浅析高层建筑基础工程施工技术

摘要：基础工程作为高层建筑质量控制的基础，其质量的提高，对于建筑工程整体质量有着重要的影响。本文结合多年施工经验，浅析高层建筑基础工程施工技术。

关键词：高层建筑；基础工程；施工技术

高层建筑对地基基础的稳定性和坚固性要求很高，高层建筑随着高度的增加和地下空间的开发利用，基础埋深越来越大，施工复杂性日益突出。这就对高层建筑基础工程提出了更高的要求。本文结合多年施工经验，浅析高层建筑基础工程施工技术。

一.高层建筑基础工程的特点

高层建筑层数多、建筑高、荷载重、面积达、造型复杂，主楼与裙房高低悬殊，在结构上要求埋置一定深度，在使用上要求设置多层地下室，这些高层建筑的特点结合各地不同的水文地质条件，构成了高层建筑基础的特殊性。高层建筑基础的特殊性主要有以下几点：

①基础必须能提供较大的竖向和水平承载力

高层建筑的重量随其层数的增加而增加，基础的竖向荷载大而集中。同时，风荷载和地震作用引起的倾覆力矩成倍增长。因此高层建筑要求其基础结构必须能承受较大的竖向和水平荷载，确保建筑物在风荷载和地震作用下具有足够的稳定性，并使建筑物的沉降和倾斜控制在允许的范围内。

②基础埋深大，基础工程施工复杂

为满足高层建筑稳定性和利用地下空间的要求，基础结构埋深大，因为开挖深度大，带来了许多复杂的基础工程施工问题。如深基坑支护、地下水控制、土方开挖、大体积混凝土基础施工等。

③施工环境效应问题多

高层建筑常建于城市建筑物和人口密集处，打桩和深基坑施工对周围环境影响大。打桩会产生挤土效应，打桩的噪声和振动影响居民的生产、工作、学习和安居，深基坑开挖和降水会危及临近建筑物、道路和地下管线的安全，必须采取经济合理而有效的环保措施。

④基础结构大体积混凝土施工难度大

大体积混凝土施工养护期间和后期可能产生的温度裂缝、收缩裂缝必须进行预防和控制。如果措施不力产生过多裂缝，将危及基础结构的正常使用和工程寿命，或影响其抗渗透、抗侵蚀性能而成为不可补救的缺陷。

二.基础类型与施工方案的选择

1.高层建筑基础类型

高层建筑基础的常用形式高层建筑因荷载很大，通常采用底面积较大的天然地基基础形式或深基础形式。常用的基础形式有梁式基础、筏形基础、箱形基础、桩基础、地下连续墙基础，以及这些基础的联合使用。

①钢筋混凝土梁式基础，这种基础一般设置在柱列下或剪力墙下，适用于地基承载力较高而上部结构不是很高、荷载不是很大、没有地下室的情况。

②交叉梁式基础，它是用两个方向的梁式基础把柱纵横互相联系起来。适用于地基承载力较高而上部结构荷载不是很大、没有地下室的情况。

③筏形基础，它是由钢筋混凝土组成的覆盖建筑物全部底面积的连续底板构成。筏形基础的平面尺寸应根据地基土的承载力、上部结构的布置及其荷载的分部等因素确定：筏形基础又有平板式和梁板式两种类型。有地下室和没有地下室的情况均适用。

④箱形基础，基础的整体外形如箱，由钢筋混凝土底板、顶板和纵横墙体组成一个整体结构。这种基础刚度很大，可减少建筑物的不均匀沉降。高层建筑一般设地下室，可结合使用要求设计成箱形基础。

⑤桩基础，由设置于土中的桩和承接基础结构和上部结构的承台组成。桩有预制桩、灌注桩、人工挖孔桩（墩）和钢桩。

⑥地下连续墙，这是在土中钻、挖、冲孔成槽，在槽内安放钢筋网（笼）、浇筑混凝土而形成的一种地下钢筋混凝土墙体。它的适用范围很广，如建筑物地下室、水池、设备基础、地下铁道、船闸、护岸、防渗墙等，均可采用地下连续墙。

