高层建筑地基处理与工程质量管理探究

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摘要：经济社会的快速发展和城市人口的不断增长，要求城市规划中设计、建造大量的高层建筑，从而提高城市建筑的容积率。但是随着高层建筑高度不断增高，建筑工程对地基的要求也越来越高，地基的工程质量直接决定了高层建筑的生命周期，影响到高层建筑居民的生命财产安全。因此，高层建筑对地基的施工处理和施工质量管理就成为一个重要的课题。本文对高层建筑地基施工的技术特点和处理重点进行论述，提出高层建筑地基施工工程质量的控制手段，为高层建筑设计和施工提供参考。

关键词：高层建筑；地基处理；质量管理

1引言

高层建筑以其雄伟的外观、广阔的事业以及极高的容积率深受城市规划者、建筑设计者、普通居住者的喜爱。这种对高层住宅的需求直接推动了高层建筑行业的发展，对高层建筑工程质量控制提出了更高要求。对于高层建筑来说，地基施工的质量具有重要影响，要求施工过程中必须进行严格的质量控制。这种要求不仅符合建筑全生命周期管理的要求，也符合全社会和政府对公众生命安全保障的要求，这对于维持社会运行秩序具有重要意义。

2高层建筑地基处理和施工技术分析

现代建筑普遍具有较大的建筑规模，特别是高层建筑结构和功能都具有较高的复杂度，因此在施工方面存在较大难度。施工的难度主要表现在，建筑地基需要开挖至较深的深度，容易造成较大的施工压力。高层建筑地基要充分利用有限的平面空间，尽可能进行深挖，这就必须克服基坑测量和维护、地基渗水处理等问题，这就会导致施工过程中会出现很多困难，造成额外的工程量。高层建筑的施工工序往往很多，需要较长的工期才能完成，这就要求高层建筑地基必须具备较好的稳定性。为了确保高层建筑的稳定性和抗震性，目前主要用于高层建筑施工的建筑结构有三种，分别是框架结构、剪力墙结构以及两者相结合的建筑结构。框架结构的高层建筑通过梁和柱构成了建筑网格，对横、纵两个方向上的受力进行共同承担，能够灵活地完成建筑平面布局。但是框架结构抗震性不足，应当避免使用砌体墙承受重量。剪力墙结构的高层建筑通过墙体而不是框架，完成了纵向重力和横向剪切力的承载。这种结构由于使用了面积较大的墙体，并以此作为承载重量的主要部位，因此具有良好的抗震性能，常用于建造地震多发区域的高层建筑。通过高层建筑的施工实践，技术人员逐渐探索，将两种主流的建筑构造结合起来，从而形成了框架结构与剪力墙结构综合使用的新型建筑结构。这种综合建筑结构同时具备了两种建筑结构的优点，在承载力的分担上更加科学，同时又具备了优良的抗震性。再具体设计和施工过程中，主要通过将横向剪切力以及纵向重力由剪力墙承担，水平承载力由框架结构承担，从而保证了高层建筑结构的承载性能。目前，两种建筑结构综合运用已经成为高层建筑设计和施工的共识。对建筑结构的把握有利于理解高层建筑地基处理的重要性。建筑结构的纵向承载力最终会作用于地基，随着建筑高度的增高，这种作用力也会显著增长。针对高层建筑承载力的受力特点，目前主流的施工方式有预制桩和灌注桩两种形式。在高层建筑地基打桩基础阶段，主要使用预制桩的施工方式。预制桩主要通过锤击、静压等手段提高强度，使用的主要工具是大型打桩机。在打桩过程中要注意打桩机自重造成基坑底面不平的情况。为了解决这一问题，通常需要在施工现场铺设20CM的碎石层，从而避免大型打桩机对地面平整度的破坏。在使用履带式打桩机的时候，则需要铺设盗版以分担打桩机自身重力。使用预制桩施工能够增强高层建筑地基的稳定性，能够是地基承载更多的纵向受力。在高层建筑地基施工中还可以使用灌注桩的施工方式。在使用这一方式进行施工时，应当首先完成施工现场的地面平整工作，综合考量土方运输条件确定灌注桩施工孔位和数量。传统的灌注桩施工方式需要预先处理施工现场的排水和泥浆沟槽，随着技术发展，目前可以使用混凝土人为制造平整施工场地，在进行灌注桩钻孔和施工，提高了高层建筑地基处理和施工的效率，减少了对基坑及施工现场的环境影响。2.1夯实水泥土桩复合地基成套技术。