建筑工程地基基礎(chǔ)及樁基礎(chǔ)施工技術(shù)探究

李慶遠(yuǎn)

(廣西百礦鋁業(yè)有限公司，廣西 百色 533600)

0 前 言

在建筑工程中，地基的施工穩(wěn)定和安全是整體建筑質(zhì)量的重要保證，但是由于受到多個(gè)方面因素的影響，比如地質(zhì)和土壤情況等，在施工中容易出現(xiàn)不同的問題，繼而影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。而現(xiàn)在的建筑工程大多以高層或者超高層為主，須做好基礎(chǔ)建設(shè)，才能保證其質(zhì)量，繼而保障結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固。在實(shí)際的工程建造過程中，主要是對(duì)地基進(jìn)行加固處理，使其具備高強(qiáng)度，然后依據(jù)地下結(jié)構(gòu)中的實(shí)際情況，選擇合適的技術(shù)，從而達(dá)到加固目的。

1 地基基礎(chǔ)的具體概述

主要是用來支撐和負(fù)載建筑物的土體或者巖石，并且分布在最底層，可以分為兩種地基：自然和人工。自然地基相較于人工而言，其具備更高的強(qiáng)度、穩(wěn)定性較好，而人工地基處理，主要是利用二次加工形成地基，主要用于地質(zhì)中不良結(jié)構(gòu)和土壤層中。地基是整體建筑的穩(wěn)固層，長期在各方面壓力的作用下，會(huì)導(dǎo)致其建筑結(jié)構(gòu)產(chǎn)生變形問題，其基礎(chǔ)建設(shè)是為了將其壓力傳遞給地基，從而確保建筑的穩(wěn)定和安全?，F(xiàn)階段施工中，主要采用淺層處理的方法，不但可以有效地減少工程量，而且可以規(guī)避沉降問題。所以在開展相關(guān)的工程建設(shè)時(shí)，對(duì)地基層進(jìn)行科學(xué)的檢測，確定各個(gè)地質(zhì)和土壤詳細(xì)狀況，然后采用合適的技術(shù)進(jìn)行加固處理[1]。

2 地基基礎(chǔ)施工技術(shù)

1)土方開挖。在實(shí)際的基礎(chǔ)施工過程中，主要有兩種方法：土方開挖和支護(hù)技術(shù)。

(1)土方開挖措施。在開挖前，將施工區(qū)域雜物清理干凈，并且結(jié)合地下結(jié)構(gòu)的探測和地質(zhì)檢測情況，確定各個(gè)不同管線的分布位置，并且采取對(duì)應(yīng)的措施進(jìn)行保護(hù)。按照設(shè)計(jì)圖紙位置進(jìn)行測量放線施工，綜合現(xiàn)場施工狀況，確定中軸線，并且根據(jù)標(biāo)高設(shè)置，作為開挖控制基礎(chǔ)。在幾何軸線的大小和放線施工中，確定好地基開挖的尺寸，使其深度和寬度都能夠滿足施工要求。運(yùn)用經(jīng)緯儀進(jìn)行精確校正，設(shè)置好坡度。當(dāng)?shù)叵陆Y(jié)構(gòu)中沒有水時(shí)，可以不需要采取排水處理，但是有較多的水時(shí)，要進(jìn)行管道排出或者開槽引流，以保證地基穩(wěn)定性，然后選擇人工和機(jī)械合作的方法進(jìn)行開挖，當(dāng)挖至一定深度時(shí)，由人工進(jìn)行，并且清理坑內(nèi)的渣土，清理后選用一些保護(hù)材料鋪設(shè)基坑，然后再進(jìn)行混凝土的澆筑。最后將槽內(nèi)清理干凈，然后利用中軸線引樁，再檢查其尺寸，該工序完成后，不得上人[2]。

(2)基坑支護(hù)。要對(duì)周圍地理和地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行科學(xué)的監(jiān)測，還有其具體的深度，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須要考慮到結(jié)構(gòu)所受到的負(fù)荷力和坡度問題，并且要掌握地下各個(gè)管道的分布。具體要了解地下土壤性質(zhì)以及水文情況，確定水資源的性質(zhì)。再根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙中的基坑大小，選擇合適的支護(hù)結(jié)構(gòu)，遵循基坑開挖的原則：先開槽建立支撐機(jī)構(gòu)，再進(jìn)行開挖，且要依據(jù)分層的方法開展。圖1為基坑支護(hù)施工現(xiàn)場。

