樁基礎(chǔ)技術(shù)在建筑工程土建施工中的應(yīng)用研究

田建輝 北京首鋼建設(shè)集團(tuán)有限公司助理工程師

樁基礎(chǔ)施工在建筑工程施工過程中是一項(xiàng)非?；A(chǔ)的結(jié)構(gòu)工程建設(shè)，同時(shí)也是一項(xiàng)十分重要的土建施工技術(shù)，因?yàn)檫@項(xiàng)技術(shù)會直接影響建筑工程竣工后的質(zhì)量[1]。我國地域廣袤，南北氣候差異較大，地形復(fù)雜，對樁基礎(chǔ)施工技術(shù)有著較高的要求。隨著建筑行業(yè)的不斷發(fā)展，我國可利用的建筑土地資源也在逐年減少，因此建筑的層高有著逐年增高的趨勢，這不僅是建筑的新風(fēng)向，還對地基的穩(wěn)定性提出了更高的要求[2]。樁基礎(chǔ)技術(shù)的深入研究與實(shí)際的應(yīng)用不僅可以有效解決高層建筑地基承載力不足的問題，還能緩解我國建筑土地用地的壓力，對推動(dòng)建筑行業(yè)的發(fā)展具有重要的作用。

1 樁基礎(chǔ)的概述、技術(shù)選擇以及應(yīng)用的基本特征

1.1 樁基礎(chǔ)概述

樁基礎(chǔ)是在樁與樁之間起到功能聯(lián)系作用并且進(jìn)行重力承載的基礎(chǔ)構(gòu)件。樁基礎(chǔ)具有較多的適用場景施工、技術(shù)形成年代長久、有較高的重量承載能力等特點(diǎn)，因此被廣泛應(yīng)用在建筑工程行業(yè)的各個(gè)項(xiàng)目中[3]。

在建筑工程施工過程中，樁基礎(chǔ)需要減少建筑帶給巖石的壓力，從而達(dá)到提升建筑物本身的質(zhì)量及安全性能的目的。施工中常常會遇到各種問題，其中不少是由惡劣的地質(zhì)因素、極端的自然環(huán)境等原因引起的，這時(shí)就可以利用樁基礎(chǔ)技術(shù)[4-5]。樁基礎(chǔ)的構(gòu)造決定了它擁有較大的承重范圍，不僅可以大大降低沉降量，還能夠確保建筑的穩(wěn)定性，避免建筑長時(shí)間使用后出現(xiàn)傾斜。

樁基礎(chǔ)的形式多樣，按承臺高低可分為低承臺樁、高承臺樁，按成孔方式可分為非擠土樁、部分?jǐn)D土樁、擠土樁等。但無論怎樣分類，樁基礎(chǔ)都是在建筑工程的施工現(xiàn)場使用灌注樁以及預(yù)制樁的形式進(jìn)行各項(xiàng)施工的一種土建施工工藝。一般的情況下，樁基礎(chǔ)會比地基更加深入巖土層內(nèi)，所以在樁基礎(chǔ)質(zhì)量管控方面，必須對技術(shù)以及物料的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格管理，以保障工程竣工后建筑物的穩(wěn)定性以及安全性。

1.2 樁基礎(chǔ)施工的技術(shù)選擇

施工時(shí)建筑帶給巖石的壓力越小，建筑本身的質(zhì)量與安全性則會越高，同時(shí)還可以有效延長建筑的使用期限。在地基打造過程中，需要結(jié)合地質(zhì)勘查資料、預(yù)算資金情況等實(shí)際情況進(jìn)行選擇，確保施工現(xiàn)場的實(shí)際情況適合采用樁基技術(shù)進(jìn)行施工，從而才能確保其能夠承受建筑物的實(shí)際重量。不僅如此，還需要對建筑的基礎(chǔ)施工方案進(jìn)行綜合評估計(jì)算，確保能夠在施工現(xiàn)場對原材料的質(zhì)量、施工的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格監(jiān)管，避免建筑企業(yè)出現(xiàn)偷工減料的情況。

