高层建筑桩基施工技术要点分析.pdf

25现 代 工 程 科 技Modern Engineering Technology第 3 卷第 2 期2024 年 1 月Vol.3 No.2Jan.2024高层建筑桩基施工技术要点分析谭 帅中煤江南建设发展集团有限公司，广东广州510000摘要：高层建筑桩基施工技术可以利用特定的连接方式，连接桩基和桩顶承台，形成深基础结构。这种施工技术对于较浅或土质较为松散的地基而言，能够有效改善地基强度，提高建筑工程基础质量，减少建筑物变形或不稳定问题。通过桩基施工技术，可有效提高高层建筑整体质量，减少地层沉降，增强其承载力。分析了高层建筑桩基施工主要影响因素，重点研究了高层建筑桩基施工主要技术和要点，希望能够为相关工作提供一定帮助。关键词：高层建筑；桩基施工；技术要点中图分类号：TU753.3;TU712.3 文献标识码：AConstruction Technology and Key Points Analysis of Pile Foundations in High rise BuildingsTan ShuaiChina Coal Jiangnan Construction Development Group Co.,Ltd.,Guangzhou,Guangdong 510000Abstract:The construction technology of high-rise building pile foundation can use specific connection methods to connect the pile foundation and pile cap,forming a deep foundation structure.This construction technology can effectively improve the strength of the foundation,enhance the quality of building engineering foundations,and reduce building deformation or instability issues for foundations with shallow foundations or loose soil.Through pile foundation construction technology,the overall quality of high-rise buildings can be effectively improved,ground settlement can be reduced,and their bearing capacity can be enhanced.This paper analyzed the main influencing factors of high-rise building pile foundation construction,focusing on the main technologies and key points of high-rise building pile foundation construction,hoping to provide some assistance for related work.Keywords:high rise buildings;pile foundation construction;technical points作者简介：谭帅（1991），男，中煤江南建设发展集团有限公司工程师，研究方向为地基与基础。高层建筑作为现阶段建筑行业发展的主流趋势，其能够充分有效地运用空间，节约土地资源，尤其对于人口数量较多的城市更加适用，逐渐成为城市化发展的重要标准。近年来，随着我国高层建筑规模的不断加大，数量不断增加，考虑到其特殊性，对基础安全稳定提出了更高的要求。这就意味着高层建筑桩基施工占据重要地位，关乎整个高层建筑施工的安全性和稳定性，因此务必确保高层建筑桩基施工的科学性和合理性，保证桩基施工质量。