⑦联合基础，桩基础与箱形基础联合使用，桩基础与片筏基础联合使用，以及其他基础形式的联合使用。

2.施工方案的选择

高层建筑基础的类型和施工方案的选择二者有着密切的关系，因此必须做好施工与设计的有机结合，选定几个施工方案，通过讨论、试验和论证比较，择优选用。

①高层建筑基础形式的选择与一般要求

高层建筑的基础选型应考虑以下条件综合各方面因素选定：

a.上部结构的类型、整体性和结构刚度；

b.地下结构使用功能要求；

c.地基的工程地质条件；

d.抗震设防要求；

e.施工技术、基础造价和工期；

f.周围建筑物和环境条件。

在进行高层建筑基础方案选择时，应进行多种基础方案的分析比较，选择出既安全可靠又经济合理的基础形式。

一般情况下，高层建筑应采用整体性好、能满足地基承载力和建筑物容许变形要求并能调节不均匀沉降的基础形式。工程地质条件是选择基础类型的重要依据。对于一般场地，当建筑物不太高，地基土层承载力较高、压缩性低，或基岩就在地表时，可选择天然地基梁式基础或筏形基础；若基底下仍有一定厚度（3～5m）黏性土层时，应首先考虑箱形基础或筏形基础加大埋深，再考虑桩箱、桩筏以硬土层为持力层；场地地震基本烈度大于等于7度，浅部又存在可液化土层时，应采用桩基穿透可液化层，支承在非液化土层中；当地基土承载力不足、土层厚薄不均、存在较大的地基沉降或不均匀沉降时，应选择与桩基组合成联合基础。

②基础施工方案的选择

高层建筑基础施工方案的选择，要根据基础形式、基础埋深、水文地质和周围环境而定，并通过技术经济比较，选择最优方案。主要考虑一下几点：

a.当基础工程周围无建筑物，且深度较浅又有足够场地时，可采用放坡开挖。

b.当基础较深，且周围无足够场地又不允许放坡开挖时，则应选用切实可行的挡土和支护措施。

c.当地下水位较高时，应根据地下水位情况，采取适当的降水措施，保证基础的正常施工。

d.桩基础施工时，可根据桩的形式选用合适的施工工艺及相应的施工机械，应尽量克服振动和噪声大的问题。

e.高层建筑采用筏形基础或箱型基础，往往都有较厚的钢筋混凝土底板，均属于大体积混凝土范畴。因此，在确定施工方案时应采取有效的措施控制温度应力和收缩裂缝，以保证工程质量。

三.高层建筑基础工程施工技术

根据上述基础的特点 高层建筑基础施工必须解决好以下四大难题：

1.长桩打设问题

不仅要使桩沉到规定的标高，而且打桩不能造成对邻近建筑物和地下管线的破坏。沉桩产生的噪声不能影响环境的安宁。

①为了减少桩的挤土与振动，对于予制桩可采用钻打结合的施工工艺，或者采用钢管桩及钻孔灌注桩工艺。

②为了减少打入桩对周围环境的影响，可采用一些减少沉桩对土体的冲击、振动和挤压，以及设法在土中创造排水条件。如设法增加单桩设计长度，增大桩基边缘与周由建筑间的距离，合理确定打桩顺序，采取边打边监测，打打停停的施工工艺。在桩和周围建筑间设置各种隔断（钢板桩、地下连续墙、旋喷加固壁、泥浆沟槽、砂沟）以阻挡挤土和振动的传播。采用袋装砂井或塑料排水板，加速地基土固结，减少建筑物沉降。

2.降低地下水

在基坑开挖过程中，采用各种类型的井点降水，可以达到降低地下水位，疏干基坑，稳定边坡，防止流砂和便于开挖的目的。

为了减少降水对周围建筑、管线的影响，可采用以下措施：

①采用密封形的挡土墙，如地下连续墙、锁口钢板桩、深层搅拌桩等，使坑外水位尽量维持在原来水位上。

②采用井点降水与回灌相结合的技术。

③根据工程实际情况，适当地调整井点管埋深。

3.深基坑挡土

基坑开挖，除在郊外空地施工可采用自然放坡外，一般需要对坑壁采取挡土措施。

①采用悬臂板桩、拉锚板桩和支撑板桩。

②采用水泥土深层搅拌桩、钢筋硷钻孔桩。

③土层锚杆及地下连续墙。

4.大体积砼的施工

为了保证砼的浇灌强度不发生超初凝时间的“冷缝”，以及大量水化热情况下，基础砼不发生温度裂缝及收缩裂缝，可采取：

①采用商品砼多站多泵连续浇筑。

②加强保温养护和信息控制。如：降低砼的入模温度，采用低水化热水泥，在砼表面铺土、砂，灌水养护或加盖塑料薄膜和草袋等，防止底板裂缝的出现。

参考文献：

[1]陈中华，高层建筑基础工程技术管理[J]，中国建筑工业，2007（4）.

[2]李金华，建筑桩基技术规范及实施[J]，建筑科技，2008（5）.

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