该项技术可以利用相关机械设备或者是人工操作的方式进行成孔，应用的土质材料较为简单，只需要将其按照一定的比例与水泥进行拌和，在拌和均匀以后，采用分层处理的方式向孔内回填，并进行强力夯实，以此来构建水泥土桩。其与CFG桩较为相似，需要先在基础和桩顶间按照一定厚度要求进行褥垫层的设置，利用桩、褥垫层以及桩间土共同构建复合型地基。由于水泥自身具有较高的强度，而夯实过程中又能形成较大的密度，所以夯实水泥土桩具有较大的强度。应用该项技术进行地基处理，不仅能够有效提升地基的强度，而且不容易受到场地因素的影响，施工效率高，且成本投入低，不会产生污染问题。通过该方法能够对地下水位以上的黏性土、杂填土、素填土以及粉土等地基进行有效地处理，但需要注意的是处理深度应该在10m以内。2.2注浆加固法。这种方法主要是利用压送设备向待加固地基当中注入具有胶结作用和填充作用的浆液材料，从而达到胶结、固化土颗粒、岩层裂隙以及土层界面的效果，能够在增加地层强度的同时，将地层的渗透性有效降低，从而避免地层托换以及变形情况的出现。而按照浆体的作用形式，具体可以将注浆加固法分为劈裂注浆、压密注浆以及渗透注浆这三种形式。在实际施工中，通常会在土体当中对多种注浆加固法进行使用。此外，按照注浆工艺，还可以将注浆加固法分为套管注浆、单管注浆、埋管注浆以及布袋注浆，其中埋管注浆以及单管注浆在高层建筑的地基处理当中较为常用。在对单管注浆法进行应用时，可以将其与微型钢管混凝土桩结合应用，能够使地基承载力得到进一步地提升，在控制地基变形问题的同时，使地基不均匀地问题得到有效地改善。而埋管注浆主要在桩端存在软弱土层或者是使用人工挖孔桩时较为常用。2.3高压旋喷法。这种方法主要是通过钻机钻进，将注浆管送至既定的土层当中，然后借助高压设备进行注浆操作，利用冲击对土体进行破坏，并通过钻杆旋转及提升动作，对土粒和浆液进行拌和处理，浆液凝固以后会在土体当中形成一个具有较高的强度的固结体，使地基得到有效地加固，使地基抗剪能力得到显著的提升，并减少地基变形情况。这种处理方法在变形模量以及承载力标准值较高的地基土当中较为适用，主要用于卵石层中的软土夹层的加固。2.4砂石垫层还田技术。应用该项技术主要是为了对软土地基进行处理，通过换填工艺能够有效提升地基的强度。通常会使用中砂、粗砂、砾砂、碎石以及石屑等材料来换填浮土和软土，在进行具体施工的过程中，需要对各项控制措施进行有效地落实如此才能确保该项技术的效果。第一，要对砂垫层地面以及砂石垫层进行科学的调整，保证相同的标高，如果存在深度差异，在施工当中应该按照先深后浅的原则进行操作；第二，在进行分段施工时，要将捣实工作落实好，同时要对接头部位进行科学的处理。在使用碎石制作垫层时，需要先在基坑底部进行砂石的铺设，同时要使用碎石设置垫层，避免基层地面表层软土出现局部破坏的情况；第三，通过对夯实法、碾压法、水撼法、平振法以及插振法的合理应用，完成换填操作。2.5深层搅拌桩技术。主要根据工程设计，从地面开始使用相应地搅拌轴轮叶进行破坏，在达到设计标高以后，开启阀门向土体当中进行水泥浆的灌注，并使用搅拌头将水泥、原土体以及固化剂强制搅拌均匀，使各项材料充分混合以后产生理化反应，从而形成具有较大强度，且压缩性较小的桩体，由桩体以及桩周围构成复合地基，共同承受外部荷载。该项技术包含粉体喷搅法以及深层搅拌法。而复合地基的强度除了与水泥的抗压能力以及加固土体的性质特征有关，还和外加剂以及水泥的龄期、用量以及强度等级有关。通常水泥强度等级越高，其形成的复合地基强度就越高，将其强度等级提升10号，可以将复合地基的强度提高30%，所以，在具体施工中，要尽量选择强度等级较高的水泥。与此同时，增加水泥的用量，也会使水泥土强度得到相应地提升，而掺入比在5%以内时，对于水泥土强度不会产生太大的影响，所以，必须要保证水泥的掺入比在5%以上，通常会按照10%~15%的比例进行掺入。另外，较长的养护龄期也能够有效提升水泥土的强度，一般在养护龄期达到90天以后，其强度增长才能稳定，所以，需要将90天作为基本的龄期标准。在外加剂方面，可以对石膏、三乙醇胺以及木钙等进行使用，能够在降低水泥用量的同时，达到缓凝以及早强等效果。但在具体应用过程中，需要对环保问题保持高度的重视。

