淺探民用建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)的施工技術(shù)

段志超

摘要：本文將從當(dāng)前地基基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)的概況出發(fā)，闡述地基基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)的施工問題，并對民用建筑中地基基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)主要施工技術(shù)進(jìn)行相應(yīng)分析與探究，希望為相關(guān)人員提供一些合理化的幫助和建議，更好地開展地基基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)施工，使民用建筑各項施工工作得以順利完成。

關(guān)鍵詞：樁基礎(chǔ);民用建筑;地基基礎(chǔ)

近年來，國內(nèi)城市化的進(jìn)程大大加深，各種民用建筑層出不窮，由于民用建筑關(guān)系到人們的日常工作與生活，因此其施工質(zhì)量成為了人們長期以來關(guān)注的重點(diǎn)，特別是在民用建筑功能、形式不斷多樣化的今天，應(yīng)對民用建筑相關(guān)施工技術(shù)展開深入的管理與研究，確保不同施工階段的規(guī)范性施工。由于地基基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)是民用建筑的主要施工環(huán)節(jié)之一，因此，研究民用建筑中地基基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)主要施工技術(shù)具有一定現(xiàn)實意義。

一、當(dāng)前地基基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)的概況

國內(nèi)民用建筑發(fā)展勢態(tài)良好，整個2018年度，房地產(chǎn)有151231億元的開發(fā)投資，同比的增長為8.3%，其中，民用住宅方面有96423億元的投資，同比的增長為9.6%，辦公樓方面有7623億元的投資，同比的增長為3.9%，其余為商業(yè)用房投資。整個年度我國城鎮(zhèn)有750萬套民用住宅進(jìn)行了改造開工，大部分已經(jīng)基本建成，這得益于地基基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)相關(guān)施工技術(shù)的充分運(yùn)用，在分析其施工技術(shù)時，應(yīng)對其概況進(jìn)行一定的了解。

（一）地基基礎(chǔ)的概況

埋在地面下的建筑部分被稱作基礎(chǔ)，能夠?qū)A(chǔ)傳遞的荷載進(jìn)行承受的土層是地基，持力層是基礎(chǔ)下的第一層土，持力層下的所有土層都是下臥層。基礎(chǔ)與地基都屬于建筑物的地下隱蔽工程，并且是建筑物根本所在，其施工、設(shè)計、勘察的質(zhì)量和建筑物的正常、安全使用存在密切關(guān)系。設(shè)計建筑以前，應(yīng)全面勘察建筑施工現(xiàn)場附近的地質(zhì)情況，開展地基上的力學(xué)性能相關(guān)試驗，這樣能夠正確評價建筑施工現(xiàn)場附近的地質(zhì)情況，此步驟是民用建筑施工與設(shè)計的先決條件。國內(nèi)曾對其做出規(guī)定，若勘察報告沒有則不可以進(jìn)行設(shè)計，若設(shè)計圖紙沒有則不可以對地基基礎(chǔ)施工。根據(jù)埋置的深度，可以把地基基礎(chǔ)分成深基礎(chǔ)和淺基礎(chǔ)這兩種，通常淺基礎(chǔ)埋深不超過5米，深基礎(chǔ)埋深不低于5米。根據(jù)施工的方法，也可以把地基基礎(chǔ)分成深基礎(chǔ)和淺基礎(chǔ)，其中，淺基礎(chǔ)是采用敞坑排水、基坑開挖等方式修建而成的基礎(chǔ)，如高層建筑中箱形的基礎(chǔ)、磚混結(jié)構(gòu)中墻基礎(chǔ)等，深基礎(chǔ)是借助特殊方式在深層地基內(nèi)埋置的基礎(chǔ)，如地下連續(xù)墻、沉井、樁基礎(chǔ)等。

