑企业数量增多，竞争更加激烈。应该严格控制技术和施工质量，实现建筑工程桩基础施工效益的最大化。