【工程施工论文】谈高层建筑工程施工桩基础施工技术

【工程施工论文】谈高层建筑工程施工桩基础施工技术摘要随着建筑工程施工技术的高速发展，钢筋混凝土结构桩以及新型螺旋钻孔压浆成桩等桩基础施工技术在建筑工程建设过程当中的应用也比以往更加广泛，由于不同桩基础形式自身各有利弊，在实际应用过程中必须要充分结合施工场地的客观情况，选择合适的桩基础施工方式来开展施工。本文以当前高层建筑桩基础施工过程当中的常用技术作为出发点，针对当前高层建筑工程施工当中桩基础的应用类别进行系统分析，并且结合笔者的实践经验来针对高层建筑工程施工过程当中不同桩基础自身的利弊，不同地质条件之下高层建筑建筑桩基础的应用形式展开探讨。关键词高层建筑；桩基础；利弊在高层建筑工程建设施工过程当中，桩基础是其中十分关键的组成部分。作为建筑工程技术施工技术中的重要组成部分，其是一种由桩顶以及承桩共同组成的组合型建筑结构工程，其本身具备相对较强的竖向承载力，能够在很大程度上帮助高层建筑物抵御外界的荷载，除此之外，还能够将高层建筑的竖向荷载转移至周边的地面，以此来确保高层建筑物整体的稳定性，避免高层建筑物出现倾斜甚至坍塌。由于不同的地区在地质环境上面存在差异，因此不同高层建筑工程所适用的桩基础同样存在一定的差异。在此前提之下，如何选择适当的高层建筑桩基础对于确保高层建筑工程的施工质量而言至关重要，文章主要针对其展开必要的分析。1当前高层建筑工程施工过程当中的桩基础类型分析1.1预制桩预制桩，指的是首先按照深度的要求预制直径为150mm300mm的钢管桩或者混凝土桩，把打桩机就位后，进行吊装钢丝绳的挂设，随后开始吊装。在此过程当中需要针对桩尖稳桩开展双向校正，之后需要使用冷击锤进行二次或者三次击打，并且针对桩垂直度进行复查之后，才能够正式进行入桩，在此过程当中需要针对贯入度进行记录。预制桩比较适合黏性土、淤泥土以及人工填土等类型的高层建筑工程桩基础。1.2灌注桩当前最为常用的灌注桩主要包括两种。沉管灌注桩以及钻孔灌注桩。沉管灌注桩是借助于振动力来暂时将下端开口桩管堵住，待其沉入至地基以下的预定深度后，往桩管内吊放钢筋笼，之后往其中进行混凝土灌注，并且在动力的作用之下将桩管拔出，以此来促使钢筋以及混凝土留置在地面以下。钻孔灌注桩则是在回转钻的帮助之下，钻进成孔并且往孔内加入钢筋笼之后诸如混凝土，另外，还可以通过长螺旋钻孔机一次性钻控制桩端的设计深度，之后在提钻的同时在其中进行水泥浆的关注。在完成注浆之后在其中进行钢筋笼以及碎石注入，之后多次进行浆面的补充，最终得到无砂的混凝土结构桩体。2当前高层建筑工程施工过程中常用桩基础的利弊分析2.1预制桩的相关利弊分析与灌注桩相对比，预制桩的优点主要包括生产成本更低、比表面金更大、环保性能优良、直径相对较小、配筋率相对较低、节约钢材、施工技术难度相对较低、单方混凝土的整体承载能力明显更大，而且整体施工更加便捷。而预制桩的缺点则主要受制于挤土效应，导致桩基础出现缩颈以及断裂等相关情况，不适合应用于饱和黏性土基之中。2.2灌注桩的相关利弊分析钻孔灌注桩的额整体适应性更广、装精选择的整体范围更大、单桩的整体承载能力相对较高、整体成本更低、桩长的选择范围相对较大、工程施工噪音相对较小而且整体成本较低等诸多优点，在建筑较为密集的区域进行各种地层施工其都较为合适。但是，其整体施工工艺相对较为复杂，对于质量造成影响的因素也相对较多，施工过程当中的排污量较大，在卵砾石以及大粒径的岩石施工过程当中容易产生问题。另外，沉管灌注桩与预制桩相比较，整体成本明显更低，施工过程当中的噪音污染也相对更小。