文/馬文浩 甘肅盛發(fā)建筑工程有限公司 甘肅臨夏 731100
目前,面對土地資源緊張問題,我國不斷實施高層建筑工程建設。高層建筑工程是一種規(guī)模大、環(huán)節(jié)多的工程項目。因此,需要對高層建筑施工技術進行探討。針對樁基礎施工技術來說,樁基礎質量,不僅能夠提高高層建筑地基的穩(wěn)定性,還能夠保證施工安全順利實施。但是在建筑工程中,地基基礎出現變形或者是沉降等現象,樁基礎施工技術應當發(fā)揮其應有的價值作用。本文主要針對建筑工程樁基礎施工技術,在多個角度進行綜合性的分析,掌握高層建筑地基基礎施工要點,并結合樁基礎施工等技術進行深化研究,從而為相關工作人員提供參考價值。
樁基礎是一種常用的深基礎形式,由基樁和樁頂承臺共同構成。由于建筑工程的整體施工環(huán)境相對復雜,應用樁基礎技術對于增強地基的穩(wěn)定性、提高地基承載力具有十分顯著的作用,能有效控制沉降,避免建筑結構出現變形和裂縫等問題的發(fā)生。在樁基礎施工中,每根樁體都需要嵌入地基深部,利用樁體與土層的摩阻力以及樁體的承載力為建筑提供支撐。在施工前,應結合地質勘察報告、建筑結構的要求及現場的施工條件,選擇合適的樁基礎施工技術,以保證樁基礎的施工質量,保證施工人員和其他相關人員的人身安全。
在高層建筑工程中,基礎工程指的是建筑工程墻柱深入到地面以下的擴大部分,該部分是整個建筑工程中的關鍵;地基則是基礎下方的土層,并不屬于建筑工程,而地基基礎的主要作用是將建筑工程的總荷載傳遞到地基,讓地基形成相應的應力和應變,以此來確保整體建筑工程的穩(wěn)定性。因為地基基礎具有傳遞荷載的作用,所以其牢固性和穩(wěn)定性一定要足夠強,這樣才可以有效防止傾斜或不均勻沉降的情況產生,進而有效確保整體建筑工程的質量與安全。對于高層建筑工程而言,其地基基礎的主要特征包括以下幾個方面:第一是復雜性,我國具有十分遼闊的地域,不同地域的地形地貌也不同,進而呈現出了比較復雜的內容。加之不同區(qū)域中的自然環(huán)境差異,所以對高層建筑工程的地基基礎也會產生不同的影響,若不做好處理,便會引發(fā)一系列的質量與安全問題?;诖?,在具體施工中,施工單位一定要對工程所在地的地質、地形地貌、水文等問題加以綜合考慮,以此來確保地基基礎的處理效果。第二是質量問題的多發(fā)性,通過以往的相關調查發(fā)現,在高層建筑中,因地基基礎質量問題所導致的整體工程問題十分常見,而通過進一步的研究與分析發(fā)現,地基基礎處理中的施工方式選擇不當是導致其質量問題的一個主要原因。因此,在具體的地基基礎處理中,施工單位一定要注重施工方式的合理選擇,以此來確保其處理效果。第三是問題具有潛在性,在地基基礎處理中,一些問題并不會立即表現出來,但是如果這些問題得不到及時的發(fā)現和處理,便會在后續(xù)的施工和應用中逐漸體現,嚴重的情況下甚至會引發(fā)相應的安全事故。基于此,在具體處理中,相關單位一定要做好處理質量控制,以此來避免潛在問題對高層建筑工程后續(xù)施工及其應用的不良影響。
(1)復雜性我國區(qū)域廣闊,地質條件和結構也不盡相同,國內地形地貌的類型較為復雜。一些地區(qū)地震經常出現,一些地區(qū)為熔巖的地貌。這些復雜的地域特點,提升了房屋建筑樁基礎的基本要求。(2)潛在性房屋地基施工工序比較復雜,有時需要交叉工序施工,甚至會出現一個工序讓另外一個工序覆蓋的情況。對地基的施工,隱蔽性比較強,施工質量控制難度。所以,在監(jiān)管房屋建筑質量的過程中,監(jiān)管人員要對隱蔽性比較強的質量問題格外關注。(3)多發(fā)性近年來,國內發(fā)生多起坍塌事件,其主要因素為地基設計不科學、房屋的建筑施工質量差。所以,在房屋建筑施工過程中,保證地基的穩(wěn)定性尤為重要。
