高层建筑深基础施工技术的探讨

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  【摘 要】高层建筑深基础施工技术决定着高层建筑地基基础的质量,直接影响着高层建筑的结构安全,因此,结合工程实际情况选择科学合理的地基基础处理方案和施工技术就尤为重要,它将为整个高层建筑质量的提升奠定坚实的基础。本文结合高层建筑深基础处理方案选择,主要针对高层建筑深基础施工技术进行了分析,以供参考。
  【关键词】高层建筑;施工技术;分析
  一、高层建筑深基础处理方案选择
  高层建筑是现代城市的主要建筑群,具有占地小、楼层高、容量大等特点,倍受人们欢迎。在高层建筑结构中,桩基础作为高层建筑的最基础部位,是影响整个建筑质量的基础工程。高层建筑通常容易出现均匀性沉降或是沉降过大而导致建筑物开裂、倾斜等问题,有甚者还会发生倒塌。
  二、高层建筑深基础施工技术分析
  1、灌注桩施工技术
  (1)灌注桩的特点
  灌注桩具有承载力高,无挤土、无振动,能贴近已建好的建筑物施工等特点,配合现在的钻孔技术,钻孔灌注桩的桩长更长,直径更小,因此钻孔灌注桩得以广泛应用。
  (2)灌注桩施工工艺
  1)制浆、钻孔。钻孔作业时应采用泥浆保护墙壁,泥浆主要有粘土、水、添加剂按照合理的比例配制而成,进行钻孔时,应准确找准开孔位置,钻孔速度应是慢速钻进,同时应开启泥浆泵以便循环进行。合理控制钻孔深度,护筒底部钻孔时,钻孔速度应低挡慢速,等到钻头完全钻入地层后就能加快钻孔速度。
  2)清孔。应严格按照设计规范要求进行钻孔,孔深、孔径检查符合要求后进行清孔,清孔的主要方法有抽浆、换浆、砂浆置换等,进行清孔时应注意孔内水头,避免出现塌孔,清孔结束后从孔底采取泥浆进行泥浆性能指标试验,充分注意清孔不能采用加深钻孔的方法。
  3)钢筋笼制作、吊装。应严格按照设计要求进行,对于较长的钢筋笼应采取分段制作的方式,并按照运输与吊装条件进行分段长度的确定,保证钢筋笼不变形;错开钢筋接头,在钢筋笼外侧设置垫块进行控制保护,且垫块竖向距离为2米,横向四周均应设置;钢筋笼顶部应设置吊环,吊装必须合理,确保其符合施工要求。
  4)导管安装。安装前应对导管实施水密承压与接头抗拉试验,严禁采用压气方法进行试压。水密试验的水压应大于孔内水深压力,还应大于导管壁与焊缝承受灌注混凝土压力。
  5)混凝土灌注。灌注混凝土时应紧凑、连续的进行灌注,直至整根桩灌注完毕,整个灌注时间不得长于首批混凝土的初凝时间,首批混凝土的数量应能满足导管首次埋置深度不少于1m和填充导管底部的需要,导管埋置深度宜控制在2m~6m,灌注到顶部时要比设计高出0.5m~1.0m,灌注过程中注意观察管内混凝土下降和孔内水位上升情况,及时测量孔内混凝土面高度,正确指挥导管的提升和拆除。
  (3)灌注桩易出现的质量缺陷及处理办法
  灌注桩易出现的质量缺陷主要有断桩和缩颈,孔壁坍塌、钻孔偏斜、钢筋笼上浮。施工人员必须在施工中及时的找出质量缺陷,并采取针对性的措施,常见的质量缺陷处理方法有原位复桩法、接桩法、补桩法、钻孔补强法、扩大承台梁法、改变施工方法以及修改设计等,才能保证工程质量。
  (4)灌注桩适用条件
  由于灌注桩的类型较多,为了更好地加以应用,我们必须对其适用条件有一定的了解,如泥浆护壁钻孔灌注桩主要用于地下水位以下的黏性土、粉土、砂土、填土、碎石土及风化岩层;旋挖成孔灌注桩主要用于黏性土、粉土、砂土、填土、碎石土及风化岩层;冲孔灌注桩,除用于上述地质情况外,还能穿透旧基础、建筑垃圾填土或大孤石等障碍物;长螺旋钻孔压灌桩后插钢筋笼宜用于黏性土、粉土、砂土、填土、非密实的碎石类土、强风化岩等等。