圖1 基坑支護(hù)施工

2)擋土墻。當(dāng)?shù)叵陆Y(jié)構(gòu)中為軟土層時(shí)，先用砌石塊作為基礎(chǔ)，在基底內(nèi)部進(jìn)行木樁的建立和加固，主要適用于施工范圍較小，有一定的坡度基礎(chǔ)時(shí)。

3)排樁墻。主要是依據(jù)樁體的排列方組成的支護(hù)結(jié)構(gòu)，在進(jìn)行開挖后，要立即建立支護(hù)結(jié)構(gòu)，在其頂層使用鋼梁連接并且寬度不得小于樁直徑，高度要大于40 cm，同時(shí)相關(guān)的材料強(qiáng)度要符合施工要求。開挖后，要采用鋼絲混凝土網(wǎng)進(jìn)行施工保護(hù)，可以利用隔樁的方法，在混凝土灌漿后24 h后，再進(jìn)行相連樁體成孔作業(yè)。主要用于土質(zhì)不好、開挖較深的工程中。

4)水泥土磚墻。利用水泥土樁搭接成對(duì)應(yīng)的形狀，使得其成為重力性結(jié)構(gòu)，即水泥土攪拌樁所組成的圍護(hù)，各個(gè)樁體之間的搭接長度，要依據(jù)擋土和攔截水的標(biāo)準(zhǔn)來確定，其寬度不得低于150 mm，而有關(guān)加筋材料的使用要根據(jù)具體的設(shè)計(jì)，主要用在施工環(huán)境較為開敞的深坑施工中。

5)錨桿支護(hù)。主要是將其放置于鉆孔中，將其一端固定在基坑層里，另一邊與工程結(jié)構(gòu)相連接形成的拉力杠桿，由擋土墻、托架和錨桿幾個(gè)部分構(gòu)成。使用該方法可以有效地防止土質(zhì)變形等問題，但是要注意的是采用分段開挖和支護(hù)的方式進(jìn)行，確定錨桿的位置和鉆孔深度，每段施工完成要及時(shí)檢查有無移位現(xiàn)象。

6)土釘墻。由相關(guān)的加固土壤，還有土釘以及混凝土板層構(gòu)成，從而形成一種特殊的重力擋土墻，具體的是依據(jù)從上往下的順序，結(jié)合分層方法來進(jìn)行。其中的土釘墻有兩種施工方法：①鉆孔注漿，利用注漿和鉆孔設(shè)置而成的；②打入釘，直接將其打入對(duì)應(yīng)的鋼筋材料中，如圖2所示。

圖2 土釘墻施工

7)真空預(yù)壓技術(shù)。主要是針對(duì)地下中的軟土層，先在其表面鋪設(shè)砂層和薄膜，與空氣隔開，形成一個(gè)密封空間，然后利用抽氣設(shè)施進(jìn)行施工，從而使得膜內(nèi)處于真空狀態(tài)，從而形成內(nèi)外氣壓差異，來分散地基結(jié)構(gòu)中的壓力，提高其強(qiáng)度，但是該技術(shù)對(duì)于土質(zhì)的要求較高，尤其是對(duì)于含水較多的土層有著很好的壓縮性能，如果土質(zhì)不滿足該施工條件，就極易引發(fā)沉降問題[3]。

8)靜壓力樁體技術(shù)。運(yùn)用相關(guān)的靜壓設(shè)備和輔助裝置，來加強(qiáng)本身的反作用效果，將靜壓力樁體打進(jìn)地基內(nèi)部，具有獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，在原有的振動(dòng)基礎(chǔ)上進(jìn)行改造，因而噪音污染較小，其操作較為簡單，可以有效地提高整體地基的穩(wěn)定和強(qiáng)度。