3高层建筑地基工程质量管理手段探究

对高层建筑地基处理和工程的分析指出，高层建筑工程质量管理要重点消除高层建筑地基施工的潜在风险，这种潜在的风险主要源于高层建筑地基施工工程极强的复杂性。这种复杂性不仅受到施工区域地质环境的影响，也受到施工区域所处板块特征的影响。高层建筑地基工程质量复杂的影响因素，决定了前期工程测量质量管理的重要性。同时，高层建筑地基工程作为重要的隐蔽工程，对于后续建筑工程施工具有重要影响，而且高层建筑地基的处理是不可逆的，在高层建筑工程后续工序已经开展的情况下是无法弥补和返工的，因此高层建筑地基处理质量具有很强的严重性。另外与高层建筑的其他工序相比，高层建筑地基处理需要面对更复杂的外部因素和施工困难，这些都需要在高层建筑地基处理过程中采取专门的工程质量管理手段，对高层建筑地基处理质量的管理，主要从工程测量、工程用料、打桩施工以及内部控制等方面进行。通过多维度的质量管理，能够确保高层建筑地基的稳定性与可靠性。工程测量是工程设计和施工的基础性工作，测量的准确性决定了后续工程内容的精确度。在工程测量阶段的质量管理主要目标在于，通过质量管理确保高层建筑地基工程测量数据尽可能准确、详尽，能够精确、全面地反映出施工场地的地理和环境要素。在这个过程中需要智联管理人员对工程测量仪器的精确度进行确认，对工程测量方法的有效性进行管控。工程用料是决定高层建筑地基质量的关键。面对不同的施工场地和环境，为了应对不同的设计和施工要求，需要选取合适的施工用料。这就需要质量管理人员对工程用料的材质、技术指标进行预先检查，在验货阶段对工程用料的物理和化学性能进行抽样验证，对生产和物流环节的企业资质进行严格的预先审查，在施工物料管理中建立完整、准确地物料质量管理日志。在高层建筑地基的打桩施工阶段，工程质量管理人员要格外注意施工工序和施工标准的符合度。在这个过程中，打孔和灌装时打桩施工的两个重要步骤。质量管理人员要对施工人员资质、施工器械性能着重进行检查，确保人员具备施工能力、器械相应功能保持完好。在施工过程中，工程质量管理人员要在打孔预设深度对钻孔的质量进行检查，确保孔位符合地基处理的标准要求，在关键环节要在检查合格后才能够允许开展后续工作。特别是在泥浆灌注过程中，要格外注意混凝土泥浆的原料配比和灌注质量。由于高层建筑结构复杂，地基处理和施工也不例外，因此需要不同施工部门共同配合才能够完成。这就需要完善的内部控制，确保不同施工部门之间配合默契，确保整体施工安全和质量。这就需要建立满足高层建筑施工复杂度要求的管理体系，配备相应地质量管理人员。要设置专门的工程质量监督部门和人员，对高层建筑地基处理和施工质量进行全流程管控，做好质量管理记录，从而确保高层建筑地基部门的施工安全和质量符合标准要求。除此之外，施工企业必须要认识到施工人员对于高层建筑地基处理质量的影响，要对施工团队加强建设，首先，要对高素质的施工人员进行积极的引入，不断提升施工团队的整体水平，使其能够满足工程施工的相关要求；其次，要对现有施工人员加强培训教育工作，要通过定期的培训以及技术交流等方式，提高施工人员的专业水平，使其专业素养能够满足工程施工的实际需要，确保施工操作的规范性，有效提升工程的施工质量。最后，要对施工人员加强思想政治教育，要通过良好的思想教育工作，让施工人员认识到地基处理工作对于施工质量和施工安全的影响，并且要配合责任制度以及奖罚制度，不断提高施工人员的责任意识，使其能够在施工过程中自主落实质控措施，为工程施工的有序开展提供支持。

4结语

高层建筑地基处理作为一项具有较高复杂度的系统工程，受到多方面条件的制约，在施工过程中需要解决多重问题和困难。因此，在高层建筑地基处理施工中必须加强质量管理，从源头上消除可能存在的问题和隐患，确保隐蔽工程的质量，杜绝违章操作带来的危险。质量管理人员要充分认识高层地基处理的重要性，只有建设了稳固的地基，才能够确保高层建筑的稳定性和安全性。

参考文献：

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作者:尹烨 单位:太原市建设工程质量站