高層建筑工程施工中樁基礎(chǔ)施工技術(shù)研究

我國城鄉(xiāng)一體化的建設(shè)與發(fā)展，使城市發(fā)展越來越快，在城市發(fā)展過程中，土地是極其重要的環(huán)節(jié)，合理科學(xué)地利用土地，才能推動城市健康發(fā)展。我國城鎮(zhèn)化建設(shè)加快，使得城鎮(zhèn)人口不斷增長，城市用地越來越緊張，我國的城市建設(shè)可使用面積不足，已經(jīng)成為制約各個城市發(fā)展的瓶頸問題，建設(shè)高層建筑是有效利用城市建筑用地最為有效的方法，高層建筑已經(jīng)成為提高城市土地利用率的一個重要發(fā)展路徑。城市向上部空間發(fā)展是未來的趨勢，這種趨勢愈發(fā)明顯，更多的城市高層建筑拔地而起。隨著建筑功能性增加，對高層的要求也更加嚴(yán)格，建筑工程設(shè)計和施工難度不斷增加，這也就給高層建筑技術(shù)提出了高標(biāo)準(zhǔn)、高要求，通過技術(shù)解決建筑結(jié)構(gòu)安全性、穩(wěn)定性的問題。市場建筑基礎(chǔ)施工技術(shù)是關(guān)鍵，其中的樁基工程在高層建筑結(jié)構(gòu)安全中起決定作用，已經(jīng)在業(yè)界引起重視。不論上部建筑多高，樁基礎(chǔ)始終是將建筑與地面進行連接的最根本的基礎(chǔ)構(gòu)造，通過良好的基礎(chǔ)建設(shè)，能夠有效轉(zhuǎn)移建筑豎向荷載對建筑結(jié)構(gòu)本身的壓力，使壓力能夠向外地面及建筑四周有效轉(zhuǎn)移，以此，保證建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。不同高層建筑有不同的功能，根據(jù)功能定位其設(shè)計出來的樁基礎(chǔ)形式也存在不同，不但要看建筑物結(jié)構(gòu)形式，更需要根據(jù)不同的地質(zhì)條件，考慮好周邊情況，這樣才能確定樁基礎(chǔ)類型、長度和截斷面。目前，我國應(yīng)用最為普遍的是高承臺和低承臺兩種樁基礎(chǔ)。不同的技術(shù)形式對提高建筑物抗地震、臺風(fēng)等地質(zhì)災(zāi)害和極端天氣能力不同，要在施工中選擇合適的建筑方式，避免出現(xiàn)建筑發(fā)生傾斜或坍塌等情況。一、高層建筑工程施工中樁基礎(chǔ)施工技術(shù)常見問題（一）樁基礎(chǔ)位置偏移問題由于高層建筑物的體量不同，其樁基礎(chǔ)設(shè)計數(shù)量也不一樣，根據(jù)眾多的樁基礎(chǔ)布局，確保每根樁基礎(chǔ)都能夠發(fā)揮作用，要在設(shè)計過程中，合理計算出每一個樁的位置和間距，要嚴(yán)格計算與測算，確保位置偏差控制在20mm內(nèi)，這樣，才能保證建筑物的安全穩(wěn)定。高層建筑的樁基礎(chǔ)數(shù)量多、結(jié)構(gòu)布局復(fù)雜，要結(jié)合現(xiàn)場的情況施工，要強化控制與管理，合理做好樁基礎(chǔ)位置測量定位和現(xiàn)澆混凝土垂直度精度測算，避免出現(xiàn)差錯。目前看，高層建筑中，樁基礎(chǔ)出現(xiàn)位置偏移問題嚴(yán)重影響到了高層的穩(wěn)定性，留下不少的安全隱患。導(dǎo)致這種情況的成因：一是沒有嚴(yán)格按照設(shè)計放線。施工人員超平放線測量樁基礎(chǔ)位置的時候，沒有理解圖紙設(shè)計要求，沒按圖紙要求和測量標(biāo)準(zhǔn)放線，樁基確定位置與建筑物軸線之間出現(xiàn)了一定的偏移，直接造成樁基位置累積偏差。二是打樁水準(zhǔn)點控制不到位。施工打樁的時候，沒有按照預(yù)定的位置進行，附近水準(zhǔn)點設(shè)置不標(biāo)準(zhǔn)，從技術(shù)上講，一般設(shè)置不少于兩個水準(zhǔn)點，不然就無法進行樁基礎(chǔ)超平檢測，掌握不好樁入土深度。三是預(yù)制樁打樁順序不嚴(yán)格。