關(guān)于建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)的分析

劉寶民

（中鐵建工集團(tuán)有限公司　北京　100000）

關(guān)于建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)的分析

劉寶民

（中鐵建工集團(tuán)有限公司北京100000）

承受建筑物全部重量的地基是位于建筑物底部的基底地層，樁基礎(chǔ)則是位于地基和建筑物之間，是支撐建筑物的一個(gè)重要部分。本文以高層建筑為切入點(diǎn)，闡述了地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)的概念，詳細(xì)分析了在土建施工中地基處理容易出現(xiàn)的問(wèn)題，分別探討了地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)的土建施工技術(shù)，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)的施工工作起到一定參考作用。

高層建筑；地基基礎(chǔ)；樁基礎(chǔ)；土建施工

隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，城市化和工業(yè)化的進(jìn)程不斷加快，高層建筑的建設(shè)也步入快速期。高層建筑將人口密度的增加集中于體積變化，而不是面積變化。基于體積變化可以弱化面積變化對(duì)人口密度的影響，即在相同的占地面積下，體積越大，可以增加更多的可用面積，進(jìn)而增大人均建筑面積。因此，需要做好高層建筑施工并提高施工質(zhì)量是社會(huì)經(jīng)濟(jì)與科技發(fā)展的必然要求。

1　地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)的概念

地基是被壓在建筑物之下，起支撐建筑物和固定建筑基礎(chǔ)作用的土層或巖體。地基地層性質(zhì)較為多樣，基本構(gòu)成差異明顯，比如巖石、砂土、人工填土等都可以成為地基施工的基礎(chǔ)。地基分為兩類(lèi)，天然地基和人工地基。天然地基屬于自然土層，沒(méi)有進(jìn)行人工改造，也沒(méi)有受到人為破壞。人工地基則是指在自然土層的基礎(chǔ)上進(jìn)行了合成或分解等處理的人造土層。地基建設(shè)的基本屬性包括四個(gè)方面：①適當(dāng)?shù)膲毫Α＂谧銐虺休d重量的強(qiáng)度。③防止失穩(wěn)、傾覆的穩(wěn)固能力。④控制在一定合理范圍內(nèi)的沉降量，不同部位的沉降值偏差不能太大。

地基基礎(chǔ)可以將結(jié)構(gòu)所承受的各種作用力傳遞到地基上的結(jié)構(gòu)組成部分，比如磚基礎(chǔ)、混凝土基礎(chǔ)等，因此地基必須堅(jiān)固、穩(wěn)定而可靠[1]。圖1所示的兩種模型是建筑基礎(chǔ)的不同類(lèi)型，樁基礎(chǔ)就是建筑基礎(chǔ)眾多類(lèi)型中的一種，承載力極高，承重時(shí)的受力面較為均勻，在較大壓強(qiáng)下的沉降量小。圖2是樁基礎(chǔ)的簡(jiǎn)易構(gòu)成圖，如圖所示，幾根用于支撐的樁條深深地插在地基巖土中，樁頂?shù)某兄嘏_(tái)和樁柱共同組成自身基礎(chǔ)，尤其適用于重型建筑物。

圖1　常見(jiàn)的建筑基礎(chǔ)

2　地基施工常見(jiàn)問(wèn)題

2.1塌方問(wèn)題

圖2　樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)圖

塌方是一種事故現(xiàn)象，土建施工中的塌方具體是指建筑物的頂部受到外力或者因自身承載力不足而出現(xiàn)變形，最后出現(xiàn)倒陷下墜的情況。外力影響方面一般是雨水沖刷造成的土壤膨脹變形。而地基自身質(zhì)量不過(guò)關(guān)也有可能導(dǎo)致塌方。塌方是一種嚴(yán)重的事故，會(huì)使整個(gè)地基土層的穩(wěn)定性產(chǎn)生動(dòng)搖，承載力明顯下降，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)有人員傷亡的情況出現(xiàn)。管理者和施工人員必須充分了解施工地區(qū)的地質(zhì)結(jié)構(gòu)，并將這些了解到的資料跟前期的設(shè)計(jì)結(jié)合，才能盡量避免塌方的出現(xiàn)。一旦出現(xiàn)塌方，要迅速做出應(yīng)對(duì)措施的部署，保障施工現(xiàn)場(chǎng)的人員安全，盡可能地減輕塌方對(duì)施工帶來(lái)的影響。

