广西建工集团第三建筑工程有限责任公司 广西 柳州 545001
摘要：常言道万丈高楼平地起，在现代高层建筑工程施工中，基础工程始终是施工企业注重的焦点，其施工技术水平的高低，施工质量的好坏，将直接影响到高层建筑整体的质量和使用功能。本文正是基于这一视角，以提高工程质量为目的，以高层建筑基础施工技术要点为主线，以某高层建筑基础施工为例，提出了几点看法和思考。
关键词：高层建筑；桩基施工；技术要点
技术是第一生产力，基础施工技术在现代高层建筑工程项目中是一项十分重要的技术。在实际施工过程中，我们需要紧密结合工程实践，针对性的确定高层建筑基础类型，并结合其具体的类型，分析和应用其技术要点，切实强化技术质量控制工作的开展。
1.工程概况
1.1基本情况
本工程位于柳州市静兰路9号，设计为剪力墙结构，为民用高层建筑，共包含32#、36#、37#、38#楼及地下室。就其建筑高度来看：32#楼：78.3m；36#楼：55.2m；37#楼：46.2m；38#楼：55.2m。建筑层数：地下一层；地上：32#楼26层,36#楼18层,37#楼15层,38#楼18层。建筑层高：地下室4.5m，32#楼：一～二十六层3.0；36#楼：一层4.2m，二～十八层3.0m；37#楼：一层4.2m，二～十五层3.0m；38#楼：一层4.2m，二～十八层3.0m。建筑面积：46686㎡，其中，地下8284.67㎡，地上32#楼：10905.18㎡；36#楼：9206.27㎡；37#楼：10232.90㎡；38#楼：8056.98㎡。基础类别32#楼为静压管桩基础，其余为筏板基础。结构安全等级为二级，抗震设防烈度为六度，场地土类别为Ⅱ类，结构抗震等级为四级。
1.2难点所在
静压管桩施工对场地的要求高，特别是大吨位的压桩机，在新填土、回填土、淤泥地区及积水浸泡过的场地施工会出现陷机情况；由于压桩机的限制，压边桩时有最小间距要求，且压边桩的压桩力一般不会很高；同时仍具有挤土效应，对周围建筑和地下管线具有一定的影响；不宜在孤石、老基础及地下障碍物多的地层施工的缺点。就本工程来看，静力压桩机短船着地压强都很大，在场地土3m深度范围内土的承载力不满足桩机着地压强的情况下，或者桩机多次行走使得浅层土多次受压疲劳而承载力降低时，常会发生场地陷机。陷机会导致桩身弯曲断裂，同时易对周围建筑物以及地下管线造成破坏，是一个严重的施工质量问题，必须引起足够的重视。在地下不远处存在障碍物及在老城区改造工程中就建筑物基础未清理干净的情况下，管桩在初压时就会产生较大幅度的桩端走位和倾斜的质量问题。在软土地基或含较厚粘土层、淤泥质粘土、含泥砂土等地层，当静压管桩施工过程中，桩与桩周土间的挤压作用，在桩周土层形成超孔隙水压力，土体向桩周发生较大的侧向位移和隆起现象，在淤泥层较厚或桩距较小时尤为明显，从而直接把邻近已施工的桩身带出而使桩身上浮，桩身上浮会影响桩的承载力。此外，在未达到设计标高的情况下，终压力即使达到了预定的数值，静载试验时测得其承载力也较低。
2.32#楼静压管桩基础施工技术要点
本工程32#楼位于广西柳州市市区内，地形较为平坦，微有起伏，海拔介于85m-105m之间，且东、西、北三面环山，具有典型的岩溶地貌特征。由于柳江穿流市区及气候、岩性、构造的影响，形成河流阶地地貌、岩溶地貌迭加的天然盆地。所以在经过工程的前期勘查和设计之后，桩基施工前，认真研究地质勘察资料，与设计部门充分沟通，确定正确的施工方案。甚至采取必要减震隔振措施。本工程所在的桩端持力层属于硬塑-坚硬粘性土层，所以采用静压管桩基础,不仅能确保桩基质量稳定，提高桩身强度，而且具有较强的贯穿能力，其价格便宜，单桩具有较高的承载力。
2.1施工准备阶段
