高层建筑深基础施工技术探析

高层建筑深基础施工技术探析

王朝宇

身份证号码： 610125197304193*** 陕西 西安 710000

摘要：在进行高层建筑施工时，深层基础工程的技术问题一直困扰着建筑工人们。对于目前的高层建筑深基础工程来说，大多采用的是灌注桩与预制桩两种技术，本文将从灌注桩技术、预制桩（预应力管桩）技术两方面对高层建筑深基础的施工技术进行简要的分析，接着以案例来说明深基础施工中应注意的技术问题及采取的相关措施，最后总结全文。

关键词：高层；深基础；灌注桩；预制桩；技术

1. 深基础概述

所谓深基础，就是在建筑物足够深度的地方，以十分坚硬的土层或岩层作为地基基础。对于高层建筑，一般要求基坑深度大于5米的基础。

深基础有很多种类：比较常见的有桩基础、沉井和地下连续墙等。这几种类型中最常用的就数桩基础了。它的发展速度和技术上的完善也是最快的，一般来说我们提到的深基础主要指的就是桩基础。而在桩基础的施工技术上，使用最广、技术也最成熟的就要数灌注桩和预制桩了，在建筑中，基本上所有的深基础技术都要用到它们。

2 灌注桩

2.1 灌注桩的概念

灌注桩（钢筋混凝土桩）是使用机械或人工的方法，按照桩位的设计要求成孔，然后在孔内插入钢筋骨架等，再灌入混凝土，这种方法属于就地成桩。

2.2 灌注桩的特点

与其他技术相比，灌注桩具有承载力高、无挤土、无振动、噪声低、能贴近已建建筑施工、适应性强等优点。灌注桩不受地基中地质层变化的限制，又省去了接桩或者截桩的烦恼，可以随着地形的改变而改变。现在的高科技钻孔技术能使灌注桩的桩长达到最长为100m还多。当只有承受轴受到压力的时候，只需要对装置添加少量的钢筋就完全可以了。而当进行钢筋笼配置的时候就要根据工作中的荷载来进行相应的配置，这样就可以节约钢材。但是灌注桩也有很多的质量问题，因为这些质量问题单桩的承载力要大很多，桩身的质量很难进行控制，因质量问题而产生的质量事故大大影响了它承载力的发挥。容易产生断桩、露筋、缩颈以及夹泥等现象。

2.3 灌注桩施工技术

根据灌注桩的施工方案的不同，其施工作业要求的条件也不同。以下主要对螺旋钻孔灌注桩、冲击成孔灌注桩与沉管灌注桩进行探析。

2.3.1 螺旋钻孔灌注桩

对于这种类型的灌注桩，它适应于基本不存在地下水的基坑，同时还适用于限制桩的工程。按照施工方案来说，它是一种非挤土型灌注桩，一般情况下这类桩是不容易从砾石层穿过，因此在施工过程中必须要使用泥浆护壁，但在工程时间上耗费的就相对少，一般短于水钻孔桩的时间，而且还不会造成泥浆污染，由于泥浆污染可能给施工过程带来负面影响（如污染机器等），所以这样也省去了处理现场泥浆污染的时间消耗。

2.3.2 冲击成孔灌注桩

冲击成孔灌注桩形成过程是用冲击式钻机或冲锤在硬质土或岩层做上下往复冲击，使其破碎成孔，在这个过程中会形成的部分碎渣和泥浆被挤入到孔壁中，打孔结束后，再用混凝土将其灌注成桩。冲击成孔灌注桩适用范围非常广泛，而且形成的孔壁比较坚实、稳定。在施工作业点不受施工场地的限制，以及噪声和振动的影响，如工业建筑中的黄土的地基或民用建筑中的砂砾石层、坚硬土层地基。

2.3.3 沉管灌注桩

沉管灌注桩和预制桩有相同的适用条件，而且它在多层住宅中具有十分广泛的应用。在施工过程中，采用的施工工艺有时是单打，有时是复打，根据施工作业点以及单桩的承载能力的不同，采取的方式也不同。

2.4 灌注桩的应用

主要应用于工业与民用建筑中的桩基础、基坑支护（护坡桩）；铁路、公路路基，桥基、立交桥基础；其它重型设施、设备基础；滑坡防治中的抗滑桩、大型塔基、以及一些水上建筑基础。

