高層樓宇的施工建設(shè)中,其建筑重量全部都是依靠地層來(lái)承受,在建筑工程中,地基的品質(zhì)直接對(duì)全部建筑品質(zhì)產(chǎn)生影響。為了能夠確保地基基礎(chǔ)的建筑安全性,一定要加強(qiáng)施工方法和技術(shù)的探索。本文對(duì)高層建筑地基基礎(chǔ)施工方法展開(kāi)了全面的解析和討論。
一、高層建筑地基基礎(chǔ)的特點(diǎn)
高層建筑與一般中低層建筑在地基基礎(chǔ)方面相比主要特點(diǎn)是:工程造價(jià)比較高,基礎(chǔ)方案的選擇需要更準(zhǔn)確可靠的工程地質(zhì)勘察資料和更全面深入的分析比較,才能做出既符合安全質(zhì)量要求,又經(jīng)濟(jì)合理的地基評(píng)價(jià)和設(shè)計(jì)處理方案;對(duì)地基承載力的要求比較高,除了垂直荷載比較大以外,還要考慮抵抗水平風(fēng)力和地震力的穩(wěn)定性;對(duì)不均勻沉降比較敏感,受壓層深度比較深,需要更確切的變形指標(biāo)和計(jì)算方法;基礎(chǔ)埋深或要求處理地基的深度比較大,與現(xiàn)有施工條件及設(shè)備、材料的關(guān)系比較密切。
二、高層建筑地基基礎(chǔ)的施工方法
2.1 高層建筑地基的加固方法
?。?)換填墊層法 換填墊層法,即用強(qiáng)度較強(qiáng)、穩(wěn)定性更好的材料,來(lái)替換原始地基的土層,提高地基的強(qiáng)度和減少沉降量。主要用于土質(zhì)較潮濕、膨脹性較大的軟弱土層和不均勻地基的處理。主要用來(lái)加速軟弱土層的排水固結(jié),防止凍脹和消除膨脹土的脹縮,提高地基承載力,減少沉降量。施工時(shí),先挖掉原始的地基土層,再把水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等和水?dāng)嚢杌旌掀饋?lái),分層回填,確?;靥顚拥拿芏确弦?。
(2)強(qiáng)力輾壓、夯實(shí)法 強(qiáng)力輾壓、夯實(shí)法,是利用輾壓設(shè)備或起重機(jī)械,對(duì)地基土層進(jìn)行反復(fù)輾壓、鍾打,使地基變得更加密實(shí),從而使地基更加堅(jiān)固。主要適用于碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基的處理,用來(lái)提高地基土層的強(qiáng)度,減少壓縮性,改善土體抗振能力和抗液化能力,消除濕陷性。
(3)土層固結(jié)法 土層固結(jié)法主要用來(lái)提高地基的承載力,降低沉降量,分兩種:一是抽水固結(jié)法,即利用真空原理,用抽水裝置把地基土層中的水分抽走,使其加速固結(jié)。用于比較松軟的粘土地基的處理;二是化學(xué)固結(jié)法,即在地基的土體中加入水泥漿、丙稀酸鈉、石灰水等化學(xué)物質(zhì),使其和土體起反應(yīng)而粘結(jié)起來(lái)。用于高膨脹性土體地基的處理。
昆山鑫宇佳苑項(xiàng)目樁基及基坑圍護(hù)工程施工現(xiàn)場(chǎng)
2.2 高層建筑樁基礎(chǔ)的施工方法 當(dāng)天然地基或人工地基的承載強(qiáng)度或沉降量達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí),可以采用樁基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)的形式很多,目前常用的主要有三種:
?。?)混凝土預(yù)制樁 混凝土預(yù)制樁,主要應(yīng)用在持力層層面起伏小的強(qiáng)風(fēng)化層、風(fēng)化殘積土層、砂層和碎石土層,且樁身穿過(guò)的土層主要為高、中壓縮性粘性土。