通常在高層樁基礎施工的過程中,首先需要結合現場的情況對所用的施工工具進行選擇,主要采用錘擊、靜壓、振動打樁,這三種機械設備進行施工。這三種設備都屬于較大型的打樁機,由于自身的重量比較大,需要對現場土地的強度以及平整度進行合理地控制。最好采用砂石灰,均勻地鋪在地面上,控制厚度在200mm左右,主要目的是提高地基的承載力和穩(wěn)定性。在整體施工中,也會隨著中土層的沉降,來提高樁身質量,進一步促進樁基施工的順利實施。目前,在我國大多數城市高層工程建筑施工中,采用的是履帶式打樁機,由于履帶式打樁機過重,采用鋪設200mm 厚的碎石處理地基,這是不符合要求的。相關工作人員應該結合現場的實際情況,對打樁機械所行走的路線,鋪設人行道板,并保證基礎的承載力不低于130kPa。
在開展灌注樁施工之前,施工方要做好前期的檢查和核對工作,安排專業(yè)的質檢人員深入施工場地對施工器械能否正常運行、施工材料是否達標等情況進行詳細檢查,并核對施工計劃和流程,為后期施工做好充足的準備工作。在檢查環(huán)節(jié),工作人員應具備過硬的業(yè)務能力、扎實的理論能力和豐富的實踐經驗,精確掌握檢查的重點內容,確保使用的混凝土是合乎標準的,由此保證混凝土灌注樁的施工質量。在灌注樁施工過程中,應嚴格遵循施工流程,嚴格按照施工計劃開展工作,不能出現違規(guī)行為,應根據施工的具體情況及時做出技術上的調整,防止造成技術安全問題,保證施工的經濟效益和社會效益。如在施工前要將場地內的淤泥、雜物和垃圾都清理干凈,搭建好各種工作平臺并做好保護和固定,保證平臺能正常運行并達到施工要求。
建筑工程地基基礎建設施工量很大,依靠人工將其全部有質量地完成幾乎無法實現,這時就可以將大型機械設備應用其中,并使其發(fā)揮出本身的作用,碾壓地表,夯實松散泥土,有效壓實作業(yè),增加土層結構牢固。通常進行壓實工作所用的大型機械設備有推土機等。要想確定振動夯實時間,達到完美的夯實效果,施工人員就需要根據施工具體情況來確定,一般振動夯實時間越長,其夯實效果越好,地表疏松效果越佳,但是這種需要時間較長的夯實施工作業(yè)常用于雜質較多的地表中,所以施工人員應注意把控夯實時間。
人工挖孔樁本質上屬于灌注樁,在施工中無法滿足機械作業(yè)需要時,通過人工方式開展施工。先進行人工挖孔作業(yè),再將樁體打入指定位置。結合現有經驗來看,人工挖孔樁技術流程更加簡便,在淤泥、砂土等不穩(wěn)定地層條件下同樣能夠提供足夠的承載力,施工作業(yè)中不會對周圍土體產生過大的擾動。但是,由于采用人工挖孔,需使用大量的人力資源,施工作業(yè)的成本相對較高。同時,隨著建筑市場中人工成本的不斷提升,以及施工過程中安全風險的增大,人工挖孔樁技術的使用越來越少。
完成孔位測量定位后,施工人員還需要對孔口護筒的埋設情況進行把控。一般情況下,鋼板是護筒制作的主要材料,對于鋼板厚度的把控,應當控制在4 ~5mm,同時,施工人員還需要控制吊垂的直徑和內徑,其中直徑要小于內徑200mm。此外,為了保證護筒埋設達到樁基礎施工要求,應當在其頂部設置一定數量的溢漿口,一般情況,控制在2個以內最為理想,溢漿口的高度需要超出地面150mm,但不能大于300mm。保證各個環(huán)節(jié)工作落實后,應當進行全面的質量管理,做好其他輔助性工作,施工人員需要采用豁土分層次的方式填充護筒四周,以此達到加固護筒位置穩(wěn)定的目的。而在實施護筒埋設施工過程中,施工人員需要注意將差值控制在50mm 以內,而護筒埋設深度的控制,則需要控制在1 ~1.5m。
