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摘要：由于桩基础对于高层建筑各种结构型式以及地质条件的广泛适应性，所以桩基础已经成为高层建筑的主要基础形式。本文结合实际的施工经验，浅析高层建筑不同地质的桩基选型及施工。
关键词：高层建筑；地质；桩基选型；施工
高层建筑的特点是高，由此导致一方面竖直荷载大而集中；另一方面重心高，对倾斜十分敏感，且在风和地震水平荷载作用下会产生巨大的倾覆力矩，故其对基础的承载力、稳定性和差异沉降要求很高。因此，在建造高层建筑时，若采用天然地基土的浅基础，即使是整片基础亦往往不能满足上述要求，而桩基础则以其巨大的承载潜力和抵御复杂荷载的特殊本领以及对各种地质条件的良好适应性，而成为高层建筑的理想基础形式。超常的竖向与水平承载力和刚度，以及良好的整体性。本文结合实际的施工经验，浅析高层建筑不同地质的桩基选型及施工。
一、高层建筑桩型选择的地质原则
选择桩型的时候，地质条件往往是首先要考虑的因素，也是比较复杂的问题。总的原则是两条：第一，所选桩型应是既定地质条件下能符合上部结构要求(承载力与沉降)的最为经济有效的，即先进性；第二，所选桩型在该地质与环境条件下是可以施工的，质量是有保障的，即可行性。
举例来说，当基岩或密实的卵砾石层埋藏不很深时，当首先考虑端承桩，为充分发挥桩端(持力层)的承载潜力，应选用大直径、高强度、质量确保(特别是对单桩—柱基)并能清基、嵌岩的桩型；倘若建筑物荷载并不很大或不很集中(柱距较小)，亦可利用残积层作为桩基持力层，从而选用直径较小的桩型。
当基岩埋藏很深(例如超过l00m)时，则只能考虑摩擦桩，但必须使桩很好地支承于具有足够厚度的性能良好的持力层(中密以上砂层或硬塑粘性土)，以保证高层建筑不致产生过大的沉降。若持力层埋藏很深，应考虑钻孔桩的施工能力或打入桩的贯入能力和桩身强度，若不深处有足够厚度的良好持力层(中密砂层或硬塑粘性土)，可考虑选用短桩或扩底桩。
二、岩溶地质上高层建筑的桩基选型及施工
1、工程概况
某工程为框支剪力墙带转换层结构，地上30层，地下两层，1～3层为商业用房，5 层及以上为小户型住宅。檐口标高为96. 9 m ，梁最大跨度为8. 5 m；总荷重为520 000 kN ，最大柱荷载标准值约18000 kN；占地面积超过2800 m2，总建筑面积约2. 3 万m²。岩面起伏大，高差约达9 m。灰岩溶洞比较发育，地质勘察时灰岩区钻孔9个，有5个钻孔发现溶洞，见洞率为56 %。粘土夹碎石层厚薄不均，最薄处仅 1. 6m ，最厚处约15 m。
2、桩基的选型
建设单位考虑到本工程系高层建筑，其特点是重量大，对地基的附加应力影响深、范围广，对地基土的承载力要求高，为规避风险，确保建筑物安全，最后认定最稳妥的钻孔灌注桩基础，决定按照桩端在基岩的大直径钻孔灌注桩进行设计。
确定了钻孔灌注桩方案后，设计单位分别在砾岩、泥岩、灰岩区各安排2 根共计6 根试桩。设计单桩承载力特征值2900～5 030 kN，要求单桩竖向抗压静载试验检测时最大加载值为 6960～12720 kN。试桩施工完成后，进行静压检测，试验结果满足设计要求。
3、岩溶发育地段钻孔灌注桩的施工难点
桩基工程施工前的施工组织设计时，特别要求做到两点:一是安排有在灰岩工程地质条件下施工经验的施工技术人员组成项目部；二是针对该工程施工中的重点和难点问题作出相应预案，以确保施工质量。