在准备阶段，主要是将地下障碍物探明的基础上，由于地下并无管道和电缆以及架空管线，主要是对场地进行平整压实，且其平整度在1%之内，接地压力＞16t/㎡，以便于确保整个桩机设备和运输车辆与吊车等安全的通行。
2.2施工工艺流程
在32#楼施工中，其静压管桩施工工艺流程如下下图所示。在挤土影响范围方面，主要是将其控制在桩长范围150%，并确保压桩流程的合理性，对沉桩速度进行合理的控制，将压桩施工带来的挤土效应降到最低。
静压管桩施工工艺流程图
2.3压桩施工操作要点
一是在进行测量放线定位时，主要是将建筑物的轴线测出之后，结合建筑物设计桩位图将桩位放出，但是轴线与桩位的偏差则应控制在20mm之内，并在复核达标之后方能施工。而为了预防由于压桩形成的侧向和垂直变形，需要于压桩区域远离，本工程为30m外的区域内做好轴线控制点与桩位控制点的设计，并在每天施工中复核轴线定位点和控制点。在桩位定位之前，需要对轴线焦点距离进行检验，确保其符合桩位图中的需要，并利用相关仪器，采用直角坐标法或者极坐标法进行测样放桩施工，并对其角度和距离及时的记录，为桩位的复测提供便利和支持。
二是在对桩材外观进行检查时，主要是在进入施工现场之前，就需要对其的出厂合格证和生产龄期进行检查，并观察其是否存在由于起吊和运输以及堆放时出现的损伤，同时还要注重验收交接记录。若桩材不达标，则严禁进入施工现场。进入现场的桩材应平整竖实的堆放，严禁出现不均匀的沉陷，且堆码层数在3层以内，并在压桩施工之前对预制桩质量进行再次检查，当其合格之后才能使用。
三是在吊装定位过程中，主要是当管桩运输到施工现场之后，应采取单点起吊的方式，将钢丝绳绑扎在单节桩长的1/3处，同时利用吊机把预制桩调入桩机正前方，当桩吊直之后，将其放入桩机的夹桩向内将其扶正就位，并从侧面对其垂直度达标与否进行观测。而在控制室内观测桩身的垂直度时，主要是利用线锤从正面观测，但是倾斜度偏差必须控制在倾斜角15%的正切值之内。再对桩基位置和水平进行调整，确保桩处于铅锤状态下的桩尖可以精确的与桩位对准。
四是在进行压桩施工时，最初阶段应对压桩的速度进行严格的控制，只有在桩尖进入桩位所在土体50cm之后，方能将预制桩压入。但是在此基础上就需要对桩垂直度进行校正，对桩身和桩架垂直与否进行观察，同时确保桩机平台水平达标，当满足要求之后，才能利用压桩油缸缓慢的将桩压入。需要注意的是，整个压桩过程必须加强对其的观察，严禁存在偏斜、位移的情况，否则就需要及时的纠正。如有必要，还应将其拔出之后再次压桩。再次压桩之前应及时的清理障碍和回填土。当桩基压力较小而导致难以达到标高要求时，就需要采取增重的方式将其压到设计的标高。若桩压到设计的标高之后，需要及时的对终压时的压力表读数正确、规范的记录下来，并认真规范的填写压桩的各项原始数据的记录。在压桩施工中，主要是加强对沉桩速度的控制，尽可能地将其对土体孔隙水带来的压力降到最低，预防周边土体和相邻桩出现严重的挤压，避免出现地面隆起的情况，进而预防出现相邻桩位移的情况。
2.4减少施工对周边的影响及防护措施
在32#楼施工中，由于静力压桩施工给周边环境会带来影响，例如导致周边建筑物不规则的下沉，影响周边建筑的稳定。这就需要切实加强对其的防护。由于本工程采用的是挤土形管桩，其具有较大的挤土效应。尤其是对于饱水粘土区域，其所形成的孔隙水压力较高，但是消散速度又慢，因而其带来的累积叠加将导致周边范围内的土体隆起以及水平位移，进而影响周边建筑物和地下管线，所以在施工之前就进行了充分调查，并做好相应的防护措施。桩基施工前和施工过程中应建立和加强对可能产生影响的毗邻建筑物的观测，跟踪记录其有无裂缝以及发生发展情况，并与有关部门协商采取相应的有效对策。