（二）樁基礎(chǔ)的概況

所謂樁基礎(chǔ)，指的是歷史久遠(yuǎn)、適用范圍較廣、承載能力較高的基礎(chǔ)形式。伴隨國內(nèi)科學(xué)技術(shù)快速的發(fā)展和生產(chǎn)能力不斷的提升，樁基礎(chǔ)的應(yīng)用范圍、計算方法、設(shè)計理論、工藝、類型等方面都獲得較大突破，得到了橋梁、港口、高層建筑的廣泛應(yīng)用。樁屬于一種傳力構(gòu)建，具有較強(qiáng)抗彎能力與剛度，可以把部分或者全部的建筑物荷載向地基土傳遞，樁的長度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于自身橫截面的尺寸。樁基礎(chǔ)的組成部分包括借助地基中埋設(shè)的樁群與連接樁群的樁臺。樁基礎(chǔ)在民用建筑中發(fā)揮著巨大作用，可以把荷載朝著地面深入具有較好承載性的土層進(jìn)行傳遞，使沉降與承載力的需求得到滿足。由于樁基礎(chǔ)具有很高的承載能力，可以對水平荷載、豎直荷載進(jìn)行承受，還可以有效抵抗振動荷載與上拔荷載，因此成為了現(xiàn)階段應(yīng)用很廣的一種深基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)既可以為一柱一樁的單根樁，又可以為多排樁、單排樁，針對多柱式單排樁橋墩的基礎(chǔ)，若樁外較高應(yīng)通過橫系梁進(jìn)行樁間的連接，讓不同的樁加強(qiáng)彼此橫向聯(lián)系。通常來說，樁基礎(chǔ)主要是很多根樁共同構(gòu)成的一個樁群基礎(chǔ)，能夠部分或是全部埋到地基土內(nèi)。群樁基礎(chǔ)使全部的樁頂部通過承臺連接為整體，然后將上部結(jié)構(gòu)、臺身、墩身修筑于承臺上。

二、地基基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)的施工問題

在地基基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)的施工中，經(jīng)常會遇到多種問題，第一，凍土地基若得不到及時處理，融化解凍以后便會引起不均勻地面沉降。第二，地下水若與地基基礎(chǔ)有相同的深度，會影響施工人員的樁基礎(chǔ)施工。第三，樁質(zhì)量問題降低民用建筑整體的質(zhì)量。

三、在民用建筑中地基基礎(chǔ)主要施工技術(shù)

中國的幅員十分遼闊，不同地區(qū)地質(zhì)條件十分復(fù)雜，并且建筑物被分成多種級別與類型，這使得不同建筑物處理地基基礎(chǔ)時需要采取不同的方法。例如，民用建筑施工時常遇到軟土地基，這種地基的地質(zhì)條件相對較差，沒有較好的透水性、缺乏較強(qiáng)的抗剪性與抗壓能力，承載力不超過2t/m2。對于此種地質(zhì)條件下的地基基礎(chǔ)，施工人員需要進(jìn)行全面的加固工作，如若不然將會產(chǎn)生地質(zhì)沉降現(xiàn)象，造成建筑物發(fā)生傾斜、倒塌的問題，既威脅著人們的身體健康安全，又浪費(fèi)了大量的建筑資源。從這里可以看出，一項民用建筑工程質(zhì)量的好壞在一定程度上受地基處理工作所影響。在民用建筑中，處理地基基礎(chǔ)較為常見的技術(shù)包括以下幾種。

（一）夯實與碾壓

所謂夯實與碾壓，指的是借助不同類型施工機(jī)械工具來對地基土施加巨大夯擊力進(jìn)行夯實與碾壓，使地基土減少壓縮性、提高自身強(qiáng)度，對液化的性能進(jìn)行改善，從而讓沉降量降低的目的得以實現(xiàn)。一方面，施工人員可采取機(jī)械碾壓法，該方法借助推土機(jī)與壓路機(jī)等多種重型施工機(jī)械全面壓實松散土，每鋪20厘米至30厘米的土?xí)r需要進(jìn)行10遍左右的碾壓，確保充分夯實地基土，該施工方法在填土夯實的大面積工程中使用較多。另一方面，施工人員可采取振動夯實發(fā)，該方法是振動機(jī)械在電動機(jī)的帶動作用下開展施工工作，將強(qiáng)大垂直作用力向地基土施加，約5t至10t，該方法有較長的振動時間與較好的振動效果，特別是針對有較好透水性的雜壤土、砂土地基等的碾壓效果十分明顯。

（二）土壤的化學(xué)加固

所謂化學(xué)加固，是指通過化學(xué)物質(zhì)的使用，實現(xiàn)讓土粘結(jié)的目的，然后借助施工機(jī)械校核、化學(xué)反應(yīng)等方式，將土的質(zhì)量大大改善，讓地基充分提高承載能力。第一，可使用灌漿法。施工人員使用壓縮空氣與泵讓漿液經(jīng)由灌漿管向土層內(nèi)均勻輸送，讓漿液可以在土層中有效滲透，然后把土層內(nèi)含有的水與空氣全面擠出，在一段時間以后，松散土質(zhì)將逐漸凝固并變?yōu)檩^大整體，既能夠起到防滲透、防水的作用，又擁有較大承載力，有十分明顯的預(yù)防地基沉降實際效果。可以用于注漿液的通常是丙烯酸銨、水玻璃、堿液、水泥漿等，該化學(xué)加固法相對適用于粘性土與砂土的地基[1]。

