建筑工程地基基礎(chǔ)及樁基礎(chǔ)施工技術(shù)研究

丁 華 山西三建集團(tuán)有限公司

1 前言

在現(xiàn)代建筑工程施工中，樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的有效應(yīng)用極為關(guān)鍵，將會(huì)對建筑整體質(zhì)量造成直接影響。因此，施工單位應(yīng)系統(tǒng)地分析土建工程的樁基礎(chǔ)施工具體情況，研究施工技術(shù)的關(guān)鍵點(diǎn)，落實(shí)對施工細(xì)節(jié)的管控，確保建筑工程施工質(zhì)量達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。

2 地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)的概念介紹

在建筑工程中地基主要是指在建筑物的荷載作用下，促使基底下方出現(xiàn)變形的部分地層；而基礎(chǔ)則是向地基的建筑下部結(jié)構(gòu)有效傳遞建筑物荷載的部分。建筑物荷載中的一個(gè)重要支撐就在于地基，為避免出現(xiàn)強(qiáng)度破壞、失穩(wěn)的情況，就必須采取一系列切實(shí)可行的預(yù)防措施。同時(shí)，在地基變形的允許范圍之內(nèi)來嚴(yán)格控制基礎(chǔ)的沉降量。在建筑工程中，如果上述條件、要求能夠同時(shí)滿足，則施工中需要盡量選擇那些埋深淺、施工工序簡單的基礎(chǔ)類型與基礎(chǔ)措施，即位于天然地基上的淺基礎(chǔ)形式；反之，如果地基不符合上述條件與要求，為取得良好的加固效果就需要選擇一個(gè)合理的地基，以此逐步提高地基本身的穩(wěn)定性和強(qiáng)度，然后在處理以后的地基上開展基礎(chǔ)工作，通常情況下這種地基形式也被稱之為人工地基上的淺基礎(chǔ)。在建筑對于地基提出較高要求的情況下，為更好地完成埋深較大的基礎(chǔ)工程，有必要采取那些相對比較復(fù)雜的施工工藝，即所謂的深基礎(chǔ)或樁基礎(chǔ)，以此可以向更深的土層中來有效地傳遞建筑物本身所具有的荷載。

3 地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)的施工特征

3.1 多變性

我國地域遼闊，不同區(qū)域的施工地質(zhì)條件、環(huán)境以及水域情況也存在著較大的差異性。因此在建筑工程地基基礎(chǔ)以及樁基礎(chǔ)施工過程中，需要結(jié)合施工區(qū)域的地質(zhì)特點(diǎn)，針對性選擇施工方案，這就導(dǎo)致了地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)施工呈現(xiàn)多變性的施工特征。

3.2 危險(xiǎn)性

地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)是建筑工程的重要施工內(nèi)容，但是因?yàn)榈鼗こ潭嗍翘幱诘叵?，在具體施工中還會(huì)受到水害以及支護(hù)情況等多種因素的影響。如果沒有做好安全防護(hù)工作，有可能導(dǎo)致坍塌等施工事故發(fā)生，對施工人員的人身健康與安全造成危害。因此，建筑地基工程與樁基礎(chǔ)工程危險(xiǎn)性較高，需要施工企業(yè)做好相應(yīng)的安全管理與支護(hù)工作，保障施工環(huán)節(jié)的順利開展。

4 建筑地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)施工過程中存在的問題

4.1 土質(zhì)不符合施工要求

在高層地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)建設(shè)中，施工現(xiàn)場土質(zhì)檢測工作是基礎(chǔ)性工作，整個(gè)建筑建設(shè)工作將會(huì)受到土地地質(zhì)情況的直接影響。施工現(xiàn)場土地的堅(jiān)硬程度是否符合建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、地下水資源含有量等，都會(huì)在很大程度上影響建筑建設(shè)。需要注意的是，若建設(shè)施工區(qū)域內(nèi)有大量的地下水資源，會(huì)嚴(yán)重阻礙樁基礎(chǔ)建設(shè)施工的順利進(jìn)行。這主要是由于大量地下水會(huì)使土地潮濕度大幅提高，導(dǎo)致樁基礎(chǔ)建設(shè)質(zhì)量下降，會(huì)增加挖孔等施工操作的難度，容易留下安全隱患問題。施工區(qū)域內(nèi)土質(zhì)不符合建設(shè)要求，含水量過高將會(huì)干擾建設(shè)工作的開展，會(huì)出現(xiàn)樁基礎(chǔ)腐蝕的情況，很可能導(dǎo)致建筑建設(shè)質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。

