陳利民

摘 要：樁基的施工工藝對(duì)確保高層建筑的穩(wěn)定性有著非常重要的作用，樁基的質(zhì)量影響高層建筑的整體質(zhì)量。分析樁基在高層建筑中的作用，提高樁基的施工技術(shù)水準(zhǔn)，推動(dòng)建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：樁基施工；旋挖樁鉆孔施工；要點(diǎn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TU753? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：2096-6903（2023）04-0040-03

0 引言

隨著城市化進(jìn)程的加快和經(jīng)濟(jì)發(fā)展需求，高層建筑已成為當(dāng)今土木工程領(lǐng)域中的主流建筑形式。高層建筑對(duì)地基承載能力的要求較高，作為高層建筑的關(guān)鍵支撐結(jié)構(gòu)，樁基礎(chǔ)對(duì)建筑物的穩(wěn)定性、安全性及耐久性具有至關(guān)重要的作用。因此，優(yōu)化和改進(jìn)高層建筑樁基施工工藝，以確保樁基礎(chǔ)的質(zhì)量和性能，是土木工程中亟待解決的問(wèn)題。

1 高層建筑樁基施工工藝的重要性

樁基礎(chǔ)作為高層建筑的重要支撐結(jié)構(gòu)，其施工工藝對(duì)于整個(gè)建筑物的穩(wěn)定性、安全性及耐久性具有關(guān)鍵性影響。隨著城市化進(jìn)程的加快，高層建筑日益增多，對(duì)樁基礎(chǔ)施工工藝的要求也在不斷提高。在這種背景下，深入研究和優(yōu)化高層建筑樁基施工工藝，確保樁基礎(chǔ)的質(zhì)量和性能，顯得尤為重要。

2 樁基礎(chǔ)施工技術(shù)相關(guān)概述

2.1 樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的概念

樁基技術(shù)具有降低建筑物沉降水平、承載水平較高等優(yōu)勢(shì)，能夠最大限度地增強(qiáng)高層建筑的穩(wěn)定性，使建筑物在遭遇地震等自然災(zāi)害時(shí)，整體結(jié)構(gòu)不容易被破壞[1]。當(dāng)建筑物受到級(jí)數(shù)較高的地震時(shí)，建筑物內(nèi)外的結(jié)構(gòu)需保持原有的狀態(tài)，不會(huì)因?yàn)榘l(fā)生變形而使結(jié)構(gòu)受到破壞，導(dǎo)致出現(xiàn)倒塌的可能性。

樁基礎(chǔ)施工中難度較低的是灌注樁施工方法，但是這種方法還有不足之處，在施工時(shí)需要消耗較多的工程材料，從而使整個(gè)工程項(xiàng)目的成本有所增加。另外，對(duì)于一些要求較高的建筑來(lái)說(shuō)，這種方法形成的建筑承載力不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)后續(xù)建筑的穩(wěn)定性造成影響。

樁基礎(chǔ)預(yù)制法，可以增加樁基的強(qiáng)度，但是施工難度較大，對(duì)操作人員的工作水平要求高，施工時(shí)間比較長(zhǎng)。因此，在施工過(guò)程中，相關(guān)人員必須對(duì)柱基礎(chǔ)的施工工藝進(jìn)行優(yōu)化，既要滿足建筑物的安全穩(wěn)定要求，又要充分考慮經(jīng)濟(jì)效益。

2.2 樁基礎(chǔ)分類(lèi)

目前，樁基礎(chǔ)可以根據(jù)其承臺(tái)的位置、承載的性質(zhì)以及施工的方式進(jìn)行分類(lèi)。

按照承臺(tái)的位置分類(lèi)，可以分成兩種：一種是高承臺(tái)的樁基，主要應(yīng)用在橋梁和港口建筑工程中。另一種是低承臺(tái)的樁基，一般情況下高層建筑會(huì)使用到低承臺(tái)的樁基。

根據(jù)承載的性質(zhì)，也可以分成兩種樁基：一種是摩擦型樁基，另一種是端承型樁基。摩擦型樁基的荷載主要是依靠樁體本身和下部土體的摩擦力，而端承型頂部的荷載是通過(guò)樁頂部的阻力所承受。

根據(jù)施工的方式，可以分成三種：第一種是鋼柱樁基礎(chǔ)，第二種是混凝土預(yù)制樁基礎(chǔ)，第三種是現(xiàn)澆混凝土灌注樁基礎(chǔ)。

