高层建筑桩基础

高层建筑桩基础若干问题的探讨

作者：周向欣 … 作品来源："发展杯"学生科技论文大赛 点击数：

1531 更新时间：2007-5-30

高层建筑桩基础若干问题的探讨

周向欣 霍君英

（石家庄经济学院工程学院，河北，石家庄，050031）

摘要：在高层建筑基础施工中，由于上部传来的荷载非常巨大，少则几百吨，多则上万吨，要承担如此巨大的荷载，一般的地基是难以承担的，而对于软弱地基就更不可能了。因此，对地基进行加固处理，以达到设计地基承载力及沉降的要求，就显得非常重要。文章就对地基的加固处理进行研究，通过细致的理论分析，提出合理的施工方案。

关键词：高层建筑；地基加固；分析；方案

我国地形地貌复杂，人口众多，人口密集程度不一。在人口过于密集的地区，不得不在承载力不能达到要求的地方建设住宅，兴建厂房，于是就必须对地基进行加固处理。同时，我国现存大量21世纪70－80年代甚至更早时期建成的房屋。目前，这些房屋多已陈旧过时，其中部分还因房屋自身原因和外部自然环境作用，出现了一些影响安全和使用的质量问题。这类房屋的处理涉及社会效益、经济效益、环境效益，关系工农业生产和人民生活的重要问题，这就需要对其进行加固改造。对旧有建筑物采用加固改造的方法，可以节俭经费，与新建建筑相比，加固改造的施工量不大，施工工期短，对生产影响也小，一般情况下不需要长时间停产，必要是也可以调整施工方法，实现不停产施工。建筑物的加固改造有许多优点和优势，特别是生产中的工厂可以用很短时间甚至不用停产就能进行加固，其经济效益和社会效益十分明显。综上所述，随着我国建筑事业的突飞猛进发展，防渗加固技术在土木工程、水利工程的应用将越来越广泛。 1桩基础在地基加固中的作用

当天然地基不足以满足工程要求而考虑采取地基加固处理措施时，往往会同时采取某种基础工程方案的适宜性，并在对各个方案进行技术经济对比，选择最优的一种。

在地基加固处理方案中，用振冲法形成的碎石桩（墩），以及采用桩墩支撑基础以取代天然地基的方案是极为常见的现象。所以，基础方案的论证常是地基评价的自然延伸和必然结果。地基与基础两者从结构工程角度来说是可以截然化分的，但从岩土工程角度来说，经常是不可分的。在英语术语中，“地基”与“基础”均用”foundation”一词，也可以说明在实用习惯上两者的一体性。

桩基础是表明地基与基础一体性最突出的实例。在建筑结构设计中，通常是把“桩”作为基础分离的独立构件，并且必须设置桩承台，以便处理基础与桩身的连接问题，所以，从结构设计角度来看，不论什么形式的桩基（包括石灰桩等）均应属承托基础的物质。但是，从土力学角度来看，桩基又把上部建筑物的荷载全部传递给岩土地基，使地基强度与变形经受着考验。因此，桩基又可看成是基础。在实际工程中，上述两种观点的矛盾就在具体设计中通过桩与土的协同作用、桩基与基础的协同作用，而统一起来了。 2 主要技术要求

在目前技术条件下，可供选择的方案很多，如打桩（钢板桩、混凝土预置桩、沉管混凝土灌注桩等）、基础换填土、整体式基础等，究竟选择哪种方式，要根据工程地质特征、业主经济能力、设计部门的能力经验、工程所在地区的经验习惯、施工单位能力（施工单位往往对某一专业实力较强）等进行选择。而在诸多方案中预制桩和混凝土灌注桩方案被较多采用。但不论采用何种方案，必须考虑技术与经济的最佳组合，也就是

（6）受起吊设备能力的限制，单节桩的长度不宜过长，一般为10余米。长桩需接桩时，接头处形成薄弱环节，如不能确保全桩长的垂直度，则将降低桩的承载能力，甚至还会在打桩时出现断桩。

（7）不宜穿透较厚的坚硬地层，当坚硬地层下仍存在需穿过的较软弱层时，则需辅以其他施工措施，如采用预钻孔（常用的引孔方法）等

2.1.2 预制桩适用条件

（1）持力层上覆盖为松软土层，没有坚硬的夹层。

（2）持力层顶面的土质变化不大，桩长易于控制，减少截桩或多次接桩

（3）水下桩基工程

大面积打桩工程。由于此桩工序简单，工效高，在桩数较多的前提下，可抵消预制价格较高的缺点，节省基建投资。

（5）工期比较紧的工程，因已在工厂预制，缩短工期。

桩在现场预制时，应对原材料，钢筋骨架，混凝土的强度进行检验；采用工厂生产的成品桩时，桩进场后应进行外观及尺寸检查，也可以在现场支模预制。施工中应对桩体垂直度，沉桩情况，桩顶完整状况，接桩质量进行检查。对电焊接桩，重大工程应做％10的焊缝探伤检查，施工结束后，应对桩体质量作检验。

2.2 灌注桩的特点及适用条件

2.2.1灌注桩的特点

（1）适用于不同土层

（2）桩长可因地改变，没有接头。目前钻孔灌注桩的直径已达2.0米，有的桩长可达88米，如上世纪80年代修建的济南黄河斜张桥的钻孔灌注桩直径为1.5米，长达82—88米。

（3）仅承受轴向压力时，只需要装置少量构造钢筋。需配置钢筋笼时按工作荷载进行布置，节约了钢材（相对于预制桩是按吊装，搬运和压桩应力来设计钢筋）

（4）单桩承载力大（采用大直径钻孔和控孔灌注桩时）

（5）正常情况下比预制桩经济

（6）桩身质量不易控制，容易出现断桩，缩颈，露筋和夹泥的现象

（7）桩身直径较大，孔底沉积物不易清除干净（除人工挖孔灌注桩外），因而单桩承载力变化较大（8）一般不易用于水下桩基，容易出现不良现象。但在桥桩（大桥）施工中，有采用钢围堰（大型桥梁）中进行水钻灌注桩施工，如南京长江二桥桩施工时，采用大直径围堰，然后再围堰中进行水

钻灌注桩施工工艺，确保桩基施工的质量。

2.2.2灌注桩的使用条件

（1）沉管灌注桩此类桩的适用条件基本同于预制桩。现已广泛用于南京的多层住宅中，有时采用单打，有时采用复打工艺，主要依据土层的松软程度和单桩承载力来决定。

（2）水钻孔灌注桩此类桩除了在碎石土，自重湿陷性土，砾石层中不宜使用，其余土层基本都使用目前，对单桩承载力较大的高层建筑，大跨度工业厂房，大型桥梁等工程中，基本使用了水钻孔

灌注桩

（3）螺旋钻孔灌注桩适用于基本无地下水，且桩长有一定限制，一般不能穿过砾石层，这种桩型属于非挤土型干钻孔桩，不需要泥浆护壁，因此施工周期比水钻孔桩要短，现场无泥浆污染，如南京

地铁指挥中心工程，使用这种桩型，还有机动洛阳铲成孔灌注桩，其适用条件基本同螺旋钻孔灌

注桩，此桩在中小建筑中使用较广。

（4）人工控孔灌注桩此桩适用于地下水较少，对安全的要求较高，如有害气体，易燃气体，孔内气体稀薄等，尤其在有地下水时需边抽边控，因此对漏电保护等也有特殊要求。人工钻孔灌注桩不

适用于砂土。碎石土和较厚的淤泥质土层等。

2.3 预制桩灌注桩技术性分析