其施工方法有錘擊法和靜壓法兩種。
靜壓法施工方法:
第一,測(cè)量放線。在不影響打樁的前提下,在樁基施工區(qū)域附近設(shè)置2個(gè)以上的控制樁與水準(zhǔn)點(diǎn),軸線控制樁應(yīng)設(shè)置在距外墻樁5到10米處,以控制樁基軸線和標(biāo)高;
第二,樁機(jī)就位。按照打樁順序?qū)㈧o壓樁機(jī)移到樁位上對(duì)準(zhǔn)樁位,并將靜壓樁機(jī)調(diào)至水平、穩(wěn)定,以確保在施工過(guò)程中不會(huì)發(fā)生傾斜和移動(dòng)。
第三,起吊預(yù)制樁。應(yīng)先保證混凝土預(yù)制樁的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的70%方可起吊,起吊預(yù)制樁時(shí),將預(yù)制樁吊至靜壓樁機(jī)夾具中,對(duì)準(zhǔn)樁位并夾緊后放入土中,待調(diào)節(jié)樁垂直度調(diào)整到符合要求后,再將靜壓樁調(diào)至水平并穩(wěn)定。
第四,穩(wěn)樁。樁尖插入樁位后,移動(dòng)靜壓樁機(jī)時(shí)樁的垂直度偏差不得超過(guò)0.5%,并使靜壓樁機(jī)處于穩(wěn)定狀態(tài)。
第五,壓樁。壓樁時(shí)應(yīng)當(dāng)保證混凝土預(yù)制樁的混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)要求的100%,并注意儀表變化和記錄。
第六,接樁,接樁采用焊接方法。
第七,送樁,如設(shè)計(jì)要求送樁,將樁送至設(shè)計(jì)標(biāo)高。
鍾擊法施工方法:
第一,測(cè)量放樣樁。由測(cè)量人員將樁位通過(guò)軸線控制點(diǎn)逐個(gè)施放在打樁現(xiàn)場(chǎng),并在樁位中心點(diǎn)上打入一支Φ6長(zhǎng)約30厘米的鋼筋,使其露出地面5~8厘米,作為樣樁;
第二,樁機(jī)就位。打樁機(jī)對(duì)準(zhǔn)樁位,保證垂直穩(wěn)定,在施工中不發(fā)生傾斜、移動(dòng);
第三,起吊預(yù)制樁。先用鋼絲繩等索具捆住樁上端吊環(huán)附近處(一般不宜超過(guò)30cm),再吊起預(yù)制樁,將樁頭部分插入樁帽內(nèi),并使樁就位。樁就位后必須對(duì)樁進(jìn)行對(duì)中和調(diào)直。“調(diào)直”,就是通過(guò)調(diào)整,使樁身處于水平垂直狀態(tài),并且使樁身、樁帽、樁錘的中心線成一直線。
第四,穩(wěn)樁。樁尖插入樁位后,先用較小的落距錘1~2次,使樁進(jìn)入到一定深度,并保持樁的垂直穩(wěn)定。樁的垂直度偏差不得超過(guò)0.5%,否則必須用經(jīng)緯儀或線墜進(jìn)行雙向校正;
第五,打樁。剛開(kāi)始打樁時(shí),應(yīng)該選用較小的落距,等樁打入一定深度,驗(yàn)明樁身穩(wěn)定、樁尖不容易發(fā)生偏斜后,再按正常施工的落距打樁;
第六,接樁。在樁長(zhǎng)不夠時(shí),應(yīng)采用焊接方法接樁,接樁時(shí)一般在距地面1m左右時(shí)進(jìn)行。上下節(jié)樁的中心線偏差應(yīng)控制在10mm以?xún)?nèi),節(jié)點(diǎn)折曲矢高不得大于1‰樁長(zhǎng)。樁接頭焊接好后,必須等焊接處冷卻后才能繼續(xù)錘樁;
第七,送樁。當(dāng)沉樁達(dá)不到設(shè)計(jì)高程,或者樁錘的高度不夠無(wú)法沉樁時(shí),可以采用送樁器來(lái)送樁,送樁時(shí)送樁器的中心線與樁身的中心線必須保持一致。若樁頂不平,應(yīng)用麻袋或厚紙墊平。送樁留下的孔應(yīng)立即進(jìn)行回填密封;