  2、预制桩施工技术
  (1)预制桩的特点
  预制桩具有承载能力高、抗腐蚀能力强、施工效率高、适用于水下施工的特点。预制桩的制作、运输、堆放是一个较为繁琐、复杂的过程,相较于灌注桩,预制桩的生产费用更高,其施工更为复杂。首先应根据工程实际情况选择合适的打桩设备;其次确定好打桩的顺序;最后进行扫桩。此外,由于其他因素在扫桩施工中还会经常出现桩身回弹严重,桩锤回跃;桩身被打断;桩顶破碎;桩身扭转、位移、倾斜等问题,我们应给予注意。
  (2)预制桩施工工艺
  1)施工前准备。施工前应将施工场地进行清理并整平,确保施工场地中不存在影响施工的障碍物,再根据施工设计图纸要求,在施工现场明确标出桩基的位置,并合理设置相应的水准点,为后续施工提供重要基础保障。
  2)打桩机就位。在完成施工准备工作后,将打桩机移往施工现场就位,然后将打桩机对准事先标好的桩基位置,并确保打桩机是垂直稳定的,避免打桩机在施工中出现偏移。
  3)预制桩起吊。在起吊预制桩移往施工现场时,应选择质量优质的钢丝绳和索具,用索具捆住桩上端吊环,仔细检查,确保拴牢固后再发动机器起吊预制桩,吊至施工现场后,应将预制桩的桩尖与桩位中心对准,缓慢下放,下放至桩位后除去索具。
  4)稳桩。当桩尖插入桩位内后,应使用落距冷锤法促使桩插入更深,确保桩垂直稳定。如果预制桩长度小于10米,则可采用目测的方法进行校正;如果预制桩长度超过10米,必须采用線坠或经纬仪来进行校正。稳桩的作用是确保桩插入的垂直稳定。
  5)打桩。房屋建筑工程施工中常用的打桩方法有落锤打桩、单动锤打桩等,不论采用哪一种方法,打桩锤的最大落距应控制在1米以内,且应遵循重锤低击的原则,根据设计标高确定打桩顺序。
  6)接桩。接桩主要采用焊接的方式进行接桩。接桩时应将预制桩表面的预埋件清理干净,并用铁片垫实接桩上下节之间的间隙,在焊接过程中应尽量避免或减少焊缝变形。接桩通常在距离地面大约一米的距离进行,接桩完成入土前,应对外露铁件补刷一次防腐漆。   7)送桩。进行送桩时应严格按照设计要求,只有在送桩中心线与桩身吻合一致时才能进行送桩。如果出现桩顶不平情况,应采用麻袋或厚纸来垫平。送桩留下的桩孔必须及时进行回填密实。
  8)检查验收。每根桩打入桩位后应及时进行检查验收,确保桩打入深度、标高等符合设计要求,及时做好施工记录。若是检查验收不合格,应及时上报相关负责人员进行处理。
  (3)预制桩适用条件
  主要适用于持力层上覆盖为松软土层,没有坚硬的夹层及顶面的土质变化不大的基础,同时也适用于水下大面积打桩工程和工期比较紧的工程。在桩数较多时采用预制桩,可抵消预制价格较高的缺点,节省基建投资;桩在工厂预制,可缩短工期。
  3、深基础复合法施工技术
  随着社会上高层建筑数量的日益增多,能够使得建筑稳定可靠的建筑技术也亟待更新。作为高层建筑地基施工中最为常用并且最为先进的一项技术,深基础复合法通过一套较为复杂和高级的工艺流程来完成对建筑地基的加固与稳定。
  (1)深基础复合法施工技术的工艺原理和操作流程
  深基础复合法施工技术有着复杂的工艺流程和严格的操作程序,下面就其中较为重要的几项工艺分别解读:
  1)逆作法施工的主要内容逆作土方施工的工艺流程并不是很复杂,施工时首先从出土口挖掘出一个小土坡,从出土口朝着两边的方向进一步延伸,挖出来的土都堆积到小土坡上面,最后再进行土的转移。其次,我们要考虑的是建筑结构钢梁和钢柱的吊装。因为同属地下结构,钢梁和钢柱的吊装工作一般都分两步来进行:先用塔吊把钢梁和柱运送到施工的作业层,再通过挖掘机把梁和柱吊装安放到指定位置。对于体积和质量过大的结构钢梁和柱,因为无法在同一台挖掘机作业下进行吊运和安装,我们不妨采用同时指挥两至三台挖掘机一同作战的方法来完成吊装任务。
