談高層建筑工程施工樁基礎施工技術

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［摘要］隨著建筑工程施工技術的高速發(fā)展，鋼筋混凝土結構樁以及新型螺旋鉆孔壓漿成樁等樁基礎施工技術在建筑工程建設過程當中的應用也比以往更加廣泛，由于不同樁基礎形式自身各有利弊，在實際應用過程中必須要充分結合施工場地的客觀情況，選擇合適的樁基礎施工方式來開展施工。本文以當前高層建筑樁基礎施工過程當中的常用技術作為出發(fā)點，針對當前高層建筑工程施工當中樁基礎的應用類別進行系統(tǒng)分析，并且結合筆者的實踐經驗來針對高層建筑工程施工過程當中不同樁基礎自身的利弊，不同地質條件之下高層建筑建筑樁基礎的應用形式展開探討。

［關鍵詞］高層建筑；樁基礎；利弊

在高層建筑工程建設施工過程當中，樁基礎是其中十分關鍵的組成部分。作為建筑工程技術施工技術中的重要組成部分，其是一種由樁頂以及承樁共同組成的組合型建筑結構工程，其本身具備相對較強的豎向承載力，能夠在很大程度上幫助高層建筑物抵御外界的荷載，除此之外，還能夠將高層建筑的豎向荷載轉移至周邊的地面，以此來確保高層建筑物整體的穩(wěn)定性，避免高層建筑物出現傾斜甚至坍塌。由于不同的地區(qū)在地質環(huán)境上面存在差異，因此不同高層建筑工程所適用的樁基礎同樣存在一定的差異。在此前提之下，如何選擇適當的高層建筑樁基礎對于確保高層建筑工程的施工質量而言至關重要，文章主要針對其展開必要的分析。

1當前高層建筑工程施工過程當中的樁基礎類型分析

1.1預制樁

預制樁，指的是首先按照深度的要求預制直徑為150mm～300mm的鋼管樁或者混凝土樁，把打樁機就位后，進行吊裝鋼絲繩的掛設，隨后開始吊裝。在此過程當中需要針對樁尖穩(wěn)樁開展雙向校正，之后需要使用冷擊錘進行二次或者三次擊打，并且針對樁垂直度進行復查之后，才能夠正式進行入樁，在此過程當中需要針對貫入度進行記錄。預制樁比較適合黏性土、淤泥土以及人工填土等類型的高層建筑工程樁基礎。

1.2灌注樁

當前最為常用的灌注樁主要包括兩種。沉管灌注樁以及鉆孔灌注樁。沉管灌注樁是借助于振動力來暫時將下端開口樁管堵住，待其沉入至地基以下的預定深度后，往樁管內吊放鋼筋籠，之后往其中進行混凝土灌注，并且在動力的作用之下將樁管拔出，以此來促使鋼筋以及混凝土留置在地面以下。鉆孔灌注樁則是在回轉鉆的幫助之下，鉆進成孔并且往孔內加入鋼筋籠之后諸如混凝土，另外，還可以通過長螺旋鉆孔機一次性鉆控制樁端的設計深度，之后在提鉆的同時在其中進行水泥漿的關注。在完成注漿之后在其中進行鋼筋籠以及碎石注入，之后多次進行漿面的補充，最終得到無砂的混凝土結構樁體。

2當前高層建筑工程施工過程中常用樁基礎的利弊分析

2.1預制樁的相關利弊分析

與灌注樁相對比，預制樁的優(yōu)點主要包括生產成本更低、比表面金更大、環(huán)保性能優(yōu)良、直徑相對較小、配筋率相對較低、節(jié)約鋼材、施工技術難度相對較低、單方混凝土的整體承載能力明顯更大，而且整體施工更加便捷。而預制樁的缺點則主要受制于擠土效應，導致樁基礎出現縮頸以及斷裂等相關情況，不適合應用于飽和黏性土基之中。

2.2灌注樁的相關利弊分析

鉆孔灌注樁的額整體適應性更廣、裝精選擇的整體范圍更大、單樁的整體承載能力相對較高、整體成本更低、樁長的選擇范圍相對較大、工程施工噪音相對較小而且整體成本較低等諸多優(yōu)點，在建筑較為密集的區(qū)域進行各種地層施工其都較為合適。但是，其整體施工工藝相對較為復雜，對于質量造成影響的因素也相對較多，施工過程當中的排污量較大，在卵礫石以及大粒徑的巖石施工過程當中容易產生問題。另外，沉管灌注樁與預制樁相比較，整體成本明顯更低，施工過程當中的噪音污染也相對更小。與鉆孔灌注樁相比較，其施工效率更高而且施工過程更加的便捷，在施工過程當中無排污問題。但是，由于其整體樁徑相對較小，而且單樁的整體承載能力較為有限，因此通常應用于軟土基施工過程當中。