根據(jù)材料的不同還可以分為鋼筋混凝土樁、鋼樁和木樁等。目前木樁已經(jīng)很少應(yīng)用，其中由于鋼筋混凝土樁的強(qiáng)度比較高，耐腐蝕性強(qiáng)，價(jià)格也比較有優(yōu)勢(shì)，所以在建筑行業(yè)中廣泛應(yīng)用。在選擇施工工藝時(shí)，要選擇合理的工藝，充分考慮建筑物的環(huán)境和地層結(jié)構(gòu)，以保證建筑物的整體質(zhì)量。

2.3 樁基施工技術(shù)要點(diǎn)

2.3.1 對(duì)樁頂?shù)臉?biāo)高進(jìn)行檢測(cè)

當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)施工中的樁頂?shù)臉?biāo)高與設(shè)計(jì)標(biāo)高一致時(shí)，施工人員可以在成樁之后進(jìn)行驗(yàn)收；當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)的標(biāo)高要高于設(shè)計(jì)標(biāo)高的時(shí)候，施工人員應(yīng)該在挖到設(shè)計(jì)標(biāo)高的位置進(jìn)行驗(yàn)收。

2.3.2 成樁質(zhì)量檢查

成樁質(zhì)量的檢查，主要是對(duì)其成孔和清孔、鋼筋籠的制作以及安置、混凝土的攪拌和澆筑這幾個(gè)工序進(jìn)行質(zhì)量檢查。對(duì)于一級(jí)類(lèi)的樁基、地質(zhì)復(fù)雜的樁基以及成樁質(zhì)量不穩(wěn)定的樁基，則需進(jìn)行成樁質(zhì)量的檢測(cè)[2]。

2.3.3 單樁承載力檢測(cè)

為了確保實(shí)際的單樁垂直承載力的范圍能夠與設(shè)計(jì)相匹配，工作人員應(yīng)該根據(jù)工程項(xiàng)目的重要性、相應(yīng)的地質(zhì)環(huán)境、設(shè)計(jì)的要求以及工程具體施工的情況，進(jìn)行單樁靜載荷測(cè)試。

2.4 樁基施工程序

平整施工場(chǎng)地→進(jìn)行墊層施工→開(kāi)始測(cè)量和定位→挖第一節(jié)（1.5 m的樁子）→埋設(shè)護(hù)筒→在護(hù)壁上面添加標(biāo)高線和十字軸線→安裝吊式起重機(jī)→挖樁孔→檢查持力層合格之后開(kāi)始擴(kuò)底→清理虛土→檢驗(yàn)垂直度和孔徑大小→檢驗(yàn)槽→吊鋼筋籠→在樁身澆筑混凝土→進(jìn)行混凝土養(yǎng)護(hù)處理。

3 高層建筑樁基施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 施工準(zhǔn)備

3.1.1 做好勘察工作

高層建筑較一般建筑更為困難，因此在進(jìn)行打樁地基工程前，必須對(duì)建筑地質(zhì)進(jìn)行徹底勘察，觀察大廈周?chē)沫h(huán)境，小心搜集資料。在進(jìn)行高層建筑勘測(cè)時(shí)，必須對(duì)地質(zhì)調(diào)查進(jìn)行詳細(xì)分析，以明確所有有關(guān)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)資料，并熟悉高層建筑工地周?chē)囊磺星闆r。建筑施工前勘察結(jié)果的準(zhǔn)確性，直接關(guān)系著日后工程的成功與否。

3.1.2 技術(shù)培訓(xùn)

在高層建筑的樁基施工前，必須準(zhǔn)備相應(yīng)的施工方案，確定與地下管道和樁基相關(guān)的所有工序。要保證施工過(guò)程中部分參數(shù)的準(zhǔn)確性，使樁柱施工質(zhì)量能夠滿足高層建筑施工要求。

3.1.3 設(shè)備準(zhǔn)備

高層建筑樁基在施工過(guò)程中需要經(jīng)常使用到大型的施工設(shè)備，因此為了確保施工設(shè)備的科學(xué)選擇，需要結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的具體地質(zhì)條件對(duì)設(shè)備進(jìn)行選型。

3.2 旋挖樁鉆孔施工

旋挖樁鉆孔施工時(shí)，會(huì)用到大扭矩設(shè)備，該設(shè)備的噸位非常大，為了避免因?yàn)槭┕がF(xiàn)場(chǎng)承載力不夠，而出現(xiàn)樁機(jī)下陷或者鉆桿傾斜等現(xiàn)象，需要在操作平臺(tái)上加設(shè)鋼板進(jìn)行加固。

