高层建筑桩基础施工关键技术分析

高层建筑桩基础施工关键技术分析
摘要：高层建筑是城市化建设的主要基础工程，现阶段我国城市化发展速率相对较快，各地区高层建筑建设需求相对较高，而桩基础是直接影响高层建筑工程整体建设质量的重要子工程项目，此部分工程施工技术应用情况较为复杂，不仅整体工程量相对较大，而且施工作业步骤繁多，作为影响高层建筑工程整体质量的基础结构，桩基础施工技术受到了建筑行业的广泛关注。

为保证高层建筑工程地基建设项目的顺利进行，工作人员在应用桩基础施工技术时，可灵活运用以下相关技术。

本文就高层建筑工程施工中的桩基础施工技术应用进行分析探讨。

关键词：高层建筑；桩基础；技术
引言
随着城市现代化的不断推进，高层建筑数量不断增长，其施工技术也在不断发展和完善。

在建筑工程施工中，桩基施工技术应用广泛，但仍存在些许问题以待解决。

为了保障建筑工程的质量，应深入对桩基础施工技术进行研究。

对此，本文通过对桩基础施工技术进行了探讨，并提出了改善施工技术的措施。

1高层建筑桩基础相关内容
1.1桩基础技术概述
桩基础是一种应用时间较久且具备较强承载性能的建筑基础形式，目前在建筑工程中应用广泛。

其中“桩”的主要作用在于将建筑物全部或部分荷载传递至地基土，属于一种传力构件，具有较强的刚度和抗弯性能，其横截面尺寸明显低于本身的长度；桩基础主要由埋设于地基中的大量桩以及承台构成。

桩基础的作用在于将荷载传递至地下深处的土层中，能够满足建筑地基对承载力与沉降的要求，是高层建筑基础施工的重点。

可供选择的桩基础施工技术类型繁多，应结合工程实际合理选择，具体包括预制桩、灌注桩等。

1.2桩基础的技术分类
1.2.1振动沉桩施工技术
振动沉桩的施工技术，就是通过电机的纵向振动，使地基上的土层变得更致密。

电机的永久振动直接作用于基础土，可以实现预期的结果。

在工程实践中，
最关键的问题是在桩头上设置一个固定的振动器，通过振动器的振荡把桩体插入
到地基的土壤中，引起土体的收缩和变形。

在振动沉桩施工工艺中，最重要的是，先使用小间距轻锤法，然后持续敲打，直到达到预定的深度。

1.2.2人工挖孔桩施工技术
该技术的优点是成本低、质量高、工艺简单、不污染周边生态环境，是一种
集经济、环保、健康于一身的工程技术。

具体的工程步骤是:①对桩底面进行扩孔，根据扩孔的实际尺寸，进行水量的控制;②在混凝土浇筑完毕后，按规定的
直径进行开挖，并通过透水层;③在各节段施工完毕后，选用C20混凝土桩孔护臂，进行浇筑、夯实，崩塌程度控制在100mm以内，以提高钻孔桩的稳定性。

1.2.3钻孔灌注桩施工技术
钻孔灌注混凝土的桩孔是利用机械装置进行施工，其原理与打桩不同，钻孔
灌注桩是在成孔、成桩、利用地基的动力作用下，通过适当的间距来防止出现塌
孔和缩径。

钻孔竖向精度是检测桩身质量的一个重要指标，通过加大桩基的支承
面积等措施，可以有效地提高钻孔的纵向精度，并在钻孔后及时拆除钻孔内的超
声波等设备。

护套中心距桩位中心线的误差应小于50mm，同时，为了防止渗漏，
必须对充填土进行严密的检测。

为准确地控制井眼的深度，在桩基完成后，先测
量下梁与桩的间距，再根据钻头上的剩余长度，测定出洞实际的深浅，当钻孔的
深度符合设计的时候，为了确保桩基础工程的质量，清洗最好在灌注混凝土前完成。