第八,收錘。在停錘之前,施工人員必須要詳細(xì)記錄各種沉樁信息,只有確認(rèn)已經(jīng)達(dá)到停打控制條件,才能收錘停打;
第九,檢查驗(yàn)收在每根樁在樁頂打到符合貫入度要求,樁尖標(biāo)高進(jìn)入了持力層,接近設(shè)計(jì)標(biāo)高或打至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí),都必須進(jìn)行中間驗(yàn)收。在施工時(shí),一般應(yīng)控制最后三次十錘的貫入度不大于規(guī)定的數(shù)值,或者控制樁尖打至接近或等于設(shè)計(jì)標(biāo)高。驗(yàn)收合格后,必須填好施工記錄。如發(fā)現(xiàn)樁位與要求相差較大時(shí),應(yīng)會(huì)同有關(guān)單位研究處理,然后移樁機(jī)到新樁位。
昆山鑫宇佳苑項(xiàng)目樁基及基坑圍護(hù)工程施工現(xiàn)場(chǎng)
(2)鋼樁施工方法如下:
第一,先在導(dǎo)向船上拼制好圍籠,然后拖運(yùn)到墩位,接著將圍籠下沉、接高,待沉至設(shè)計(jì)標(biāo)高時(shí)用定位船定位;
第二,先在圍籠內(nèi)插打定位樁,接著將圍籠固定在定位樁上;
第三,在圍籠上搭設(shè)工作平臺(tái),并安裝打樁設(shè)備;
第四,沿著圍籠插打鋼樁,組成防水圍堰;
第五,完成全部基樁的施工;
第六,用吸泥機(jī)吸泥,開(kāi)挖基坑;
第七,灌注混凝土封底;
第八,待封底混凝土達(dá)到規(guī)定強(qiáng)度后,抽水,修筑承臺(tái)和墩身直至露出水面;
第九,拆除圍籠,拔除鋼樁。 鋼樁工程的費(fèi)用比較昂貴,一般不建議采用。當(dāng)場(chǎng)地的硬持力層特別深,只能采用超長(zhǎng)摩擦樁時(shí),如果采用混凝土預(yù)制樁或灌注樁難以保證工程質(zhì)量,此時(shí)可考慮采用鋼樁。鋼樁一般應(yīng)用在持力層較硬的土層或風(fēng)化巖層。
(3)沉管混凝土灌柱樁
沉管灌注樁適用于以下地基中:持力層層面起伏較大,而且樁身穿越的土層主要為高、中壓縮性粘性土。樁群密集、靈敏度較高的軟土地基不能使用沉管灌注樁。
沉管混凝土灌柱樁施工方法:首先,將套管保持正確位置再打入土中,如果發(fā)生傾斜或者歪斜必須馬上糾正;其次,灌注混凝土;再次,拔管振動(dòng)。拔管時(shí)應(yīng)遵循“先振后拔,滿(mǎn)灌慢拔,邊振邊拔”的原則:在拔管前,必須先振動(dòng)套管,在確認(rèn)樁靴活瓣已經(jīng)張開(kāi),并且鋼筋混凝土已脫離,混凝土已經(jīng)從套管中流出時(shí),方可進(jìn)行拔管操作。拔管的速度要控制在每分鐘1.5米以?xún)?nèi),在軟土中時(shí)控制在每分鐘0.8米以?xún)?nèi),然后邊振邊拔,為了防止套在管內(nèi)混凝土被吸往上拉而縮頸,每拔0.5米就應(yīng)當(dāng)停拔,待振動(dòng)片刻后接著再拔,如此周而復(fù)始,反復(fù)進(jìn)行,直到套管全部拔出;最后,放下鋼筋籠,灌注成功。
三、結(jié)語(yǔ) 地基基礎(chǔ)施工質(zhì)量的高低決定了整體工程的質(zhì)量,在控制高層建筑物的地基基礎(chǔ)施工時(shí),要從多方面入手。在高層建筑地基基礎(chǔ)的施工過(guò)程中,為了確保地基基礎(chǔ)的安全性,就必須對(duì)它加以研究,并在工程施工中對(duì)施工方法和施工手段進(jìn)行分析,論證、監(jiān)督。