与钻孔灌注桩相比较，其施工效率更高而且施工过程更加的便捷，在施工过程当中无排污问题。但是，由于其整体桩径相对较小，而且单桩的整体承载能力较为有限，因此通常应用于软土基施工过程当中。3案例分析3.1工程概况拟建场地位于宁德霞浦县松港街道塔山路（规划）北侧、空海大道（规划）西侧，场地周边交通便利，环境良好。拟建场地地势平坦，局部堆土，孔口标高最大值5.77m，最小值4.27m，地表相对高差1.50m。3.2地质勘查地貌单元主要为滨海相冲淤积平原地貌单元。地基土主要为第四纪的素填土、粉质粘土、淤泥、含泥圆砾、-1含泥卵石、-2中砂、含角砾粉质粘土、残积粘性土及花岗岩风化岩层组成，基底为花岗岩。通过针对拟建场地展开现场勘察结果表明，拟建场地的整体稳定性相对较差，工程建设的整体适宜性也相对较差。从现在的技术和经济综合考虑，场地适宜拟建的建设。地基均匀性较好，稳定性总体上可以控制。场地内地下水对混凝土结构受环境类型影响下具弱腐蚀性，地下水对混凝土结构受地层渗透性影响下具微腐蚀性；在长期浸水作用下，地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性；在干湿交替作用下，地下水对钢筋混凝土结构中的钢筋具中腐蚀性；地下水对钢结构具中腐蚀性。其防腐应符合现行规范相关规定。采用预应力管桩基础时，多节预应力管桩接头应采用机械连接，不能采用焊接接头。土对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性，设计时应按有关规范规定采取防护措施，其防腐应符合现行规范相关规定。该场地为6度区，可不考虑砂土液化及软土震陷问题。3.3成桩的可行性及基础方案分析3.3.1预应力管桩拟建物可采用预应力管桩，以-1砂土状强风化花岗岩作为桩端基础持力层，该桩型施工工艺简单，施工速度快，施工质量易控制，单桩承载力高，静压时噪声小，工期短。但有明显的“挤土效应”，对周围及临近建筑物影响较大，施工时应采取措施克服“挤土效应”及噪音与震动影响，以保证相邻建筑的安全及桩基质量。但在本场地采用时应注意以下几点。（1）施工时控制标准应以设计最大压桩力为主与设计桩长为辅，同时结合工程地质剖面及现场实际情况而定。（2）该桩型施工贯入能力及施工桩长受桩端持力层的上覆土层的密实程度、持力层强度的均匀性、厚度及顶板埋深变化情况等因素影响较大，易出现断桩、接桩、悬桩、偏位、局部密实度较高的土层均可能导致桩端难以到达设计持力层等现象，故应选用大型压桩机，当个别桩端无法进入持力层内，建议进行引孔，桩端承载力参用-1砂土状强风化花岗岩的桩端承载力，确保桩端全端面进入持力层的一定深度，确保桩端的稳定性。（3）鉴于场地分布的含泥圆砾、-1含泥卵石、-2中砂，对于沉桩难度较大，倘若环保条件允许下，建议采用引孔或锤击方式，同时应提高砼标号，增加桩身配备，因此，建议选择有代表性的地段进行试打桩，确保全面施工的顺利进行。（4）由于设备重量大，要求场地具有一定的强度，而现有地表土为软弱土，在施工中易造成地面沉降难以施工，甚至会引起施工完成的桩的上部断桩，因此宜进行场地地面处理（如回填一定砂卵石料或建筑垃圾等并碾实）后压桩机再进场施工，避免影响施工，而且压桩深度以最终压桩力或贯入度控制为主，标高控制为辅。3.3.2冲（钻）孔灌注桩在诸多桩型中与其它桩型相比穿透能力强，能顺利达到预计持力层，可适用于任何岩土层的施工，不受地层限制承载力高。拟建1#楼、2#楼、3#楼、5#楼、6#楼、7#楼和8#楼可采用冲（钻）孔灌注桩，以中风化花岗岩作为桩基持力层。