1.2.4静力压桩施工技术
静力压桩施工技术的基本原理是通过静力压桩机自身的重量和承载物的反作用，把预埋桩压入地下。

然而，静压桩属于挤土桩，在进行压桩时，极易引起土
体的破坏，从而产生超间隙水压。

因此，静压桩的施工不能中断，必须连续进行。

静力压桩施工工艺具有无振动、无冲击力、低造价、检测方便等优点，同时可节
省混凝土、钢筋等，可有效降低建筑造价，适合于压缩式粘土层地基。

1.3高层建筑桩基础特点
由于高层建筑会产生较大的竖直载荷，因此高层建筑桩基础具有较高的竖向
承载力，单基桩本身就具有较强的竖直承载力，而多个基装共同形成的群桩更是
具有极大的竖直方向承载能力，其能够满足高层建筑的高竖直方向承载力需求。

另外从高度角度看，高层建筑桩基础普遍具有高刚度、高摩擦力特点，这是因为
高层建筑对桩基础抗沉降能力有较高要求，由于竖直方向载荷较大，而且容易受
各种外力影响产生不同方向的载荷应力，因此高层建筑桩基础必须具备抗不均匀
沉降的能力。

此外，高层建筑桩基础还必须有较强的抗倾覆能力，为实现这一目标，桩基础通过良好的设计和精准的施工作业使各桩基均具备较强的侧向刚度。

桩基础在承受来自建筑上部载荷时会通过基装将载荷传递至承台，而承台又可以
将载荷传递至与之直接接触的、具有较强承载力的地基土层，因此桩基本身会穿
过承载力不足的土层并通过与承台相连进行载荷释放，这样桩基础就实现了将建
筑上部载荷妥善传递至高承载力土层的目的。

2桩基础施工对高层建筑工程整体质量的影响
桩基础施工质量对高层建筑工程整体质量有至关重要的影响，不同区域地质
情况差异较大，而且相同区域不同土层的承载能力也不相同。

高层建筑随着层数
和高度的增加其竖直载荷也不断增大，而且高层建筑重心相对较高，其受风力或
其他外力作用影响下会产生较大的倾覆力矩，因此对于高层建筑而言其基础需要
具备承受不同方向较大动静载荷的能力，这就对桩基础提出了较高要求。

从当前
高层建筑桩基础设计施工情况来看，更为科学的桩基础形式和更为精湛的桩基础
施工技术都能使高层建筑具有更为稳定和坚实的基础结构，此部分工程直接影响
着高层建筑的底层结构强度和抗震能力，而这正是高层建筑两项关键的质量指标，优秀的桩基础工程不仅能提升高层建筑的抗震性能，而且也能承载更大的风载荷，这是进一步提升建筑高度的重要前提。

从一些既往桩基础施工质量问题中可以发现，桩基础施工质量问题是较为典型的建筑工程质量安全隐患，这部分质量问题
将给高层建筑工程带来致命性风险。

现阶段高层建筑普遍选择灌注桩作为桩基础，
其具有承载能力强、适应性好以及成本相对较低等优点，而且在施工过程中不会
造成挤土或震动等不利问题。

针对不同承载力要求的桩基础，灌注桩可以通过增
加配筋、增加基桩直径等相对简单的方式实现。

灌注桩施工分为多个步骤，每一
步骤均对桩基础整体质量有直接影响。

3高层建筑工程施工中的桩基础施工难点
3.1施工环境差异性较大
由于高层建筑建造区域的差异，使得工程建设时遇到的环境存在很大差异，
如不良地质、软弱地层等，为保证地基施工作业的质量，则需要根据施工环境，
选择相适宜的桩基础施工技术方案，从而解决不良地质对工程建设产生的不利影响。

3.2地下水产生的影响
在高层建筑工程进行深基坑施工作业时，由于土方作业深度较大，在桩基础
施工作业时，可能会受到地下水的影响，如地下涌水问题，直接影响到地基项目
的建设质量与进度。

为此，在桩基础施工作业时，需要基于地勘报告，针对桩基
础施工技术方案进行合理优化，以保证高层建筑工程的整体施工质量。

4高层建筑桩基础施工关键技术
4.1确保桩基础施工顺序的合理性
在工程建设中，必须对各工序的具体操作进行清楚，并依据具体的具体需求，对工序进行科学的规划。

首先要做的是外围桩建设，结束后要预留少量钻孔，保
证桩基础的工作质量。

4.2确保混凝土强度满足施工要求
在工程建设中，必须按照设计的要求，对所生产的混凝土进行合理的计量和
配合，并对所生产的产品进行严格的控制，以保证后期的工程质量达到所需的标准。