3 预制桩

3.1 预制桩的概念

通过打桩机将事先预制的钢筋混凝土桩打入地下，预应力管桩是一种预制桩。

3.2 预制桩的特点

预制桩优点是材料省，强度高，适用于较高要求的建筑，相对而言其单位面积的承载能力比较高，因为预制桩属于挤土桩的一种，所以当桩打下之后它的周围挤密了土层，这样就使得地基的承载能力得到了提高。桩身的质量十分容易进行检查和保证，这种桩对于水下施工比较适用，而且其桩身是密度很大的混凝土，所以抗腐蚀的能力很强，其施工的效率也非常高。因为进行打桩的施工过程十分简单，所以还具有很高的工作效率。缺点是施工难度高，运输成本高，受机械数量限制施工时间长。

3.3 预制桩的施工技术

预制桩（预应力管桩）的施工方法分为静压式和打入式两种。 根据施工作业点的地质不同，选择的施工技术也不同。当工程地质条件要求桩径，壁厚，以及打入深度时，应该选择合适的桩锤进行锤击法施工；当需要采用静压法时，可以根据具体的工程地质情况以及桩基设计要求，合理选择配重、压桩设备，这些设备应该具有加载反力读数系统，在这里需要注意一点，对于预应力混凝土薄壁管桩不宜采用抱压方法。

3.3.1 静压式

采用静压式施工方法的管桩属于挤土型桩，所以在沉桩的过程中会使管桩周围的土层结构遭到严重扰动和破坏，当桩尖周围土体受到的应力超过其抗剪强度，土体就会变形，当它达到极限就会遭到破坏。对于不同的土体，在使用静压式沉桩方式时，桩周围土体流动的方向也不同，如粘性土体会产生塑流动或挤密侧移，一般会出现土体向上隆起，而对于砂性土体，桩周围的土体会被拖带下沉。

3.3.2 打入式

在采用打入式沉桩时应该注意对桩身的锤击拉应力应小于其有效预压力。与采用静压式沉桩方法一样，对于不同的施工土体，选用的施工方法也不同。当桩遇到软质土层，在使用锤击法时，桩端受到的阻力并不大，当桩顶受到锤击后，产生的压缩波会向下传递并到达桩底端，同时产生张力波并向上反射，与桩下部的压缩波和张力波相迭加，所以桩身受到的锤击应力不大，自然桩身不容易被损坏。但是当桩底端为坚硬的土层，而上部桩周围又是摩擦力很小的松软土层时，此时桩身受到的锤击应力大幅度地增加，正是这样桩身遭受到严重的破坏。因此一般要求锤击压应力不大于混凝土强度的50%，才可以开始施工。

3.4 预制桩的应用

预制桩对于那些持力层上面覆盖着一层松软的土层，同时中间的夹层不会很坚硬的情况比较适用。对于大面积打桩的工程，因为这个工作的工序比较简便，工作的效率比较高，所以，如果打桩的个数比较多时，可以把预制具有较高的价格这个缺点抵消掉，这样就节省了基础建设的投资。对于那些工期比较短的工程，如果已经在工厂里做了预制，就可以缩短工作的时间。此外，持力层的顶面，其土质的变化如果不是很大，那么桩长相对来说就可以进行控制，从而可以对截桩和接桩进行控制。在现场进行桩的预制时，需要先检查一下钢筋的骨架，原材料和混凝土所达到的强度等，当使用工厂生产出来的成品时，在桩进入场地之后就需要对其尺寸和外观进行一下检查。施工的过程中需要对桩体的垂直程度，桩顶的完整程度，沉桩的情况以及接桩的质量进行全面的检测。

4 结论

桩基础目前是我国高层建筑的主要基础类型，当建筑物场地上部的土层比较软弱时，采用普通的扩大基础，则地基的强度、稳定性和变形将均不能满足建筑物的要求，这时往往采用桩基础。在地基中沉入多根桩，把上部的荷载传入深层土中或传入岩层，这个方法在我国得到广泛应用。灌注桩和预制桩作为高层建筑深基础施工的两项重要的技术，对深基础建设具有十分重要的作用。桩基工程作为高层深基础施工的重要部分，也影响着深基础的施工进度和质量。所以，灌注桩和预制桩要以科学、合理的方法来进行使用，做好深基坑的安全工作，根据工程中地质的具体资料，从工程的相关特性来进行选择和使用，尽量达到效益上的最大化，把技术和经济有机地结合起来。真正达到经济上最大的收益。

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