3案例分析

3.1工程概況

擬建場地位于寧德霞浦縣松港街道塔山路（規(guī)劃）北側、空海大道（規(guī)劃）西側，場地周邊交通便利，環(huán)境良好。擬建場地地勢平坦，局部堆土，孔口標高最大值5.77m，最小值4.27m，地表相對高差1.50m。

3.2地質勘查

地貌單元主要為濱海相沖淤積平原地貌單元。地基土主要為第四紀的①素填土、②粉質粘土、③淤泥、④含泥圓礫、④-1含泥卵石、④-2中砂、⑤含角礫粉質粘土、⑥殘積粘性土及花崗巖風化巖層組成，基底為花崗巖。通過針對擬建場地展開現場勘察結果表明，擬建場地的整體穩(wěn)定性相對較差，工程建設的整體適宜性也相對較差。從現在的技術和經濟綜合考慮，場地適宜擬建的建設。地基均勻性較好，穩(wěn)定性總體上可以控制。場地內地下水對混凝土結構受環(huán)境類型影響下具弱腐蝕性，地下水對混凝土結構受地層滲透性影響下具微腐蝕性；在長期浸水作用下，地下水對鋼筋混凝土結構中的鋼筋具微腐蝕性；在干濕交替作用下，地下水對鋼筋混凝土結構中的鋼筋具中腐蝕性；地下水對鋼結構具中腐蝕性。其防腐應符合現行規(guī)范相關規(guī)定。采用預應力管樁基礎時，多節(jié)預應力管樁接頭應采用機械連接，不能采用焊接接頭。土對混凝土結構具微腐蝕性，對鋼筋混凝土結構中的鋼筋具微腐蝕性，設計時應按有關規(guī)范規(guī)定采取防護措施，其防腐應符合現行規(guī)范相關規(guī)定。該場地為6度區(qū)，可不考慮砂土液化及軟土震陷問題。

3.3成樁的可行性及基礎方案分析

3.3.1預應力管樁擬建物可采用預應力管樁，以⑧-1砂土狀強風化花崗巖作為樁端基礎持力層，該樁型施工工藝簡單，施工速度快，施工質量易控制，單樁承載力高，靜壓時噪聲小，工期短。但有明顯的“擠土效應”，對周圍及臨近建筑物影響較大，施工時應采取措施克服“擠土效應”及噪音與震動影響，以保證相鄰建筑的安全及樁基質量。但在本場地采用時應注意以下幾點。（1）施工時控制標準應以設計最大壓樁力為主與設計樁長為輔，同時結合工程地質剖面及現場實際情況而定。（2）該樁型施工貫入能力及施工樁長受樁端持力層的上覆土層的密實程度、持力層強度的均勻性、厚度及頂板埋深變化情況等因素影響較大，易出現斷樁、接樁、懸樁、偏位、局部密實度較高的土層均可能導致樁端難以到達設計持力層等現象，故應選用大型壓樁機，當個別樁端無法進入持力層內，建議進行引孔，樁端承載力參用⑧-1砂土狀強風化花崗巖的樁端承載力，確保樁端全端面進入持力層的一定深度，確保樁端的穩(wěn)定性。（3）鑒于場地分布的④含泥圓礫、④-1含泥卵石、④-2中砂，對于沉樁難度較大，倘若環(huán)保條件允許下，建議采用引孔或錘擊方式，同時應提高砼標號，增加樁身配備，因此，建議選擇有代表性的地段進行試打樁，確保全面施工的順利進行。（4）由于設備重量大，要求場地具有一定的強度，而現有地表土為軟弱土，在施工中易造成地面沉降難以施工，甚至會引起施工完成的樁的上部斷樁，因此宜進行場地地面處理（如回填一定砂卵石料或建筑垃圾等并碾實）后壓樁機再進場施工，避免影響施工，而且壓樁深度以最終壓樁力或貫入度控制為主，標高控制為輔。

