软岩地区高层建筑场地桩基施工探析

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摘要：文中对软岩地区高层建筑桩基施工技术进行研究,确定桩基定点以及标准，进行桩基选型及挖孔灌注，实现群桩设计，采用垂直控制法创建桩基支护结构，结合承压水控制实现高层建筑桩基的设定。研究结果表明：桩径相同，单桩极限承载力均在5000kN以上，桩基的承压能力相对较强，并且高层建筑物下沉的问题得到了较好的解决，误差较小。

关键词：软岩地区；高层建筑；建筑场地；桩基施工；建设结构

0引言

在项目的建设过程中，场地桩基施工是十分重要且关键的环节，对于最终的建筑结果有着较大的影响［1］。软岩地区的岩面埋深起伏大，沟壑较深，且在经过多年的发育之后，溶洞和溶沟的发育并不存在特有的规律，甚至会出现大面积的多层溶洞［2］。另外，由于地下水以及地表水量均充足，所以，上下压力较大，导致承压水位不断攀升，再加之复杂的地表环境，导致此区域高层建场地桩基施工困难［3］。往往在软土地区的桩基不能依据普通桩基的设计结构来完成，而是要依据实际的情况，测定具体的桩基数据信息，结合软土地层的下陷情况［4］，确定持力层的对应位置和厚度，并做出无误差的桩基位置判断，另外，在桩基的施工过程中，还需要对软土地区水文情况进行控制与管理，避免出现下沉的状况。因此，本文提出对软土地区高层建筑场地桩基施工技术进行研究与分析，依据高层建筑环境，进行技术应用效果的验证与分析，通过不同的应用模式，加强桩基的稳定性，以此来进一步提升整体的应用效果。

1软岩地区高层建筑场地桩基施工技术探析

随着我国科技的不断发展，大型建筑的构建以及修缮技术不断提升，虽然传统的建筑技术可以达到预期的建设目标，但是，由于人们对于建筑物功能以及质量要求的提升，使得在应用过程中存在较多的问题，甚至形成关联性的经济损失。所以，面对这种情况，需要对施工技术实现创新。在日常的建筑过程中，场地桩基施工是十分重要且关键的环节，对于最终的建筑结果有着较大的影响。本文详细研究了软岩地区高层建筑场地桩基施工技术。

1.1桩基定点以及标准确定

通常情况下，在进行高层建筑施工前，均要对其桩基的结构以及整体进行设计，以来保证整个建筑结构的稳定性以及均匀性［5］。尤其是拟建类型基础的实现，更是需要严谨且精密地计算。在满足评价建筑物横向倾斜的软土地层时，还需要考虑其存在的不均匀性，并且依据上述的需求，进行布设设计，具体流程如下：其一是每一单体建筑，尤其是超高层的建筑，均需要在勘测点的附近添加对应的桩基定点。并对定点的数量进行控制，通常情况下，设定在6~10之间，由于高层建筑要大面积承压，所以，在桩基定点的设计之中［6］。另外，在此基础之上，高层建筑物的平面可以设定为矩形，正平面设定为正方形，依据建筑的层级和布局，结合时宜承压，实现双向、双排的布设，基本为不规则的形状，所以，对应的桩基定点也需要与其保持一致。一般是按照突出角的定位点或者中心点来进行确定的，并在确定之后，计算对应的中心距离，具体如下公式（1）所示：（1）式中：M表示中心距离，δ表示布设范围，a表示桩基的定点距离，b表示允许出现的极限误差。通过上述计算，最终可以得出实际的中心距离。依据中心距离，进一步明确对应桩基的中心点，随后，对中心定点的距离标准以及深度做出设定，具体如表1所示：根据表1中的数据信息，最终完成对桩基中心点距离标准的设定。完成之后，将其与桩基的定点协同一致，并将处理数值控制在实际的范围之内，完成桩基定点以及标准的确定。