9)注漿技術(shù)。將配比好的水泥砂漿材料，先將地基內(nèi)的水排出，然后嚴(yán)格控制好注漿速度，將其灌入到坑內(nèi)，填充嚴(yán)實(shí)，厚度要均勻，要在注漿好后檢查有無縫隙或者其他問題出現(xiàn)。當(dāng)材料凝固后，就會(huì)和地基內(nèi)部的結(jié)構(gòu)形成一個(gè)整體，從而達(dá)到增加強(qiáng)度的目的。

3 樁基施工技術(shù)

1)樁基礎(chǔ)。在建筑工程中用于基礎(chǔ)施工的常用技術(shù)和方法，主要適用于地質(zhì)中有較多的軟土層時(shí)，以增加和擴(kuò)大其基礎(chǔ)，從而能夠滿足各方面的負(fù)載壓力，形成較為穩(wěn)定的樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。在地基施工中，加入一定量的樁體，使得上方各個(gè)壓力從上而下地傳遞深層結(jié)構(gòu)中，提高其整體強(qiáng)度，常見的樁基礎(chǔ)有鉆孔灌注、預(yù)制以及木質(zhì)樁等[4]。

2)樁基施工技術(shù)。

(1)預(yù)制樁施工技術(shù)。先進(jìn)行測量放線，來確定樁體的具體位置，可以結(jié)合坐標(biāo)和高程以及建筑中軸線的控制，打入鋼筋，并在其周圍撒上白灰，保證每個(gè)樁體間距設(shè)置在合理范圍內(nèi)，且與中心線保持較小的誤差，然后將相關(guān)的打樁機(jī)械一道對(duì)應(yīng)位置，進(jìn)行調(diào)試，確定中心。再進(jìn)行吊裝和打樁施工，將樁體送至到對(duì)應(yīng)的位置，將相關(guān)設(shè)備取出，進(jìn)行孔洞的回填密封處理[5]。

(2)普通混凝土預(yù)制技術(shù)。主要是在工廠進(jìn)行高溫蒸汽處理，使結(jié)構(gòu)具備更高的強(qiáng)度，當(dāng)達(dá)到一定數(shù)值時(shí)，要放置一段后產(chǎn)生碳化反應(yīng)，才可以使用。

(3)預(yù)應(yīng)力混凝土。對(duì)樁體自身施加預(yù)應(yīng)力，可以提高強(qiáng)度，使其具備良好的抗變能力。主要有兩種方法：離心和搗注，運(yùn)用離心是將其制成環(huán)形斷面，而搗注方法是實(shí)心方樁。為了有效控制在進(jìn)行沉樁時(shí)產(chǎn)生的土方量，提高其沉樁效果，通常會(huì)將空心的預(yù)應(yīng)力樁體端口設(shè)置為敞開式樣。

(4)錐形樁。主要是利用其特殊形體，在開展沉樁時(shí)，增加摩擦阻力，從而實(shí)現(xiàn)提高負(fù)載能力，在相同大小的樁體結(jié)構(gòu)中，負(fù)重力要比截面高許多。

(5)螺旋鋼筋型。將有關(guān)的旋轉(zhuǎn)設(shè)備放入土層中，在施工的過程中，可以有效地避免噪音和環(huán)境污染，當(dāng)主要的負(fù)重土層較軟時(shí)，可以在樁體端口設(shè)置螺旋葉片，用部件將其與混凝土結(jié)構(gòu)相連接。

3)灌注技術(shù)。

(1)鉆孔灌注。在內(nèi)部放入對(duì)應(yīng)的鋼筋籠，然后將混凝土灌入從而形成樁體結(jié)構(gòu)，與普通的打入樁體不同，鉆孔技術(shù)利用先開孔再灌注成型的方式進(jìn)行，利用土體向樁結(jié)構(gòu)靠攏產(chǎn)生的壓力，所以要保證合適的樁間距，以避免坍塌或者收縮，而且要先將孔內(nèi)的土清理干凈，當(dāng)其孔徑為600 mm左右時(shí)，可以選擇回轉(zhuǎn)設(shè)備進(jìn)行開孔處理，保證樁體結(jié)構(gòu)長度在合理的范圍內(nèi)，使得其單個(gè)樁體結(jié)構(gòu)的負(fù)載能夠滿足施工要求。工藝流程：先將鉆機(jī)安裝好，在進(jìn)行鉆孔時(shí)添加一定的液體，結(jié)合設(shè)備的重力，并且將鉆頭裝滿土、砂，進(jìn)行灌水，再旋轉(zhuǎn)設(shè)備，關(guān)閉鉆頭，將其轉(zhuǎn)回固定好，灌入一定的穩(wěn)定液體，可以依據(jù)實(shí)際的土壤狀況，配比合理的材料，開始鉆孔。當(dāng)完成后要將孔內(nèi)清理干凈，檢查其鉆深，插入鋼筋籠和導(dǎo)管[6]。

