建筑工程預(yù)制樁樁基施工工藝分析

楊 帥 （山西一建集團(tuán)有限公司，山西 太原 030012）

高層建筑占地面積相對于較小，但所受到荷載較大，天然地基不能承受上部荷載，需使用人工地基提高地基承載力。因此，如何將上部荷載有效傳遞至下部持力層，是地基加固處理的難題和重點。一般提高地基承載力的方法較多，常用的地基加固方法是使用預(yù)制鋼筋混凝土管樁、鉆孔灌注樁、鋼管樁等，不同方式成型的樁基具有各自的優(yōu)點和特點。綜合考慮下，預(yù)制鋼筋混凝土管樁的優(yōu)點較多，適用范圍較廣，具有易批量生產(chǎn)、樁體成型質(zhì)量易控制、不受地下水位影響、拼接簡單等特點。除此之外，也具有一定的缺點，如樁長大于設(shè)計長度時，不易截斷；打樁過程中若土體產(chǎn)生位移，繼續(xù)施打管樁易被擊壞。盡管預(yù)制樁具有一定的缺點，但預(yù)制樁承載能力強(qiáng)、沉降變形量小、施工速度快，被廣泛應(yīng)用于全國多數(shù)地基土體中。

1 預(yù)制樁的樁基類型

預(yù)制樁樁基常采用鋼筋混凝土預(yù)制樁。鋼筋混凝土預(yù)制樁是指在加工廠內(nèi)，將所預(yù)制的構(gòu)件經(jīng)過養(yǎng)護(hù)，并在設(shè)計強(qiáng)度達(dá)到要求后，再運(yùn)輸至現(xiàn)場，進(jìn)行后續(xù)打樁施工，最后在樁頂澆筑承臺板基礎(chǔ)。鋼筋混凝土預(yù)制樁中的受力鋼筋直徑應(yīng)大于12mm，且受力鋼筋布置在4～8根范圍內(nèi)。鋼筋混凝土預(yù)制樁箍筋設(shè)計時，應(yīng)在樁基頂部和肩部設(shè)置加密區(qū)，進(jìn)而達(dá)到抵抗錘擊穿越土層的目的。鋼筋混凝土預(yù)制樁具有制作工藝較為簡單、強(qiáng)度較高和剛度較大等優(yōu)點。此外，從樁基的受力特點來看，可以分為摩擦樁和端承樁兩類[1]。

1.1 摩擦樁

摩擦樁主要是指在受到豎向荷載作用時，主要是通過樁側(cè)摩擦阻力抵抗樁頂所傳遞的荷載，也可通過樁底部土層的反力承擔(dān)部分豎向荷載。摩擦樁主要適用于巖石持力層非常低的地基，在承受極限豎向荷載時，樁頂全部荷載由樁側(cè)摩擦阻力抵消。

1.2 端承樁

端承樁是將樁尖嵌入到硬質(zhì)巖石的持力層位置，利用樁尖底部持力層強(qiáng)度高、位移小的特點，保證樁身的位移在規(guī)定范圍之內(nèi)，硬質(zhì)巖石的持力層所需位移達(dá)到極限狀態(tài)，可以充分發(fā)揮樁端阻力的作用。

2 預(yù)制樁樁基施工技術(shù)

2.1 靜壓力沉樁施工技術(shù)

在采用靜壓力沉樁技術(shù)對預(yù)制樁進(jìn)行沉樁時，主要是利用機(jī)械配重和預(yù)制樁自身重力對預(yù)制樁產(chǎn)生的反作用力，將預(yù)制樁壓入土層中。靜壓力沉樁施工技術(shù)又稱為擠土樁，整個過程通過液壓系統(tǒng)提供動力，可以簡稱為吊裝、喂樁、壓樁的過程，進(jìn)而將預(yù)制樁打入土體。在壓樁操作完成后，壓樁油缸可以自動恢復(fù)原位，并且可以重復(fù)整個操作過程，所以，靜壓力沉樁技術(shù)可以連續(xù)操作，直到樁體達(dá)到預(yù)定位置后結(jié)束操作。在采用靜壓力沉樁施工技術(shù)進(jìn)行沉樁時需要注意的是，為了避免損壞土層結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致產(chǎn)生的孔隙形成水壓，所以整個施工過程應(yīng)連續(xù)進(jìn)行，不能出現(xiàn)施工中斷的現(xiàn)象，從而保證沉樁的施工質(zhì)量。靜壓力沉樁施工技術(shù)不產(chǎn)生振動和噪音現(xiàn)象，不影響周圍建筑結(jié)構(gòu)安全和居民使用舒適程度，并且對周圍環(huán)境無污染，具有建設(shè)成本較低、建筑質(zhì)量好和操作簡單方便等優(yōu)點。此外，在建筑工程的地基加固處理施工中，采用靜壓力沉樁施工技術(shù)不僅可以保證施工質(zhì)量，而且還可以減少建筑材料的使用，進(jìn)而達(dá)到降低工程項目施工成本的目的。