1.2桩基选型及挖孔灌注

在完成桩基定点以及标准的确定之后，再依据工程实际情况，对软岩地区的高层建筑的桩基设定选型。基础选型通常较为重视桩基承压能力、承载力以及成本的控制与挑选［7］。对于高层建筑，日常会选用高强预应力的桩基管桩，这一类桩基管桩的持力层较为宽厚，适应能力相对较强，具有更强的灵活性以及稳定性，对于主楼的压力变化以及承载截面断裂，也可以最大程度降低成本。另外，此种类型的单桩承载力相对较高，并且造价低，使用的过程中不受各种条件的限制，同时适应力十分强，这在一定程度上也加快了施工的速度以及效率［8］。与此同时，高层建筑的桩基在设定时，施工设备较多，这对于桩基的处理也会出现不同程度的差异，导致产生误差，影响最终的建筑效果。对于软土地区，这种问题更加严重，底层本身硬度较弱，同时，地表水以及地下水量充足，在桩基设定的过程中，不易进行固定，缺乏支撑能力，设备作用效果也十分不明显。所以，需要选择更加贴合实际应用的桩基管桩，避免造成损害。完成桩基的选型后，再进行挖孔灌注。这是对桩基进行定形定力，起到固定的作用。单桩有着较高的双向承载力，一旦灌注之后，便十分稳固，对于施工的效率以及质量也可以进行控制，且可以提升整体的工程速度，在软土地区测定水位深度，随后，在大概0.6~2.7m的范围之内，进行人工挖孔，同时采取降水处理，避免出现地下积水的现象。随后，在此基础之上，进行钻孔灌注桩。在桩基易出现孔底沉泥、夹渣、缩颈、露筋、离析、浮浆夹层等缺陷的部分，灌注水泥，增加桩基的实际质量和重量，同时由于软土地层的基岩的起伏较大，所以，还需要对桩基加以固定，确保其可以稳定伫立，达到稳定持力层。完成桩基选型及挖孔灌注设定。

1.3群桩设计

在完成桩基选型及挖孔灌注之后，依据上述的环境，进行群桩的设定。高层建筑荷载承压力较大，但是主体的建筑结构相对较为薄弱，这对于桩基的底盘控制程度就会相对较弱，所以，需要设立群桩来增加承压面积。主体建筑在6倍桩径间距要求通常不是固定的，而是随着实际桩基中心点距离的变化而发生变化的，需要满足荷载的实际需求。将高层建筑的桩基桩径范围设定在1200~2200m之间，长径比大于25，并且每一个群桩的数量均在120根以上，这样才能确保桩基以及高层建筑物的稳定与平衡性。大直径的桩应尽量避免侧阻力软化或者基底的变形问题，这对于建筑工程实施以及未来的应用也会造成影响的。在群桩的背景之下，通过控制桩基荷载力的大小，进行承载变形特性的归纳，进而控制群桩的实际承压能力，对独立桩基的设定也具有更加深远的应用意义。

1.4垂直控制法创建桩基支护结构

在完成群桩设计之后，采用垂直控制法创建桩基支护结构。支护结构的建立在桩基的设定工作中是十分关键，不仅会对最终的建筑结果产生直接的影响，同时也会对未来的应用成本产生影响。支护结构一般与主体结构相结合施工，实际上是主体桩基结构的辅助结构，是主体桩基的一部分，在开挖阶段起到较强的保护作用。垂直控制法设置临时支护框架，同时将桩基与侧方的防护墙关联，利用结构框架中的水平梁板形成关联通道，在外围设定防护结构，由于是软土地区，为了增强承压力，可以在初始的防护结构框架中，垂直控制法添加对应的桩墙护架，与桩基的主体结构组成作用面积更大的支撑系统，形成坚固的维护形式。在垂直背景之下，建立桩基基坑的深度护栏，进一步增强对应的防护结构，实现垂直防护的统一。

1.5承压水控制实现高层建筑桩基的设定

在完成垂直控制法创建桩基支护结构的设计，再通过对承压水控制实现高层建筑桩基的设定。软土地层的地下水以及地表水均十分充足，这对于桩基的设定也会造成极大地影响，同时也会增加施工事故的发生几率。所以，需要对承压水实行更加严谨地控制与处理。可以通过以下方法解决：其一是利用设备抽取部分的水源，这种方式可以很好地达到桩基设定的效果，但是成本较高，并且十分耗时耗力，水源控制效果也不是十分明显。其二是，引流处理法，将软土地区的承压水依据特定的方向，引入对应的区域，这样可以增加桩基基坑的深度，扩大对应桩基的设定范围，增加桩基设定的指令和效率，确保工程顺利实施。

2实例分析

本案例主要对软土地区的高层建筑场地桩基施工技术应用效果的验证与分析，选取A地区为本次分析的主要对象，通过对其桩基的施工现状以及程序作出分析，以此来得出最终的分析结果，并进行探讨。

