陈利民

摘 要：桩基的施工工艺对确保高层建筑的稳定性有着非常重要的作用，桩基的质量影响高层建筑的整体质量。分析桩基在高层建筑中的作用，提高桩基的施工技术水准，推动建筑行业的可持续发展。

关键词：桩基施工；旋挖桩钻孔施工；要点

中图分类号：TU753                                    文献标识码：A                             文章编号：2096-6903（2023）04-0040-03

0 引言

随着城市化进程的加快和经济发展需求，高层建筑已成为当今土木工程领域中的主流建筑形式。高层建筑对地基承载能力的要求较高，作为高层建筑的关键支撑结构，桩基础对建筑物的稳定性、安全性及耐久性具有至关重要的作用。因此，优化和改进高层建筑桩基施工工艺，以确保桩基础的质量和性能，是土木工程中亟待解决的问题。

1 高层建筑桩基施工工艺的重要性

桩基础作为高层建筑的重要支撑结构，其施工工艺对于整个建筑物的稳定性、安全性及耐久性具有关键性影响。随着城市化进程的加快，高层建筑日益增多，对桩基础施工工艺的要求也在不断提高。在这种背景下，深入研究和优化高层建筑桩基施工工艺，确保桩基础的质量和性能，显得尤为重要。

2 桩基础施工技术相关概述

2.1 桩基础施工技术的概念

桩基技术具有降低建筑物沉降水平、承载水平较高等优势，能够最大限度地增强高层建筑的稳定性，使建筑物在遭遇地震等自然灾害时，整体结构不容易被破坏[1]。当建筑物受到级数较高的地震时，建筑物内外的结构需保持原有的状态，不会因为发生变形而使结构受到破坏，导致出现倒塌的可能性。

桩基础施工中难度较低的是灌注桩施工方法，但是这种方法还有不足之处，在施工时需要消耗较多的工程材料，从而使整个工程项目的成本有所增加。另外，对于一些要求较高的建筑来说，这种方法形成的建筑承载力不能达到标准，对后续建筑的稳定性造成影响。

桩基础预制法，可以增加桩基的强度，但是施工难度较大，对操作人员的工作水平要求高，施工时间比较长。因此，在施工过程中，相关人员必须对柱基础的施工工艺进行优化，既要满足建筑物的安全稳定要求，又要充分考虑经济效益。

2.2 桩基础分类

目前，桩基础可以根据其承台的位置、承载的性质以及施工的方式进行分类。

按照承台的位置分类，可以分成两种：一种是高承台的桩基，主要应用在桥梁和港口建筑工程中。另一种是低承台的桩基，一般情况下高层建筑会使用到低承台的桩基。

根据承载的性质，也可以分成两种桩基：一种是摩擦型桩基，另一种是端承型桩基。摩擦型桩基的荷载主要是依靠桩体本身和下部土体的摩擦力，而端承型顶部的荷载是通过桩顶部的阻力所承受。

根据施工的方式，可以分成三种：第一种是钢柱桩基础，第二种是混凝土预制桩基础，第三种是现浇混凝土灌注桩基础。

根据材料的不同还可以分为钢筋混凝土桩、钢桩和木桩等。目前木桩已经很少应用，其中由于钢筋混凝土桩的强度比较高，耐腐蚀性强，价格也比较有优势，所以在建筑行业中广泛应用。在选择施工工艺时，要选择合理的工艺，充分考虑建筑物的环境和地层结构，以保证建筑物的整体质量。

2.3 桩基施工技术要点

2.3.1 对桩顶的标高进行检测

当现场施工中的桩顶的标高与设计标高一致时，施工人员可以在成桩之后进行验收；当现场的标高要高于设计标高的时候，施工人员应该在挖到设计标高的位置进行验收。

2.3.2 成桩质量检查

成桩质量的检查，主要是对其成孔和清孔、钢筋笼的制作以及安置、混凝土的搅拌和浇筑这几个工序进行质量检查。对于一级类的桩基、地质复杂的桩基以及成桩质量不稳定的桩基，则需进行成桩质量的检测[2]。

