高层建筑工程地基基础和桩基础施工技术分析

靳宁

【摘要】地基与基础都是建筑下部的隐蔽工程，也是建筑建设的基础，是建筑施工最重要的一个环节，地基基础的勘察、设计、施工质量直接关乎到建筑整体的安全和正常应用。而桩基础是通过承台将多根桩体顶部连接成一个整体，同时承受静荷载的深基础，桩体是在土层中垂直设置的基础构件，用作穿越软弱高压缩性土层或水，将桩体所承受的荷载力传导到更密实、更坚固的地基持力层上。对于高层建筑来说，由于建筑顶部荷载较高，要求地基和桩基具有较高的荷载力，这就要掌握高层建筑地基基础和桩基础施工技术要点，保证基础工程施工质量。基于此，本文首先提出高层建筑基础工程施工的准备事项，进而分别探究高层建筑地基基础、桩基础施工技术要点。

【关键词】建筑工程;深基坑;支护;施工技术

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

17.071

前言：

城市化快速发展的标志是建筑数量的不断增加，由于城市土地面积有限，为了提高经济水平，满足人民生活的需要，建筑业的各种工程项目建设主要以高层建筑为主。为了保证高层建筑的稳定性、耐久性和安全性，必须采用科学的施工技术，以保证建筑基础的基本性能和结构强度，从而保证建筑工程在实际使用中的安全。在施工过程中，要做好各项施工技术的研究，保证充分的准备工作，加强基础和桩基施工的质量控制，以提高建筑基础工程的施工质量为目标，保证基础工程的实际施工符合工程设计标准，提高高层建筑工程整体施工的经济效益和社会效益。

1、建筑地基基础和桩基础概述

1.1 建筑地基基础

地基位于高层建筑下面，其作用是有效传递建筑物的荷载，基础一般由岩石和土体组成，这是高层建筑的基础。在实际施工中，基础往往受荷载作用，导致地基变形，高层建筑基础可以使建筑物更牢固地建立，从而保证高层建筑的稳定性和强度。现有的地基基础类型一般有人工地基和天然地基两种。人工地基一般较深，天然地基较浅。

1.2 建筑桩基础

建筑物基础是一种埋深大的特殊地基。桩基础一般由承台和基桩组成。目前，桩基础在高层建筑施工中得到了广泛的应用，人们对建筑物的稳定性和强度提出了更高的要求。如果地基基础单独使用，很难满足这些要求，因此在施工中会选择桩基础，桩基础比地基承载力更坚实，可以稳定地基，因此在建筑行业得到了很好的发展。

2、高层建筑地基基础施工技术要点

2.1地基基础处理技术

（1）换填法。在建筑地基基础施工中，很有可能会碰到软土地基情况，软土地基的承载性低，会影响整个建筑基础的稳定性、强度，产生不均匀沉降等问题，为了避免此类情况发生，提升地基基础的物理性能，可以采用稳定性高、强度高的材料置换软土层，通过分层填土处理问题，这样可以减少缝隙、土地孔洞发生率，提升地基土层的承载性、土壤密度。

（2）碾压夯实。在软土地基处理中，如果周围没有合理的取土场，可以借助夯实设备对软土进行碾压夯实，从而排除软土中的空隙和水分，提升土壤整体强度，采用碾压夯实等加固方案，可以有效减少地基基础施工完成后出现不均匀沉降的情况。碾压夯实方法根据施工方法的差异可以划分为振动夯实法、机械碾压法两种形式[1]。

（3）固结土壤法。在地基基础施工中如果存在液化土壤，由于含水率高会影响地基承载性能，出现液化土壤主要是因为土层中含水率较高，因此要先进行地基排水处理，通过设置降水井、排水管等，如图1所示，将土壤中的水分排除之后自动固结提升土壤整体的承载性，降低地基基础沉降量。该方法投入成本较低，技术层面上可以更加便捷。

（4）化学加固法.在地基基础施工中向土层中注入一定量的砂浆、丙烯酸铵、碱液等固化材料，借助这些固化材料的理化特性可以起到土壤粘结作用，改善土壤的土质性能，以便更好的满足地基基础施工标准。也可以采用石灰和膨胀土亲水物质进行反应，改善土壤性能、提升承载力。在地基基础日常处理中，常见的方法有深层搅拌法、喷浆法、灌浆法等。

2.2地基基础施工技术要点

（1）测量放线。地基基础施工中，测量放线是非常重要的前期准备工作，所以必须要保证测量放线环节的严密性、精准性，保证土建施工质量和工程顺利施工。测量放线中采用科学有效的管理方法，充分发挥测量放线的指导、控制作用，提升基础工程整体质量。还要积极采用新型技术、新型方法、新型设备来提升测量放线的效率、精度。