4.2 凍土層沒有及時(shí)清理

在進(jìn)行地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)建設(shè)中，施工單位若沒有及時(shí)有效清理施工區(qū)域內(nèi)的凍土層，當(dāng)氣溫上升后，凍土層逐漸解凍，土層會(huì)發(fā)生沉降問題，對建筑土層結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性造成極大影響。這種情況下，建筑部分區(qū)域也可能發(fā)生塌陷情況，存在較大的安全隱患，導(dǎo)致建筑建設(shè)工作質(zhì)量下降。但凍土層未及時(shí)清理問題在施工建筑中很難發(fā)現(xiàn)，會(huì)嚴(yán)重影響樁基礎(chǔ)及地基基礎(chǔ)建設(shè)。對此，在樁基礎(chǔ)及地基基礎(chǔ)建設(shè)過程中，建設(shè)單位應(yīng)要求施工人員認(rèn)真排查凍土層問題，并安排技術(shù)人員進(jìn)行復(fù)查。工作人員若發(fā)現(xiàn)凍土層問題，應(yīng)及時(shí)上報(bào)給管理人員，采取有效的處理措施加以解決，以免帶來安全隱患。

4.3 地下水影響

當(dāng)前許多建筑物的基坑深度較深，導(dǎo)致受到地下水影響增大。深基坑的開挖是為了提高基礎(chǔ)承載力，施工難度較大。在深度較大的基坑開挖以及樁基施工過程中，開挖深度增加，容易挖出地下水，施工期間如果有大量降雨，會(huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)質(zhì)量下降，施工中應(yīng)采取防護(hù)措施。

4.4 未嚴(yán)格遵守標(biāo)準(zhǔn)

施工周期長、施工規(guī)模大，施工過程的不確定性較高，將對環(huán)境產(chǎn)生直接的負(fù)面影響。在專項(xiàng)建設(shè)工程時(shí)，基樁的工期與經(jīng)濟(jì)效益的發(fā)展密切相關(guān)。為了提高收益，部分公司選用劣質(zhì)材料，結(jié)構(gòu)建筑質(zhì)量大幅度下降，或通過減少施工環(huán)節(jié)避免超過工期導(dǎo)致施工技術(shù)應(yīng)用效果差。

4.5 樁基礎(chǔ)質(zhì)量存在問題

現(xiàn)代建筑逐漸向更高層發(fā)展，樁基礎(chǔ)及地基基礎(chǔ)的承載重量大幅提高，占地面積卻不斷縮小。隨著建筑建設(shè)的加快推進(jìn)，有關(guān)樁基礎(chǔ)的應(yīng)用明顯增多，建筑建設(shè)施工技術(shù)對樁基礎(chǔ)應(yīng)用強(qiáng)度及質(zhì)量提出更高要求。在實(shí)際建設(shè)過程中，若樁基礎(chǔ)存在質(zhì)量問題，對應(yīng)的建設(shè)施工技術(shù)無法彌補(bǔ)不足，這會(huì)使建筑在施工或使用過程中，發(fā)生變形、彎曲的情況，甚至出現(xiàn)折斷的嚴(yán)重情況。樁基礎(chǔ)質(zhì)量問題會(huì)影響整體建設(shè)施工的順利進(jìn)行，導(dǎo)致建筑施工質(zhì)量不能滿足標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定要求。

5 地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)施工技術(shù)

5.1 高壓注漿施工技術(shù)