3.3.2沖（鉆）孔灌注樁在諸多樁型中與其它樁型相比穿透能力強，能順利達到預計持力層，可適用于任何巖土層的施工，不受地層限制承載力高。擬建1#樓、2#樓、3#樓、5#樓、6#樓、7#樓和8#樓可采用沖（鉆）孔灌注樁，以⑨中風化花崗巖作為樁基持力層。但對相鄰建筑物周圍環(huán)境影響較大，施工震動噪音大，混凝土方量大，造價相對較高，且施工中泥漿易造成污染，不利文明施工，泥漿需外運。該樁型成樁可靠度較低，施工質量要求較高，工程樁隱患較多，因樁長較大，易發(fā)生縮頸、塌孔、樁身混凝土離析、斷樁、夾泥等影響樁身質量問題，且孔底清渣難度大，易造成孔底殘留沉渣影響樁端承載力。地下水對澆灌混凝土成樁會造成一定影響，樁基施工中應采取切實可行護壁及施工保證措施，確保樁身質量。樁端全斷面應進入持力層不少于1倍樁徑，樁身混凝土強度應滿足樁的承載力設計要求。并加強施工工藝和施工質量監(jiān)測及控制沉渣厚度≤5cm，施工終孔時應進行持力層巖性檢驗工作，確保樁基礎質量。樁基施工過程中應對質保資料進行復審，樁基施工完成后，應進行單樁豎向承載力靜載試驗（一般為總樁數的1%，并不少于3根）和動測檢驗，其數量由設計根據樁基的總體質量確定。

3.4基礎選型分析及確定

擬建物由7幢26層的住宅樓、1幢8層的住宅樓、1幢7層的住宅樓和1幢2-3層的綜合樓及純地下室組成，單柱最大荷重為500KN～13000KN的特征，同時綜合考慮地基土結構特征、成樁可行性及對周邊建筑影響、工期、經濟費用及建筑安全性等因素：基礎選型如下。

3.4.1預應力管樁擬建9#樓、10#樓、11#樓和純地下室可采用預應力管樁。可采用樁徑Φ500mm，同時樁型規(guī)格應滿足省標《先張法預應力混凝土管樁基礎技術規(guī)程》（DBJ13-86-2007）第5.3.3條規(guī)定。以⑧-1砂土狀強風化花崗巖作為樁基礎持力層，樁端全斷面進入持力層不宜少于2d，樁端進入持力層深度應滿足穩(wěn)定性要求。擬建1#樓、2#樓、3#樓、5#樓、6#樓、7#樓和8#樓樁基承臺以下存在12m以上的淤泥層，建筑結構有一層地下室，結構高度超過60m（18層以上），不滿足《福建省建筑結構設計若干規(guī)定》要求，必須經過以下規(guī)定措施，方可使用。（a）在樁基施工前應對軟弱層上部在建筑物范圍場地采用固化處理，面積置換率（水泥攪拌樁面積與一根水泥攪拌樁分擔的處理面積之比）m≥20%；（b）固化后樁基承臺底以下軟弱土的固化深度≥5m，剩下軟弱土層的厚度不超過20m。經以上處理后，擬建1#樓、2#樓、3#樓、5#樓、6#樓、7#樓和8#樓可采用樁徑Φ600mm，同時樁型規(guī)格應滿足省標《先張法預應力混凝土管樁基礎技術規(guī)程》（DBJ13-86-2007）第5.3.3條規(guī)定。以⑧-1砂土狀強風化花崗巖作為樁基礎持力層，樁端全斷面進入持力層不宜少于2d，樁端進入持力層深度應滿足穩(wěn)定性要求。

3.4.2沖（鉆）孔灌注樁擬建1#樓、2#樓、3#樓、5#樓、6#樓、7#樓和8#樓可采用沖（鉆）孔灌注樁，樁徑可采用Φ800mm，以⑨中風化花崗巖作為樁基礎持力層，樁端全斷面進入⑨中風化花崗巖不少于1d，樁端進入持力層深度應滿足穩(wěn)定性要求。

4結語

施工技術人員可以根據高層建筑地質環(huán)境特點，綜合考慮豎向承載力、水平向承載力、整體性、剛度等因素，結合實際施工經驗，選擇恰當的樁基形式，以便所選樁基形式符合既定地質條件下建筑上部結構穩(wěn)定性要求，為高層建筑施工質量提供保障。

參考文獻

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作者：陳金華 單位：福建省海天建設工程有限公司