2.2 錘擊沉樁施工技術(shù)

錘擊沉樁施工技術(shù)主要是利用樁錘自由下落時的機(jī)械能對預(yù)制樁進(jìn)行沖擊，克服土體對樁的阻力，破壞土體的靜力平衡體系，進(jìn)而導(dǎo)致預(yù)制樁樁體下沉，達(dá)到新的靜力平衡狀態(tài)，并且不斷反復(fù)重復(fù)此過程，預(yù)制樁就能達(dá)到預(yù)定位置。錘擊沉樁施工技術(shù)利用柴油錘、液壓錘和落錘等各種機(jī)械的沖擊力和其自重，克服土體阻力，進(jìn)而將預(yù)制樁壓入指定位置。同時，在預(yù)制樁的沉樁過程中，主要是采用錘擊沉樁施工技術(shù)，該技術(shù)具有施工速度快、機(jī)械化利用率高、現(xiàn)場施工操作簡單和適用范圍較廣的優(yōu)點。但錘擊沉樁施工技術(shù)存在振動大、噪音高、對周圍環(huán)境影響較大等缺點。同時，錘擊沉樁施工技術(shù)施工工期較短，建設(shè)成本較低。

3 預(yù)制樁樁基施工質(zhì)量要點控制

3.1 樁基檢查要點控制

預(yù)制樁樁基檢查要點主要包括確定相關(guān)參數(shù)、進(jìn)場前的質(zhì)量檢查和相關(guān)參數(shù)監(jiān)測三部分。首先，在關(guān)于預(yù)制樁樁基相關(guān)參數(shù)的確定過程中，應(yīng)提前與生產(chǎn)廠家溝通交流，確保預(yù)制樁可以在預(yù)制場進(jìn)行預(yù)制，并從樁基的制作方法、制作成本等方面綜合考慮，進(jìn)而選取最優(yōu)生產(chǎn)廠家，制定最佳預(yù)制樁方案[2]；然后，預(yù)制樁運(yùn)輸過程中，極易受到運(yùn)輸時固定不牢固和振動的影響，預(yù)制樁可能會出現(xiàn)細(xì)小裂縫，進(jìn)而使預(yù)制樁的結(jié)構(gòu)受到嚴(yán)重危害，這就要求在進(jìn)場前嚴(yán)格把控預(yù)制樁的質(zhì)量，避免施工時采用有缺陷的預(yù)制樁，影響樁基質(zhì)量；最后，在預(yù)制樁沉樁施工時，應(yīng)實時監(jiān)測施工現(xiàn)場，如果施工方法、施工技術(shù)與設(shè)計方案出現(xiàn)較大差距的情況時，應(yīng)立即停止施工，且該樁基不能正常使用，同時，將現(xiàn)場情況如實反饋給生產(chǎn)商，保證預(yù)制樁的質(zhì)量安全，確保施工過程的科學(xué)合理化。