1.3 樁基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)用的基本特征

由于樁基礎(chǔ)技術(shù)的獨(dú)特性，并非所有的工程都適合應(yīng)用樁基礎(chǔ)[6]。這也是建筑工程想要在施工過程中使用樁基礎(chǔ)技術(shù)時(shí)，必須對現(xiàn)場施工條件進(jìn)行深入了解的主要原因。在進(jìn)行建筑工程土建施工中樁基礎(chǔ)技術(shù)的選擇時(shí)，要根據(jù)建筑工程的施工特點(diǎn)和建筑物的核載特點(diǎn)進(jìn)行選擇，同時(shí)施工單位也要對施工的現(xiàn)場的整體情況進(jìn)行詳細(xì)的研究和分析。然后經(jīng)過樁基礎(chǔ)技術(shù)的專業(yè)人員勘測檢查，確定采用哪有樁基礎(chǔ)施工技術(shù)。樁基礎(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用有以下幾個(gè)特征。

第一，建筑對承重有著較大的需求，包括公路橋梁、港口倉庫等特殊建筑。第二，對于普通地基無法滿足需求的特殊建筑，可以使用樁基礎(chǔ)技術(shù)進(jìn)行建設(shè)。第三，對于建筑面積較小、高度相對較高的建筑，為了保障建筑的安全以及穩(wěn)定，需要使用樁基礎(chǔ)技術(shù)。第四，對建筑的安全性、穩(wěn)定性有著極高要求的建筑，需要使用加強(qiáng)樁基礎(chǔ)技術(shù)，以滿足更高的性能需求。第五，對于地震帶范圍的建筑或是經(jīng)常感受到震動(dòng)需要強(qiáng)化安全系數(shù)的建筑，需要使用樁基礎(chǔ)進(jìn)行加固，以減少安全事故。第六，為了降低惡劣地質(zhì)因素或是極端自然環(huán)境帶來的不良影響，需要采用樁基礎(chǔ)的技術(shù)進(jìn)行再次加固，以達(dá)到降低風(fēng)險(xiǎn)的目的。

2 建筑工程施工中樁基礎(chǔ)技術(shù)的主要應(yīng)用

2.1 人工挖孔樁技術(shù)的應(yīng)用

在進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工前，技術(shù)人員要對施工的地點(diǎn)進(jìn)行勘測檢查。所勘測檢查的內(nèi)容包含施工的整體環(huán)境，地下水質(zhì)和地質(zhì)條件的勘測，并進(jìn)行記錄和規(guī)整，做好樁基礎(chǔ)的施工前的準(zhǔn)備工作。對樁基礎(chǔ)工程所需要的機(jī)械設(shè)備，人員分配也要做好準(zhǔn)備，保證樁基礎(chǔ)工程的正常運(yùn)行。人工挖孔樁技術(shù)主要采用人工作業(yè)模式，這是一種危險(xiǎn)系數(shù)極高的落后工藝。雖然這種方法擁有低噪音、對環(huán)境幾乎無污染等特點(diǎn)，但也擁有純?nèi)斯な┕ば瘦^低、作業(yè)環(huán)境惡劣、施工作業(yè)強(qiáng)度高等明顯劣勢，建設(shè)部在2007年已經(jīng)把人工挖孔樁列入“限制類”技術(shù)。

2.2 預(yù)制樁技術(shù)的應(yīng)用

目前，大部分的建筑工程一般使用鋼樁以及混凝土樁這兩種預(yù)制樁類型，其主要原因是預(yù)制樁大多是依據(jù)工程施工現(xiàn)場現(xiàn)有的材料進(jìn)行制作的[7]。在這兩種類型中，混凝土預(yù)制樁最為常見，混凝土樁具有堅(jiān)固、承重能力強(qiáng)、穩(wěn)定性優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。目前，常用的沉樁技術(shù)有射水、震動(dòng)、錘擊、靜力等，在實(shí)際施工現(xiàn)場必須根據(jù)現(xiàn)場的具體情況對應(yīng)相匹配的方式進(jìn)行沉樁操作，以滿足國家檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

