试论高层建筑地基基础和桩基础土建施工技术

廉美俊

(晋城宏圣建筑工程有限公司，山西 晋城 048006)

在高层建筑物的施工中，地基基础施工和桩基础施工是关键的组成部分，对整个建筑物的安全性和巩固性具有决定性的作用。在具体的施工活动中，工作人员有必要结合现场的实际情况，加强对施工方案的合理策划，增强地基承载力和稳定性，把握技术难点和技术要点，提高高层建筑的施工质量，创造理想的工程效益。

1 高层建筑地基基础和桩基础施工特点

1.1 位置隐蔽

由于高层建筑地基基础和桩基础通常位于地下或地面以下，其施工过程相对隐蔽，不易直接观察和检查，这导致在后续的质量检查和维修过程中，难以及时发现潜在问题，增加了维护和修复的困难度。施工过程中质量管理的要求较为严格，工作人员要严格控制质量，确保地基基础和桩基础的可靠性和耐久性，减少后期的质量问题和维修成本。

1.2 对于前期环境调查的要求较高

在高层建筑地基基础和桩基础施工前，要进行详细的前期环境调查和地质勘测，这是因为地质条件的差异会直接影响地基基础和桩基础的设计和施工方案。工作人员需要了解地下土层的性质、承载力、稳定性等参数，以确定合适的基础形式和施工方法。值得一提的是，随着“双碳”目标的提出，建筑业的高层绿色建筑成为一个重要方向，在高层绿色建筑中使用节能环保材料，是实现“双碳”目标的手段，目的是减少建筑物的能源消耗和碳排放。例如，使用高效保温材料可以降低建筑物的能耗，使用太阳能板可以减少对传统能源的依赖，使用可生物降解的材料可以减少对环境的污染。采用岩棉、玻璃棉、聚氨酯泡沫、EPS等保温材料，优化高层建筑的保温性能和隔音性能，能够有效减少建筑物的能耗。采用太阳能板、风力发电机等可再生能源设备，来减少对传统能源的依赖，从而减少建筑物的碳排放，改善城市生态环境。

2 高层建筑地基基础和桩基础土建施工重要性

高层建筑地基基础和桩基础土建施工在整个建筑过程中具有重要的作用，是提高高层建筑结构稳固性的环节，作为高层建筑的承重部分，承担着支撑建筑物的重要任务。通过精确施工，选择优质材料，可以确保地基基础和桩基础的稳固性和承载能力，有效分散和传递建筑物的荷载，减少地基沉降和变形，保证建筑物的结构稳定性。地基基础和桩基础施工质量直接关系到施工安全，合理的施工方法和严格的施工标准可以提高施工过程中的安全性，减少事故发生的风险，实施严格的质量控制和施工监管，确保施工过程中的安全措施得到有效执行，有效降低了施工事故的概率，保护工人和周围环境的安全。高层建筑的使用寿命与其地基基础和桩基础的质量和稳定性密切相关，地基基础和桩基础施工的稳定性有效延长了建筑物的寿命，减少结构的老化和破损。采用合适的施工方法，提高地基基础和桩基础的耐久性和抗震能力，使高层建筑物保持安全使用的状态，提高其应用性能[1]。

3 高层建筑地基基础和桩基础土建施工难点

3.1 地质情况差异性

在高层建筑地基基础和桩基础施工中，地质条件的不同会对地基和桩基础的选择和施工方式产生影响。例如，在不同的地质层中，土壤的稳定性、承载能力和变形性等特点存在差异，这就要求施工方针和技术应根据具体地质情况进行调整和选择，以确保地基和桩基础的安全稳固。

3.2 地下水丰富

在地下水丰富的区域进行高层建筑地基基础和桩基础施工会面临困难，地下水的存在会对土壤的稳定性和承载能力产生影响，容易导致地基沉降和土壤液化等问题。因此，在该区域中，要采取相应的防水措施和降低地下水位的手段，以确保地基基础和桩基础的稳固性、安全性。

4 高层建筑地基基础和桩基础土建施工技术要点

4.1 前期调查

在前期调查阶段，技术人员要了解高层建筑区域的自然条件，包括降水量、土壤类型和疏松程度等，为地基基础和桩基础土建施工提供重要的参考依据，获取调查结果，帮助工程团队制定合理的施工方案，并选择适当的技术手段，以确保施工质量和高层建筑的稳定性。在进行高层建筑地基基础和桩基础土建施工前，进行详细的前期调查，采集关键的信息，包括地基土壤的特性和条件，制定合理的施工方案，选择适当的技术手段。调查降水量是十分重要的，因为地下水位和土壤含水量对地基基础和桩基础的稳定性具有直接影响，了解降水量的分布情况可以帮助工程团队判断是否需要采取排水措施，并选择合适的排水方案。

