关于高层建筑基础施工技术

[摘 要]随着城市化建设步伐的加快,现在城市建设中出现高层建筑越来越多建筑领域内也出现了不少新结构、新材料和新工艺,这些都为现代高层建筑的发展提供了有利条件.本文主要对高层建筑基础施工技术方面进行了分析探讨.

[关 键 词]高层建筑基础施工技术

一、高层建筑基础施工技术

高层建筑基础工程约占建筑物土建总造价的20—30％,占总工期的30～40

％左右.高层建筑基础施工有如下特殊性：

(1)基础埋置较深.根据《钢筋混凝土高层建筑结构设计与施工规程》规定,基础埋置深度,天然地基时应为建筑高度的1／12；桩基时应为建筑高度的1／15,桩长不计在埋置深度以内.且充分利用地下空间,高层建筑一般将地下室建成三一四层,深达20多米,所以深基础工程已成为建造高层建筑的必要条件.

(2)深基坑工程的设计与施工风险较大.高层建筑在城市鳞次栉比,施工场地狭窄.由于邻近建筑及四周市政工程设施的安全和保护,对基坑工程的稳定和位移要求很严,而基坑工程在施工过程中大部分是临时工程.深基坑的开挖与支护,这是地下工程极其富有变化的领域,它包含土力学强度与稳定问题、位移变形问题、土与支护结构相互作用问题以及环境岩土工程问题.这些问题随着岩土性质不同而差异很大.设计施工不当,极易发生基坑工程事故.土方工程包括大量土方挖运和拆除支护以及回填,有的工程土方量很大,如何挖运是重要内容.拆除支护支撑,也是在设计方案中应考虑的问题.

(3)大体积混凝土的施工.箱基和筏基的底板较厚,特别是厚筏板其底板混凝土常达3—4m厚.大体积混凝土施工的关键是施工方法、施工技术措施问题,如何能不间断地一次浇筑大量的混凝土,并能控制水泥水化热所引起的混凝土升温、降温及收缩各阶段产生的裂缝,是大体积混凝土施工的重点.

(4)须正确处理好主房与裙房的基础关系.由于建筑功能的需要,高层建筑往往设置主楼与裙房,并必须连结在一起.主楼高裙房低,沉降不同.因此在设计与施工时,必须防止两者间产生较大的差异沉降,并应符合规范要求.高层建筑常用的基础形式有：十字交叉条形基础、筏板基础、箱形基础、桩基础和复合基础.为了保证基础的稳定性,防止基础滑移,高层建筑基础工程施工时,必须解决人工地基、降低地下水位、支护工程、基础混凝土浇筑以及防止基础施工影响邻近建筑和地下管道等问题.高层建筑的基础施工主要有降水及土方开挖、基坑的支护、基础混凝土浇筑等工作.

二、高层建筑施工过程的技术优化

在地基施工时要根据现场环境和施工结构的特点对施工技术进行优化,缩短地基施工时间为工程项目的总体施工时间创造有利条件.高层建筑还具有施工作业面小,空中作业条件差的特点,这主要是由于高层建筑的垂直运输相对困难,如按照常规的施工进度,很难做到按时完工,这就需要利用现代的科技手段采用机械运输以提高材料的运输效率,在采用了机械化运输后,工程材料的运输时间可以缩短,施工的速度也有了很好的保障,并且减少了现场施工的作业量.高层建筑的施工管理上要实行总承包制管理,总承包制管理可以全面的调配施工作业时间和空间的利用效率,其主要施工管理的重点是在施工中利用施工技术和管理手段来缩短作业时间和作业空间,由于高层建筑具有施工作业面狭小的特点,所在施工时必须由下而上逐层的进行施工,利用这一特点采取垂直向上的施工,通过完备的组织和工种的协调,做好施工工序的合理安排,使各工种都能高效有序的进行施工,形成立体空间的流水作业,这就可以大大的加快施工速度,减少施工周期.

