高层建筑“先桩后挖”地基施工方法的应用

摘 要：城市的快速发展，为高层建筑施工建设创造了条件，当前高层建筑施工的安全性和质量是城市居民、社会关注的焦点，其中影响高层建筑施工质量和施工安全性的一个因素是地基施工，所以在高层建筑施工中，需要加强高层建筑桩基础施工技术，为高层建筑施工安全提供保障。本文对高层建筑工程施工中“先桩后挖”地基桩基础施工方法的应用进行探讨。

关键词：高层建筑工程；地基施工；先桩后挖

中图分类号：TU208文献标识码： A

一.工程概况

石佛康居新城6栋高层楼号为A-1、A-12、A-27、B-5、B-18、B-30#楼，6栋高层设计为框剪结构;地上11层;地下1层；建筑高度：33m；标准层层高：3m ；总建筑面积：约50000平方米。

基础采用复合地基方案,复合地基承载力特征值不小于170Kpa，桩端持力层为第4层粉砂。桩基形式采用CFG水泥粉煤灰碎石桩，混凝土强度等级C20，桩径400mm，有效桩长9.5m,保护桩头0.5m。桩间排距；1.7m*1.8m，数量：1704颗，累计：16188延长米，累计灌注混凝土：2140.22m3。有效桩顶设计标高：-4m，施工标高：-3.5m。（电梯井设计标高：-5.6m，施工标高：-5.1m）

6栋楼的参数表如下：

二.地勘水文资料

场地地下水主要属第四系孔隙潜水，主要含水层为粉土及砂土层。勘探时地下水位埋深平均为3.47米，地下水位标高平均为27.35米，目前地下水位位于基础底面以上。基坑开挖前，应考虑采取人工降水措施。为便于机械施工，建议降水深度应降至基底以下至少1m。根据勘区土层的渗透性及工程对地下水位降深的要求，结合当地基坑降水的经验，建议采用管井来进行人工降水，降水井宜设在基坑的外缘。降水对附近地基的沉降会有影响，建议基坑降水设计时应考虑降水对附近地基的沉降影响，采取必要的措施，以防止降水引起附近建筑物的沉降，建议在基坑周围及建筑物适当位置设置沉降监测点，在降水前后应进行连续监测，并建议进行专项的降水设计。

三.编制依据

1.《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）;

2. 《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）;

3. 《建筑边坡工程技术规范》GB50330-2002;

4.《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002;

5.《建筑与市政降水工程技术规范》（JGJ/T111-98）;

6.《建筑基坑支护技术规程》（JGJ120-99）

7.《建筑施工安全检查标准》（JGJ59-99）

8.《建筑工程施工质量验收统一标准》GB50300-2001

9.《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2001）

四.施工前的准备工作

考虑本工程地下水影响，同时主体结构施工图纸尚未到位、仅到位桩基施工图纸，从工期角度考虑，本工程采用在原始地面上先打桩后开挖的“先桩后挖”地基施工方法。

1.采用长螺旋钻孔管内泵压混合料灌注成桩。

2.CFG桩施工前，应先对原始地面进行整平处理。

3．高层基槽开挖前应首先进行管井降水。每个管井的降水影响半径一般为20米左右，在基坑周围按20米的井距布置管井，布置为双排，楼栋均布置6个，共计布置井口36个。井深为25米，管径为400mm，管井内水泵位置置于地面下7米处，当管井内水位低于水泵时，停止抽水，当水位高于水泵位置，继续抽水。井点距基槽坑壁1.5m。管井抽水7~10d后方可开展基槽开挖。

4．开挖前应定出两排桩的东西中心线，距CFG桩边每侧预留200mm土方采用人工开挖，以免机械扰动CFG桩。桩间净距为1.3米，桩间土的开挖采用一台小型挖掘机自东西方向进行开挖，自卸汽车配合运出施工现场。开挖时沿两排桩的中心线开挖。故要求反铲铲斗宽度不得超过800mm。

5．电梯井部位应定出附近桩位及电梯井上口开挖线，必须由专人指挥进行开挖。

6.主要机具

小型反铲、自卸车、铁锹（尖、平头两种）、手推车、小白线或20号铅丝和钢卷尺、风镐、无齿锯。

五.施工方法

1、工艺流程

2、桩位放线

在定桩位时，根据设计提供的桩位平面图，每一个桩孔均要求用经纬仪标定桩位。给定桩位后，用直径20~25mm的钢钎垂直钎入400~600mm深，拔出后到入白灰，做桩位定心标志,并在图纸上统一编制桩号。为了确保桩位的准确度，除了在钻机移位时尽量躲避桩位外，还应用测量基准点随时对有疑问的桩位进行校正及复核，确保桩位正确。

3、定位

钻机就位后，调直桩架导杆，保证在钻机基架水平、钻杆垂直的前提下钻头中心对准桩位。当地面起伏不平时，应调整支腿或平台基座，使桩机底座保持水平，钻杆保持垂直。一般桩位误差不宜超过桩径的±40%，垂直度允许偏差为±1%。

4、钻进成孔

3.1 用电动机带动钻杆转动，使钻机螺旋叶片旋转削土，土块随螺旋叶片上升，经出土器排出孔外。

3.2 停止钻进，读钻孔深度。

钻机组装完毕后现场调整钻机垂直、水平，钻头落地后，用钢尺由动力头卡板下口向下测量应钻桩长，即动力头下落尺寸，然后在钻机立柱上用彩色布条做标记。动力头卡板每次均应下落到该标记。