但是需要注意的是：由于施工噪音較大，在建筑較為密集的地區(qū)建議采用靜力樁機(jī)進(jìn)行施工；當(dāng)?shù)叵麓嬖谳^為厚硬的堅(jiān)硬地層時(shí)，需要借助預(yù)鉆孔等技術(shù)進(jìn)行有效的輔助施工；為防止出現(xiàn)長樁施工接頭斷樁情況，需要保證整根長樁的垂直度；在施工作業(yè)過程中，需要明確柱頂以及柱尖的位置，在澆筑過程中嚴(yán)格遵照標(biāo)準(zhǔn)工序進(jìn)行施工，以保證作業(yè)安全。

2.3 灌注樁的應(yīng)用

灌注樁主要有挖孔、鉆孔以及沉管3種施工方式，其中鉆孔以及沉管是我國目前最常用的兩種主要施工方法。這兩種施工方法有很大不同：鉆孔灌注主要通過在地面上進(jìn)行打孔埋樁，在對樁內(nèi)進(jìn)行全方面清理后，再進(jìn)行相應(yīng)的鉆孔灌注操作。該施工方式比較容易發(fā)生樁身表面浮漿的現(xiàn)象，在工程現(xiàn)場的實(shí)際操作中需要著重注意樁孔位置的干凈程度，以確保成品的質(zhì)量。沉管灌注樁是將吊放了鋼筋骨架的鋼套管沉入土中，利用拔管振動(dòng)搗實(shí)混凝土而形成的樁。這種施工的方式，成本相對較低，主要適用于大面積作業(yè)成樁，施工速度快，較為方便，但是因?yàn)闃扼w主體直徑較小，施工中質(zhì)量不易控制，如拔管過快易造成樁身縮頸，也容易受到擠土效應(yīng)影響產(chǎn)生斷樁、斜樁。

2.4 靜壓鋼筋混凝土預(yù)制樁的應(yīng)用

在傳統(tǒng)的建筑工程施工過程中，一般使用柴油沖擊錘進(jìn)行樁基礎(chǔ)的施工操作。這種方法雖然在一定程度上保證了建筑的質(zhì)量，但是對于周邊的自然環(huán)境會造成較大的影響。同時(shí)，施工過程中產(chǎn)生的噪音和溫室效應(yīng)，不僅會污染周邊的環(huán)境，還會對現(xiàn)場施工人員的身體健康造成不可逆的損傷。因此，降低柴油沖擊錘的使用頻率，減少對周邊環(huán)境的污染，是十分必要的。

3 建筑工程中樁基礎(chǔ)技術(shù)的發(fā)展前景

隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的不斷加快，我國可用于工業(yè)建筑的土地也在逐漸減少，土地資源緊張導(dǎo)致高層建筑必然是未來建筑發(fā)展的主流方向。高層建筑不僅可以提升土地的利用率，還可以緩解土地資源不足的問題。在高層的建設(shè)過程中，建筑層數(shù)的增加對樁基礎(chǔ)的技術(shù)有了更高的要求。在新形勢的施工需求下，建筑企業(yè)必須采用更加先進(jìn)的施工技術(shù)。同時(shí)，施工人員在動(dòng)工前需要做好充足的預(yù)算，對施工過程中樁基礎(chǔ)的長度和直徑進(jìn)行周密計(jì)算[8]。

在全球化的背景下，國際建筑企業(yè)的競爭方式正在由單純的技術(shù)競爭逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)和資源同步競爭，我國的建筑市場也正在努力朝著國際方向發(fā)展。為了適應(yīng)這種形勢，我國的樁基礎(chǔ)競爭企業(yè)可以通過在經(jīng)營的過程中與相關(guān)的企業(yè)開放合作，進(jìn)行周期性技術(shù)交流共享，不斷優(yōu)化自身的施工工藝，從而達(dá)到提高企業(yè)自身綜合實(shí)力的目的。

4 結(jié)語

土建工程的基礎(chǔ)建設(shè)是整個(gè)工程的第一步，也是工程建設(shè)的重中之重。建筑工程的基礎(chǔ)不僅決定了建筑質(zhì)量的優(yōu)劣，同時(shí)也是建筑安全的重要保障。樁基礎(chǔ)技術(shù)不僅能夠解決地基的承重問題，還能夠有效降低地基沉降量。隨著建筑行業(yè)的飛速發(fā)展，樁基礎(chǔ)的應(yīng)用必然也會起到日益重要的作用。