对原有邻近建筑物，为保证施工期间及其以后的安全和正常使用，一般情况新设计的基础埋深不宜大于原有相邻建筑的基础埋深。当必须深于原有建筑物的基础时，两基础间应保持一定净距。根据荷载大小及土质情况，一般取相邻两基础底面高差的1-2倍。否则应采取分段施工，设临时加固支撑、打板桩、地下连续墙等施工措施，或加固原有建筑物地基，以免开挖基坑时，原有建筑物的地基松动。根据建设单位提供的气象和水文观测资料，相邻建筑物和构筑物、地下工程的有关资料，我方充分掌握相关资料，熟悉地下管线情况，做好对相邻建筑和有关设施的保护措施。基坑开挖之前，要按照土质情况、基坑深度以及周边环境确定支护方案，其内容应包括；放坡要求、支护结构设计、机械选择、开挖时间、开挖顺序、分层开挖深度、坡道位置、车辆进出道路、降水措施及监测要求等。而在施工过程中，对于出现的紧急情况，需要及时的进行处理。以挤土效应对单桩承载力的影响为例，挤土效应通过增大桩侧摩阻力而增大了桩的承载能力，桩的挤土效应的强弱用挤土密度来衡量。挤土密度为管桩排开土的体积与管桩在土体内部的外表面积的比值。如下图所示：
式中:Y一桩排开土的体积；F一桩入土部分的外表面积；L一桩入土深度；h一土塞高度；D一管桩直径；d一土塞直径。桩侧摩阻力随挤土密度的增大而提高，并且在同一地质条件下，此二者为线性关系，但桩侧摩阻力随挤土密度增大到一定程度后便达到了极限程度，此后，桩侧摩阻力不会再随挤土密度增大。而本工程管桩数量较多，挤土效应将会相对明显，所以，考虑挤土效应对单桩极限承载力的影响具有一定意义。
因此，需要对单桩的极限承载力进行确定，常见的确定方法有静载法、经验法、原位测试法。从而更好地将其技术参数进行确定，将其给施工带来的影响降到最低。
3.36#、37#、38#楼筏板基础施工技术要点
本工程36#、37#、38#楼采用筏板基础，现结合工程实际情况，就筏板基础施工技术要点进行以下分析和总结。
在工程设计中，遇到地质情况较为复杂，地下室底板下的岩土层为风化残积土层、全风化岩层、强风化岩层或中风化软岩层，因此，有可能采用天然地基。高层建筑地下室通常作为地下停车库，建筑上不允许设置过多的内墙，因而限制了箱型基础的使用；筏板基础既能充分发挥地基承载力，调整不均匀沉降，又能满足停车库的空间使用要求，因而就成为较理想的基础型式。
3.1施工准备技术要点
一是在材料方面，本工程采用的筏板基础为混凝土筏板技术，其水泥选用普通硅盐酸，细集料为中粗砂，且其砼强度在C30以下时，应确保其含泥量在5%以下。若砼强度高度C30，那么含泥量就应控制在2%以下。粗集料为随时，立领在5mm到40mm之间。选用二级粉煤灰作为掺合料。减水剂则按照设计方案中确定的品种进行选择。钢筋主要是对其型号规格检查达标的基础上，对其进行了机械性能试验，不合格钢筋及时清退，合格的钢筋及时入场。
二是在机具设备方面，本工程中采用的主要是砼搅拌机、插入式振捣棒、翻斗车、皮带运输机、砼搅拌运输一体车、泵送车及相关配套的小工具及其配件。
三是在施工条件方面，对土方开挖、地基处理、基坑降水、基坑支护、砼浇筑等方案进行编制。并结合基底土质情况，考虑基础轴线尺寸和标高，及时的做好隐蔽检查工作，确保模板达标，标准砼浇筑标高，每隔3米钉入一个水平桩。对于埋设基础内的管线和预埋件，均做好了隐检工作，对砼配比进行确定，所有设备安装到位并试运行。确定砼浇筑流程，开展技术交底。
3.2具体的操作技术要点