(2)沉管灌注施工。主要是運(yùn)用錘擊或者振動(dòng)沖壓的方式進(jìn)行開孔，可以將樁體結(jié)構(gòu)打入到較硬的砂層中，而該技術(shù)形成的樁體直徑為300～500 mm，且長度不高于20 m。運(yùn)用該方法，可以快速成樁，但是可能會(huì)導(dǎo)致樁體斷裂，以及混凝土強(qiáng)度不夠的問題。

(3)挖孔。主要是利用人工或者機(jī)械的方式，當(dāng)孔挖至1 m左右時(shí)，就可以噴射混凝土保護(hù)層，然后將上下圈用插筋方式連接，當(dāng)達(dá)到一定的深度時(shí)，要進(jìn)行擴(kuò)張孔洞施工，安裝鋼筋籠后，進(jìn)行澆筑操作，要保證樁體直徑大于1 m。

(4)螺旋灌注。主要由兩部分組成，其上方是圓柱，與普通的灌注技術(shù)大致相同，而其下方是螺旋結(jié)構(gòu)，具體的是采用特定的技術(shù)處理，使得其擠壓成圓柱形狀，并且要與設(shè)計(jì)的高度相一致，結(jié)合鉆桿技術(shù)往下施工，將其旋轉(zhuǎn)一圈，同時(shí)將其下調(diào)，使得其擠壓土體結(jié)構(gòu)從而形成樁體。此外，還有在泵送混凝土?xí)r，將鉆孔順著螺旋痕跡，用反方向提鉆桿的方式。如圖3所示。

圖3 螺旋桿作業(yè)現(xiàn)場

4)振動(dòng)沉樁。采用特殊的電動(dòng)或者液壓式樣的錘子進(jìn)行沉樁施工，利用電力驅(qū)動(dòng)、液壓的移動(dòng)使得其在相同的速度下旋轉(zhuǎn)，將水平方向的離心力互相抵消，而垂直方向上的力度擴(kuò)大從而上下震動(dòng)，引起樁體結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，繼而將土體和樁分開，在眾多的壓力下，讓樁體沉入土層中，其具有沉樁效果好、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，但是電動(dòng)設(shè)備所消耗的電能較高，并且液壓錘價(jià)格較貴。

5)夯實(shí)擴(kuò)張技術(shù)。在錘擊機(jī)械灌注施工基礎(chǔ)上，在內(nèi)部增加一個(gè)夯管，結(jié)合鋼筋混凝土預(yù)制施工技術(shù)，運(yùn)用不同的擴(kuò)張方法處理，進(jìn)行現(xiàn)場澆筑，使得樁體結(jié)構(gòu)在混凝土擠壓下，形成對(duì)應(yīng)的樁體。其特點(diǎn)是單個(gè)樁體的負(fù)荷力高，質(zhì)量好，造價(jià)低等，但是當(dāng)?shù)叵陆Y(jié)構(gòu)中有承壓的水層時(shí)，就很難成樁。

4 結(jié)束語

在建筑工程中的地基和樁基礎(chǔ)施工，都是為了保證基層施工的質(zhì)量，使得其具有很好的強(qiáng)度，從而將建筑結(jié)構(gòu)中和上方的壓力傳遞地下，繼而達(dá)到保障建筑穩(wěn)定和安全的目的，通過分析各個(gè)基層施工的含義和相關(guān)技術(shù)的運(yùn)用，確定在基層施工中可能出現(xiàn)的問題，并且及時(shí)做好預(yù)防和控制，可以結(jié)合實(shí)際的地下情況，選擇合適的技術(shù)處理，從而減少沉降和變形等現(xiàn)象的產(chǎn)生。

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