高壓注漿法是一種常見的地基基礎(chǔ)施工技術(shù)。在應(yīng)用高壓注漿施工時(shí)，先要通過鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔處理，然后進(jìn)行注漿施工。施工單位要先進(jìn)行施工場地的平整處理，為后續(xù)鉆孔工作開展奠定基礎(chǔ)。此外還要進(jìn)行鉆機(jī)機(jī)械設(shè)備的平整性調(diào)整，有效控制偏移角度，便于后續(xù)地基施工，隨后在結(jié)合土質(zhì)條件基礎(chǔ)上，合理選擇成孔技術(shù)。如果土層標(biāo)準(zhǔn)貫入值在40cm以內(nèi)，可以采用鉆機(jī)直接插入到灌漿管內(nèi)進(jìn)行施工。在完成成孔施工之后方能夠進(jìn)行注漿施工，在施工前需要做好注漿口與輸漿管的檢查工作，確保無雜物堵塞情況之后，才能進(jìn)行后續(xù)的注漿施工。在完成注漿施工后，要立即做好注漿管的清洗工作，避免出現(xiàn)堵塞等情況。

5.2 灌注樁施工技術(shù)

灌注樁施工技術(shù)在建筑工程施工中有著廣泛的應(yīng)用。在施工時(shí)，需要重點(diǎn)確定打樁的具體位置，隨后明確打樁點(diǎn)位，根據(jù)設(shè)定好的目標(biāo)點(diǎn)位開展鉆孔施工。在完成鉆孔操作之后，對孔洞中遺留的泥土以及雜物進(jìn)行清理，確保鉆孔內(nèi)部無多余雜物，為后續(xù)的鋼筋籠吊裝施工奠定良好基礎(chǔ)。根據(jù)建筑工程樁基施工需求，進(jìn)行鋼筋籠的制做，鋼筋籠的形狀以及大小要滿足建筑工程的實(shí)際施工需求。完成上述操作之后，將鋼筋籠吊裝到孔洞中，隨后進(jìn)行混凝土的灌注施工，從而獲得良好的地基與樁基施工效果。施工企業(yè)還要將各施工環(huán)節(jié)所產(chǎn)生的誤差控制在合理范圍內(nèi)，做好灌注樁的定期檢查工作，確保灌注樁的整體施工質(zhì)量，為后續(xù)的建筑工程施工奠定良好的基礎(chǔ)。

5.3 換土墊層

在建筑工程地基施工的過程中遇到膨脹性土體的可能性比較大，這種土體通常只具有很小的承載力，導(dǎo)致無法充分地保證地基本身的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，可以采用換墊層法來實(shí)現(xiàn)提高原地基的承載力。換置土墊層的方法主要在于利用砂石等強(qiáng)度較高的材料將原地基中的淺層軟體換掉，這對于土層濕陷性、脹縮性的縮小至關(guān)重要，還能夠提高地基本身的承載力，有效減少地基的沉降量。在一般建筑工程中通常會(huì)用到素土墊層、碎石墊層、砂墊層等多種墊層，這種方法已經(jīng)被廣泛地應(yīng)用到淺層軟弱土、濕陷性黃土或季節(jié)性凍土的地基處理當(dāng)中。同時(shí)，為提高土體密實(shí)度和有效預(yù)防施工中的土體孔洞、縫隙，在施工過程中可以借助分層填土的方式。

5.4 碾壓與夯實(shí)

如對地基強(qiáng)度提出了很高的要求，就可以將碾壓與夯實(shí)法應(yīng)用到實(shí)際施工當(dāng)中，以此可以幫助那些相對松軟的土層進(jìn)一步提高密實(shí)度。所謂碾壓與夯實(shí)法主要是指在各種機(jī)械工具的幫助下有效地夯擊地基土體，這對于地基土強(qiáng)度的提高、土體液化性能的改善至關(guān)重要。待建筑竣工后應(yīng)用這種方法能夠有效避免地基所產(chǎn)生的沉降，一般情況下這種方法主要分為兩種：即機(jī)械碾壓法、振動(dòng)夯實(shí)法。其中機(jī)械碾壓法就是在各種大型機(jī)械的幫助下碾壓地基土，諸如壓路機(jī)與推土機(jī)等，一般情況下每層20cm～30cm的鋪土需要進(jìn)行8～12遍的反復(fù)碾壓，這種方法在面積較大的填土夯實(shí)工程中比較常見。而振動(dòng)夯實(shí)法則是在電動(dòng)機(jī)的幫助下，使用振動(dòng)機(jī)來垂直夯擊地基土，這種方法通常需要很長的振動(dòng)時(shí)間，但是可以取得良好的效果，適用于砂土地基、透水性良好的松軟土地基中。

