建筑工程中樁基的施工技術(shù)及常見(jiàn)問(wèn)題分析

吳雞

摘要；現(xiàn)代的建筑工程施工中，采取樁基礎(chǔ)，即節(jié)省了施工工期，又保證了工程質(zhì)量，并取得了相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。樁基已成為在土質(zhì)不良地區(qū)修建各種建筑物所廣泛采用的基礎(chǔ)形式，尤其是得到高層建筑、重型廠房和具有特殊要求建筑物的青睞。本文針對(duì)樁基應(yīng)用、選型以及灌注樁施工技術(shù)與控制方面做了簡(jiǎn)要探討。

關(guān)鍵詞：建筑工程；樁基的施工；灌注樁；挖孔樁；施工技術(shù)

前言

隨著我國(guó)城市化腳步的不斷加快，民用建筑的數(shù)量進(jìn)一步增加，建設(shè)工程的施工質(zhì)量也受到了社會(huì)的廣泛重視。技術(shù)是保障工程質(zhì)量的基本條件。在實(shí)際應(yīng)用中，樁基具有沉降均勻、承載力高等特點(diǎn)，能夠適應(yīng)復(fù)雜的地質(zhì)條件，特別是適用在軟地基、粘土、河床灘涂、沿海地區(qū)的疏松土層上的大型建筑工程。然而，樁基在施工中容易產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題。本文立足于樁基的施工技術(shù)，深入分析樁基的選型應(yīng)用與質(zhì)量問(wèn)題，并總結(jié)歸納了施工要點(diǎn)。

1樁基的實(shí)用與選擇

隨著建筑科技的發(fā)展，樁基形式和樁的種類(lèi)、施工工藝和設(shè)備以及樁基理論和設(shè)計(jì)方法，都有很大的進(jìn)步?，F(xiàn)代建筑工程樁基是一種常用的基礎(chǔ)形式，是加深基礎(chǔ)的一種。樁基礎(chǔ)通常是由若干根單樁組成，在單樁的頂部用承臺(tái)連接成一個(gè)整體，構(gòu)成樁基礎(chǔ)。因?yàn)闃痘哂谐休d力高、沉降速率低、沉降量小而均勻等特點(diǎn)，能夠承受垂直荷載、水平荷載、上拔力及由機(jī)器產(chǎn)生的振動(dòng)或動(dòng)力作用。在工業(yè)建筑、高層民用建筑和構(gòu)筑物，以及地震設(shè)防建筑中應(yīng)用較廣，所以通常用于：

（1）高聳建筑物或構(gòu)筑物對(duì)傾斜有嚴(yán)格限制時(shí)；

（2）當(dāng)建筑物的地面荷載過(guò)大，過(guò)量的地基沉降將造成對(duì)建筑物的危害時(shí)；

（3）對(duì)沉降、沉降速率、允許振幅有嚴(yán)格要求的精密設(shè)備的基礎(chǔ)及動(dòng)力機(jī)械基礎(chǔ)時(shí)；

（4）當(dāng)建筑物荷載較大，淺地基軟弱且不均勻，如采用天然地基沉降量過(guò)大，需將荷載傳遞到深層好土層時(shí)；

（5）或是建筑物較為重要，不允許有過(guò)大沉降時(shí)；

（6）對(duì)有大噸位重級(jí)工作制吊車(chē)的單層工業(yè)廠房，因荷載大，基礎(chǔ)密集、有地面荷載等原因，可能產(chǎn)生較大的地基變形時(shí)。

總之，樁基設(shè)計(jì)應(yīng)該注意滿足地基承載力和變形這兩項(xiàng)基本要求。在工程實(shí)踐中，由于設(shè)計(jì)或施工方面的原因，致使樁基不合要求，甚至釀成重大事故者已非罕見(jiàn)。因此，做好地基勘察，慎重選擇方案，精心設(shè)計(jì)、精心施工，也是樁基工程施工必須遵循的準(zhǔn)則。