施工人員沒有嚴(yán)格執(zhí)行施工標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，沒有根據(jù)施工的順序進行建設(shè)，樁的密集度、樁規(guī)格、樁標(biāo)高等均沒有嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)，樁基礎(chǔ)打樁順序關(guān)鍵點沒有把握好，這樣也就很容易出現(xiàn)位置偏差[1]。（二）單樁承載力不足問題高層建筑上部結(jié)構(gòu)較大，要想保證高層建筑的安全，則需要發(fā)揮每一個樁的作用，其安全依賴于每一根樁基礎(chǔ)承載力的大小，如果在一個區(qū)域的單樁承載力不足，則會導(dǎo)致建筑物的沉降，不利于建筑物的使用安全，如果是其中一個單樁出現(xiàn)問題，還有可能補救，但如果一排樁出現(xiàn)問題，那么累加起來就會嚴(yán)重影響建筑樁基礎(chǔ)承載力，高層建筑結(jié)構(gòu)安全得不到良好保證。導(dǎo)致單樁承載力不足的成因：一是樁末端沒有嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計中計算的每一個數(shù)據(jù)，都是有針對性的，施工時，如果沒有嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)計要求進入持力層，達不到預(yù)定的深度，則會導(dǎo)致承載力不足的問題，施工中深度把握不到位，樁末端埋入土層位置達不到規(guī)定的持力層，則會造成高層建筑的結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。二是預(yù)制樁出現(xiàn)了斷裂。預(yù)制樁一般是從外部加工好以后進入現(xiàn)場的，如果在運輸保管過程中出斷裂問題，或在樁基礎(chǔ)預(yù)制過程中存在質(zhì)量缺陷，使用時就會出現(xiàn)斷裂現(xiàn)象。如果打樁過程中樁基受力不均勻，就會導(dǎo)致樁結(jié)構(gòu)斷裂，斷裂必然降低樁基礎(chǔ)承載力。三是樁基彎曲過大。沒有嚴(yán)格進行現(xiàn)場監(jiān)督管理，澆筑中未嚴(yán)格控制樁基礎(chǔ)垂直度，或者是在打樁時樁基礎(chǔ)傾斜，如果樁基礎(chǔ)彎曲大，那么則會大大降低樁基礎(chǔ)承載力[2]。（三）樁澆筑時的頸縮問題不同類型技術(shù)有不同的問題，要根據(jù)問題的導(dǎo)向，把握施工的進程，不同樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)形式會出現(xiàn)不同程度的樁基礎(chǔ)頸縮現(xiàn)象，特別是施工過程中，很多的問題都要考慮到，如果套管成孔灌注樁施工操作不當(dāng)，容易造成樁身某處出現(xiàn)頸縮問題。造成這樣的問題成因：一是混凝土灌注不足。施工中要充分保證混凝土澆筑的數(shù)量，如果施工中沒有保證充分、密實則會造成樁徑尺寸上的不統(tǒng)一。另外，澆筑時提前抽管或抽管過快也會出現(xiàn)混凝土未充分澆筑的頸縮問題。二是灌注樁土質(zhì)不利于施工。高層建筑樁施工會有各種不同的土質(zhì)，如果灌注樁基礎(chǔ)周邊土質(zhì)過于松散，澆筑混凝土?xí)r就會導(dǎo)致局部擴散，混凝土向四周分散，出現(xiàn)頸縮現(xiàn)象。二、高層建筑工程樁基礎(chǔ)施工技術(shù)應(yīng)用分析（一）預(yù)制樁施工技術(shù)預(yù)制樁就是在施工現(xiàn)場以外的加工區(qū)加工的樁基礎(chǔ)，通過運輸?shù)姆绞竭M入施工現(xiàn)場，其施工技術(shù)主要是利用打樁施工設(shè)備將預(yù)制好的基礎(chǔ)樁打入預(yù)先設(shè)計的點位，以此，實現(xiàn)立樁目的。