高层建筑工程施工中桩基础施工技术研究.pdf

技术协作信息2023（12）总第 1493 期应用技术交流高层建筑工程施工中桩基础施工技术研究易坤林江西省吉安市建筑安装工程总公司摘要：随着我国经济的快速发展，我国城市建设脚步越来越快，为了更好地利用土地，改善人居工作生活环境，各类高层建筑已经成为城市的一道风景。随着高层建筑工程项目的增加，高层建筑施工技术也在不断地提升，保证了高层建筑物的安全与稳定。高层建筑技术问题受到了全社会的关注，人们更加关心的是高层建筑的稳定性和安全性，而在行业中则关注技术的创新实用性。在高层建筑工程施工过程中，必须使用到一种全新的技术，那就是桩基础施工技术，这是高层建筑的最为重要环节，技术应用的好与坏，直接影响到了高层建筑结构安全与稳定，良好的技术应用也对提高建筑施工质量起积极作用。对此，本文重点研究了高层建筑工程桩基础施工技术相关问题，提出问题解决方案，指出提高桩基础施工质量关键点与落脚点，供同行参考。关键词：高层建筑；桩基础施工；技术应用；质量管理我国城乡一体化的建设与发展，使城市发展越来越快，在城市发展过程中，土地是极其重要的环节，合理科学地利用土地，才能推动城市健康发展。我国城镇化建设加快，使得城镇人口不断增长，城市用地越来越紧张，我国的城市建设可使用面积不足，已经成为制约各个城市发展的瓶颈问题，建设高层建筑是有效利用城市建筑用地最为有效的方法，高层建筑已经成为提高城市土地利用率的一个重要发展路径。城市向上部空间发展是未来的趋势，这种趋势愈发明显，更多的城市高层建筑拔地而起。随着建筑功能性增加，对高层的要求也更加严格，建筑工程设计和施工难度不断增加，这也就给高层建筑技术提出了高标准、高要求，通过技术解决建筑结构安全性、稳定性的问题。市场建筑基础施工技术是关键，其中的桩基工程在高层建筑结构安全中起决定作用，已经在业界引起重视。不论上部建筑多高，桩基础始终是将建筑与地面进行连接的最根本的基础构造，通过良好的基础建设，能够有效转移建筑竖向荷载对建筑结构本身的压力，使压力能够向外地面及建筑四周有效转移，以此，保证建筑结构稳定性。不同高层建筑有不同的功能，根据功能定位其设计出来的桩基础形式也存在不同，不但要看建筑物结构形式，更需要根据不同的地质条件，考虑好周边情况，这样才能确定桩基础类型、长度和截断面。目前，我国应用最为普遍的是高承台和低承台两种桩基础。不同的技术形式对提高建筑物抗地震、台风等地质灾害和极端天气能力不同，要在施工中选择合适的建筑方式，避免出现建筑发生倾斜或坍塌等情况。一、高层建筑工程施工中桩基础施工技术常见问题（一）桩基础位置偏移问题由于高层建筑物的体量不同，其桩基础设计数量也不一样，根据众多的桩基础布局，确保每根桩基础都能够发挥作用，要在设计过程中，合理计算出每一个桩的位置和间距，要严格计算与测算，确保位置偏差控制在 20mm 内，这样，才能保证建筑物的安全稳定。高层建筑的桩基础数量多、结构布局复杂，要结合现场的情况施工，要强化控制与管理，合理做好桩基础位置测量定位和现浇混凝土垂直度精度测算，避免出现差错。目前看，高层建筑中，桩基础出现位置偏移问题严重影响到了高层的稳定性，留下不少的安全隐患。导致这种情况的成因：一是没有严格按照设计放线。施工人员超平放线测量桩基础位置的时候，没有理解图纸设计要求，没按图纸要求和测量标准放线，桩基确定位置与建筑物轴线之间出现了一定的偏移，直接造成桩基位置累积偏差。二是打桩水准点控制不到位。施工打桩的时候，没有按照预定的位置进行，附近水准点设置不标准，从技术上讲，一般设置不少于两个水准点，不然就无法进行桩基础超平检测，掌握不好桩入土深度。三是预制桩打桩顺序不严格。施工人员没有严格执行施工标准规范，没有根据施工的顺序进行建设，桩的密集度、桩规窑窑技术协作信息2023（12）总第 1493 期应用技术交流格、桩标高等均没有严格执行标准，桩基础打桩顺序关键点没有把握好，这样也就很容易出现位置偏差1。（二）单桩承载力不足问题高层建筑上部结构较大，要想保证高层建筑的安全，则需要发挥每一个桩的作用，其安全依赖于每一根桩基础承载力的大小，如果在一个区域的单桩承载力不足，则会导致建筑物的沉降，不利于建筑物的使用安全，如果是其中一个单桩出现问题，还有可能补救，但如果一排桩出现问题，那么累加起来就会严重影响建筑桩基础承载力，高层建筑结构安全得不到良好保证。