2樁型使用和選型原則

任何一種樁型都有其適用范圍，再好的樁型只要施工中不注意質(zhì)量或超過(guò)其適用范圍，都會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題甚至造成重大事故。通常對(duì)樁型的選擇要注意以下原則：第一，考慮載荷因素，即上部結(jié)構(gòu)傳遞給基礎(chǔ)的荷載大小是控制單樁承載力要求的主要因素；第二，考慮土層因素，要根據(jù)建筑物場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件、地下水位狀況和樁端持力層深度等，通過(guò)比較各種不同方案樁結(jié)構(gòu)的承載力和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，選擇樁的類(lèi)型；第三，考慮環(huán)境因素，即考慮設(shè)樁過(guò)程中對(duì)環(huán)境的影響，例如打入式預(yù)制樁和打入式灌注樁的場(chǎng)合，就要考慮振動(dòng)、噪聲以及油污對(duì)周?chē)h(huán)境的影響。如果是泥漿護(hù)壁鉆孔樁和埋入式樁就要考慮泥水、泥土的處理，否則會(huì)造成對(duì)環(huán)境的不利影響。第四，考慮機(jī)械、造價(jià)等因素，即考慮本地區(qū)樁基施工單位現(xiàn)有的樁工機(jī)械設(shè)備，如確實(shí)需要從其他地區(qū)引進(jìn)樁工機(jī)械時(shí)，則需要考慮其經(jīng)濟(jì)合理性。另外要考慮造價(jià)因素，采用樁型，其造價(jià)應(yīng)比較低廉；第五，考慮工期因素，當(dāng)工期緊迫而環(huán)境又允許，可采用打入式預(yù)制樁或靜壓預(yù)制樁，因其施工速度快；再如施工條件合適，也可采用人工或機(jī)械挖孔樁，因該樁型施工作業(yè)面可增多，施工進(jìn)程也較快。

3樁基施工的技術(shù)要點(diǎn)分析

3.1施工順序要合理

合理的施工順序，能減少施工難度，所以，在施工方案中要認(rèn)真統(tǒng)籌，依據(jù)實(shí)際情況合理安排。在可能的條件下，先淺后深。因?yàn)?，一艘情況下，樁孔愈深，難度愈大，較淺的樁孔施工后，既可以加固上部土層的穩(wěn)定性，也減少了深孔施工時(shí)的壓力。如果是在含水層或有動(dòng)水壓力的土層中施工，應(yīng)先施工外圍（或迎水部位）的樁孔，這部分樁孔混凝土護(hù)壁完成后，可保留少量樁孔先不澆筑樁身混凝土，而做為排水井，以方便其它孔位的施工。從而保證了樁孔的施工速度和成孔質(zhì)量。

3.2樁基施工的技術(shù)細(xì)節(jié)

（1）施工時(shí)，如果樁身內(nèi)部的混凝土強(qiáng)度與預(yù)先設(shè)計(jì)的強(qiáng)度相符時(shí)，應(yīng)該將樁靜置而且經(jīng)過(guò)蒸汽的養(yǎng)護(hù)之后方可施工；在進(jìn)行沉樁的施工時(shí)，利用經(jīng)緯儀嚴(yán)格的測(cè)量，使樁應(yīng)該保持垂直，誤差不超過(guò)0.5%，因?yàn)槠钶^大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致樁身容易開(kāi)裂。

（2）進(jìn)行接樁的操作施工時(shí)，接樁通常采用鋼端板焊接的方式，在樁身離地面一米的距離時(shí)即可進(jìn)行焊接、接樁，接樁時(shí)要時(shí)刻觀察兩節(jié)樁身的銜接情況，保證圓角和直角相互正對(duì)，在樁頂清理干凈之后要進(jìn)行定位板固定，接著再將上段的樁吊放在下段樁的端板上，利用定位板將上下段的樁接直，如果在兩段樁的銜接處有空隙，要利用鍥形的鐵片加以焊接固定。接頭處坡口槽電焊應(yīng)分三層對(duì)稱(chēng)進(jìn)行，焊接時(shí)應(yīng)減小焊接變形，焊縫連續(xù)飽滿；焊后清除焊渣，檢查焊縫飽滿程度。焊接完成后應(yīng)等接頭溫度與周?chē)h(huán)境溫差在100%以?xún)?nèi)才能沉樁，一般情況下靜壓樁等候6分鐘、錘擊樁等候8分鐘為宜，不得用水淋等方式快速冷卻。