旋挖樁機(jī)在砂層施工，對(duì)砂層孔壁的干擾比較大，隨著樁徑的擴(kuò)大，孔壁的環(huán)拱效應(yīng)開(kāi)始下降，加上孔壁的工作時(shí)間不能過(guò)長(zhǎng)，不然會(huì)使得大直徑的旋挖樁產(chǎn)生縮頸的現(xiàn)象，甚至引發(fā)坍塌的事故[3]。

為了避免這種安全事故的發(fā)生，工作人員在鉆孔的時(shí)候要注意以下3點(diǎn)：第一，需要先埋設(shè)一根比較深的護(hù)筒，以減少樁機(jī)對(duì)砂層的干擾，同時(shí)還能平衡孔壁承受的壓力。不過(guò)需要注意的是，在埋設(shè)護(hù)筒的時(shí)候，如果遇到了流沙層，則需要將護(hù)筒穿過(guò)流沙層。

第二，適當(dāng)增加膨潤(rùn)土的使用量，配置含量更多的化學(xué)泥漿，里面摻入一些CMC等化學(xué)材料，膠體率要＞98%，可以方便將泥漿滲入到孔壁巖土的縫隙中，形成凝膠，從而起到穩(wěn)定孔壁的作用。

第三，把控旋挖樁機(jī)進(jìn)尺的速度，要緩慢地鉆進(jìn)去，減少對(duì)地層的干擾。

3.3 鋼筋籠制作與吊裝施工

普通直徑鋼筋籠截面小、自重輕、加工方便，對(duì)加工場(chǎng)地的要求不高。而旋挖樁機(jī)因?yàn)槠滗摻罨\截面的面積是普通的5～6倍，鋼筋的數(shù)量也比較多，所以在焊接時(shí)要不斷地翻滾鋼筋籠。制作一個(gè)大直徑的鋼筋籠，就需要一個(gè)比較平穩(wěn)且高剛度的加工操作平臺(tái)。

鋼筋焊制區(qū)采用一定數(shù)量的工字鋼做加工平臺(tái)。這樣可以避免因?yàn)殇摻罨\放置的不平整，而導(dǎo)致變形或者局部下沉的現(xiàn)象。大直徑鋼筋籠的截面面積比較大，比普通的更加容易發(fā)生變性的現(xiàn)象，所以應(yīng)該根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)試吊的情況調(diào)整箍的設(shè)置方式。

在施工時(shí)，先試吊鋼筋籠，如果其出現(xiàn)變形，應(yīng)及時(shí)地采取調(diào)整措施。因?yàn)殇摻罨\距離孔壁只有50 cm，在下放過(guò)程中，會(huì)發(fā)生擺動(dòng)的現(xiàn)象，加上重力大的影響，鋼筋籠底端的鋼筋特別容易插到孔壁中，輕則導(dǎo)致鋼筋籠下放困難，嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致孔坍塌現(xiàn)象。所以，在吊裝之前，工作人員應(yīng)讓鋼筋籠底端8 m范圍之內(nèi)的主筋，向里面傾斜10°～15°，在不降低成樁質(zhì)量基礎(chǔ)上，解決鋼筋籠難下放難問(wèn)題[4]。

3.4 樁基鉆孔清孔施工

水泥漿正循環(huán)的方法是通過(guò)最簡(jiǎn)單的清孔方法，具體工作原理如下：采用水泥漿泵向鉆孔里面高壓注入水泥漿，把孔底的沉渣吹走。然后，將高壓制成的水泥漿注入到孔里面，孔里面原本的泥漿會(huì)連同一些沉渣，從護(hù)筒溢出來(lái)，通過(guò)這樣不斷地循環(huán)，直到孔底部的沉渣全部清理干凈，最終達(dá)到清孔的目的。

這種方法主要是在樁徑截面范圍之內(nèi)，利用水泥漿上升的速度，比沉渣下沉速度大的原理，泥漿上升速度越快，清孔的速度就越快，效果就越明顯。

3.5 樁基混凝土澆筑施工

普通直徑的旋挖樁因?yàn)槠錁渡淼慕孛嫘?，在澆筑混凝土的時(shí)候，混凝土截面上升速度快，導(dǎo)管的提升速度也比較快，此時(shí)不會(huì)因?yàn)榛炷恋某醪侥Y(jié)，而導(dǎo)致導(dǎo)管沒(méi)辦法拔出。一般混凝土的初步凝結(jié)時(shí)間要＜5 h。