2.3.3 單桩承载力检测

为了确保实际的单桩垂直承载力的范围能够与设计相匹配，工作人员应该根据工程项目的重要性、相应的地质环境、设计的要求以及工程具体施工的情况，进行单桩静载荷测试。

2.4 桩基施工程序

平整施工场地→进行垫层施工→开始测量和定位→挖第一节（1.5 m的桩子）→埋设护筒→在护壁上面添加标高线和十字轴线→安装吊式起重机→挖桩孔→检查持力层合格之后开始扩底→清理虚土→检验垂直度和孔径大小→检验槽→吊钢筋笼→在桩身浇筑混凝土→进行混凝土养护处理。

3 高层建筑桩基施工技术要点

3.1 施工准备

3.1.1 做好勘察工作

高层建筑较一般建筑更为困难，因此在进行打桩地基工程前，必须对建筑地质进行彻底勘察，观察大厦周围的环境，小心搜集资料。在进行高层建筑勘测时，必须对地质调查进行详细分析，以明确所有有关现场地质资料，并熟悉高层建筑工地周围的一切情况。建筑施工前勘察结果的准确性，直接关系着日后工程的成功与否。

3.1.2 技术培训

在高层建筑的桩基施工前，必须准备相应的施工方案，确定与地下管道和桩基相关的所有工序。要保证施工过程中部分参数的准确性，使桩柱施工质量能够满足高层建筑施工要求。

3.1.3 设备准备

高层建筑桩基在施工过程中需要经常使用到大型的施工设备，因此为了确保施工设备的科学选择，需要结合施工现场的具体地质条件对设备进行选型。

3.2 旋挖桩钻孔施工

旋挖桩钻孔施工时，会用到大扭矩设备，该设备的吨位非常大，为了避免因为施工现场承载力不够，而出现桩机下陷或者钻杆倾斜等现象，需要在操作平台上加设钢板进行加固。

旋挖桩机在砂层施工，对砂层孔壁的干扰比较大，随着桩径的扩大，孔壁的环拱效应开始下降，加上孔壁的工作时间不能过长，不然会使得大直径的旋挖桩产生缩颈的现象，甚至引发坍塌的事故[3]。

为了避免这种安全事故的发生，工作人员在钻孔的时候要注意以下3点：第一，需要先埋设一根比较深的护筒，以减少桩机对砂层的干扰，同时还能平衡孔壁承受的压力。不过需要注意的是，在埋设护筒的时候，如果遇到了流沙层，则需要将护筒穿过流沙层。

第二，适当增加膨润土的使用量，配置含量更多的化学泥浆，里面掺入一些CMC等化学材料，胶体率要＞98%，可以方便将泥浆渗入到孔壁岩土的缝隙中，形成凝胶，从而起到稳定孔壁的作用。

第三，把控旋挖桩机进尺的速度，要缓慢地钻进去，减少对地层的干扰。

3.3 钢筋笼制作与吊装施工

普通直径钢筋笼截面小、自重轻、加工方便，对加工场地的要求不高。而旋挖桩机因为其钢筋笼截面的面积是普通的5～6倍，钢筋的数量也比较多，所以在焊接时要不断地翻滚钢筋笼。制作一个大直径的钢筋笼，就需要一个比较平稳且高刚度的加工操作平台。

钢筋焊制区采用一定数量的工字钢做加工平台。这样可以避免因为钢筋笼放置的不平整，而导致变形或者局部下沉的现象。大直径钢筋笼的截面面积比较大，比普通的更加容易发生变性的现象，所以应该根据施工现场试吊的情况调整箍的设置方式。

在施工时，先试吊钢筋笼，如果其出现变形，应及时地采取调整措施。因为钢筋笼距离孔壁只有50 cm，在下放过程中，会发生摆动的现象，加上重力大的影响，钢筋笼底端的钢筋特别容易插到孔壁中，轻则导致钢筋笼下放困难，严重的会导致孔坍塌现象。所以，在吊装之前，工作人员应让钢筋笼底端8 m范围之内的主筋，向里面倾斜10°～15°，在不降低成桩质量基础上，解决钢筋笼难下放难问题[4]。