整體上看，預(yù)制樁施工操作簡單、施工周期短，施工過程中能夠通過設(shè)備施工，保證了快速與安全，能夠有效控制時間，減少不必要的工期浪費。通過預(yù)制樁的使用，保證了施工的現(xiàn)場質(zhì)量，施工現(xiàn)場不需要過多的技術(shù)指導(dǎo)與參與，只需管控好各個點位的樁位位置，保證測量精度就可以了，減少了重要的制作工藝環(huán)節(jié)，大大降低施工管控上的難度。做好預(yù)制樁施工技術(shù)實施，最大的立足點在于對現(xiàn)場的控制與把握，要對各個環(huán)節(jié)過程控制，處理好每一個關(guān)鍵點，按照不同的打樁工藝施工。一般情況下采用沉樁設(shè)備將預(yù)制基礎(chǔ)樁定點打進，要充分把握施工過程中的安全問題，做好應(yīng)急處理，打樁過程中很可能會出現(xiàn)地基上溢、土質(zhì)上移問題，要根據(jù)不同的進程，合理做好整體上的控制，避免進度過快，造成不必要的安全問題。有效做好預(yù)制樁質(zhì)量控制，保證進入現(xiàn)場的每一根樁規(guī)格、尺寸都是一致的。打樁前，要由專門人員對每一根樁基位置做好復(fù)測，保證位置精度，嚴(yán)格控制入土深度，確保每一根樁定型后高度、垂直度是一致的[3]。（二）靜力壓樁施工技術(shù)靜力壓樁施工技術(shù)也是預(yù)制樁形式的一種，其實際利用率較高，在許多高層建筑中得到應(yīng)用。施工時，需利用靜力壓樁設(shè)備施工，對預(yù)制樁進行打樁、沉樁，保證整體施工品質(zhì)，最終達到安全穩(wěn)定的目的。靜力壓樁技術(shù)整體操作簡單、振動較小、噪聲可控，施工時，對周邊的環(huán)境與居民影響最小，特別是在城市中進行建設(shè)時，這種技術(shù)應(yīng)用較為普遍。靜力壓樁技術(shù)主要是通過特定的設(shè)備進行壓制，根據(jù)設(shè)備不同的重量及樁架配重形成預(yù)制樁反作用力，以此，將預(yù)制樁打入設(shè)計好的預(yù)定深度，保證樁基礎(chǔ)施工效果。整體看，施工技術(shù)對材料上的消耗較小，特別是對主要材料的鋼筋和混凝土消耗量不大，能夠有效減少建設(shè)成本。由于靜力壓樁施工技術(shù)要進行連續(xù)作業(yè)施工，控制不當(dāng)則會導(dǎo)致周邊土質(zhì)受到破壞，要合理控制周邊的環(huán)境情況，現(xiàn)場施工時，做好監(jiān)測與檢查，避免施工影響周邊環(huán)境安全。（三）振動沉樁施工技術(shù)振動沉樁施工技術(shù)也是預(yù)制樁的一種，其施工主要是將振動器放在樁頂，根據(jù)不同的建筑結(jié)構(gòu)深度進行振動，以樁自身重力實現(xiàn)打樁沉樁的目標(biāo)，完成樁基礎(chǔ)建設(shè)。振動沉樁施工技術(shù)整體上工藝簡單、技術(shù)可靠、可移動操作、占用空間不大，在實際施工中得到廣泛使用，但這種技術(shù)主要是通過高頻率振動進行施工，施工時難免會對周邊的環(huán)境產(chǎn)生影響，特別是存在較大噪聲及污染，城市內(nèi)部施工不適合使用這種技術(shù)，因為施工時會對周邊居民生活環(huán)境帶來一定影響。這種技術(shù)成本不可控，對于復(fù)雜的地質(zhì)會有較大的投入，經(jīng)濟性不強，成本較大。（四）灌注樁施工技術(shù)灌注樁施工技術(shù)在當(dāng)前應(yīng)用最為普遍，特別是城市高層建筑中使用最多，施工時主要采用成孔工藝建設(shè)。要想保證灌注樁成型穩(wěn)定，則需要有效保證孔的科學(xué)性，成孔方式主要有沉管、鉆孔、干作業(yè)成孔等，施工時根據(jù)不同的工期與進度，可使用機械鉆孔和人工挖孔兩種方式結(jié)合，要根據(jù)不同施工現(xiàn)場實際情況決定施工方式，合理選擇成孔方法和作業(yè)方式對技術(shù)的應(yīng)用起到很大的作用。