（3）在樁冒和送樁器的選擇上，要保持外形上的相互匹配，而且在強(qiáng)度和剛度等的選取上也一定要合格，樁冒和送樁器的下端應(yīng)該采用開(kāi)孔的方式來(lái)加強(qiáng)樁內(nèi)部同外界的互通性能，避免由于氣壓或水壓過(guò)大導(dǎo)致出現(xiàn)氣錘或者水錘，影響到樁頭的質(zhì)量；在接樁、送樁的過(guò)程中要保持動(dòng)作的連貫性，盡量使得每次沉樁的操作都一次到底，避免中間的出現(xiàn)的短暫性停歇；在沉樁的過(guò)程中，如果出現(xiàn)貫入度不正常，樁身出現(xiàn)略微的偏差或位移時(shí)，為了避免樁身或者樁頂?shù)膿p壞應(yīng)立即停止沉樁，通過(guò)分析出現(xiàn)這種情況的原因并且加以解決，接著方可繼續(xù)施工。

（4）對(duì)于空心樁一般不進(jìn)行截樁的操作，如果遇到特殊的情況必須要截樁時(shí)，應(yīng)該采用機(jī)械分割的方法將無(wú)需截掉的那部分樁身加以固定，然后再沿著鋼箍的上邊緣進(jìn)行切割，鋼箍絕對(duì)不可以利用人力進(jìn)行強(qiáng)行的截除，可以利用氣割法進(jìn)行切割。

3.3灌注樁的施工技術(shù)

（1）沉管灌注樁可采用錘擊振動(dòng)、振動(dòng)沖擊等方法沉管開(kāi)孔。錘擊沉管灌注樁的常用直徑（指制樁尖的直徑）為300mm500mm，樁長(zhǎng)常在20m以?xún)?nèi)，可打至硬粘土或中、粗砂層。對(duì)直徑340mm和480mm的樁，當(dāng)錘的質(zhì)量各為1t和2t-3.5t時(shí)，單樁軸向承載力分別約為250KN-350KN和500KN-700KN。這種施工設(shè)備簡(jiǎn)單，打樁進(jìn)度快，成本低，但很容易產(chǎn)生縮頸（樁身截面局部縮?。鄻?、局部夾長(zhǎng)、混凝土離析和強(qiáng)度不足等質(zhì)量事故。其原因是多方面的，縮頸常發(fā)生在軟硬土層交界處，或軟弱土層處。因此，拔管的速度應(yīng)該放慢，例如為0.8m/min；管內(nèi)混凝土量應(yīng)充足，應(yīng)達(dá)到1.10-1.15。

（2）鉆（沖、磨）孔灌注樁各種鉆孔樁在施工時(shí)都要把樁孔位置的土排出地面，然后清孔底殘?jiān)?，要放鋼筋籠，最后澆灌混凝土。直徑為60mm或650mm鉆孔樁，常用回轉(zhuǎn)機(jī)具開(kāi)孔，樁長(zhǎng)為10m-30m，單樁承載力為1MN-2MN。目前，國(guó)內(nèi)的鉆（沖）孔灌注樁在鉆進(jìn)時(shí)下鋼套筒，而是利用泥漿保護(hù)孔壁，以防現(xiàn)孔，常用樁徑為800mm、1000mm、1200mm等，采用的承載力達(dá)3MN-9MN。

（3）挖孔樁挖孔樁可以采用人工或機(jī)械挖掘開(kāi)孔。人工挖土?xí)r，要挖深0.9m-1.0m時(shí)就澆灌或噴射的圈混凝土護(hù)壁，上下圈之間插筋連接。達(dá)到所需深度時(shí)，再進(jìn)行擴(kuò)孔。最后在護(hù)壁內(nèi)安裝鋼筋籠和澆灌混凝土。挖孔樁的直徑不宜小于1m，深度為15m者，樁徑應(yīng)在1.2m-1.4m以上，樁身長(zhǎng)度宜限制在30m內(nèi)。

