高层建筑桩基础施工技术探究

【摘要】：桩基础目前是我国高层建筑的主要基础类型，是整个建筑结构的根基，其施工质量的好坏对于整个建筑结构都是至关重要的。桩基工程又是属于隐蔽工程施工，其技术管理及质量控制尤为关键，因此，应对其进行全过程、全方位的技术管理控制工作，决不能仅仅对施工过程进行质量控制。

【关键词】：高层建筑；桩基础；施工技术

中图分类号：TU208文献标识码： A

引言

桩基础是工业建筑和民用建筑工程中最常用的一种基础。在浅基础无法达到建筑物对地基变形、强度的实用要求时便可将下部坚硬土层和岩层来作为持力层的深基础。在深基础的应用中，常用是桩基础。桩基能将建筑的荷载通过桩传递给埋藏在深处的坚硬土层，或通过桩周边摩擦力传递给地基。同时，因为桩基础具有：稳定性好、承载力高、沉降稳而快、沉降量小而匀以及较好的抗震性能等优点而得到广泛应用，特别适用于软弱地基。

一、桩基础类型

1、沉管灌注桩

结合土建工程的实际施工状况，沉管灌注桩的直径多控制在350～550mm之间，且长度多为23～27m之间。这种打桩方式在实际应用中，所使用的技术仍以振动沉桩施工为主，通过桩体顶部的振动器来带动钢管桩，使其在振动过程中形成相应的灌注桩。这种方式在实际应用中，常见于粘性土及砂性土。

2、钻孔灌注桩

与沉管灌注桩不同的是，钻孔灌注桩在实际应用中，其直径多在65cm～160cm间，且长度需要施工设计人员结合着工程的实际需要来确定。需要钻机在整个地基土层中钻出一定数量的孔洞，然后将浆液通过孔洞灌入，使其形成灌注桩。在整个钻孔灌注桩中，需要施工人员着重注意钻孔孔型的 ，避免出现坍塌现象。

3、树根桩

树根桩在本质上是一种小型钻孔灌注桩，直径在75mm～250mm，长度根据具体施工要求定做。树根桩与钻孔灌注桩的唯一区别就是直径不同，其他都无明显区别。之所以称为树根桩，是由于直径很小，同时灌注多个这样类似的桩，在桩与桩之间形成树根。树根桩具有施工场地小，小噪声，高强度，且不损坏地基应力的优点，广泛应用于在原有建筑基础上重新建筑加固地基时使用，适用于碎石土、砂土、粉质土和粘性土。

4、预制桩

预制桩在制作的过程中要根据打桩的顺序确定桩尖的朝向，浇筑时应该由桩顶向桩尖进行连续浇注，而且保护层的设计在25m左右为最佳。预制桩的沉桩方法可以分为锤击沉桩、静力压桩、振动沉桩以及射水沉桩等，其中射水沉桩只适用于砂土层中，而利用锤击沉桩、静力压桩以及振动沉桩时都会产生挤土现象，所以应该根据基础范围、桩基数量以及距离进行合理规划施工，并且采取有效地措施减少挤土或者减少挤土对周围环境的影响。

二 、桩基础施工技术

1、人工挖孔施工技术

具有是承载力大、成本较低、操作简单、设备简易、环境污染小、工程周期短、施工质量可靠的人工挖孔桩技术得到了众多建筑设计单位、施工企业的青睐。在实际应用中，占地面积小的人工挖孔桩的桩直径通常设置为800 mm以上，适用于地下水含量较少的土层，其深度一般低于20 m，而对地下水位较高的土层或含水量较大的松散土层非常敏感。

挖孔前，需要剔除地表松软土层和不相干杂物以保持地面平整，利用十字交叉法确定每个孔桩的坐标，并在桩外固定龙门桩的位置。然后根据桩径的大小放置开挖线，随后向下深挖1 m，在高出地面20cm左右的井圈处浇筑混凝土，其厚度大约为10cm。

为保证护壁衔接的和混凝土浇筑质量，应对井圈进行钢筋混凝土加固。具体做法是上下护壁的连接距离不得低于5 cm，护壁模块最好在每次施工完毕并养护二十四小时后才可拆除。

在进行第二个井孔土方开挖时，先用垂吊线找出井孔的中心，并在其底部固定一小木桩，确保桩的垂直投影位于木桩顶部，在开挖过程中应该实时监控土层结构的变化。循环上述操作就可完成挖土护壁的任务，直至桩底设计要求方可进行最后的吊放钢筋笼和浇筑桩身操作