一是在开挖基坑方面。因为本工程在开挖基坑时遇到了地下水，所以施工人员把水位降低到0.3m之下，这样就有效的确保了整个基础施工和土方开挖均在无水情况下实施。在开挖基坑土方时，需要保证基底上土原状结构。在机械开挖过程中，坑底上土层应完全清除，预防其导致地基土被破坏。对于基坑中出现局部软土土层和超挖的情况，需要及时的做好换土夯实工作。在挖好基坑之后，严禁马上实施下一道工序，而应在基底预留大于15-20cm厚的土层，当进行下一道工序施工时再开挖，预防地基土被扰动。所以在进行筏板基础施工时，应结合施工实际针对性的采取方法。例如在垫层上进行钢筋底板绑扎和钢筋量、上部柱插筋，在浇筑好基础底板砼且强度达标后方能浇筑梁砼。除了这种方法外，还可以一次性将底板和梁模板绑扎起来，一次性将混凝土浇筑完毕。若筏板的场地大于40m时，在本工程中的37#楼中，其筏板基础为45m，因此在基础中部设置了后浇带，这样就能有效的预防出现温缩的情况。加上筏板厚度较厚，所以在施工中注重水泥水化热与浇筑温度的降低，有效的预防产生温缩应力，避免出现裂缝。但是在混凝土浇筑前，需要对垫层和基层上的杂物清除，并对模板进行浇水润湿，并在整个浇筑过程中观察钢筋、模板、预埋件和预留洞口出现错位与否进行观察。最后就是浇筑混凝土之后利用抹子将其进行抹平和压光处理。
二是在基础底板方面。只有确保筏板基础的强度，这样才能把上部荷载利用桩基础和自身的共同作用及时的传输到基底。在37#楼中，由于基础底板属大体积混凝土浇筑，所以浇筑质量的控制主要是在温度裂缝与收缩裂缝方面，这样才能在结构和防水要求上满足其实际需要。在38#楼中，采用的是P6抗渗混凝土、C35，所以其水化热较高，加上需要在夏季浇筑，所以在基础底板施工中始终注重入模温度的控制。
三是在混凝土施工方面。混凝土施工是整个工程的重头戏，主要是在施工中注重以下工作的开展：首先是做好混凝土的搅拌与运输，由于在本工程中所用的混凝土主要是商品混凝土，所以搅拌与运输主要是要求商家严格按照规范实施，严禁存在离析和泌水的情况，且及时安排专人抽查，取得了良好的成效。其次就是做好砼浇筑。在本工程中，主要采取泵送砼的方式进行浇筑，为将浇筑时间缩短，本工程采用2台泵车同时施工，且结合现场实际需要和泵送砼流动大的因素，本工程采取了分段定点的方式，在坡度时进行薄层浇筑，做到循序渐进，一次浇筑到顶的方案，这样上下层的砼的初凝时间就是其空气的重点。在基础砼工程量方面，36#、37#、38#楼分别是2800m3、2900m3、3000m3，基础连续浇筑约48h。在施工中为了预防出现冷缝，把筏板砼根据后浇带从东向西分成了4个施工段，这样就能有效的将砼浇筑梁减少，并在砼内添加外加剂之后，其初凝时间大于5h，有效的确保砼初凝阶段浇筑的连续性，有效的避免了出现了冷缝。例如在37#楼进行大体积混凝土浇筑时，尽量选在非雨天施工，在基础砼浇筑时采取的是分层斜坡连续浇筑，这样砼就会顺着高度均匀的上升，这样就为砼散热提供了便利，每层厚度是500mm，坡度在1:6到1：7之间。在浇筑过程中，应在下层砼初凝之前对上一层砼进行浇筑，有效的预防出现砼冷缝。在二次振捣中，及时的排走表面泌水，在砼终凝之前，通过二次抹面将表面的密实度提升，有效的预防面层发生微裂纹缝。而在砼振捣时，应结合实际需要，对其振捣器进行确定，并采取快插慢拔的方式，预防出现过振和漏振的情况。最后是在砼养护过程中，应切实强化对其的保温与保湿，这样才能尽可能地将其表面温度减少，预防出现表面裂缝。而在后浇带施工中，主要是后浇带的两侧利用大眼钢板网、细密目钢板网和三级钢筋进行固定，预防砼粗细骨料进入后浇带之中，且在筏板砼浇筑的60天之后利用高等级微膨胀防水砼进行浇筑，从而更好地确保后浇带的混凝土浇筑质量。