2.2施工管理不當(dāng)

就目前的研究數(shù)據(jù)來(lái)看，施工現(xiàn)場(chǎng)普遍存在土建施工不規(guī)范和技術(shù)選用不合格的情況。在很多工程項(xiàng)目中，設(shè)計(jì)圖紙與實(shí)際施工有出入，無(wú)法正常銜接，這就導(dǎo)致實(shí)際施工難以達(dá)到預(yù)期效果。比如，灌注樁后壓漿的施工包括壓漿罐頭的制作、壓漿管的埋設(shè)選取、壓降順序的確定以及壓漿壓力和節(jié)奏的控制等。如果在土建施工過(guò)程中不注意這些問(wèn)題，很容易影響工程的進(jìn)度與質(zhì)量。

2.3保護(hù)措施不足

外部環(huán)境因素是影響施工質(zhì)量和進(jìn)程的重要原因，甚至是根本原因。施工期間對(duì)地基基礎(chǔ)的保護(hù)措施要全面、完善。比如在雨季降水較多的地區(qū)，工作人員忽視基礎(chǔ)防水措施的話，地基土質(zhì)受到水作用就會(huì)變得松軟甚至膨脹，硬度和穩(wěn)固度下降。最后工程不得不重新調(diào)整進(jìn)度，先解決地基的固化問(wèn)題后再繼續(xù)進(jìn)行項(xiàng)目施工。因此，在地基施工中要未雨綢繆，預(yù)想到各種可能存在的缺陷和可能出現(xiàn)的問(wèn)題，提前設(shè)計(jì)科學(xué)合理的保護(hù)措施。

3　土建施工技術(shù)

3.1地基基礎(chǔ)的施工技術(shù)

3.1.1分層填土、換土墊層

不同地區(qū)的土層巖層是不盡相同的。當(dāng)施工場(chǎng)地的土體因?yàn)槌睗袼疂?rùn)的原因而出現(xiàn)體積嚴(yán)重膨脹的現(xiàn)象時(shí)，地基基礎(chǔ)的強(qiáng)度和穩(wěn)定性是達(dá)不到建筑施工相關(guān)要求的。不注意的話，土體會(huì)出現(xiàn)縫隙與空洞，造成地基沉降。應(yīng)對(duì)這一問(wèn)題的合理措施就是把這種軟土層替換掉，通過(guò)其它穩(wěn)固、強(qiáng)度較大、承載重量的力量值較高的土體來(lái)取代天然地基[2]。

3.1.2碾壓與夯實(shí)

要讓地基強(qiáng)度得到進(jìn)一步的提高，就需要用一些可以制造出強(qiáng)大沖力的方法。如圖3所示，在施工操作中，通過(guò)大型機(jī)器進(jìn)行地基碾壓與夯實(shí)工作，能夠加固土層中那些松軟的土質(zhì)，讓高層建筑竣工后的地基沉降值在最大程度上得到控制。在實(shí)際施工中，最為常用的兩種方法是震動(dòng)夯實(shí)和機(jī)械碾壓，需結(jié)合施工實(shí)際選擇所對(duì)應(yīng)的方法，保證施工的質(zhì)量。

圖3　夯實(shí)土層的具體程序

3.1.3加固土壤

干燥的土壤會(huì)自動(dòng)固結(jié)，而濕潤(rùn)的土層卻是松軟脆弱的。從技術(shù)理論上而言，弱化土壤自身的液化性，最大程度減少土壤含有的水分，就可以提升土層的固結(jié)能力。這種類(lèi)似于抽水、排水的處理方法操作簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，效果也很顯著，可以有效提高土層的承載力，其被廣泛應(yīng)用于建筑施工現(xiàn)場(chǎng)。