导致单桩承载力不足的成因：一是桩末端没有严格执行设计规定标准。设计中计算的每一个数据，都是有针对性的，施工时，如果没有严格执行设计要求进入持力层，达不到预定的深度，则会导致承载力不足的问题，施工中深度把握不到位，桩末端埋入土层位置达不到规定的持力层，则会造成高层建筑的结构不稳定。二是预制桩出现了断裂。预制桩一般是从外部加工好以后进入现场的，如果在运输保管过程中出断裂问题，或在桩基础预制过程中存在质量缺陷，使用时就会出现断裂现象。如果打桩过程中桩基受力不均匀，就会导致桩结构断裂，断裂必然降低桩基础承载力。三是桩基弯曲过大。没有严格进行现场监督管理，浇筑中未严格控制桩基础垂直度，或者是在打桩时桩基础倾斜，如果桩基础弯曲大，那么则会大大降低桩基础承载力2。（三）桩浇筑时的颈缩问题不同类型技术有不同的问题，要根据问题的导向，把握施工的进程，不同桩基础结构形式会出现不同程度的桩基础颈缩现象，特别是施工过程中，很多的问题都要考虑到，如果套管成孔灌注桩施工操作不当，容易造成桩身某处出现颈缩问题。造成这样的问题成因：一是混凝土灌注不足。施工中要充分保证混凝土浇筑的数量，如果施工中没有保证充分、密实则会造成桩径尺寸上的不统一。另外，浇筑时提前抽管或抽管过快也会出现混凝土未充分浇筑的颈缩问题。二是灌注桩土质不利于施工。高层建筑桩施工会有各种不同的土质，如果灌注桩基础周边土质过于松散，浇筑混凝土时就会导致局部扩散，混凝土向四周分散，出现颈缩现象。二、高层建筑工程桩基础施工技术应用分析（一）预制桩施工技术预制桩就是在施工现场以外的加工区加工的桩基础，通过运输的方式进入施工现场，其施工技术主要是利用打桩施工设备将预制好的基础桩打入预先设计的点位，以此，实现立桩目的。整体上看，预制桩施工操作简单、施工周期短，施工过程中能够通过设备施工，保证了快速与安全，能够有效控制时间，减少不必要的工期浪费。通过预制桩的使用，保证了施工的现场质量，施工现场不需要过多的技术指导与参与，只需管控好各个点位的桩位位置，保证测量精度就可以了，减少了重要的制作工艺环节，大大降低施工管控上的难度。做好预制桩施工技术实施，最大的立足点在于对现场的控制与把握，要对各个环节过程控制，处理好每一个关键点，按照不同的打桩工艺施工。一般情况下采用沉桩设备将预制基础桩定点打进，要充分把握施工过程中的安全问题，做好应急处理，打桩过程中很可能会出现地基上溢、土质上移问题，要根据不同的进程，合理做好整体上的控制，避免进度过快，造成不必要的安全问题。有效做好预制桩质量控制，保证进入现场的每一根桩规格、尺寸都是一致的。打桩前，要由专门人员对每一根桩基位置做好复测，保证位置精度，严格控制入土深度，确保每一根桩定型后高度、垂直度是一致的3。（二）静力压桩施工技术静力压桩施工技术也是预制桩形式的一种，其实际利用率较高，在许多高层建筑中得到应用。施工时，需利用静力压桩设备施工，对预制桩进行打桩、沉桩，保证整体施工品质，最终达到安全稳定的目的。静力压桩技术整体操作简单、振动较小、噪声可控，施工时，对周边的环境与居民影响最小，特别是在城市中进行建设时，这种技术应用较为普遍。静力压桩技术主要是通过特定的设备进行压制，根据设备不同的重量及桩架配重形成预制桩反作用力，以此，将预制桩打入设计好的预定深度，保证桩基础施工效果。整体看，施工技术对材料上的消耗较小，特别是对主要材料的钢筋和混凝土消耗量不大，能够有效减少建设成本。由于静力压桩施工技术要进行连续作业施工，控制不当则会导致周边土质受到破坏，要合理控制周边的环境情况，现场施工时，做好监测与检查，避免施工影响周边环境安全。（三）振动沉桩施工技术振动沉桩施工技术也是预制桩的一种，其施工主要是将振动器放在桩顶，根据不同的建筑结构深度进行振动，以桩自身重力实现打桩沉桩的目标，完成桩基础建设。振动沉桩施工技术整体上工艺简单、技术可靠、可移动操作、占用空间不大，在实际施工窑窑技术协作信息2023（12）总第 1493 期中得到广泛使用，但这种技术主要是通过高频率振动进行施工，施工时难免会对周边的环境产生影响，特别是存在较大噪声及污染，城市内部施工不适合使用这种技术，因为施工时会对周边居民生活环境带来一定影响。