高层建筑工程中复合地基处理施工技术应用探讨

【摘要】建筑物在高度增加的同时，自身重量也在随之增加，这就要求建筑物有一个坚实稳固的基础，以承受高层建筑带来的巨大荷载。科学合理的地基处理施工技术既需要满足当地土质条件，又要求安全可靠，造价低廉，同时对周边环境的污染最低。鉴于此，本文对高层建筑复合地基处理施工技术应用进行浅析。试图为之提供行之有效的可行性建议。

【关键词】高层建筑；复合地基；承载力；应用研究

引言：

根据我国《高层建筑混凝土结构技术规程》（JGJ 3-2010）中的有关规定，将10层及10层以上或者房屋高度大于28m的住宅建筑统称为高层建筑。我国是一个土地资源极为稀缺的国家，尤其是在大城市，人口高度密集，为了最大限度的提供土地利用率，高层建筑就成为城市发展的首要选择。可以说大型高层建筑对国家经济、社会安全的平稳发展有着非常重要的意义，下面就对高层建筑复合地基的施工技术和注意事项进行深入探讨。

1、复合地基处理施工技术的特点

对于高层建筑复合地基处理施工技术的应用研究，首先需要了解复合地基处理技术的特点，然后再研究荷载作用下复合地基的应力分布。目前，复合地基的定义主要是指天然地基在处理过程中，通过设置加筋材料以及增加人工地基等方式，使土体部分的强度增加。根据地基增强体方向可以将复合地基分为竖向和水平向增强体复合地基两种形式，下面就对复合地基的分类与特性进行简要分析：

1.1散体材料复合地基

散体材料复合地基主要是指用水泥碎石桩、砂桩以及碎石桩为主的负荷地基处理技术，其中碎石桩是一种常用的地基加固法。由散体材料构成的桩体，自身是无法独立存在的，必须依靠周围上体的围箍作用才能形成桩体。散体材料复合地基桩体的承载力主要有周围土体所提供的侧限力所决定的。

1.2一般粘结性桩复合地基

一般粘结性桩复合地基又被称之为柔性桩负荷地基，有双灰低强度混凝土桩、搅拌水泥土桩等方法。水泥土搅拌桩围压越高，对主体应力的破坏越大。此外，围压对桩体承受的垂直荷载以及变形模量有较大影响，一般粘结性桩复合地基向深层土体传递的荷载，远比散体材料复合地基传递的荷载大。

1.3高粘结性复合地基

高粘结性复合地基属于刚性桩复合地基，该类型的桩体强度较高，不同围压下应力应变曲线基本重合，围压对桩体强度和变形模量的影响较低，置换作用最强，桩间土的密度高，对于桩的侧阻力有良好的辅助效果，桩端周围的土质较好，还可以发挥端阻作用，提升桩体的承载力。

2、复合地基处理施工技术的应用

桩基础是高层建筑常用的一种地基处理施工技术，它具有承载力强、应力传递快、容易满足形变要求等特点。这其中负荷地基处理技术由于费用低、施工简单、工期短等优势在高层建筑地基施工中应用最为广泛。负荷地基的桩体材料种类较多，本文主要研究的是CFG桩复合地基及素混凝土刚性桩复合地基处理施工技术。

CFG（Cement Fly ash Gravel pile）桩复合地基主要是指水泥粉煤灰碎石桩，主要制作工艺是由碎石、石屑、砂砾以及粉煤灰掺水泥加水拌和，然后通过成桩机制成的一种可以变换强度的桩。CFG桩的核心技术是由碎石、砂土等散体材料所组成的褥垫层的设置，在桩顶铺设一层砂石褥垫层，确保桩体垂直插入，使之形成桩体、土体以及褥垫层三层结构共同承担高层建筑的全部荷载。CFG桩复合地基介于刚性桩与柔性桩之间，即通过调整水泥的掺和量以及配比，可以使CFG桩的强度等级在C5～C25之间进行调整。CFG桩复合地基需要根据现场的施工条件，具体的施工工艺可以分为长螺旋专控灌注桩、长螺旋钻孔以及泵压混合料灌注桩和振动沉管灌注桩三种工艺，其中长螺旋专控灌注桩适用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密实以上的桩土；长螺旋钻孔以及泵压混合料灌注桩适用于粘性土、粉土、砂土，以及对噪声与泥浆污染有较高要求的场地。

CFG桩复合地基和桩间土一起，通过褥垫层形成CFG桩复合地基共同工作，可以根据复合地基性状和计算进行工程设计，而且CFG桩复合地基一般不用计算配筋，而且制作材料大都来源于工业废料粉煤灰以及石屑作掺合料，能够降低工程造价。由于CFG桩可以根据实际情况调整强度，所以在高层建筑复合地基施工中的应用非常广泛，在砂土、粉土、粘土、淤泥质土以及杂填土等地基均可以使用。此外，CFG桩复合地基还适用于独立基础、条形基础以及筏基等不同基础结构。高层建筑桩基础施工应该注意满足地基承载力以及形变这两项基本要求，在高层建筑复合地基处理施工技术中，做好现场环境的勘察，科学合理的确定施工方案是高层建筑桩基础施工必须遵循的准则。

3、CFG桩复合地基的施工要求

高层建筑CFG桩复合地基常用的施工方法有振动沉管成桩，长螺旋钻孔灌注成桩，泥浆护壁钻孔成桩，长螺旋钻孔成桩以及管内泵压混合料灌注成桩等。其中长螺旋钻孔灌注成桩主要是通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而形成的一种桩，该方法适用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密实度以上的砂土；长螺旋钻孔、泵压混合料灌注成桩，适用于粘性土、粉土、砂土以及对噪声或者泥浆污染要求严格的场地；振动沉管灌注成桩主要是将带有钢筋混凝土桩靴的钢管沉入天然土体当中，形成桩孔，然后放入钢筋骨架并浇筑混凝土，随之拔出套管，利用拔管时的振动将混凝土捣实，便形成所需要的灌注桩。长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩施工和振动沉管灌注成桩需要满足以下要求：

（1）复合地基处理施工前应该按照设计要求进行配合比试验，施工时根据试验获得的标准配合比配制混合料。长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩施工的坍落度需要控制在160～200mm，振动沉管灌注成桩施工的坍落度应该控制在30～50mm，振动沉管灌注成桩后桩顶浮浆厚度不能超过200mm。

（2）螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩施工在钻孔深度控制方面需要进行严格把控。混合料泵送量应该与拔管速度保持一致，如果在施工过程中遇到饱和砂土或者饱和粉土层时，切忌不能停泵待料。振动沉管灌注成桩施工时需要匀速拔管，拔管速度应该严格控制在1.2～1.5m/min左右，施工过程中如果遇到淤泥或者软土，则需要适当放慢拔管的速度。

桩基础可以有效地将建筑物上部荷载，传递到周围土层或者承载能力较大的深层土壤当中，因此被广泛应用于土建施工。CFG桩复合地基根据桩基施工方法的不同，预制桩和灌注桩在前期的准备工作中也有很大的差异，因此在具体应用过程中还要通过严格规范施工，加强人员管理与协调工作，采取科学有效的施工方案，才能确保CFG桩复合地基的施工质量。

4、总结：

综上所述，高层建筑对于基础设施的要求非常严格。现阶段在高层建筑中，复合地基处理施工技术应用最为广泛。尤其是在城市化高速发展的进程中，利用复合地基处理施工技术，不但能够在确保建筑工期的前提下提升工程的施工质量，而且还能够为建筑企业获得相应的经济效益以及社会效益。

参考文献：

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