水泥漿、堿液、丙烯酸銨和泥土?xí)a(chǎn)生一系列的化學(xué)反應(yīng)，最終導(dǎo)致泥土凝固。利用這一化學(xué)原理，在土層中加入具有這一化學(xué)性質(zhì)的物質(zhì)。這種化學(xué)加固法有多種處理方式，向土層中灌入水泥漿的灌漿法，把土壤與水泥攪拌合成的攪拌法以及對(duì)土層大量噴灑堿液或丙烯酸銨的噴霧法，都適用于地基施工。

3.2樁基礎(chǔ)施工技術(shù)

在建筑工程中，樁基礎(chǔ)的使用范圍很廣，單樁具有可靠的單樁豎向剛度，而通過(guò)樁群形成的樁基具有良好的群剛度。按照施工方式的不同，樁基礎(chǔ)施工技術(shù)可以分為靜壓力樁和震動(dòng)沉樁兩種[3]。

3.2.1振動(dòng)沉樁施工技術(shù)

振動(dòng)沉樁的基本原理是讓樁柱和地基垂直相交。把振動(dòng)器水平壓在樁臺(tái)上，通過(guò)震動(dòng)將樁柱打入土層中。樁底的震動(dòng)會(huì)帶動(dòng)地基土粒的振動(dòng)，這樣就減少了樁柱與土層的摩擦阻力，提高了打樁的速度和效率。在打樁時(shí)，先用錘子在0.4～0.7m的高度輕輕地預(yù)敲幾下，等到樁柱插入1cm后，再增加錘擊速度和起落幅度。這種施工技術(shù)下樁效果好、簡(jiǎn)單易操作，不僅提高了施工效率，還降低了施工成本和勞動(dòng)強(qiáng)度。但是，震動(dòng)沉樁也具有一定的局限性，比如揚(yáng)塵大和噪音大等，會(huì)對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生較大影響。

3.2.2靜力壓樁施工技術(shù)

靜力壓樁施工技術(shù)有機(jī)械式和液壓式之分，具體是指用樁柱自身的重力作用的反力和樁架上的配重一起將預(yù)制樁逐節(jié)壓入土層。靜力壓樁機(jī)在施工過(guò)程中通常先進(jìn)行分段壓入的環(huán)節(jié)，再進(jìn)行逐段接長(zhǎng)施工。這種方式不需要用到鋼筋或混凝土，大大降低了工程造價(jià)。壓樁機(jī)在打樁的過(guò)程中無(wú)振動(dòng)、無(wú)污染、噪音小，對(duì)周?chē)h(huán)境基本上沒(méi)有多大的影響，適合人口密度大的繁鬧街區(qū)。但是，這種技術(shù)更加適用于土質(zhì)相對(duì)較軟的地區(qū)。值得注意的是，壓樁時(shí)還會(huì)破壞地基的土層結(jié)構(gòu)，一小段停頓就會(huì)造成土壤凝固，所以不能中斷工作。

4　結(jié)束語(yǔ)

高層建筑節(jié)約了占地面積，但也增大了人口的密集度，加重了建筑物的承載力。地基基礎(chǔ)是支撐著高層建筑的重要部分，而樁基礎(chǔ)就是高層建筑深深扎入土中的根。地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)作為土建施工的基礎(chǔ)，其施工質(zhì)量對(duì)整個(gè)工程有重要的影響。而土建施工過(guò)程中各項(xiàng)處理技術(shù)的運(yùn)用是地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)質(zhì)量的有效保障。施工人員在土建施工的現(xiàn)場(chǎng)要熟練掌握地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)的施工技術(shù)和處理技術(shù)，切實(shí)保障高層建筑施工的安全性和穩(wěn)定性。

[1]陳躍建.民用建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)[J].四川水泥，2014，11：189+183.

[2]崔以倫.加強(qiáng)高層建筑地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)分析[J].城市建筑，2013，08：56～57.

[3]姚樹(shù)太.淺談高層建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)[J].中華民居（下旬刊），2012，12：67～68.

TU753.3

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1673-0038（2015）39-0102-02

2015-9-7

劉寶民（1988-），男，山東惠民人，助理工程師，本科，從事建筑施工管理工作。