（2）施工材料质量控制。地基基础施工的重要一项就是施工材料控制，如果施工材料质量无法达到标准，会直接造成成本、管理、安全等问题。在实际施工中，要严格把控施工材料质量，做好材料供应、采购、运输、检驗等多环节管控，确保施工材料能够满足使用标准。

（3）挖方控制。土方挖掘是地基基础施工的重要一项，需要满足以下几点要求：一是对挖方方案进行审查和研究，确定挖方要求和内容，审查中要判定施工工艺是否满足标准、机械设备是否能正常使用。二是方中要实时分析周边环境情况，确定基坑开挖深度、范围、坡度，结合施工现场地质情况、基础要求加强施工技术掌控。三是确定基坑开挖深度之后，在孔位开挖时要将孔位深度控制在持力层下5cm以上。四是尽可能避开雨季施工，保证开挖后1周时间没雨，否则会影响雨水影响开挖整体质量。如果施工现场地下水位较高，要提前设置好降水井。提前做好现场水源排查，做好防水、排水工作，制定好施工方案。如果基坑内部有积水，则要使用排水泵将水排出，封堵出水口，在此过程要时刻注意土方流失情况和滑坡问题。

3、高层建筑桩基础施工技术要点

3.1施工方法

（1）预制桩施工

①锤击法。在桩基础施工中，预制桩要根据工程设计标准，现场客观条件，准备好打桩设备，确保所使用的打桩设施可以达到施工要求，通常情况下可以选择打桩机、桩锤、桩架。在施工前要再次确认一次轴线布置情况，在桩点为可以确定桩线位置，实际存在的误差不得超过要求范围。在打桩施工中，必须要连续进行，打击高度控制在0.7m左右。固定轴线时需要将桩体打入了一定深度，此时可以提升打击高度，增加打桩效率。在锤击整个过程，都要实时记录现场施工情况，为后期质量检查提供信息数据。

②静压法。静压法是使用液压机将桩体压入到土壤当中，如土桩体做成尖状有助于冲破土体。受到静压影响，孔隙水会受到冲击压力影响而产生作用力，出现水流不均等情况，也就是超孔隙水压现象，会对地基土体结构造成影响，產生土体重塑情况，所以桩体要慢慢压入。如果静压时无法保持连续性，会造成孔隙水压消散，打入土体桩基周围土壤会固结，被扰动土体恢复原有强度，增加压入阻力，所以无特殊情况下不得中断压装施工。静压法对施工工艺要求很高，要保证桩体垂直进入土壤。所以要将桩体距离地面10cm左右时，使用调压装机将桩体尖部和桩位对准，桩基础压入1m时，调整桩体的垂直度，垂直偏差不得超过±0.5%[3]。静压时启动压装机卷扬机，慢慢将桩体压入，严控下压速度，控制在2m/min左右即可，从而起到压装荷载控制作用。压桩时，应有专业人员时刻测量桩体垂直度，不得出现偏移情况，否则要立即做出调整。

③接桩。无论采用哪种预制桩方法都要进行接桩施工。为了提高施工效率、保证施工便捷性，建议采用焊接接桩法。如图2所示，在桩体焊接中以电弧焊为主，在焊接前对上下端桩体锚板进行除污除锈，桩体端口表面干净后再焊接。焊接时，将下一节桩高出地面70cm左右，这样焊接更加方便。焊接要连续、均匀、对称、分层，焊接道数不少于2道。

（2）灌注桩施工

①沉管灌注桩。沉管灌注桩施工要使用锤击振动、振动冲击法进行沉管开孔处理。一般情况下，将沉管规格控制在400mm左右，如果工程有特殊要求要另选规格，桩长不超过20m，将沉管打入到地基土层中。该项技术在实际应用中适应性很强，机械操作也十分便捷、简单，具有成本低、效率高等优势。但该项技术也存在缺点，如容易缩颈、混凝土离析、断桩、强度不足等。特别是缩颈问题十分常见，如果软土地基处理不当容易产生缩颈，所以沉管灌注桩更多是应用在粗砂土、硬黏土地层中。在拔管中要慢慢进行，拔出速度控制在0.8m/min左右，为了保证最终施工质量，要保证混凝土质量达到使用标准。