调查土壤的类型和疏松程度，不同类型的土壤具有不同的力学特性和承载能力，了解土壤的性质，帮助工程团队确定适合的地基基础和桩基础设计方案，并选择相应的施工技术。对土壤的组成成分、颗粒大小和含水量等参数加强了解，此类参数对于选择合适的施工方法和施工工艺具有重要意义，例如，如果土壤颗粒较大，工作人员要采取夯实碾压施工技术来增加土壤的密实度和稳定性，如果土壤含水量较高，则需要采取排水固结技术来降低土壤的含水量，以提高土壤的承载能力[2]。

4.2 排水固结技术

排水固结技术是降低土壤的含水量的关键手段，该技术可以提高土壤的紧实程度和稳定性，确保地基和桩基的承载能力，采取适当的排水固结技术，降低土壤的含水量，有效预防土壤的液化和沉降现象。在实施排水固结技术应用过程中，要根据具体工程的情况和土壤特性，合理选择和组合不同的技术手段，确保施工的效果和质量。遇到地下水位较高的情况，使用井水抽排技术设置井点，利用水泵将地下水抽出，降低地下水位，有效地降低土壤的含水量，减少土壤的饱和状态，提高土壤的紧实程度。

在地下水丰富的区域，采取地下水降低技术，有效控制地下水位，减少土壤的含水量，常用的地下水降低技术包括井点抽水和水平防渗墙等，达到改善土壤的工程性质的目的，提高土壤的稳定性和承载能力。设计排水系统，在地基基础和桩基础施工中，合理设计排水系统，规划和布置排水管网和排水沟渠，及时将地表和地下的降水排出，避免水分滞留在土壤中，保持土壤的干燥状态和稳定性[3]。

4.3 换填垫层技术

换填垫层技术是一种通过将优质砂石材料填充到地基土壤中，改善土壤质量和增强地基承载能力的施工方法，该技术可以有效地提高土壤的坚固性和稳定性，应用换填垫层技术，选择优质的砂石材料，增加地基基础的承载能力，减少地基沉降和变形的风险，确保高层建筑的结构稳定和安全。在实施换填垫层技术时，需要根据具体工程的要求和地基土壤的特性进行合理设计和施工，以保证施工质量和效果。在进行换填垫层施工时，选择优质砂石材料，以具有良好力学性能和稳定性的优质砂石材料为主，此类材料应具有适当的粒径分布、均匀性和耐久性，能够提供较高的承载能力和抗压强度。

根据工程要求和地基土壤的特性选择合适的砂石材料，确保施工效果和土壤的稳定性。在地基土壤上方形成一层厚度适当的垫层，使用优质砂石材料进行填充，为了提高土壤的紧密度和稳定性，垫层施工中要采取适当的压实和夯实工艺，填平地基不平整面，填补土壤空隙，提供均匀的地基支撑，增加地基的承载能力。加强对施工方法和工艺的控制，确保砂石材料的均匀分布和夯实效果，施工过程中，采用适当的机械设备和工具，如压路机、振动板等，进行垫层材料的均匀压实，以达到较高的密实度和稳定性。

4.4 静力压桩技术

静力压桩技术是一种常用的桩基础施工技术，用于增强地基的承载能力和稳定性，在该技术的应用中，要将桩体逐渐压入土层中，使土壤得到紧实和加固，做好钻孔准备，选择桩基位置后，首先使用钻孔设备对地下土层进行钻孔，使桩体能够顺利的压入土层中。进行钻孔前，要根据设计要求选择合适的钻孔直径和深度，并注意钻孔位置的准确性和稳定性，完成钻孔后，将桩体逐渐压入土层中，使用专用的桩机或液压设备，施加持续的垂直力，使桩体在土层中逐渐下沉和紧实，在桩体压入的过程中，控制施力的大小和速度，以保证桩体的稳定性和承载能力。

具体应用中，需要对以下2方面工作提高重视：1)要控制好进行静力压桩机速度，避免速度过快降低桩基构造的稳定性，避免速度过慢浪费建筑材料；2)要尽量做到一次性准确成型，避免中途暂停施工。施工过程中，要进行实时的监测与控制，使用监测设备和仪器，可以对桩体的下沉、承载能力等进行监测和记录，根据监测结果，及时调整施工参数，保证桩基施工的质量和稳定性。发挥静力压桩技术的优势，明确静力压桩技术流程，降低噪声风险，减少对周围环境和结构的影响，实现土层的紧实和加固，提高地基的承载能力，确保建筑物能够安全地承受设计荷载[4]。