在高層建筑工程的地基基礎施工中,換填施工技術是一項關鍵的土建施工技術。該技術主要適用于軟土地基基礎的施工,施工中需要將地基基礎下方要求范圍之內的軟弱土層開挖掉,通過適當比例的土和石灰拌合物進行回填。這樣便可有效提升地基基礎強度、抗?jié)B性與水穩(wěn)性,滿足實際工程需求。在通過該技術進行地基基礎的施工過程中,首先需要對基坑進行檢驗,將其中的松土清除,確??拥灼秸蓛?。如果坑底存在積水或者是淤泥,應晾干之后再進行回填;如果局部存在孔洞或軟弱土層,則應及時將其挖除,然后通過灰土來分層進行回填。對于施工中應用的灰土拌合物,其中的土和石灰比例可控制在7:3 或者8:2,采用人工翻拌的方式進行拌合,拌合遍數應控制在3 遍及以上,確保其拌和均勻,顏色一致,同時應做好含水量控制,通常需控制在14%~18%之間,如果含水量過高,則需要晾干之后再回填;如果含水量過低,則需要做灑水濕潤處理?;靥钸^程中,灰土拌合料一定要做到隨拌隨用。同時也需要做好夯實處理,且換填之后的地基基礎在30d 之內不可被水浸泡。通過這樣的方式,才可以有效確保換填效果,滿足地基基礎的強度及其穩(wěn)定性需求。
(1)定樁位。首先,以施工方格網為基礎來確定控制線,然后根據樁位圖來對各樁進行標號,之后按照各樁對應的軸線、尺寸等開展放樁作業(yè),并進行樣樁設置,確保樁基定位符合標準要求。在整個過程中應特別注意的是,對于樁位應進行多次復核,切實避免樁位定位的失誤,從而導致工期因此延誤。(2)水準點。對于水準點,應嚴格根據施工設計中要求來控制樁基施工標高,對工程施工現場中所有樁的樁頂、樁端進行標高記錄,基于以上,在施工所處區(qū)域的周邊應設置若干不會因沉樁產生影響的水準點,通常情況下要求水準點數量為2 個以上。在正式施工期間,應安排相關人員做好對水準點的保護工作,避免出現損壞情況。對于樁基施工過程中的水準點,可借助建筑高層控制網水準基點進行設置,也可根據施工要求另行設置。
通常在高層建筑工程施工的過程中,施工單位應該對現場實際情況勘察,并且進行具體分析,制定多種施工方案,遇到問題可以有多種方案進行選擇,能得到及時的解決和完善。并且也保證樁基礎施工科學合理化,為后續(xù)施工提供有效保證。施工準備如下:(1)需要專業(yè)人員到施工現場進行勘察,掌握地形以及地質特征等,高層建筑樁基礎施工之前,一定要對現場的實際環(huán)境進行研究和分析,并且保證施工方案的有效性,在現場如果有大量的軟土地基,需要提前處理好。(2)在樁基礎施工之前,施工人員對導體進行反復測量,要合理地控制高層建筑工程網絡布置,進一步完善施工方案,有效保證建筑工程施工質量。(3)施工單位要準備好施工材料,為建筑樁基的施工提供充足的材料,并對各種材料進行質量檢驗,確保每種材料的質量符合實際施工要求。此外,施工單位應根據高層建筑樁基的施工情況,合理分配人工費用和機械設備,在特定的施工期內,應根據土建工程的實際用量,適當調整施工機械設備。在施工測量放樣的過程中,需要對防水層和施工厚度的誤差進行綜合分析,確定如何設置才能保證鉆孔樁的完整性。其次,在鉆孔過程中,每當推進2m 至3m 時,施工人員應該對鉆桿進行檢查,鉆桿是否垂直,如果在檢查中存在異常現場應當立即處理。在鉆孔和施工過程中,應定期清理孔口污垢,如有塌陷或縮孔應立即處理。
在樁基礎施工的開挖作業(yè)中,施工人員首先必須對樁基礎施工的特點進行分析,并根據其特點,選擇合理的開挖方式,制定高效的作業(yè)方案。如果施工區(qū)域是淤泥,可以通過人工開挖的形式,一般需要采用鐵鍬等工具進行輔助操作;而如果施工區(qū)域主要是風化巖石,那么一般可以使用風鉆進行打眼爆破。當面對規(guī)模較大的樁基時,就需要采用混凝土護臂施工的方式開展作業(yè),應注意壁厚范圍應大于20cm 且小于25cm。在進行樁基的灌注作業(yè)時,應當注意灌注高度是否合適,一般而言,灌注高度應該在1m 左右,此外,在開挖的過程中還要注意灌注保護。施工人員還需要注意,在完成樁孔開挖之后,要及時按照施工方案進行混凝土澆筑,并確保澆筑作業(yè)施工質量達到規(guī)定要求,避免出現返漿等問題。