4樁基施工常見(jiàn)問(wèn)題和解決方法

4.1樁基混凝土施工方面的問(wèn)題

（1）混凝土采用攪拌站集中拌制，混凝土要有良好的和易性，運(yùn)輸和灌注中無(wú)明顯離析、泌水，灌注時(shí)保持足夠的流動(dòng)性，砼運(yùn)輸車(chē)運(yùn)輸，吊車(chē)配合灌注。（2）要保證導(dǎo)管的密封，防止提管時(shí)吸進(jìn)水造成缺陷，要確保導(dǎo)管不脫節(jié)、不漏水。（3）初灌時(shí)，導(dǎo)管下口位置不可太高，要加砂袋或隔離球，保證砼完整地排除導(dǎo)管中的泥漿。（4）混凝土運(yùn)至灌注地點(diǎn)時(shí)，必須檢查其均勻性和坍落度，如不符合配合比的要求必須進(jìn)行更換。（5）保證混凝土連續(xù)灌注不得間斷，要有專(zhuān)人負(fù)責(zé)指揮，罐車(chē)的運(yùn)送依次連續(xù)到達(dá)，不可中斷。防止下部混凝土初凝，在接觸面產(chǎn)生施工縫，影響成樁質(zhì)量。在澆注過(guò)程中，對(duì)每車(chē)砼上升的高度都要進(jìn)行及時(shí)測(cè)量，以實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)推斷砼澆注情況。

4.2打樁施工過(guò)程中常見(jiàn)的問(wèn)題

在打樁過(guò)程中，常常會(huì)出現(xiàn)樁傾斜過(guò)大、斷樁、樁接頭斷離、樁位偏差等問(wèn)題，要采取科學(xué)合理的糾正方法。（1）當(dāng)預(yù)制樁入土深度不足或打入樁因土體隆起將樁上抬的情況下，可采用補(bǔ)沉法。（2）當(dāng)樁身傾斜，但未斷裂，且樁長(zhǎng)較短，或因基坑開(kāi)挖造成樁身傾斜，而未斷裂，可采用局部開(kāi)挖后用千斤頂糾偏復(fù)位法處理，這屬于糾偏方法。（3）當(dāng)原設(shè)計(jì)的承臺(tái)平面尺寸滿足不了規(guī)范規(guī)定的構(gòu)造要求，或單樁承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，需要擴(kuò)大承臺(tái)并考慮樁與天然地基共同分擔(dān)上部結(jié)構(gòu)荷載，以及樁基質(zhì)量不均勻，為防止獨(dú)立承臺(tái)出現(xiàn)不均勻沉降，提高抗震能力，都應(yīng)擴(kuò)大承臺(tái)。（4）可改變樁位，如沉樁中遇到堅(jiān)硬的、不大的地下障礙物，使樁產(chǎn)生傾斜，甚至斷裂時(shí)，可采用改變樁位重新沉樁；可改變樁型，如預(yù)制方樁改為預(yù)應(yīng)力管樁等；可改變沉樁設(shè)備。當(dāng)樁沉入深度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，可采用大噸位樁架，采用重錘低擊法沉樁；可改變樁人土深度，例如預(yù)制樁過(guò)程中遇到較厚的密實(shí)粉砂或粉土層，出現(xiàn)樁下沉困難，甚至發(fā)生斷樁事故，此時(shí)可采用縮短樁長(zhǎng)，增加樁數(shù)量，取密實(shí)的粉砂層作為持力層。在上述情況下這要通過(guò)修改樁型或沉樁參數(shù)的方法來(lái)控制。

5結(jié)語(yǔ)

隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展，尤其是電子技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)參加了土力學(xué)和基礎(chǔ)工程學(xué)的領(lǐng)域研究，建筑工程基礎(chǔ)的樁基施工工藝技術(shù)，也在不斷發(fā)展提高，灌注樁施工正向著現(xiàn)代化、機(jī)械化、自動(dòng)化和標(biāo)準(zhǔn)化的方向逐步邁進(jìn)。