在完成了施工作业后，还要进行维护工作。

在沉降施工范围内，应确保其精度，确保其在允许范围内。

4.3采取有效措施保证接桩施工质量
接桩方式在桩基离开地面1m处，采用焊接法。

在制作时应注意接头的连接
状况，以确保定位精度。

如果有空隙，应采用其它材料进行焊接，以保证焊缝的
牢固。

4.4保证桩冒与送桩器的外形匹配
所选用的工具应相互配合，以确保各项工作指标符合工作需要，并通过开孔
的方法，增强与外部的联系，确保工作的各项工作一次完成。

一旦发现有什么不
正常的现象，就立即停止工作，查找产生问题的根源，并根据实际的工作方法进
行后续的工作。

5桩基础施工中存在的问题及措施
5.1桩基础施工中存在的问题
（1）断桩问题。

对于建筑桩基础施工过程中较为常见，基础桩断裂不仅会
降低建筑物稳定性，而且必然会增加施工风险。

基础桩发生断裂的原因是在混凝
土灌注时，导管提升量过大，造成夹层断桩；尤其对于预制桩来说，施工人员的
技术水平不达标，操作不规范，在沉桩时施工不连续，从而引发断桩问题。

（2）短桩问题。

部分施工单位为了获得更多利润，造成不合格的材料进入现场，在长
时间荷载的作用下，令整个桩基础结构发生变形问题，对建筑物造成安全隐患。

此外，还可能是因为施工人员技术水平不达标，所挖基坑深度不够，导致基础受
力容易出现偏差，使桩基础的稳定性难以保证，造成较大的安全隐患。

（3）桩
位偏移。

桩基础在施工时可能出现打入深度不够、桩间距过小的现象，造成桩基
产生相对位移，降低了基础的稳定性，也可能导致桩基的承载能力不能达到设计
要求，在外界压力的作用下可能发生桩身倾斜的问题，严重时会导致建筑倒塌，
发生安全事故。

5.2防控措施
（1）提高施工人员的技术素养。

无论是预制桩还是灌注桩，施工人员的施
工技术水平都十分重要。

施工单位应了解施工人员的技术水准，对于技术不达标
的人员应加强培训，从而增强桩基施工技术的应用效果。

（2）施工准备。

控制
好原材料的质量，做好对钢筋笼的检查，杜绝因为材料问题而引起问题。

此外，
还要保证地质勘查和桩位定点工作的准确性，避免因此引发断桩等问题。

（3）
现场管控。

保证桩基础在施工时处于可控状态，使施工顺利完成。

避免沉桩过程
中突发事故，导致施工不连续，造成断桩问题发生。

（4）加强施工控制。

对于
钻孔过程和沉桩过程应严格把控，此阶段应尽量选择技术过硬的人员进行操作，
可以根据实际情况灵活应对突发问题，保证施工质量满足设计要求。

（5）桩基
检测。

桩基检测分为试验桩检测和工程桩检测。

在桩基施工前要进行试验桩检测，主要目的是确定单桩的极限承受力，工程桩的检测是在施工完成后进行，主要是
进行单桩承载力和桩身完整性的检测。

常见的桩基检测方法有低应变法、声波透
射法、静荷载法、高应变法等。

其中低应变法、声波透射法仅能够检测桩身的完
整性，静荷载法仅能检测单桩承载力，而高应变法则能够同时检测桩身完整性和
单桩承载力。

结束语
综上所述，桩基础施工是高层建筑工程施工的终端，对工程整体质量和安全
有直接影响。

随着城市的飞速发展，对高层建筑施工质量也提出了更高的要求，
施工单位及人员应加强对桩基础施工的重视，制定科学合理的施工方案，且桩基
础施工具有一定的特殊性，相对复杂，对施工专业性的要求较高，因此施工时应
严格把关施工工艺，掌握施工关键技术应用要点，加强质量控制，保证各项施工
作业的顺利进行，提高工程安全性和稳定性。

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