由于岩溶发育地段的特点是有溶洞、溶沟、溶槽或土层裂隙大，在灰岩区进行钻孔灌注桩施工中，遇到了施工前所预料的在岩溶发育地区进行钻孔灌注桩施工可能出现的几种异常情况，都是按照在施工组织设计提出的处理方案实施的。有 4 根桩钻进过程中漏浆严重，流失泥浆的速度快于补浆的速度，造成洞口塌方，使洞口周围的石块、混凝土块纷纷落入洞内，导致回旋钻机无法施工，只得改用冲击钻进行钻进施工。有2根桩2台钻机同时施工，由于岩层中有溶洞、溶沟或溶槽，钻进过程搅动的原因，使 2 个相距 20 m 左右的孔洞串通了。根据施工单位的施工经验，这种情况若采用黄粘土封堵是封堵不住的，于是采用低标号混凝土堵住 1个孔洞，待混凝土初凝后，进行另1 根桩的施工，然后再用冲击钻进行用混凝土封堵过的桩施工。有1根φ1 200 的桩，超前钻揭示其持力层(灰岩)以上有3个溶洞，钻进过程中要穿透3个溶洞的3个厚度分别为 0. 6、 0. 9、 1. 4 m 的顶板层，由于岩层质地坚硬，为钻进到设计深度，钻进时间长达5 d 17 h ，钻头被磨坏而更换了4 次。由于溶洞、溶沟、溶槽的原因，有的桩钻进过程中漏浆虽采取补浆堵住了，但浇筑混凝土时还是出现混凝土大量流失现象。根据地勘和设计单位意见，遇到浇筑混凝土大量流失时，采取连续浇灌混凝土直到成桩的办法。这样，在灰岩区的58根桩混凝土流失量计达超过840 m³。例如:1根桩理论混凝土用量为27. 4 m³，实际浇筑混凝土量301. 5 m³，超灌混凝土达 272. 7 m³；1根桩理论混凝土用量5. 62 m³，实际浇筑混凝土量220 m³，超灌混凝土达214 m³；1根桩理论混凝土用量为 5. 38 m³，实际浇筑混凝土量111 m³，超灌混凝土达105 m³。
三、软土地基中高层建筑桩基的选型及施工
1、工程概况
某高层由52层塔楼、17层、6层附楼及3层地下室组成，主体结构地面以上高度183m，附楼单位荷重820kN/m²，对差异沉降敏感。
2、场地工程地质条件
场地工程地质条件为软土地质，在人工填土层为褐红、褐灰色，以含砂粉质粘土和粉土为主，含石英砂10%-30%，部分地段中部存在填石夹层，底部含植物土耕作层，稍湿一湿，松散状态。层厚4.00-11.7m，层底埋深4.00-11.7m。而含有机质粉砂层则为深灰-黑色，可见少量炭化木和粘性土，很湿-饱和，松散状态为主，部分呈稍密状态，局部相变为中砂，层厚0.50-3.50m，层顶埋深4.00-6.60m。
3、桩基选型
根据场地岩土工程特点以及高层建筑对荷载的要求，选择冲孔灌注桩基础，以微风化粗粒花岗岩作为桩端持力层，17层及6层附楼桩基础拟选方案为人工挖灌注桩基础，以强化粗粒花岗岩作为持端持力层。根据工程进度安排，基础的塔楼和副楼施工应同时进行。
4、施工分析
人工挖孔灌注桩是干作业施工，需要作大降深的人工降水，本工程附楼若采用人工挖灌注桩且以强风化岩作为桩端持力层时，桩端位置大致在±0.00以下30m左右，也就是桩孔内的降水需要达到﹣30m位置。在这种情形下，由此将在较长的一段施工期间内导致其影响半径范围内地下岩土体的失水而形成较大的地下水降落漏斗，使土体有效应力增加，土体将产生因固结而引起的附加沉降，这种沉降是不可恢复的，会对周边建筑物及道路造成损害甚至危及建筑物的安全。
减小、控制人工降水对周围建筑物不利影响的措施有：设地下水回灌井，也就是在需要保护建筑物一侧按一定间隔布设地下水回灌井，通过回灌水来补充该方向上地下水的损失，人工回补、减少地下水位的损失，以减少、控制挖孔桩降水对周围建筑物的不利影响。除此之外还要做好周边建筑物的沉降、位移观测的工作。
冲孔灌注桩施工则具有不受场地地下水及硬夹层影响，单桩承载力大等优点，但施工过程中桩底沉渣较难清除，产生大量泥浆，对场地环境污染影响较大，施工噪音也较大，会影响周边居民的生活，施工成本较高，而玩玩由于操作失误，设备不良及水文地质条件等的影响，容易发生断桩现象，造成重大工程事故。所以在施工过程中要对断桩的采取必要的预防措施。
四、结束语
桩基工程的设计与工程建设质量关系重大，同时也直接与工程建设的投资、 建设速度、社会综合效益有关。合理选择桩型是工程设计一項极为重要的工作。设计人员应根据上部结构的类型、荷载大小、地质情况、施工条件、设计单桩承载力、沉桩设备、建筑场地环境等因素，通过技术经济比较进行综合分析，选择经济合理、安全适用的桩型。