1高层建筑桩基施工技术容易出现的问题根据现阶段高层建筑桩基施工实际情况分析得出高层建筑桩基施工技术常出现问题，主要有混凝土浇筑问题，以及桩体压力分布不均、桩倾斜或断桩等问题。这些问题严重影响桩基质量，进而影响整个建筑工程施工质量。1.1混凝土浇筑问题混凝土桩体预制和现场浇筑是当前高层建筑桩基中重要的成桩技术。在实际技术操作施工过程中，很容易出现不同类型的问题。一方面，因为浇筑施工本身在水下环境进行，所以在浇筑过程中，混凝土很容易出现水下沉积问题，由此就无法精准控制混凝土的浇筑量，进而或多或少影响成桩质量。另一方面，在成桩后需拆除模具，在此过程中，控制拆除时间至关重要，且拆除用力需适当。而在技术操作中，由于缺少质量控制意识，常会出现用力不均而导致桩体被破坏等问题，使得混凝土桩体受到局部损伤甚至发生整体坍塌现象。1.2桩体压力分布不均在桩基正式施工前，需要精准计算桩体的平均承载力和总承载力情况，根据相关计算情况，进行科学的施工安排。而在实际技术操作过程中，很容易出现预估承载力不足的问题，进而使得桩体压力分布不均，桩体出262024 年 1 月第 3 卷第 2 期现 代 工 程 科 技26现塌陷等不良现象。此外，地质构造也会影响桩体压力分布，如灰岩分布的地质环境中，灰岩地质的残积层本身渗透性能较好，外界水很容易在土层深处渗透，并且，该地质环境下，更容易促进地下暗河、溶洞等的发育，这都影响桩基的顺利施工，影响土层稳定性，也容易使得桩体压力分布不均。桩体埋设深度未达到规定要求，也会使其承载力下降。1.3桩倾斜过大桩倾斜过大问题也是当前桩基施工中面临的主要技术问题之一。预制桩质量影响桩稳定性，若其质量不能达到要求，那么桩顶面和桩尖位置就很容易出现倾斜问题，容易产生桩变形或位置不正问题，影响施工安全。同时，受施工技术影响，桩帽、桩身、桩锤中心线偏离，使得施工过程锤击与重心偏离，也会造成桩倾斜现象。此外，桩机安装角度不正确、桩端存在坚硬的障碍物、桩距过小等问题，都可能导致桩架不能垂直于地面、桩稳定性受到影响。若存在打桩顺序不正确、测量放线错误等施工操作问题，也容易出现桩倾斜。1.4断桩桩基施工操作中，若由于以上因素造成桩倾斜过大，长此以往，便容易使桩发生断裂问题。此外，由于堆放、起吊、运输等过程中，支点或吊点位置的偏差，也容易在后续施工中出现断桩问题。沉桩期间，受障碍物影响或桩本身质量因素，桩身可能出现严重的弯曲，进而出现断裂。在桩基工程设计过程中，由于贯入度设计不当或桩锤击施工不科学，产生较大的误差，使得桩受到多次的锤击，锤击过度，进而出现断裂问题。2高层建筑桩基施工主要技术2.1预制桩沉桩技术高层建筑桩基施工中，预制桩本身存在着噪声小的优势，能够有效减少施工过程对周围环境的不良影响，在城市区域内施工更加便利。预制桩大多为混凝土预制桩或钢。由于混凝土预制桩强度更大，更加坚固，可承受更大的负荷，抗干扰能力更强，施工更加便捷，因此在当前的高层建筑中更广泛地应用。在进桩施工期间，可以运用振动沉桩法、静压法或锤击法等进行。预制桩主要运用混凝土实心方桩，按照施工现场实际需要，制定合适的规格，确保其长度与断面面积符合施工条件。先在地面预制后，再进行施工，能够确保桩基更加稳固。钢桩则运用混凝土管桩，通过离心法，甩出混凝土中的水分，以此提高混凝土强度、密度等性能。在实际施工过程中，可根据施工现场实际条件和要求，选择合适的沉桩施工方法。2.2旋挖成孔技术旋挖成孔施工技术在施工过程中有以下几个关键步骤：科学埋设护筒。预钻孔一般选择比钻孔口径大的钻头进行，将其钻到护筒底部标高位置后，将钻头提出并埋设护筒，确保护筒顶高出施工地面0.3m左右，并在护筒外层涂刷渣油。护筒埋设后，还应在其周围回填粗颗粒土，保证回填密实度；使用旋挖钻机进行钻孔施工，注意先将钻头着地，旋转进行钻孔施工，根据钻头自重，科学设置钻进压力。钻进过程中，随时观察孔内的情况，若地基地下水水位高于钻孔的深度，可利用干孔钻孔，不容易出现塌孔现象；若有地下水分布且孔壁本身不够稳定，则还需向其中适当灌入护壁泥浆，保证其稳定性1-2。钻孔完成后，及时检查成孔孔径、深度和垂直度等指标，确保其达到标准后，进行清孔工作。一般来说，干孔采用重锤，将虚土夯实处理，若其中存在地下水，还可利用泵吸反循环抽浆方式清理孔洞，严格控制泥浆含砂率和黏度等指标。在桩孔完全检查合格后，及时向其中下放钢筋笼并灌注混凝土。