2.1A地区高层建筑桩基施工现状分析

A地区是较为典型的一处软土地区，且此地区的高层建筑数量也相对较多，具有较大的实际分析价值。某大厦在A地区的高新科技区，总建筑面积约为27万m2，建筑高度约为602m，高层建筑的设计是分为两部分，一部分为地上，共设计为127层，每一层均为独立的单元，且互为依托；另一部分则是地下部分，建设三层，主要包括地下餐厅、停车场以及地下储存室等，所以，在建筑场地桩基施工过程中，依据实际的建设要求，将桩基向下深埋大约35m，以确保高层建筑的安全性和稳定性，提升未来的实际应用质量。另外，大楼呈塔形结构，楼层平面按正方形的设计，桩基整体结构设计为三重重叠结构体系，可以最大程度地保证其内部钢筋混凝土以及核心筒的强压支撑，稳定桩基的内部框架。但是在施工的过程中，却存在较多的细节问题，影响着最终桩基施工的效果。其一是巨型支撑和腰析架的外框架不协调，主要由于桩基位置倾斜所导致的，高层建筑的建设初期，会对桩基进行的定位，这个位置需要精准且不易受到外部因素的影响，但是出现这一复杂的结构，对于桩基的构建形成一定难度的。除此之外，在软土地区，桩基沉降是常见问题，自重荷载通常约为7000kN，使得沉降的空间大幅增加。

2.2A地区桩基施工实例分析

本文通过具体案例，在明确相关的桩基施工参数以及指标之后，进行桩基设计持力层标准的设定，具体如表2所示：根据表2中的数据信息，最终可以完成对A地区持力层标准的设定。此时高层建筑场地的桩基基本为单桩，且互相之间具有一定的承压关系，完成灌注以及钻孔之后，在上述所搭建的环境之下，进行桩基承载力的计算，具体如公式2所示：（2）公式（2）中：G表示桩基承载力，χ表示实际的承载范围，A表示多层级的持力层距离。通过上述计算，最终可以得出实际的桩基承载力。依据承载力来估算桩基在A地区高层建筑施工中的实际应用情况，具体如表3所示。根据表3中的数据信息，可以得出实际的测试分析结果，具体如下：在不同的建筑物中，桩径相同，最终得出的单桩极限承载力均在5000kN以上，表明桩基的承压能力相对较强，并且高层建筑物下沉的问题得到了较好的解决，且误差较小，具有实际的应用价值。

3结语

不同于其它地貌地区，软土地区的高层建筑的施工存在较大的风险性，同时相关桩基的施工也较为困难，极易出现大型的关联事故，所以在工程实施的过程中，应对相关桩基处理技术进行完善与优化，并结合软土地区的实际地形以及地貌环境，制定具有针对性的桩基施工方案。同时，为了提升桩基整体的适应性，还可以在施工的过程中稳定持力层以及承压截面，高效地处理复杂地质条件下存在的问题，确保施工的安全性，进而保证工程实施的总质量。

参考文献

［1］王卫东，徐中华，吴江斌，等.基坑与桩基工程技术新进展［J］.江苏建筑，2021（3）：1-10.

［2］彭柏兴，贾永生，王会云，等.深厚填土下复杂岩溶场地大直径桩桩基勘察与施工措施［J］.建筑结构，2021，51（S1）：2315-2319.

［3］王卫东，吴江斌.超高层建筑桩基础的设计与工程实践［J］.建筑结构，2021，51（17）：59-66.

［4］喻敏波.不同桩型在高层建筑同一结构单元桩基施工的应用［J］.广东建材，2021，37（10）：65-66，20.

［5］俞弘，林绍良.岩溶地区高层建筑的桩基设计与施工［J］.福建工程学院学报，2020，18（3）：223-227.

［6］张展忠.桩端后注浆施工技术在建筑桩基工程中的应用分析［J］.建筑技术开发，2020，47（14）：21-22.

［7］陈金华.高层建筑工程施工中桩基础施工技术分析［J］.居舍，2020（31）：27-28，18.

［8］彭卫平，温忠义，彭禧，等.红层岩溶场地高层建筑复合地基设计［J］.建筑科学，2020，36（S1）：45-51.

作者:郭丹丹 单位:中原环保股份有限公司