关键词：高层建筑；地质；桩基选型；施工
高层建筑的特点是高，由此导致一方面竖直荷载大而集中；另一方面重心高，对倾斜十分敏感，且在风和地震水平荷载作用下会产生巨大的倾覆力矩，故其对基础的承载力、稳定性和差异沉降要求很高。因此，在建造高层建筑时，若采用天然地基土的浅基础，即使是整片基础亦往往不能满足上述要求，而桩基础则以其巨大的承载潜力和抵御复杂荷载的特殊本领以及对各种地质条件的良好适应性，而成为高层建筑的理想基础形式。超常的竖向与水平承载力和刚度，以及良好的整体性。本文结合实际的施工经验，浅析高层建筑不同地质的桩基选型及施工。
一、高层建筑桩型选择的地质原则
选择桩型的时候，地质条件往往是首先要考虑的因素，也是比较复杂的问题。总的原则是两条：第一，所选桩型应是既定地质条件下能符合上部结构要求(承载力与沉降)的最为经济有效的，即先进性；第二，所选桩型在该地质与环境条件下是可以施工的，质量是有保障的，即可行性。
举例来说，当基岩或密实的卵砾石层埋藏不很深时，当首先考虑端承桩，为充分发挥桩端(持力层)的承载潜力，应选用大直径、高强度、质量确保(特别是对单桩—柱基)并能清基、嵌岩的桩型；倘若建筑物荷载并不很大或不很集中(柱距较小)，亦可利用残积层作为桩基持力层，从而选用直径较小的桩型。
当基岩埋藏很深(例如超过l00m)时，则只能考虑摩擦桩，但必须使桩很好地支承于具有足够厚度的性能良好的持力层(中密以上砂层或硬塑粘性土)，以保证高层建筑不致产生过大的沉降。若持力层埋藏很深，应考虑钻孔桩的施工能力或打入桩的贯入能力和桩身强度，若不深处有足够厚度的良好持力层(中密砂层或硬塑粘性土)，可考虑选用短桩或扩底桩。
二、岩溶地质上高层建筑的桩基选型及施工
1、工程概况
某工程为框支剪力墙带转换层结构，地上30层，地下两层，1～3层为商业用房，5 层及以上为小户型住宅。檐口标高为96. 9 m ，梁最大跨度为8. 5 m；总荷重为520 000 kN ，最大柱荷载标准值约18000 kN；占地面积超过2800 m2，总建筑面积约2. 3 万m²。岩面起伏大，高差约达9 m。灰岩溶洞比较发育，地质勘察时灰岩区钻孔9个，有5个钻孔发现溶洞，见洞率为56 %。粘土夹碎石层厚薄不均，最薄处仅 1. 6m ，最厚处约15 m。
2、桩基的选型
建设单位考虑到本工程系高层建筑，其特点是重量大，对地基的附加应力影响深、范围广，对地基土的承载力要求高，为规避风险，确保建筑物安全，最后认定最稳妥的钻孔灌注桩基础，决定按照桩端在基岩的大直径钻孔灌注桩进行设计。
确定了钻孔灌注桩方案后，设计单位分别在砾岩、泥岩、灰岩区各安排2 根共计6 根试桩。设计单桩承载力特征值2900～5 030 kN，要求单桩竖向抗压静载试验检测时最大加载值为 6960～12720 kN。试桩施工完成后，进行静压检测，试验结果满足设计要求。
3、岩溶发育地段钻孔灌注桩的施工难点
桩基工程施工前的施工组织设计时，特别要求做到两点:一是安排有在灰岩工程地质条件下施工经验的施工技术人员组成项目部；二是针对该工程施工中的重点和难点问题作出相应预案，以确保施工质量。