第二，可使用噴漿法。施工人員通過工程鉆機(jī)在特定地基的位置進(jìn)行鉆孔，當(dāng)鉆孔至預(yù)定的深度以后，需要把特制噴射裝置設(shè)置于鉆桿的下面，借助高壓脈沖泵把漿液朝著附近的土層進(jìn)行噴射，然后以鉆桿為中心讓噴射裝置勻速上升、旋轉(zhuǎn)，用圓柱體這一形式朝著附近土層均勻噴射，讓漿液與土體能夠充分混合，然后凝結(jié)為固結(jié)體，并呈圓柱體形狀。該方法可以充分防滲透、防水，在開挖基坑的過程中還可以保護(hù)相鄰的一些結(jié)構(gòu)，對人工填土、粘性土、砂土的地基適用。不過，該方法的缺點(diǎn)是使用的水泥多，流失較為嚴(yán)重，容易產(chǎn)生較大的施工材料浪費(fèi)，和建筑企業(yè)追求的經(jīng)濟(jì)效益相悖。

第三，可使用深層攪拌法。通過專門深層攪拌施工機(jī)器，把石灰、水泥當(dāng)成固化劑向地層的深處注入，然后強(qiáng)制攪拌固化劑與土層，讓二者完全混合，最終凝固為一系列地下連續(xù)墻或者水泥樁。這樣一來，天然土層與固化劑會共同形成復(fù)合型地基來對建筑基礎(chǔ)進(jìn)行承載，使地基出現(xiàn)的沉降有效降低。由于深層作業(yè)沒有噪音與振動，土方量也大大減少，沒有附加的沉降產(chǎn)生，因此對城市中的軟黏土內(nèi)厚層地基十分適用。

（三）土墊層的更換

所謂土墊層的更換，指的是全面除掉原有淺層的軟土，并使用砂石這類有很高強(qiáng)度的材料進(jìn)行代替，讓地基土層充分提高承載力，使土質(zhì)漲縮性與濕陷性有效減少，并降低沉降發(fā)生的概率。在民用建筑中，碎石墊層、砂墊層、素土墊層是使用較多的墊層。該施工方法對于季節(jié)性的凍土地基、濕陷性的黃土地基、軟弱的淺層地基比較適用。

（四）土壤的排水固結(jié)

所謂排水固結(jié)，指的是用排水方式讓松散土失水，然后松散土?xí)詣拥墓探Y(jié)。在排水以前，應(yīng)把塑料排芯板、袋裝砂井等安放在地基附近，采取水沖法、沉管法等使其成孔，將砂灌入孔中并進(jìn)行余壓，然后借助真空加壓這一手段快速排除掉地基土含有的水，并且使地基土被迫加速凍結(jié)，從而讓土質(zhì)充分提升抗剪的強(qiáng)度，使其液化的性能充分改善，讓土出現(xiàn)的沉降量大大降低。該方法便捷、容易，取材十分簡單，讓建筑企業(yè)節(jié)約了大量施工成本的同時提升了經(jīng)濟(jì)效益。該方法對于水力充填土、飽和粘性土、淤泥、沼澤土等適用，因此被廣泛地應(yīng)用到民用建筑整體施工過程中[2]。

四、在民用建筑中樁基礎(chǔ)主要施工技術(shù)

（一）樁基礎(chǔ)主要施工技術(shù)

1.振動沉樁

采用振動沉樁這一施工技術(shù)時，需要將振動器安裝到樁的頂部使其發(fā)生振動，將樁身帶動起來，讓樁身把振動向土層中傳遞，使土層在樁身的帶動下被迫進(jìn)行振動并發(fā)生移動的位移與收縮，這樣會讓土層和樁表面存在的摩擦力大大減小，受到振動力與自重的雙重作用以后，樁會向土中逐漸下沉。當(dāng)打樁開始以后，先進(jìn)行輕度、小距離的錘擊，根據(jù)施工要求讓樁向土中正常的沉入1米至2米以后，逐漸讓落距增加到所需的高度，此時施工人員需要連續(xù)、多次地進(jìn)行錘擊，使樁的深度符合民用建筑要求。該施工技術(shù)不但使用的設(shè)備十分簡單，而且體積小、重量輕，使民用建筑整體施工的效率有效提升，減少了造價的總成本，對軟土、黃土、松散砂土、粘土的沉樁適用[3]。