2、振动沉桩施工技术

振动沉桩施工技术的作用原理是桩顶部的固定振动器产生振动，使桩在由于自身重力和振动器的振动效果的作用下沉入基地土层的工艺。该施工工艺在开始时应小距离轻度锤击，在桩正常沉入土中1～2m后，再增大落距直至要求的高度，连续锤击，将桩送到设计的深度。振动沉桩施工技术具有设备装置简单、重量轻、体积小，且打桩效果好的优点，可以有效降低施工成本，降低劳动强度，同时提高劳动效率。适用于粘土、松散砂土以及黄土和软土沉桩。

3、静力压桩施工技术

打桩机打桩噪声大，如若建筑在居民密集区，会严重影响到居民的休息，因此采用静力压桩的施工技术。该技术是指通过静力压桩机以压桩机自重及桩架上配重作为反力将预制桩压入土中的一种沉桩工艺。静力压桩施工技术具有以下优点：无噪音、无振动、无冲击力，且工艺简明、质量可靠、造价低、节约钢筋和混凝土、检测方便等，适用于高压缩性粘土层或砂性较轻的软粘土。但是静压沉桩工艺应该连续作业完成，不宜中途停顿休息，这是因为，静压桩在压桩过程中破坏了土层的结构，产生超孔隙水压力。

三、桩基础施工质量控制

1、桩位偏移量测定

桩位偏移量是指桩顶中心点在设计纵、横桩位轴线上的偏移量。对桩位偏移量的允许值，不同类型的桩有不同要求。当所有桩顶标高差别不大时，桩位偏移量的测定方法可采用拉线法，即在原有或恢复后的纵、横桩位轴线的引桩点间分别拉细尼纶绳各一条，然后用角尺分别量取每个桩顶中心点至细尼纶绳的垂直距离，即偏移量，并要标明偏移方向；当桩顶标高相差较大时，可采用经纬仪法。把纵、横桩位轴线投影到桩顶上，然后再量取桩位偏移量，或采用极坐标法测定每个桩顶中心点坐标与理论坐标之差计算其偏移量。

2、桩顶标高测量

采用普通水准仪，以散点法施测每个桩顶标高，施测时应对所用水准点进行检测，确认无误后才进行施测，桩顶标高测量精度应满足±1cm要求。

3、桩身垂直度测量

桩身垂直度一般以桩身倾斜角来表示的，倾斜角系指桩纵向中心线与铅垂线间的夹角，桩身垂直度测定可以用自制简单测斜仪直接测完其倾斜角，要求盘度半径不少30cm，度盘刻度不低于10′。

四、桩基础施工技术发展趋向

（1） 向攻克桩成孔难点方向发展。日本有64家基础公司组成的技术协会，研究开发20余种大直径岩层削孔方法，其中长螺旋钻进成孔法3种，国内也有不少单位成功地研究开发出岩层钻进成孔法。

（2） 向扩孔桩方向发展。扩孔的成型工艺除钻扩外，还有夯扩、振扩、锤扩、压扩、冲扩、注扩、挤扩、挖扩等。

（3） 向异型桩方向发展。为提高承载力（桩侧磨阻力和桩端阻力）国外大量发展异型桩。

（4） 向组合式工艺桩方向发展。由于承载力和环境保护的要求及工程地质与水文地质条件的限制等，采用单一工艺的桩型往往满足不了工程的要求，实践中经常出现组合式工艺桩。

（5） 向高强度桩方向发展。RC桩满足不了高承载力要求，PC和PHC桩使用越来越多。

（6） 向多种桩身材料方向发展。桩身材料及种类多样化，如超流态混凝土、无砂混凝土、微膨混凝土，钢管外壳加混凝土内壁的合成桩。

结语

在建筑工程的建设中，桩基础的施工是关键环节之一，它的使用质量对整个项目影响甚大。建筑工程中桩基础的选型应充分考虑到应用场合、环境影响、成本预算等方面的因素，只有这样才能保证其在建筑工程中完美应用，才能利于该技术的创新。

参考文献：

【1】高金玉. 建筑桩基础施工技术问题与措施[J]. 中国新技术新产品，2011（15）.

【2】乔国栋. 建筑施工中桩基础的应用与管理[J]. 企业研究，2010（16）.

【3】刘中想. 建筑工程桩基础施工方法的探讨[J]. 法制与经济，2011（07）.

【4】周彦芳. 桩基础对环境和建筑经济的影响[J]. 洛阳工业高等专科学校学报，2009（04）.