3.2 樁基定位要點控制

在樁基定位施工過程中，應(yīng)依據(jù)樁基的施工方法和施工技術(shù)，以此判斷整個樁基過程是否能進(jìn)行后續(xù)施工。在預(yù)制樁到達(dá)施工現(xiàn)場時，應(yīng)派遣專業(yè)人員進(jìn)行檢測，檢測記錄樁基相關(guān)參數(shù)，如果實測數(shù)據(jù)與設(shè)計存在較大差異，應(yīng)及時做出調(diào)整，也可采用預(yù)案進(jìn)行后續(xù)施工，保證后續(xù)施工的順利進(jìn)行[3]。同時，應(yīng)依據(jù)樁基的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，判斷樁基是否存在質(zhì)量缺陷。在樁基施工過程中，不同樁體應(yīng)采用不同的施工工藝，例如，在采用錘擊沉樁施工技術(shù)時，應(yīng)分析預(yù)制樁每次下沉的距離，此外需要了解整個樁基過程的所有數(shù)據(jù)信息，可以為樁基的整個施工過程提供很大幫助。

3.3 樁基施工要點控制

在樁基的整個施工過程中，應(yīng)先精準(zhǔn)完成所有樁體的定位工作，保證所有預(yù)制樁的位置和施工要求達(dá)到整個樁體的質(zhì)量要求，并通過樁基的相關(guān)參數(shù)具體分析研究樁體處理方法。樁體施工要點控制主要是根據(jù)建筑施工圖紙，對施工區(qū)域和各類施工儀器設(shè)備進(jìn)行施工控制。例如，關(guān)于全站儀的使用，為了防止后續(xù)數(shù)據(jù)對接出現(xiàn)嚴(yán)重錯誤，這就要求相關(guān)操作人員應(yīng)具有熟練的專業(yè)測量知識和實踐經(jīng)驗，保證相關(guān)人員具有相應(yīng)的專業(yè)素養(yǎng)[4]。同時，還應(yīng)對該儀器使用方法和使用依據(jù)有分析能力，進(jìn)而保證樁基的施工質(zhì)量。此外，對于樁基的其他參數(shù)，應(yīng)嚴(yán)格依據(jù)后續(xù)使用規(guī)定和參數(shù)獲得確定結(jié)果，例如樁基數(shù)量、樁基施工方法等確定工作，從而保證樁基的整體質(zhì)量。

3.4 樁基竣工驗收控制

在整個樁基施工完成后，項目驗收的專業(yè)人員應(yīng)檢測整個樁基的質(zhì)量缺陷，在發(fā)現(xiàn)樁基存在質(zhì)量缺陷時，應(yīng)立即向該工程的項目經(jīng)理匯報相關(guān)工作。例如，在預(yù)制樁樁基施工完成后，相關(guān)驗收人員發(fā)現(xiàn)樁基的傾斜度與設(shè)計要求誤差存在較大差異時，在工程項目經(jīng)理得知此問題后，應(yīng)立即采取備用方案進(jìn)行后續(xù)地基加固處理，減小整個施工過程的整體誤差，提高建筑結(jié)構(gòu)的整體施工質(zhì)量。此外，項目的所有信息應(yīng)第一時間記錄，現(xiàn)場施工中，監(jiān)管人員和監(jiān)理人員記錄的數(shù)據(jù)可能會存在差異，因此，建設(shè)單位應(yīng)要求這兩類人員不定期進(jìn)行溝通交流，同時如在施工中需利用BIM 技術(shù)，應(yīng)將數(shù)據(jù)提交給相關(guān)部門進(jìn)行處理。在提交的數(shù)據(jù)中，如果相關(guān)部門發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)差異較大，應(yīng)立即反饋給上級部門，并且項目經(jīng)理應(yīng)進(jìn)行相關(guān)調(diào)查，進(jìn)而解決兩者之間的工作間隙，為樁基施工提供精準(zhǔn)數(shù)據(jù)，保證預(yù)制樁樁基后續(xù)工作的順利進(jìn)行。

4 結(jié)語

近些年，建筑工程中預(yù)制樁樁基施工技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，在保證地基加固處理質(zhì)量的前提下，縮短項目施工工期和節(jié)約建筑成本成為主要內(nèi)容，在建筑行業(yè)具有重要意義。在預(yù)制樁樁基施工的前提下，通過提高施工技術(shù)水平、合理選取施工機(jī)械、控制施工工藝要點等手段，提高預(yù)制樁樁基施工技術(shù)水平，保證建筑工程的整體施工質(zhì)量，推動建筑行業(yè)的不斷發(fā)展進(jìn)步。