而大直徑的旋挖樁因?yàn)槠浣孛娲?，在澆筑混凝土的時(shí)候，混凝土的上升速度比較慢，導(dǎo)管提升也慢，往往會(huì)發(fā)生因?yàn)榛炷脸醪侥Y(jié)而無(wú)法拔出導(dǎo)管的現(xiàn)象。大直徑的旋挖樁的混凝土的用量也很大，澆筑時(shí)候，由于散熱慢，很容易產(chǎn)生高溫效應(yīng)，導(dǎo)致溫度裂縫的產(chǎn)生。在給大直徑的旋挖樁添加混凝土配料配比方面，應(yīng)該適當(dāng)?shù)負(fù)郊右恍┚從齽?，使得初次凝結(jié)時(shí)間不小于10 h。并在施工前，做好混凝土配合比試驗(yàn)。

在混凝土澆筑的時(shí)候，應(yīng)該配備專(zhuān)門(mén)工作人員，在測(cè)量孔內(nèi)的混凝土上升的情況，一邊將導(dǎo)管提升，以便出現(xiàn)堵塞或者塌孔等問(wèn)題，可以及時(shí)地處理?；炷翝仓母叨葢?yīng)該比設(shè)計(jì)的標(biāo)高高至少1 m以上。

旋挖樁混凝土的密實(shí)度，可以通過(guò)反復(fù)插拔導(dǎo)管來(lái)提升其密實(shí)度。但是對(duì)于大直徑的旋挖樁，特別是樁身頂部5 m的范圍內(nèi)，因?yàn)榛炷恋暮穸乳_(kāi)始變薄，自重減輕，而且樁身的截面面積也比較大，反復(fù)插拔導(dǎo)管已經(jīng)不能保證混凝土的密實(shí)度，同時(shí)也沒(méi)辦法保證混凝土骨料通過(guò)箍筋，來(lái)將鋼筋籠外側(cè)填滿，從而形成一個(gè)密實(shí)的保護(hù)層。針對(duì)這一現(xiàn)象，工作人員可以通過(guò)移動(dòng)導(dǎo)管，在樁頂截面范圍里均勻布置3個(gè)點(diǎn)位，然后進(jìn)行反復(fù)插拔導(dǎo)管，以保證混凝土的密實(shí)程度。

3.6 樁基礎(chǔ)檢測(cè)

普通的旋挖樁承載力小，采用常規(guī)的檢測(cè)方法，比如靜荷載檢測(cè)、低應(yīng)變檢測(cè)、超聲波檢測(cè)等，都可以進(jìn)行樁基礎(chǔ)檢測(cè)。

可以使用低應(yīng)變和超聲波檢測(cè)，將有可疑的樁位，或者在施工過(guò)程中出現(xiàn)異常情況的樁位，再進(jìn)行靜荷載檢測(cè)。大直徑的旋挖樁其承載力很大，高達(dá)5 000～6 000 t。目前，在行業(yè)內(nèi)還沒(méi)有可以做荷載檢測(cè)的條件，只能通過(guò)低應(yīng)變、超聲波或者抽芯檢測(cè)的方法進(jìn)行檢測(cè)。

如果使用抽芯法，檢測(cè)出樁底的持力層不滿足要求，則可以采用高壓注漿置換的方法進(jìn)行處理，完成之后，重新找三個(gè)點(diǎn)位進(jìn)行抽芯檢測(cè)。如果檢測(cè)合格，則判定該樁位是合格的。如果檢測(cè)發(fā)現(xiàn)還有異常情況，則繼續(xù)采用高壓注漿置換的方法進(jìn)行處理，反復(fù)幾次，直到檢測(cè)合格。

4 結(jié)語(yǔ)

樁基作為高層建筑施工過(guò)程中廣泛使用的一種基礎(chǔ)性結(jié)構(gòu)，其建設(shè)質(zhì)量的高低，對(duì)整個(gè)高層建筑最終的質(zhì)量影響非常大。在具體的施工過(guò)程中，需要明確樁基在施工要點(diǎn)，做好現(xiàn)場(chǎng)勘察等準(zhǔn)備性的工作，反復(fù)核算具體的樁位，從而確保其滿足建筑的要求。另外，做好相應(yīng)的質(zhì)量控制管理工作，通過(guò)一系列的措施，來(lái)提高樁基的建設(shè)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊紹立.論建筑工程土建施工中樁基礎(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用[J].中國(guó)房地產(chǎn)業(yè)，2013（3）：54-55.

[2] 莫建榮，沈子榮.淺論建筑工程土建施工中樁基礎(chǔ)技術(shù)要點(diǎn)[J].中國(guó)信息化，2012（24）：16-18.

[3] 江平.建筑工程土建施工中樁基礎(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用探究[J].山西建筑，2012（36）：24-25.

[4] 李捷偉.淺談建筑施工中樁基的應(yīng)用及施工技術(shù)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2011（12）：154-155.