三、混凝土工程施工技术

影响混凝土抗压强度的主要因素是水泥强度和水灰比要控制好混凝土质量最重要的是控制好水泥和混凝土的水灰比两个主要环节.混凝土质量控制包含两个基本内容：一是混凝土要达到设计要求的质量标准；二是在满足设计要求的质量指标前提下尽量降低成本,这两条要求实际上是尽量降低混凝土的标准差.混凝土的强度有一定离散性,这是客观的,但通过科学管理可以控制其达到最小值,因此混凝土标准差能反映施工单位的实际管理水平,管理水平越高,标准差越小.可以说,混凝土质量控制实质上是标准差的控制.实际上控制标准差应从以下几个方面人手：

(1)设计合理的混凝土配合比.合理的混凝土配合比由实验室通过实验确定,除满足确定、耐久性要求和节约原材料外,应该具有施工要求的和易性.因此要实验室设计合理的配比,必须提供合格的水泥、砂、石.水泥控制强度,砂控制细度、含水率、含泥量等,石控制含水率及含泥量等.只有材料达到合格要求,才能做出合理的混凝土配合比,才能使施工得以正常合理的进行,达到设计和验收标准.

(2)正确按设计配合比施工.按施工配合比施工,首先要及时测定砂、石含水率,将设计配合比换算为施工配合比.其次,要用重量比,不要用体积比,最后,要及时检查原材料是否与设计用原材料相符,这要求供方提供两份同样材料,一份提供给实验室,一份给工地,工地收料人员应按样本收料,如来料与样本不符,应马上向上级汇报,及时更改配合比(材料不合格不收料除外).

(3)加强原材料管理.混凝土材料的变异将影响混凝土强度.因此收料人员应严把质量关,不允许不合格品进场,另外与原材料不符及时汇报,采取相应措施,以保证混凝土质量.

(4)进行混凝土强度的测定.以28d强度为准,为施工简便和质量保证,一般做7d试块等,以对混凝土强度尽量根据其龄期测定其发展,以明确其质量.

四、施工技术措施

4．1灌注桩的施工控制

(1)泥浆及清孔控制.泥浆在钻孔过程中的各项指标控制着钻孔的效率和成孔质量,泥浆性能差则会降低桩基承载力.因此泥浆应根据情况进行配置,并应在钻孔过程中进行调整,使泥浆既要达到护壁防止塌孔、有效地悬浮钻渣的双重效果,同时力争最大限度的降低成桩后泥皮对桩基的承载力的影响.桩底沉渣是影响桩顶沉降的直接因素,也影响着桩基极限承载力,因此严格控制桩底沉渣厚度就显得尤为重要.大直径深长钻孔灌注桩必须至少进行两次清孔才可以有效地减小沉渣厚度.

(2)成孔成桩时间以及混凝土浇筑控制.成孔成桩时间长短会很大程度上影响钻孔灌注桩承载力,所以要加强和改进施工管理、工艺,选择合适的施工机具,加快工序衔接,完善灌注方法,在较短时间内成孔成桩.钻孔灌注桩因其水下浇筑混凝土的方式,容易产生离析、缩颈、夹泥、断桩等质量问题,这将对其承载力产生极大的影响.严格按照规范施工,加强混凝土浇筑控制成为必要程序,否则,承载力损失将远大于泥皮、沉渣等所造成的影响.

4．2后压浆技术

对于大直径钻孔灌注桩施工技术,持力层扰动一般在成孔过程中难以规避,并且孔底经常残留部分沉渣,导致持力层状态发生变化.同时,桩端阻力往往由于沉渣形成的“软垫效应”而不能充分发挥出来.后压浆技术是在已完成的钻孔桩桩底和桩侧进行压浆,以达到胶结同化桩底沉渣和改善桩土界面条件,提高单桩承载力的目的.近几年来,随着桩基工程技术的迅速发展,后压浆技术显示了其强有力的优势,也使得其在工业与民用建筑中的应用范围越来越广泛.

4．3改变桩型

几何外形是影响桩身承载力的主要因素之一.直身桩型本身限制了桩侧摩阻力的发挥,随着技术和经验的进一步发展,现在有三种新的桩型：多支承力盘桩、凹凸桩及变截面桩.前两种桩型一般不适用于大直径深长钻孔灌注桩,后一种桩型在大直径深长钻孔桩中有所应用.

五、结束语

在建筑领域内也出现了不少新结构、新材料和新工艺,这些又为现代高层建筑的发展提供了有利条件.高层建筑基础施工技术关系到基础工程的质量,对整个工程的顺利开展有重要的影响.施工人员在进行施工作业时,需要在科学理论的指导下进行操作,同时要结合工程实践,结合施工经验,采取切实可行的施工方案,保证施工质量.