这种技术成本不可控，对于复杂的地质会有较大的投入，经济性不强，成本较大。（四）灌注桩施工技术灌注桩施工技术在当前应用最为普遍，特别是城市高层建筑中使用最多，施工时主要采用成孔工艺建设。要想保证灌注桩成型稳定，则需要有效保证孔的科学性，成孔方式主要有沉管、钻孔、干作业成孔等，施工时根据不同的工期与进度，可使用机械钻孔和人工挖孔两种方式结合，要根据不同施工现场实际情况决定施工方式，合理选择成孔方法和作业方式对技术的应用起到很大的作用。要对施工现场分析，如果钻孔作业能够满足机械钻孔条件，则需要优先选用机械钻孔的方式施工，以此提高施工速度，保证工期。对评估无法机械设备作业的要进行人工方式成孔，在关键部位辅助机械进行钻孔。做好灌注桩钻孔作业最重要的是要分析当前的土质情况，场地土质松散、地下水位高的，需要采用隔桩跳打方式施工，以此避免出现桩串孔的问题，保证灌注桩施工整体安全与质量。三、高层建筑工程桩基础施工技术控制要点（一）做好准备工作不同的城市有不同的土质条件，而不同的建筑位置又存在不同的环境条件，要根据高层建筑整体设计的结构、功能性质、地质条件等不同，采用不同的桩基础选型和施工方案，以此，保证整体施工建设质量。充分的前期调研与分析至关重要，施工前须根据施工项目实际情况，做好充分的前期准备工作，这样才能有序开展后序工作。一是要合理组织相关人员熟悉资料。高层建筑涉及的人员多，工种杂，要想保证施工质量，就要保证各工种的协调配合，要组织参与项目建设的设计、施工、技术、管理等人员进行图纸会审，掌握施工现场的具体情况，有条件的还要进入现场，做好详细勘验，以此，根据不同的工种获取不同的情报，确保信息准确、可靠，为桩基础形式及施工方案制定提供有效的保证。二是明确施工技术要点。高层建筑受到条件的限制，桩基础数量多、施工密集度高，要想保证施工安全与质量，就需要在施工前进行技术交底，使各工种均能够明晰桩基础施工技术相关的要求，包括桩基 定位、测量、垂直度、平整度、位移偏差等，这样各工种协调配合，才能更好地避免严重位置偏差和质量不佳。三是科学编制施工方案。要在前期掌握资料的基础上，以桩基础类型的不同，合理科学确定施工工艺、顺序、方法、应用等，这样才能根据方案合理组织施工，确保施工质量与安全。四是做好放线测量相关工作。要根据设计施工方案的要求，由专业人员仔细核查建筑结构轴线位置是否在设计标准范围，提升各轴线控制点的功能，要根据现场细化方案，完善不合理的部分，以保证施工能够顺利实施。（二）做好施工监管高层桩基础施工是高层建筑的重点环节，在这一时期涉及的工种多、工序复杂、内容繁重、管理难度大，为了保证桩基础施工安全与质量，则需要保证各个流程环节的安全与质量，必要的监管与检查是施工的重点，要做好施工过程质量安全的监控。一是把握好现场的质量。现场主要是施工人员和管理人员，那么相关的人员就需要熟悉现场情况，对各环节工艺组织流程充分熟知，安排好施工任务，做好人员的调度、组织机械，这样，各个环节才能够配合，确保各环节有效对接，有条不紊地完成任务。二是做好现场材料的控制。由专业检测团队对进入现场的材料检测，保证材料质量。若存在质量缺陷，则严禁使用。三是重点管控放线测量。放线关系到建筑的质量，要做好放线检查工作，严格执行操作步骤，保证放线的精度，对现场出现的问题要及时标记做好处理，提高建筑物的安全性和稳定性。四是做好护筒埋设检测。作为钻孔灌注桩技术核心部分，要确定护筒规格、材质、厚度，保证关键参数符合建设要求。结语高层建筑施工桩基础技术是高层建筑的关键，要保证技术的先进性，根据高层建筑功能特点，正确选择桩基础技术形式，科学做好方案的编制，对施工过程中的测量、定位、埋设、灌注、钻孔、施工各个环节做好质量控制，以此，保证高层建筑整体安全与质量。参考文献：1梁宝昌.关于高层建筑桩基础施工技术分析J.冶金与材料,2021(03):112-113.2王艳芳.高层建筑工程施工中桩基础施工技术分析J.居舍,2020(30):53-54.3周业深.高层建筑地基基础和桩基础土建施工技术的应用研究J.住宅与房地产,2020(05):181，193.应用技术交流窑窑