4.5 夯实碾压施工技术

夯实碾压施工技术是用于增强地基表面土层的强度和稳定性的技术，使用碾压机、推土机等专用设备，对地基表面土层进行夯实和压实处理，在进行夯实碾压施工前，要选择合适的土壤材料。一般选择具有较好工程性质和适宜的颗粒大小分布的土壤材料，如黏土、砂土等，选择土壤时，应根据具体工程要求和地质条件进行确定。施工过程中，要准备适当的设备，主要包括碾压机、推土机等设备，用于对土壤进行夯实和压实处理，目的是强化土壤的稳定性，提高密实度。

施工过程中，根据设计要求和施工方案，使用碾压机、推土机等设备对地基表面土层进行夯实碾压，采取辊压、震动等方式，对土壤施加持续的力量，使土壤颗粒之间产生紧密的接触和排列。加强施工控制，包括施工速度、覆盖范围、夯实次数等方面，以确保夯实碾压效果达到预期。体现夯实碾压施工技术的优势，促使土壤颗粒相接触，提高土壤的密实度，增加土壤的承载能力和稳定性，采用相关设备，快速、连续地对土壤进行夯实和压实处理，节省施工时间和人力成本。

4.6 添加剂加固技术

添加剂加固技术的应用中，要以改善高层建筑地基土层结构性能为目的，向土壤中加入特定的添加剂，改变土壤的物理和化学特性，增强其抗压强度、稳定性和工程性能。添加剂加固技术可以改变土壤的颗粒结构和颗粒间的结合方式，增强土壤的抗压强度，提高地基的承载能力，使其能够更好地支撑高层建筑的荷载，并改善土壤的稳定性，改变土壤的水分特性、抗冻性和抗腐蚀性。使用添加剂加固技术可以减少对原生土壤的需求，降低土壤开挖和处理的成本，粉煤灰等添加剂可以利用工业废弃物资源，具有环保节能的优势。

在进行添加剂加固施工前，要选择适合的添加剂，常见的添加剂包括水泥、石灰、石膏、粉煤灰等，选择添加剂，应根据土壤的特性、工程要求和设计参数，确保添加剂能够有效改善土壤的结构性能。施工过程中，将选定的添加剂与土壤充分混合，采用机械搅拌、喷洒、注入等方式，将添加剂均匀地分布在土壤中，改变土壤颗粒之间的粘结力和摩擦力。添加剂加固施工后，需要进行实时的监测与评估，由专业的技术人员监测土壤的抗压强度、承载能力、变形特性等指标，评估加固效果的有效性，并根据实际情况进行必要的调整和优化[5]。

4.7 混凝土灌注施工技术

注浆技术是土木工程中最常用的技术手段之一，广泛应用于各种施工过程中，现阶段注浆技术的主要手段是在相应的位置旋转孔后注浆。受施工环境高度不确定性的影响，经常出现各种问题如塌孔、卡钻等，对员工个人能力有极高要求，在实际施工中孔质量不达标的现象经常出现。重点把握钢筋加固的施工环节，在桩孔准备完成后，将钢筋网或钢筋笼等钢筋结构放置于桩孔内，结合设计要求，选择钢筋，布置具体的位置，以增强混凝土与土壤的粘结力和承载能力。

钢筋加固完成后，使用泵车或其他设备将混凝土注入桩孔中，混凝土灌注应从底部逐渐向上进行，确保混凝土充实桩孔，排除空隙和气泡，灌注过程中，技术人员要控制流动性、浆液比和灌注速度，确保混凝土的质量和均匀性。加强养护与监测，混凝土灌注施工完成后，要采取合理的养护措施，如覆盖保湿、温度控制等，确保混凝土的强度和稳定性，进行监测工作，对桩基础的沉降、承载能力等进行实时监测和记录。混凝土灌注施工技术适用于不同地质条件下的桩基础施工，无论是软土、强风化岩层还是坚硬的岩石，混凝土灌注都能够适应并提供稳固的桩基础[6]。

5 结语

综上所述，在高层建筑物的施工建造活动中，地基基础和桩基础土建施工技术应用发挥了决定性的作用，与建筑物的耐久性和安全性密切相关。在具体的施工建造活动中，施工人员应按照设计要求和规范标准进行施工，加强对于建筑物安全性的保障，延长高层建筑物的使用寿命，满足人们对高层建筑物的质量要求。