②钻孔灌注桩。灌注桩的常见规格有800mm、1000mm、1200mm，如果对桩体有特殊要求要根据工程实际情况确定桩体规格。钻孔桩施工当中，要将孔内杂物清除干净，再放入钢筋笼、灌注混凝土[5]。灌注混凝土要均匀、不间断进行，避免中断施工而初凝。我国钻孔灌注桩施工技术应用十分广泛，并且可以避免孔洞出现塌陷情况。

③挖孔桩。挖孔桩施工中要机械和人工配合进行，机械负责大面工作，人工辅助完成细节处理工作。开挖孔桩时，将开挖深度控制0.9-1.0m之间，在保证孔壁垂直度之后，进行浇灌混凝土或喷射混凝土壁，在上下层中插入钢筋用于连接。将钢筋插入到指定深度后即可扩孔施工，在护壁内安装钢筋笼、浇筑混凝土。挖孔桩施工技术由于可能出现塌孔问题，所以安全性较低，应用较少。

3.2质量管控

（1）加强人为因素控制。对于桩基础土建施工来说，为了保证桩基整体施工质量，必须要严格控制人为因素的影响。很多建筑桩基施工中的安全事故、质量事故，都与人为失误有着直接关系，所以加强人员培训和人才培养有着重要意义。一方面的，施工单位要面向设备招聘综合能力强的施工人员、管理人员，保证整个施工团队的整体水平;另一方面，对于入职人员要进行后续培训，针对项目工程实际特点和要求，展开技术培训、设备操作培训、制度培训、安全培训、“四新”培训等，同时配套响应的考核机制，考核合格后颁发上岗证，要求每位工作人员都能持证上岗，确保工作人员专业水平达到工程标准，从而减少人为因素的负面影响[6]。

（2）建立健全质控体系。为了保证桩基施工质量，要建立健全质控体系，组织建设高素质质控管理小组，项目经理作为整个小组的总负责人，整个小组还包括施工安全负责人、试验工程师、测量工程师、技术指导工程师、桩基质量检验员等。施工前要确定桩基施工质量标准、施工要求与规范，落实相关责任，每位岗位人员都应明确工作内容和岗位权责，确保质控管理工作能够顺利展开。在质量监督检查中，监理工程师定期召开小组会议，确定桩基施工进度、质量标准，采用精细化质量管理手段，质控做到层层递进，在上一道工序施工完成后再进行下一道施工工序，如果质量检查中发现质量不达标情况，要及时落实相关责任，尽快整改解决问题。如果造成了质量事故问题，除了要进行严厉的经济处罚，还要组织建设方、承包方、设计方、施工方、监理方协商解决现有问题。

（3）建立健全施工制度。简单来说，想要确保桩基础施工质量，就是要让实际施工满足设计标准与要求，通过落实、贯彻联合审查图纸、技术交底制度，在施工前通过审查工作保证施工方案满足标准，明确施工要求与设计理念，严格按照标准开展施工工作。此外，设计师、总工程师要详细解答施工工艺与理念，确保施工人员、管理人员能够掌握施工情况。在质量检查上，可以采用“三检”制度，包括施工小组自检、质量管理人员复检、监理人员验收，层层递进，检查合格之后负责人签字，三个签字全部确认后即可开展后续施工[7]。同时，施工中要实时监测桩点位，施工当中不得对临边桩体造成破坏。施工测量需多次进行验证，确保桩体水平线、中线、桩基结构、桩点位置正确。再者，还需要完善事故报告制度，任何质量事故都要记录因果、处理手段，将这些文件归档为后续施工提供技术信息支持。

结语：

建筑业是经济发展的重要组成部分，它决定着人们的生活质量，影响着城市文明的发展。为了提高自身的经济效益，随着时代的进步，施工企业必须正确认识基础和桩基础施工技术的重要性，及时分析每种施工技术的关键部位，根据建设项目的建设要求、类型等因素，提前做好全面准备。同时，有必要根据实际情况分析工程场地的土地结构组成，选择合适的桩基础施工技术，以加强建筑物地基的稳固性。

参考文献：

[1]王庆忠.高层建筑地基基础和桩基础土建施工技术要点[J].工程技术研究，2020，15（05）：143-144.

[2]魏建成.建筑地基基础和桩基础土建施工技术关键要点[J].建材与装饰，2019，10（36）：116-117.

[3]杨威，张艳燕.浅论高层建筑地基基础和桩基础土建施工技术要点[J].建材与装饰，2019，10（12）：125-126.

[4]罗微.高层建筑地基基础和桩基础土建施工技术要点[J].工程建设与设计，2018，10（09）：254-255+258.

[5]郭再旺.房屋建筑地基基础工程施工技术要点分析[J].砖瓦，2020（08）：98-99.