  2)土方开挖的注意事项和喷锚施工的工艺流程
  在这里,我们采取分段作业的施工挖掘方式,挖掘时把路段按照一段一段的逐层逐步地往前推进,段的长度设定在两米以内。对于土方开挖的施工操作一般采取正作法,挖掘机则采取敞开式来进行操作,最后用车辆把挖出的土全部清除出去。挖掘时还要注意防止锚杆部位的控制和保护,以防因为受到施工破坏而被损坏,影响施工的进程。
  喷锚施工和土方挖掘的施工作业是同时进行的,操作过程大家也不陌生,具体有几点注意事项:首先,钻孔的位置要精确计算,严格进行控制,钻孔时要把锚孔的位置调节好,注意上下左右对齐及角度的选择,以保证合理分配和布局,避免出现杂乱无章和参差交错的现象;其次,在建筑钢筋的使用考虑上,因为一般选取的都是二级钢筋,考虑到缺乏保护的钢筋锈蚀性都比较严重,所以一方面要在购买和使用之前精心挑选,仔细检查,看看钢筋表面是否有油污存在,避免使用不合格的伪劣产品造成安全隐患,另一方面还要考虑在钢筋表面涂刷一层砂浆,以进行必要的保护措施;再做注浆操作的工序之前先要采取措施彻底清除处理孔内杂质,避免杂质对浆体质量造成污染和破坏,而清除杂质的方法我们主要采用对空气进行压缩,为了使得土钉和周围的施工土体结合紧密,在孔口安装排气管和止浆塞,然后旋紧止浆塞,使止浆塞和孔壁牢牢地贴合在一起;在完成钻孔的操作后,把鉆机拔出钻杆,为了防止塌孔可以把外套暂时留在孔内,但我们还要严格控制外套在孔内的停留时间,无论是停留时间过长或者停留时间过短都会对接下来的操作产生不利影响,如果留在孔内时间过长的话,流砂就可能流进管道内,造成管道的堵塞,要想使得时间合理恰当就要仔细勘察施工现场的实际情况;注浆之前要用水来润湿和引路,注浆以后再用清水及时地清洗压浆设备,整个注浆过程都要根据施工的具体要求来设计和操作,而且完成注浆操作后还要采取及时的措施进行注浆保护,一般说来,灌浆浆体硬化之前绝对不能承受来自外力引起的锚杆移动,只有在注浆保护达到七天之后我们才能实施下一步的张拉工艺,这是根据注浆保护是否能够满足施工设计所需要的强度和力度所决定的。
  (2)工程桩的施工工艺
  在整个的深基础复合法施工过程中,最关键、要求最严格的一步就是对于工程桩的施工操作和管理。只有严格执行预先设计好的程序和步骤来操作,才能够确保施工的顺利完成和工程质量的稳定可靠。在施工过程中有几点需要注意的问题:首先,由于导墙的重要性,在施工过程中要高度重视导墙的施工质量,在开挖导墙之前先要严格执行放线的操作和控制;其次是要重视护壁的施工操作,尤其是严格把握两个护壁相互接合部分的施工,重叠时需要保留一段长度的距离,另外,对于护壁的高度要视施工工程的具体情况而定;再者,护壁施工完成之后不能够马上拆掉模板,要保留一段固定时间来进行缓冲,护壁的强度到达一定的标准值之后再拆除模板;彻底清除工程桩内的水分及杂质之后再进行灌注的操作,否则桩内的水分会严重影响到混凝土的质量;最后要注意的是密切监督建筑周边的地下环境,避免对施工的重要设备造成破坏,影响施工进度。
  结束语
  总而言之,高层建筑是现代化城市中的主要建筑群之一,它影响着整个建筑行业的发展,也关系着人民群众的生活需求。高层建筑深基础施工具有技术要求高、施工难度大等特征,其质量优劣将对整个高层建筑的工程质量、使用寿命及安全性能有着严重的影响,这就进一步对高层建筑深基础施工技术提出了更高的要求。
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