混凝土浇筑过程一般采用水下灌注混凝土的方式，混凝土常采用商品混凝土，灌注过程利用直升导管法进行。图1为旋挖成孔技术流程。图1旋挖成孔技术流程图2.3桩端后注浆技术对于持力层条件相对较差的施工环境，采用桩端后注浆技术，可有效改善持力层条件，加强桩端承力，通27谭 帅：高层建筑桩基施工技术要点分析建造科技过高压注浆过程中，从桩底将水泥浆压出的方式，实现劈裂注浆的施工效果。高层建筑桩基施工过程中，桩端后注浆技术大多采用P42.5硅酸盐水泥，控制水灰比在0.50.6，注浆压力在0.60.8MPa，单桩注浆水泥量约2t。通常来说，主楼区域的注浆在22.5t，裙楼位置的注浆在2.53t，尽量一次性完成承台裙装作业施工，按照先四周后中间的注浆顺序原则，保证施工顺利进行，防止水泥浆的流失。在施工过程中，在钢筋笼外侧，2根焊接钢管对称放置，钢管的桩径为800mm，将其作为注浆管，在此基础上，设置3根桩径在1000mm左右的注浆管，使其在钢筋笼外侧均匀分布，捆扎注浆管和钢筋笼，使其顶部多出30cm，底部长度多出50cm左右。在注浆料管后的对接口部位密封处理，通过与注浆管道或三通导管的对接，在现场观测并精确记录注浆料后的实际灌注状况和压力计信号，以保证注浆料量达到施工要求，如果注浆料总压超过2MPa，将立即终止注浆料过程。混凝土浇筑12h后，开展清水劈通施工，确保混凝土强度超过70%。施工流程如图2所示。图2桩端后注浆技术流程图3高层建筑桩基施工技术要点3.1做好施工前准备高层建筑桩基施工中，做好施工前的准备工作，是保证施工顺利开展的前提。要做好施工现场的勘查工作。在施工前，应当充分勘查施工现场地质水文环境，做好周边地质调查工作，并根据建筑上部载荷、土层情况等，选择合适的桩型和施工技术，保证桩基施工高质量开展。在施工现场勘查过程中，应当重点调查研究现场的地质地貌、气候变化和自然条件等，生成相应的勘查报告，全方位了解进桩深度范围下的土层形成、分布情况和各项物理指标等。另外，勘查期间还应对沉桩周围的地下管线结构、埋设深度、分布状态和管井大小等详细勘查了解，以此制定科学的施工方案；做好技术准备工作。在正式施工前，设计科学的施工加护方案，根据地下管线分布情况，完善保护措施，详细检查进桩方法、施工顺序和成桩机械等多方面情况。为保证科学合理地运用施工技术，还需做好试桩施工，确保工艺参数准确有效。在桩基施工前，在现场做好放线定位施工，保证水准点的精确性，以此提高桩基施工质量；做好施工现场处理准备工作。在成桩施工前，应当全面清除现场地下和高空障碍物。因为高层建筑桩基本身为相对密集的群桩，所以应当全面平整进桩区域，确保桩机垂直作业。由于打桩机自重影响施工过程，还应在平整场地当中，额外铺设一层碎石，以此提升地基表面承载力，若仍然无法达到施工需要，还应铺设走道板，尽可能减小打桩机压力3。在此过程中，需注意严格按照设计要求，做出合适的桩基轴线，保证水准点引设合理性，避免受打桩影响，严格控制桩入土标高，做好现场桩质量检验等相关工作。3.2合理安排施工顺序科学合理地安排施工顺序，有助于高层建筑桩基工程施工各方协调开展相关工作，保证各环节有序进行，避免交叉作业影响施工效率。通过合理安排施工顺序，能够进一步保证施工方法准确，最大程度上减少施工中出现的问题，对施工现场做好统筹规划，根据施工所处区域和实际要求，做出具体可行的安排。在确保施工质量，合理运用现场施工条件的基础上，施工顺序的安排应按照由浅入深的原则进行。一般来说，桩基施工中，钻孔越深，施工难度越大，若不得不进行桩承台孔施工，就必须做好必要的保护措施，保证上面地层的稳定性，在一定程度上降低钻孔施工难度。若高层建筑桩基施工位于淤泥厚土壤或有动水荷载土壤下进行，则应当先浇筑开挖外层的桩基础洞。若这些桩洞为混合泥外壁，那么在施工过程中，可将这些桩洞当作排水管道使用，不需采取额外的混合水泥浇筑等措施，这能够为后续洞深开挖施工提供便利，不仅可以有效提高桩洞浇筑施工质量，还能提高施工效率4。总之，合理安排施工顺序，可有效保证施工有序开展，有效协调施工各方，避免交叉或遗漏，保证施工质量和施工效率，且降低安全事故发生概率。3.3把控施工技术细节从预应力管桩施工角度要注意以下问题：施工过程中，重点检查桩身混凝土强度和预先设计强度的关系，若二者一致，那么可静置桩，并利用蒸汽进行养护后灌压阀压降输送管预埋压浆管桩端压降装置吸浆管搅拌器储浆桶注浆泵282024 年 1 月第 3 卷第 2 期现 代 工 程 科 技28施工。