但是需要注意的是，在混凝土施工中，经常会出现裂缝的情况，所以必须做好裂缝的控制。在设计阶段，主要是为保证筏板及环梁有足够的刚度和抗裂性能，采用Φ32mm、Φ28mm 及Φ25mm 三种大直径螺纹钢筋双向布置，环梁内设置了Φ8@200 的抗裂拉筋。 尽量减少混凝土干缩裂缝，混凝土要求添加微膨胀剂。 筏板底采用 PVC 塑料防水板，间接起到了滑动层的作用，减小了地基的水平阻力对底板的约束作用。 在材料方面，主要是加强与混凝土供应单位的沟通，要求拌站在配合比设计中，适量减少水泥用量，提高粉煤灰、矿粉含量，参加合适的减水剂、外加剂，减小水化热。采用 42.5 矿渣硅酸盐水泥或 42.5 普通硅酸盐水泥、粗骨料选用粒径为 5～25mm 连续级配。细骨料选用细度模数 2.50 左右的中砂。严格控制粗细骨料的含泥量，石子含泥量控制在 1%以下，黄砂含泥量控制在 2%以下。在保证混凝土强度的前提下，使用合适的缓凝减水剂，减少水泥用量，延缓水泥水化放热速率，以减少水化热。掺加粉煤灰和矿渣粉活性混合材料，替代部分水泥，能在保证混凝土强度的前提下，有效地减小水化热，延迟峰温出现的时间。凝结时间要求初凝为 9-10 小时，终凝为 12-13 小时。在高温季度，预冷却骨料，使混凝土拌合物保持较低的入模温度。在施工技术方面，底板大体积混凝土，在征得设计同意后可考虑充分利用混凝土的中后期强度，有效地降低水泥用量，从而控制大体积混凝土的温升。及时向搅拌站反馈现场混凝土实际坍落度、可泵性、和易性等质量信息，以有利于控制搅拌站出料质量。 混凝土搅拌车进场，要严格把好混凝土品质关，检查搅拌车运输时间、砼坍落度、可泵性是否达到规定要求。对不合格者坚决予以退车，严禁不合格混凝土进入泵车输送。为了尽量降低砼的最高温升，在泵车水平输送管的整个长度范围内覆盖草袋，以减少砼泵送过程中吸收太阳的辐射热。加强测温和温度监测与管理，实行电脑信息化控制，确保混凝土内外温差控制在 25℃以内。混凝土养护主要是保温保湿养护，保温养护能减少混凝土表面的热扩散，减少混凝土表面的温差，防止产生表面裂缝，保温养护还能控制砼内外温差过高，防止产生贯穿裂缝。保湿养护能防止混凝土表面脱水而产生表面干缩裂缝，再者能使水泥水化顺利进行，提高混凝土的极限拉伸强度。 混凝土由大斜面分层下料，分皮振捣，每皮厚度为 500mm 左右，采用“分段定点、一个坡度、薄层浇筑、循序推进、一次到顶”的方法确保避免出现施工冷缝。每台泵车进料量要及时反映到调度室，按浇捣总量及时平衡搅拌车进入各泵位，基本做到浇捣速度相同，齐头并进。每台泵车供应的混凝土浇筑范围内应布置 4～6 台振动机进行振捣，每台泵车浇捣速度平均每小时不少于 30立方米，要求不出现夹心层及冷施工缝，并应特别重视每个浇筑带坡顶和坡脚两道振动器振动，确保上、下部钢筋密集部位混凝土振实。 混凝土表面处理做到“三压三平”。首先按面标高用煤撬拍板压实，长刮尺刮平；其次初凝前用铁滚筒数遍碾压、滚平；最后，终凝前，用木蟹打磨压实、整平，以闭合混凝土收水裂缝。混凝土浇捣前及浇捣时，应将基坑表面积水通过设置在垫层内的临时集水井、潜水泵向基坑外抽出。
4.结语
综上所述，在高层建筑基础施工施工中，不管是采取哪种基础形式，均需要紧密结合工程实际情况，针对性的确定其基础施工方案，并切实掌握其技术要点，才能更好地对工程质量进行控制。以上仅是笔者结合工程实践提出的几点浅见，在未来的工作中，我们还要不断的总结和完善，才能更好地促进基础施工水平的提升和优化。
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论文作者:黄利辉
论文发表刊物:《防护工程》2017年第11期
论文发表时间:2017/9/14
标签：混凝土论文; 基础论文; 是在论文; 基坑论文; 工程论文; 高层建筑论文; 裂缝论文; 《防护工程》2017年第11期论文;