3.3 钻到设计标高后，空转1分钟左右清除底部虚土，然后注砼提钻，提钻速度应严格配合注砼速度，以确保孔内压力。

5、混合料搅拌

5.1本工程采用商品砼，输送泵输送砼，砼强度等级为C20。按试验室出具的配合比配料，必要时掺加泵送剂或防冻剂，冬期施工时，混凝土入孔温度不得低于5℃，对桩头和桩间土应采取保温措施。

5.2每浇筑50m3砼留置试压块1组，每个台班最少留一组砼试块，并及时编号和进行养护，以备检查。28天后，送试验室进行抗压试验。

6、灌料、提升

通过混凝土输送泵灌料，当输送管及钻杆芯管充满混合料后开始启动卷扬机匀速提升钻杆，边灌料、边提升，直至达到设计标高，提升速度宜控制在2~3m/min，严禁先拔管后灌料。混凝土泵送量应与拔管速度相配合，不得在饱和砂土或饱和粉土层内停泵待料。

7、桩间土清运

桩间保护土层的清运，应在CFG桩施工结束7天后进行，根据桩间距，采用小型机械开挖清运。开挖清运过程中，严禁扰动基底土层，严禁机械碰撞桩头，避免造成浅部断桩。

7.1施工工艺流程

7.2施工方法

1）确定桩位：

首先在原始地面根据桩的位置图在基槽内用白灰撒出每根桩的位置及两排桩东西方向中心线。

2）机械开挖：

考虑实际情况，桩间净距为1.3米，桩间土的开挖采用一台小型挖掘自西向东进行开挖，自卸汽车配合运出施工现场。开挖时沿两排桩的中心线开挖，每边留200MM土方采用人工开挖，以免机械扰动桩身。

3）人工配合：

在挖掘机开挖的同时，用人工进行配合，将离桩较近的土方用人工清理，将槽底预留的保护层部位土方人工挖出，并随时运走。

4）开挖时应避免机械调整方向时压桩头，人工配合随时挖除桩间剩余的厚土层及桩周边黏结的土层。抄平确认土面标高修至桩顶设计标高。积水坑和电梯井坑范围内桩土面标高修至相应坑底设计标高。

8、凿桩头

桩间土层清除后开始进行桩头处理。将桩顶设计标高以上桩头截断，凿桩头采用人工截桩方法。桩头应端面平直，防止有大的掉角现象。

1）确认人工截桩高度位置，采用手动切割机交圈切缝后再用3根钢钎间隔120度，沿径向契入桩体，直至上部桩体断开，桩顶采用小钎修平。在电梯井部位的桩顶标高低于其他的桩标高。破除的桩头应随时运出。

2）因剔桩造成桩顶开裂、断裂，按桩基砼接茬规定，断面凿毛，刷1:1素水泥浆后用高一级别的C25砼填补并振捣密实。

9、褥垫层铺设

桩头处理完毕后进行褥垫层铺设，褥垫层所用材料为级配碎石，最大粒径不超过3厘米。褥垫层厚度25厘米，虚铺后采用静力压实，褥垫层宽度比基础宽度要大，其宽出部分不小于褥垫层的厚度。当基础底面桩间土的含水量较低时，也可采用动力夯填法，夯填度不得大于0.9。

六．质量标准

1. 桩间土方开挖允许偏差项目

a. 表面标高+0，-50mm用水准仪检查

b. 长度宽度+50mm用钢卷尺检查

2. 凿桩头表面平整高低允许偏差±10mm 尺量检查

3.超径不大于40mm；且不小于设计桩径。

4.充盈系数1.1~1.25，超浇高度大于等于0.5m；

5.垂直度偏差为±1%；

6.砼坍落度18~22cm。

7．桩基检测

桩基检测指标:单桩承载力(设计值:340KN)、复合地基承载力（设计值：170KPA）、桩身完整性。

七．安全措施

1. 所有施工人员认真贯彻执行“安全第一”的主要方针。严格按照安全交底及安全操作规程施工。

2. 施工中机械施工要设专人指挥、防止误伤。

3. 各种机械要有专人负责维修、保养，对机械操作人员要持证上岗，并每天对机械的关键部位进行检查，预防机械故障及机械伤害事件发生。

4. 中途休息时应远离边坡等危险区域。

5. 所有施工人员进入现场必须佩戴安全帽，酒后不得进入施工现场。

八．注意事项

1. 机械开挖时注意不得碰撞CFG桩，不得超挖。

2. 清理时，不得碰撞定位桩、标准水准点、轴线引桩，应经常测量校核其平面位置，水平标高是否符合要求。

3. 清理时，同时注意进行沉降和位移观测。观测基坑周围护壁和其他设施。

4. 雨天提前用彩条布覆盖开挖的坑面。

5. 基槽开挖完毕，应在基坑四角及中间预留积水坑，并预备足够的水泵，防止雨水浸泡基槽。

结束语

总而言之，高层建筑因为自身高度的影响，在地基施工中必须考虑很多因素，也因此增加了高层建筑地基施工的难度，为此必须要对高层建筑地基施工方法和技术以及相关的知识进行详细分析，以提高其施工质量。

参考文献：

［1］胡裔贤，林海岚.高层建筑地基基础和桩基础土建施工技术研究［J］.硅谷，2013（5）：133.

［2］宁和玉.高层建筑地基基础及桩基础土建施工技术探讨［J］.城市建设理论研究：电子版，2013（10）：215-216.

［3］梁伟文.试论高层建筑桩基础施工技术［J］.科技致富向导，2012（22）：200.