沉桩施工过程中，应严格使用经纬仪测量，保证桩垂直性，控制误差在0.5%范围内，以防止桩身出现开裂现象；接桩施工过程中，大多运用钢端板焊接的方式进行。在焊接过程中，要控制桩身距离地面1m左右，并在接桩施工过程中，要注意观察桩身的衔接效果，确保直角圆角相互对应。在清理桩顶后，固定定位板，再将上段桩吊放至下段桩端板位置，使用定位板，校对上下段桩，保证接桩效果。若发现两段桩的衔接区域存在空隙，那么则需使用楔形贴片，对其焊接固定处理。接头位置的坡口槽在焊接过程中应当分三层进行，保持对称性，焊接时尽量控制变形问题，保证焊缝的饱满连续性5。在焊接后，及时将焊渣清除，对焊缝饱满度进行检查，直到接头温度和周围温差在100内后，才可进行沉桩施工。通常静压桩在静置6min左右最佳，不可采用人工干预手段将其快速冷却；桩基施工过程中，涉及送桩器和桩帽的选择问题，要尽量保证二者外形匹配，刚度和强度符合要求。送装器和桩帽的下端位置，应利用开孔方式，强化桩内和外界的互通效果，尽可能保证每次沉桩施工都可一次到底，防止中途产生短暂性停歇。沉桩施工期间，若存在不连续问题，那么桩身很可能出现位移或偏差现象，此时，则需立刻停止沉桩，避免桩顶或桩身受到损坏，及时分析问题的原因并采取应对措施；在施工期间，如遇空心桩，一般不需要截桩操作，但如需要进行截桩的作业，则运用机械切割的方法，将不能截掉的部分桩体沿钢箍的边沿进行，或利用气切法进行，而不可以直接强行将之截除。旋挖桩施工角度要做到：施工前，严格按照土质情况，制备护壁泥浆，确保使用的造浆材料符合施工要求；若施工遇到软土地基，应设置壁厚10mm以上的井口钢护筒，做好周边土石防护工作，防止掉落渣土，影响后续成孔质量；钻孔机械严格按照设计要求就位，保证其平整稳固，避免出现位移或倾斜；钻进1m左右，及时进行首次检查，再钻进5m左右后，进行二次检查，及时发现问题并解决。当钻进到设计深度后停止，检查成孔质量；钢筋笼规格、种类、数量等的选择要符合要求，吊放时注意轻提慢放，避免碰撞孔壁土方；浇筑过程保证连续进行，时间间隔在20min以内，分层高度控制在1.5m内，控制导管埋深；特殊天气施工要做好防范措施，如雨天做好排水、防雨措施，桩成孔后立刻进行钢筋笼浇筑，避免塌孔。3.4强化施工质量控制桩基施工质量影响高层建筑工程整体施工质量，是施工质量控制的要点之一，只有严格保证各环节施工质量，才能确保施工整体效果。在施工质量控制中要注意：检查桩体质量。桩体质量检验，主要是检查桩的完整性、是否存在断桩或裂缝等问题。若桩基工程地质条件复杂，设计等级为甲等，或成桩质量较低，那么在检验期间，应至少抽检30%的桩数，超过20根，其余情况下，应控制抽检20%以上，至少10根。若桩基工程为地下水位以上，终孔后桩端持力层已通过检验，那么在抽检过程中可适当减少抽检量，但也要在10根以上，至少在总桩数的10%以上；承载力检测。对于设计等级为甲级或乙级，施工地质条件相对复杂，桩质量可靠性相对较低的桩基，在承载力检测过程中，应当利用静载荷试验检测方式，检测单桩承载力，确保同一条件下检测数量在总桩数的1%以上，至少检测3根。其他桩在检测或利用静荷载试验作为检测过程中，还可采用高应变动力检测方式进行，控制抽检数量在总桩数的5%以上，至少检测5根，确保检测全面到位。4结语综上所述，随着城市化进程不断推进，使得高层建筑规模不断扩大，在科学技术水平不断提升的环境下，高层建筑桩基施工技术也越来越成熟。桩基施工技术影响高层建筑整体施工质量，在施工期间，应做好准备工作，掌握技术要点，强化质量检测，促进建筑业进一步优化发展。参考文献1 何斌.高层建筑桩基工程施工技术及管理J.工程技术研究,2022,7(8):143-145.2 郭向波.土木工程高层建筑桩基施工技术要点分析J.砖瓦,2022(3):147-149.3 李高峰.建筑施工中桩基施工技术J.建筑 建材装饰,2023(9):112-114.4 梁康.茅草湾大桥桩基施工技术探讨J.建材与装饰,2023,19(21):118-120.5 伏永祥.公路桥梁桩基施工技术要点J.科技资讯,2023,21(13):105-108.