要對施工現(xiàn)場分析，如果鉆孔作業(yè)能夠滿足機械鉆孔條件，則需要優(yōu)先選用機械鉆孔的方式施工，以此提高施工速度，保證工期。對評估無法機械設(shè)備作業(yè)的要進行人工方式成孔，在關(guān)鍵部位輔助機械進行鉆孔。做好灌注樁鉆孔作業(yè)最重要的是要分析當(dāng)前的土質(zhì)情況，場地土質(zhì)松散、地下水位高的，需要采用隔樁跳打方式施工，以此避免出現(xiàn)樁串孔的問題，保證灌注樁施工整體安全與質(zhì)量。三、高層建筑工程樁基礎(chǔ)施工技術(shù)控制要點（一）做好準(zhǔn)備工作不同的城市有不同的土質(zhì)條件，而不同的建筑位置又存在不同的環(huán)境條件，要根據(jù)高層建筑整體設(shè)計的結(jié)構(gòu)、功能性質(zhì)、地質(zhì)條件等不同，采用不同的樁基礎(chǔ)選型和施工方案，以此，保證整體施工建設(shè)質(zhì)量。充分的前期調(diào)研與分析至關(guān)重要，施工前須根據(jù)施工項目實際情況，做好充分的前期準(zhǔn)備工作，這樣才能有序開展后序工作。一是要合理組織相關(guān)人員熟悉資料。高層建筑涉及的人員多，工種雜，要想保證施工質(zhì)量，就要保證各工種的協(xié)調(diào)配合，要組織參與項目建設(shè)的設(shè)計、施工、技術(shù)、管理等人員進行圖紙會審，掌握施工現(xiàn)場的具體情況，有條件的還要進入現(xiàn)場，做好詳細(xì)勘驗，以此，根據(jù)不同的工種獲取不同的情報，確保信息準(zhǔn)確、可靠，為樁基礎(chǔ)形式及施工方案制定提供有效的保證。二是明確施工技術(shù)要點。高層建筑受到條件的限制，樁基礎(chǔ)數(shù)量多、施工密集度高，要想保證施工安全與質(zhì)量，就需要在施工前進行技術(shù)交底，使各工種均能夠明晰樁基礎(chǔ)施工技術(shù)相關(guān)的要求，包括樁基定位、測量、垂直度、平整度、位移偏差等，這樣各工種協(xié)調(diào)配合，才能更好地避免嚴(yán)重位置偏差和質(zhì)量不佳。三是科學(xué)編制施工方案。要在前期掌握資料的基礎(chǔ)上，以樁基礎(chǔ)類型的不同，合理科學(xué)確定施工工藝、順序、方法、應(yīng)用等，這樣才能根據(jù)方案合理組織施工，確保施工質(zhì)量與安全。四是做好放線測量相關(guān)工作。要根據(jù)設(shè)計施工方案的要求，由專業(yè)人員仔細(xì)核查建筑結(jié)構(gòu)軸線位置是否在設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)范圍，提升各軸線控制點的功能，要根據(jù)現(xiàn)場細(xì)化方案，完善不合理的部分，以保證施工能夠順利實施。（二）做好施工監(jiān)管高層樁基礎(chǔ)施工是高層建筑的重點環(huán)節(jié)，在這一時期涉及的工種多、工序復(fù)雜、內(nèi)容繁重、管理難度大，為了保證樁基礎(chǔ)施工安全與質(zhì)量，則需要保證各個流程環(huán)節(jié)的安全與質(zhì)量，必要的監(jiān)管與檢查是施工的重點，要做好施工過程質(zhì)量安全的監(jiān)控。一是把握好現(xiàn)場的質(zhì)量?，F(xiàn)場主要是施工人員和管理人員，那么相關(guān)的人員就需要熟悉現(xiàn)場情況，對各環(huán)節(jié)工藝組織流程充分熟知，安排好施工任務(wù)，做好人員的調(diào)度、組織機械，這樣，各個環(huán)節(jié)才能夠配合，確保各環(huán)節(jié)有效對接，有條不紊地完成任務(wù)。二是做好現(xiàn)場材料的控制。由專業(yè)檢測團隊對進入現(xiàn)場的材料檢測，保證材料質(zhì)量。若存在質(zhì)量缺陷，則嚴(yán)禁使用。三是重點管控放線測量。放線關(guān)系到建