2.靜力壓樁

大部分民用建筑都位于城市中的居民區(qū)地帶，若使用常規(guī)打樁機(jī)施工將會產(chǎn)生較大噪聲，對人們正常的休息與工作產(chǎn)生影響，若使用靜力壓樁則不會有較大噪音出現(xiàn)。靜力壓樁這一施工技術(shù)主要在軟土層借助靜壓力一節(jié)一節(jié)地將預(yù)制樁壓到土層內(nèi)。采用這一施工技術(shù)，既可以有效減少或防止噪音問題出現(xiàn)，還可以節(jié)省大量混凝土、鋼筋，從而實現(xiàn)工程成本有效降低的目的，比較適用于居民區(qū)軟土區(qū)域的民用建筑。

（二）樁基礎(chǔ)種類及施工

1.沉管灌注樁

施工人員需要通過振動打樁機(jī)或者錘擊把鋼管樁底或者混凝土樁頭壓到土層內(nèi)，然后把鋼筋籠放置在鋼管內(nèi)，把砂漿灌注進(jìn)去，進(jìn)行振動的過程中把鋼管緩慢拔出從而生成灌注管。此類樁的直徑通常為300毫米與500毫米，長度最大為25米，對砂土、粘性土的地基十分適用。沉管灌注樁在獨(dú)立樁基礎(chǔ)上的應(yīng)用較多，不過在施工過程中會發(fā)出較大的噪音，有時還會有頸縮的情況出現(xiàn)，因此施工人員需要全面管理和監(jiān)測樁基礎(chǔ)施工的質(zhì)量。

2.樹根樁

樹根樁屬于新型的一種樁，從鉆孔灌注樁延伸而來，直徑為75毫米至250毫米。在施工時，應(yīng)使用鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔，把孔內(nèi)的土全面消除，鉆至特定的深度以后，把鋼筋籠放入，開展砂漿與水泥的灌注工作從而讓樁得以形成。和鉆孔灌注樁最主要的區(qū)別是，樹根樁具有較小的直徑，應(yīng)對多個樹根樁進(jìn)行同時灌注，讓樁和樁間變成樹根樁，樹根樁便由此得名l’]。此方法對于場地空間的需求較小，強(qiáng)度高、噪音小，不會對建筑物自身的地基應(yīng)力造成損壞，當(dāng)民用建筑以原有基礎(chǔ)再次施工時，可將樹根樁用于其地基的加固，能夠?qū)φ承酝痢⒎圪|(zhì)土、砂土、碎石土等多種地基適用。

3.預(yù)制樁

預(yù)制樁一般為方形或者圓形，其截面的直徑、邊長一般為250毫米至550毫米，樁架與樁長的高度一般高達(dá)6米至25米，施工人員通常會通過硫磺錨接法來開展接樁的工作。

4.鉆孔灌注樁

借助鉆機(jī)的鉆轉(zhuǎn)將鉆頭帶動，使其對原有土層造成破壞，然后把泥漿用高壓泵向鉆孔壓入，孔中的泥漿會加固并對孔壁進(jìn)行保護(hù)，使其不會出現(xiàn)坍塌的情況，始終保持較好的孔型}s7在鉆孔符合施工規(guī)定的標(biāo)高以后，需要對殘土和雜物進(jìn)行清理，再將鋼筋籠放置于鉆孔內(nèi)開展灌漿的工作。通常來講，鉆孔樁有60厘米至150厘米的孔徑，按照具體施工狀況對其長度進(jìn)行確定。在對鉆孔灌注樁進(jìn)行施工時，產(chǎn)生的噪音十分小，被人們廣泛應(yīng)用到粉質(zhì)土、砂土、粘性土以及淤泥中。

五、結(jié)語

總而言之，研究民用建筑中地基基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)主要施工技術(shù)具有十分重要的意義。在民用建筑具體施工的過程中，施工人員應(yīng)對當(dāng)前地基基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)的概況有一個全面了解，及時找出凍土地基、地下水、樁質(zhì)量等施工問題，積極采用夯實與碾壓、土壤的化學(xué)加固、土墊層的更換、土壤的排水固結(jié)等地基基礎(chǔ)主要施工技術(shù)和振動沉樁、靜力壓樁等樁基礎(chǔ)主要施工技術(shù)，從而順利地開展地基基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)施工工作，推動我國建筑行業(yè)不斷朝著快速、穩(wěn)定的方向發(fā)展。

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