5.5 排水固結(jié)法

受土壤自身液化性質(zhì)的影響，土層中往往含有一定水分，相應(yīng)的會(huì)直接降低地基本身的承載力，此時(shí)為固結(jié)土層就必須將水分排除干凈。排水固結(jié)主要是在各種排水方法的協(xié)助下將松散土體中的水分排除并實(shí)現(xiàn)自動(dòng)固結(jié)，將這種方法應(yīng)用到建筑工程中，有助于促進(jìn)地基承載力的提高和沉降量的減小。另外排水法的處理技術(shù)相對比較簡單、取材方便，且具有很高的經(jīng)濟(jì)性、實(shí)用性。具體方法：在地基周圍提前設(shè)置袋裝砂井、塑料排芯板，然后借助水沖法或沉管法來成孔，并在孔內(nèi)進(jìn)行灌砂預(yù)壓操作，為盡快將地基土中的水分排除干凈就可以采用真空加壓的方式，這對于提高地基土固結(jié)速度、快速改善土質(zhì)液化性質(zhì)、提高土層強(qiáng)度、減少沉降量至關(guān)重要。研究發(fā)現(xiàn)，這種方法在一些土層的建筑地基工程中具有很高的適用性，諸如淤泥土質(zhì)、沼澤土、飽和性黏土等。

5.6 旋挖樁孔技術(shù)

旋挖樁孔技術(shù)是近年來得到廣泛應(yīng)用的一種機(jī)械開挖技術(shù)，用帶桶鉆頭的鉆機(jī)在巖土上鉆孔，用伸縮鉆桿卸土，挖出樁孔。通常情況下，護(hù)筒埋在黏土層頂部，深度為0.5m，頂部高度為地表以上0.3m，由地基土中的一層黏土保護(hù)。旋挖鉆機(jī)安裝后，在垂直鉆孔過程中，通過鉆頭等技術(shù)進(jìn)行注水，自然攪動(dòng)土壤，形成泥漿保護(hù)墻，并在孔壁上形成和保持保護(hù)層。

5.7 預(yù)制樁基礎(chǔ)技術(shù)

使用機(jī)械或液壓樁設(shè)備將預(yù)制樁通過靜壓壓入樁孔的方法，與錘擊法相比，該方法具有節(jié)能、節(jié)約成本、保土、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。振動(dòng)工程機(jī)械用于使預(yù)制樁和樁孔壁的土壤發(fā)生共振，減少樁與土之間的摩擦阻力，使預(yù)制樁沉入樁孔中，噴水使樁下沉。通過向預(yù)制樁端部輸送高壓水，降低土體的承載力和樁身與土體的摩擦力，使預(yù)制樁自重下沉的施工方法對砂土的適用性強(qiáng)。

5.8 現(xiàn)澆樁基礎(chǔ)技術(shù)

現(xiàn)澆樁基礎(chǔ)的關(guān)鍵技術(shù)是在樁孔內(nèi)放置鋼籠并進(jìn)行混凝土澆筑作業(yè)。近年來，在城市建設(shè)中采用鉆孔樁技術(shù)時(shí)，主要采用不需要土墻保護(hù)、連續(xù)施工的旋轉(zhuǎn)樁法和澆筑混凝土的全管法?，F(xiàn)澆樁基礎(chǔ)技術(shù)施工的重點(diǎn)是水下混凝土澆筑作業(yè)，澆筑的管道應(yīng)平直垂直鋪設(shè)，嚴(yán)格控制埋入深度。