由于岩溶发育地段的特点是有溶洞、溶沟、溶槽或土层裂隙大，在灰岩区进行钻孔灌注桩施工中，遇到了施工前所预料的在岩溶发育地区进行钻孔灌注桩施工可能出现的几种异常情况，都是按照在施工组织设计提出的处理方案实施的。有 4 根桩钻进过程中漏浆严重，流失泥浆的速度快于补浆的速度，造成洞口塌方，使洞口周围的石块、混凝土块纷纷落入洞内，导致回旋钻机无法施工，只得改用冲击钻进行钻进施工。有2根桩2台钻机同时施工，由于岩层中有溶洞、溶沟或溶槽，钻进过程搅动的原因，使 2 个相距 20 m 左右的孔洞串通了。根据施工单位的施工经验，这种情况若采用黄粘土封堵是封堵不住的，于是采用低标号混凝土堵住 1个孔洞，待混凝土初凝后，进行另1 根桩的施工，然后再用冲击钻进行用混凝土封堵过的桩施工。有1根φ1 200 的桩，超前钻揭示其持力层(灰岩)以上有3个溶洞，钻进过程中要穿透3个溶洞的3个厚度分别为 0. 6、 0. 9、 1. 4 m 的顶板层，由于岩层质地坚硬，为钻进到设计深度，钻进时间长达5 d 17 h ，钻头被磨坏而更换了4 次。由于溶洞、溶沟、溶槽的原因，有的桩钻进过程中漏浆虽采取补浆堵住了，但浇筑混凝土时还是出现混凝土大量流失现象。根据地勘和设计单位意见，遇到浇筑混凝土大量流失时，采取连续浇灌混凝土直到成桩的办法。这样，在灰岩区的58根桩混凝土流失量计达超过840 m³。例如:1根桩理论混凝土用量为27. 4 m³，实际浇筑混凝土量301. 5 m³，超灌混凝土达 272. 7 m³；1根桩理论混凝土用量5. 62 m³，实际浇筑混凝土量220 m³，超灌混凝土达214 m³；1根桩理论混凝土用量为 5. 38 m³，实际浇筑混凝土量111 m³，超灌混凝土达105 m³。
三、软土地基中高层建筑桩基的选型及施工
1、工程概况
某高层由52层塔楼、17层、6层附楼及3层地下室组成，主体结构地面以上高度183m，附楼单位荷重820kN/m²，对差异沉降敏感。
2、场地工程地质条件
场地工程地质条件为软土地质，在人工填土层为褐红、褐灰色，以含砂粉质粘土和粉土为主，含石英砂10%-30%，部分地段中部存在填石夹层，底部含植物土耕作层，稍湿一湿，松散状态。层厚4.00-11.7m，层底埋深4.00-11.7m。而含有机质粉砂层则为深灰-黑色，可见少量炭化木和粘性土，很湿-饱和，松散状态为主，部分呈稍密状态，局部相变为中砂，层厚0.50-3.50m，层顶埋深4.00-6.60m。
3、桩基选型
根据场地岩土工程特点以及高层建筑对荷载的要求，选择冲孔灌注桩基础，以微风化粗粒花岗岩作为桩端持力层，17层及6层附楼桩基础拟选方案为人工挖灌注桩基础，以强化粗粒花岗岩作为持端持力层。根据工程进度安排，基础的塔楼和副楼施工应同时进行。
4、施工分析
人工挖孔灌注桩是干作业施工，需要作大降深的人工降水，本工程附楼若采用人工挖灌注桩且以强风化岩作为桩端持力层时，桩端位置大致在±0.00以下30m左右，也就是桩孔内的降水需要达到﹣30m位置。在这种情形下，由此将在较长的一段施工期间内导致其影响半径范围内地下岩土体的失水而形成较大的地下水降落漏斗，使土体有效应力增加，土体将产生因固结而引起的附加沉降，这种沉降是不可恢复的，会对周边建筑物及道路造成损害甚至危及建筑物的安全。
减小、控制人工降水对周围建筑物不利影响的措施有：设地下水回灌井，也就是在需要保护建筑物一侧按一定间隔布设地下水回灌井，通过回灌水来补充该方向上地下水的损失，人工回补、减少地下水位的损失，以减少、控制挖孔桩降水对周围建筑物的不利影响。除此之外还要做好周边建筑物的沉降、位移观测的工作。
冲孔灌注桩施工则具有不受场地地下水及硬夹层影响，单桩承载力大等优点，但施工过程中桩底沉渣较难清除，产生大量泥浆，对场地环境污染影响较大，施工噪音也较大，会影响周边居民的生活，施工成本较高，而玩玩由于操作失误，设备不良及水文地质条件等的影响，容易发生断桩现象，造成重大工程事故。所以在施工过程中要对断桩的采取必要的预防措施。
四、结束语
桩基工程的设计与工程建设质量关系重大，同时也直接与工程建设的投资、 建设速度、社会综合效益有关。合理选择桩型是工程设计一項极为重要的工作。设计人员应根据上部结构的类型、荷载大小、地质情况、施工条件、设计单桩承载力、沉桩设备、建筑场地环境等因素，通过技术经济比较进行综合分析，选择经济合理、安全适用的桩型。