但对相邻建筑物周围环境影响较大，施工震动噪音大，混凝土方量大，造价相对较高，且施工中泥浆易造成污染，不利文明施工，泥浆需外运。该桩型成桩可靠度较低，施工质量要求较高，工程桩隐患较多，因桩长较大，易发生缩颈、塌孔、桩身混凝土离析、断桩、夹泥等影响桩身质量问题，且孔底清渣难度大，易造成孔底残留沉渣影响桩端承载力。地下水对浇灌混凝土成桩会造成一定影响，桩基施工中应采取切实可行护壁及施工保证措施，确保桩身质量。桩端全断面应进入持力层不少于1倍桩径，桩身混凝土强度应满足桩的承载力设计要求。并加强施工工艺和施工质量监测及控制沉渣厚度5cm，施工终孔时应进行持力层岩性检验工作，确保桩基础质量。桩基施工过程中应对质保资料进行复审，桩基施工完成后，应进行单桩竖向承载力静载试验（一般为总桩数的1%，并不少于3根）和动测检验，其数量由设计根据桩基的总体质量确定。3.4基础选型分析及确定拟建物由7幢26层的住宅楼、1幢8层的住宅楼、1幢7层的住宅楼和1幢2-3层的综合楼及纯地下室组成，单柱最大荷重为500KN13000KN的特征，同时综合考虑地基土结构特征、成桩可行性及对周边建筑影响、工期、经济费用及建筑安全性等因素：基础选型如下。3.4.1预应力管桩拟建9#楼、10#楼、11#楼和纯地下室可采用预应力管桩。可采用桩径500mm，同时桩型规格应满足省标先张法预应力混凝土管桩基础技术规程（DBJ13-86-2007）第5.3.3条规定。以-1砂土状强风化花岗岩作为桩基础持力层，桩端全断面进入持力层不宜少于2d，桩端进入持力层深度应满足稳定性要求。拟建1#楼、2#楼、3#楼、5#楼、6#楼、7#楼和8#楼桩基承台以下存在12m以上的淤泥层，建筑结构有一层地下室，结构高度超过60m（18层以上），不满足福建省建筑结构设计若干规定要求，必须经过以下规定措施，方可使用。（a）在桩基施工前应对软弱层上部在建筑物范围场地采用固化处理，面积置换率（水泥搅拌桩面积与一根水泥搅拌桩分担的处理面积之比）m20%；（b）固化后桩基承台底以下软弱土的固化深度5m，剩下软弱土层的厚度不超过20m。经以上处理后，拟建1#楼、2#楼、3#楼、5#楼、6#楼、7#楼和8#楼可采用桩径600mm，同时桩型规格应满足省标先张法预应力混凝土管桩基础技术规程（DBJ13-86-2007）第5.3.3条规定。以-1砂土状强风化花岗岩作为桩基础持力层，桩端全断面进入持力层不宜少于2d，桩端进入持力层深度应满足稳定性要求。3.4.2冲（钻）孔灌注桩拟建1#楼、2#楼、3#楼、5#楼、6#楼、7#楼和8#楼可采用冲（钻）孔灌注桩，桩径可采用800mm，以中风化花岗岩作为桩基础持力层，桩端全断面进入中风化花岗岩不少于1d，桩端进入持力层深度应满足稳定性要求。4结语施工技术人员可以根据高层建筑地质环境特点，综合考虑竖向承载力、水平向承载力、整体性、刚度等因素，结合实际施工经验，选择恰当的桩基形式，以便所选桩基形式符合既定地质条件下建筑上部结构稳定性要求，为高层建筑施工质量提供保障。参考文献1郑永伟.浅析房屋建筑钢筋混凝土预制桩施工技术J.建筑建材装饰，2018（15）：115-124.2高军.高层建筑桩基础施工技术分析J.建材与装饰，2018（30）：12-13.3蔡小雨.高层建筑桩基础施工技术探析J.中国新技术新产品，2018（7）：120-121.4赖华平.高层建筑桩基础静压桩施工技术探析J.低碳世界，2016（6）：151-152.5罗学锋.超高层建筑桩基础选型及承载力控制J.住宅产业，2019（6）：65-67.