5.9 化學(xué)加固法

所謂化學(xué)加固法主要是指利用化學(xué)材料來粘結(jié)松散土，可以通過多種方法來實(shí)現(xiàn)提高地基承載力的目的，諸如機(jī)械拌和、化學(xué)反應(yīng)等，在建筑工程中經(jīng)常采用的方法主要有三種。第一種，灌漿法：在壓縮空氣與泵機(jī)的幫助下，在土層內(nèi)部使用灌漿管均勻地灌注水泥等漿液，確保漿液在土層中能夠得到充分滲透，且需要同時(shí)擠出土層中的水分、空氣，經(jīng)過一段時(shí)間的固結(jié)以后可以在原本比較松散的土體中快速凝結(jié)成一個(gè)固結(jié)的整體，以此可以發(fā)揮防水作用，促進(jìn)地基承載力的提高，還能夠有效的預(yù)防地基沉降。值得一提的是，在注漿時(shí)通常會(huì)采用水泥漿、堿液、水玻璃等漿液。第二種，噴漿法：在預(yù)定位置可以使用工程鉆機(jī)進(jìn)行鉆孔操作，待鉆孔到一定深度以后有必要將一個(gè)噴射嘴安裝到鉆桿下方，在高壓作用下可以確保漿液迅速向周圍的土層中噴射，且在噴射過程中噴嘴會(huì)按照鉆桿均勻地進(jìn)行旋轉(zhuǎn)與提升，促使在噴射區(qū)能夠快速地形成一個(gè)圓柱體形式，待漿液與土體混合以后，可以形成一個(gè)固結(jié)的圓柱體。利用這種方法有助于土體承載力的提高，防水作用明顯，在砂土、人工填土或黏性土等地基工程中具有很高的適用性。第三種，深層攪拌法：借助特制深層攪拌機(jī)的作用，在地層深處可以注入一些固化劑，諸如水泥、石灰等，確保固化劑、土層能夠得到充分?jǐn)嚢枧c混合，并有助于地下連續(xù)墻體或水泥樁系列的形成。

6 建筑地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)土建施工中的質(zhì)量控制措施

為保障建筑地基基礎(chǔ)及樁基礎(chǔ)建設(shè)質(zhì)量，施工單位應(yīng)深入分析樁基礎(chǔ)質(zhì)量問題的主要影響因素，落實(shí)對施工各個(gè)環(huán)節(jié)的管控，強(qiáng)化建筑施工的質(zhì)量控制。具體應(yīng)做好以下三方面：第一，施工單位應(yīng)加強(qiáng)地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)建設(shè)的安全管控，做好相關(guān)安全知識的宣傳教育工作，安排施工人員進(jìn)行崗前培訓(xùn)，促進(jìn)施工人員安全意識提高。施工單位應(yīng)要求工作人員嚴(yán)格按照規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行操作施工，要求一線施工人員發(fā)現(xiàn)安全隱患問題時(shí)立即反映，盡可能避免安全事故的發(fā)生。施工單位應(yīng)明確安全責(zé)任管理制度，合理劃分管理人員的安全責(zé)任，將質(zhì)量安全管控落到實(shí)處。第二，施工單位應(yīng)組織施工監(jiān)管人員進(jìn)行強(qiáng)化培訓(xùn)，鼓勵(lì)監(jiān)管人員積極學(xué)習(xí)有效的監(jiān)管方法，促進(jìn)施工監(jiān)管水平提高。施工單位應(yīng)建立建筑工程質(zhì)量監(jiān)管制度，將監(jiān)管任務(wù)加以明確，在建筑設(shè)計(jì)、工程建設(shè)、道路交通設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)落實(shí)監(jiān)督管控。監(jiān)管人員應(yīng)對施工材料質(zhì)量、施工操作等進(jìn)行細(xì)致檢查，及時(shí)糾正施工人員的不規(guī)范操作，有效避免發(fā)生工程質(zhì)量問題。第三，建筑單位應(yīng)設(shè)置考核機(jī)制，考查施工人員、技術(shù)人員以及監(jiān)管人員的安全知識儲(chǔ)備，確保建設(shè)工程質(zhì)量。

7 結(jié)論

總之，地基基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)作為建筑工程中的重要組成部分，也是建筑工程的關(guān)鍵點(diǎn)、難點(diǎn)所在，施工時(shí)有必要按照實(shí)際情況選擇相應(yīng)的處理技術(shù)與施工方法，以保證工程質(zhì)量。