3.4 桩基钻孔清孔施工

水泥浆正循环的方法是通过最简单的清孔方法，具体工作原理如下：采用水泥浆泵向钻孔里面高压注入水泥浆，把孔底的沉渣吹走。然后，将高压制成的水泥浆注入到孔里面，孔里面原本的泥浆会连同一些沉渣，从护筒溢出来，通过这样不断地循环，直到孔底部的沉渣全部清理干净，最终达到清孔的目的。

这种方法主要是在桩径截面范围之内，利用水泥浆上升的速度，比沉渣下沉速度大的原理，泥浆上升速度越快，清孔的速度就越快，效果就越明显。

3.5 桩基混凝土浇筑施工

普通直径的旋挖桩因为其桩身的截面小，在浇筑混凝土的时候，混凝土截面上升速度快，导管的提升速度也比较快，此时不会因为混凝土的初步凝结，而导致导管没办法拔出。一般混凝土的初步凝结时间要＜5 h。

而大直径的旋挖桩因为其截面大，在浇筑混凝土的时候，混凝土的上升速度比较慢，导管提升也慢，往往会发生因为混凝土初步凝结而无法拔出导管的现象。大直径的旋挖桩的混凝土的用量也很大，浇筑时候，由于散热慢，很容易产生高温效应，导致温度裂缝的产生。在给大直径的旋挖桩添加混凝土配料配比方面，应该适当地掺加一些缓凝剂，使得初次凝结时间不小于10 h。并在施工前，做好混凝土配合比试验。

在混凝土浇筑的时候，应该配备专门工作人员，在测量孔内的混凝土上升的情况，一边将导管提升，以便出现堵塞或者塌孔等问题，可以及时地处理。混凝土浇筑的高度应该比设计的标高高至少1 m以上。

旋挖桩混凝土的密实度，可以通过反复插拔导管来提升其密实度。但是对于大直径的旋挖桩，特别是桩身顶部5 m的范围内，因为混凝土的厚度开始变薄，自重减轻，而且桩身的截面面积也比较大，反复插拔导管已经不能保证混凝土的密实度，同时也没办法保证混凝土骨料通过箍筋，来将钢筋笼外侧填满，从而形成一个密实的保护层。针对这一现象，工作人员可以通过移动导管，在桩顶截面范围里均匀布置3个点位，然后进行反复插拔导管，以保证混凝土的密实程度。

3.6 桩基础检测

普通的旋挖桩承载力小，采用常规的检测方法，比如静荷载检测、低应变检测、超声波检测等，都可以进行桩基础检测。

可以使用低应变和超声波检测，将有可疑的桩位，或者在施工过程中出现异常情况的桩位，再进行静荷载检测。大直径的旋挖桩其承载力很大，高达5 000～6 000 t。目前，在行业内还没有可以做荷载检测的条件，只能通过低应变、超声波或者抽芯检测的方法进行检测。

如果使用抽芯法，检测出桩底的持力层不满足要求，则可以采用高压注浆置换的方法进行处理，完成之后，重新找三个点位进行抽芯检测。如果检测合格，则判定该桩位是合格的。如果检测发现还有异常情况，则继续采用高压注浆置换的方法进行处理，反复几次，直到检测合格。

4 结语

桩基作为高层建筑施工过程中广泛使用的一种基础性结构，其建设质量的高低，对整个高层建筑最终的质量影响非常大。在具体的施工过程中，需要明确桩基在施工要点，做好现场勘察等准备性的工作，反复核算具体的桩位，从而确保其满足建筑的要求。另外，做好相应的质量控制管理工作，通过一系列的措施，来提高桩基的建设质量。

參考文献

[1] 杨绍立.论建筑工程土建施工中桩基础技术的应用[J].中国房地产业，2013（3）：54-55.

[2] 莫建荣，沈子荣.浅论建筑工程土建施工中桩基础技术要点[J].中国信息化，2012（24）：16-18.

[3] 江平.建筑工程土建施工中桩基础技术的应用探究[J].山西建筑，2012（36）：24-25.

[4] 李捷伟.浅谈建筑施工中桩基的应用及施工技术[J].中国新技术新产品，2011（12）：154-155.