在土壤中加入化學物質是目前建筑工程地基基礎施工中提高土質結構強度較為常用的一種方法。(1)灌漿法,主要就是將丙烯酸、水玻璃等化學物質灌注于土層中,并使土壤與其發(fā)生化學反應,將多余水分排除,使土地強度達到建筑施工要求。(2)噴漿法,在使用此方法前需要在土地中進行鉆孔,并結合施工具體要求確定鉆孔深度,使之達到預設深度后放置噴射裝置,其安裝位置主要位于鉆桿下端。這種方法效果很好,但是投入成本較高,施工人員在使用此種方法時要控制好成本資金的有效使用。
為有效解決傳統樁基基礎施工中的噪聲問題,確保附近居民的工作與生活質量,在高層建筑工程的樁基基礎施工過程中,PHC 管靜壓施工技術就是一項最佳選擇。通過該技術的應用,不僅可以讓樁基基礎土建施工中的噪聲問題得以有效解決,同時也可以有效防止環(huán)境污染問題的產生,進而達到良好的環(huán)境保護效果。在通過該技術進行樁基基礎的施工過程中,施工單位需要對以下幾個方面的施工要點加以重視:首先,在管樁加工過程中,一定要嚴格按照工程設計,結合相關標準,對定制的PHC 管樁材料、尺寸、外觀質量、性能和強度等各項內容進行審核,在確保各項參數與工程實際需求相符的情況下才可以應用。在此過程中,應該對PHC 管樁的分節(jié)長度加以嚴格控制,最小長度應控制在8m 及以上,最大長度應控制在15m 及以下,同時應保障單墩管樁斷面位置的接頭情況和工程設計與相關規(guī)范要求相符。其次,在管樁運輸過程中,一定要通過半掛車來進行運輸,每輛車運輸的管樁數量在8-10 節(jié)左右,具體情況應根據實際的路面情況來確定,避免車輛噸位過大造成的路面破壞情況。在施工現場,需通過25t 履帶吊來卸車。運輸中,每一層管樁之間都應該做好墊木支承設置,所有墊木的材質要保持一致,且應做到上下對齊,同一層墊木一定要處在同一平面內,這樣才可以對PHC 管樁起到良好的保護作用,防止管樁在運輸中損壞。再次,在施工現場的PHC 管樁起吊、搬運以及堆碼的過程中,一定要嚴格避免附加彎矩以及相互沖撞的情況發(fā)生,且對于管樁存放現場的地基也應該做好加固處理。存放過程中一定要做好防滑處理,避免PHC 管樁滾落。為進一步確保存放效果,施工現場的PHC 管樁存放層數應控制在3 層及以內。接下來,在PHC 管樁的吊裝施工中,應采用兩點吊法進行施工,其吊點應設置在PHC 管樁的兩頭,在吊裝到設計好的位置之后,便可進行沉樁施工。最后,在PHC 管樁的沉樁施工中,應從中間朝著周邊進行沉樁,以此來確保沉樁效果,如果施工現場為黏土區(qū)域或者是亞黏土區(qū)域,沉樁不可按照一個方向前進,以免樁基出現不均勻沉降。如果施工現場附近存在其他建筑物或者是有地下管線,沉樁一定要背向建筑物進行,或者是通過跳打沉樁的方式進行施工。每兩節(jié)沉樁之間需要通過焊接的方式來進行連接處理,焊接中,焊縫應該和樁身保持平齊,或者是凹進樁身內1 ~3mm,不可凸出樁身。
綜上所述,樁基施工技術在施工過程中需要注意的方面有很多,相關工作人員只要按照設計要求進行施工,對工作負責有責任心,就能有效的保證樁基技術的施工質量,滿足樁基礎施工的要求。近年來,建筑工程行業(yè)發(fā)展迅猛,建筑企業(yè)數量增多,競爭更加激烈。應該嚴格控制技術和施工質量,實現建筑工程樁基礎施工效益的最大化。