探討樁基礎(chǔ)施工技術(shù)在土木工程中的應(yīng)用

易策淵

江西建工第二建筑有限責(zé)任公司 江西 南昌 330000

1 土木工程中樁基礎(chǔ)的概述

樁基礎(chǔ)作為建筑物基礎(chǔ)的重要組成部分，是由樁與樁之間相互連接的樁承臺而成的深基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，其應(yīng)用能強化軟土的密實度，提升樁基承載力和抗壓強度，將重力以較大的壓力傳遞到土層中，避免樁基的倒塌和沉降，從而保證建筑物的安全和牢固。因此，樁基施工技術(shù)在土木工程建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。隨著現(xiàn)代土木工程業(yè)的發(fā)展和施工技術(shù)的不斷創(chuàng)新，樁基礎(chǔ)施工技術(shù)得到了進一步的創(chuàng)新。目前土木工程實踐中常用的樁基礎(chǔ)有靜壓樁、人工挖孔樁和鉆孔灌注樁，它們具有沉降小、承載力均勻的特點。深基礎(chǔ)也是建筑物與地面接觸主體的重要結(jié)構(gòu)，因此，樁基礎(chǔ)技術(shù)作為現(xiàn)代土木工程施工中常用的施工技術(shù)，廣泛應(yīng)用于各種地質(zhì)條件下的項目施工中，其合理應(yīng)用有助于改善建筑物與地下土、巖層的關(guān)系，對后期土木工程項目的交付使用有很大的影響，不僅可以有效地改善軟土地基，還可以提高建筑工程的使用壽命，避免建筑工程的地基沉降和傾斜現(xiàn)象[1]。

1.1 復(fù)雜性高

由于受地理環(huán)境因素的影響，不同地區(qū)的土壤質(zhì)地以及氣候也是不盡相同，這也就導(dǎo)致了在樁基礎(chǔ)施工中需要面對各種復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境。例如，在高層建筑項目建設(shè)中，如果施工區(qū)域內(nèi)存在黃土、粘土、粉土等復(fù)雜土質(zhì)，那么就增加了樁基施工技術(shù)的應(yīng)用難度，特別是在對于一些抗震等級要求較高的區(qū)域，復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境 無疑加大了地基施工的復(fù)雜性，忽視任何細節(jié)，都容易給地基基礎(chǔ)施工質(zhì)量留下質(zhì)量隱患，甚至產(chǎn)生安全風(fēng)險。因此，在實踐過程中，要做好施工前的水文地質(zhì)調(diào)查，嚴格把握水文地質(zhì)條件和氣候特征，根據(jù)土木建筑的設(shè)計要求，選擇性能好、安全性高的機械設(shè)備，科學(xué)組織樁基礎(chǔ)現(xiàn)場施工。

1.2 作業(yè)難度大

由于高層建筑的建筑規(guī)模大和結(jié)構(gòu)高度較高，與普通底層建筑相比，其對地基承載力提出了更高的要求。另外，由于基礎(chǔ)工程本身位于地下環(huán)境，受地下復(fù)雜環(huán)境因素的影響，所以，在實際施工過程中，往往需要考慮許多各種復(fù)雜參數(shù)和相關(guān)技術(shù)細節(jié)，進而導(dǎo)致了樁基礎(chǔ)施工作業(yè)難度大的特點，如果樁基不能滿足高層建筑的承載要求，那么就容易導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)質(zhì)量隱患，情況嚴重時會發(fā)生安全事故。因此，施工單位需要有較高的施工水平，以保證樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量滿足設(shè)計要求。

1.3 隱蔽性強

通常，土木工程樁基礎(chǔ)都是位于地下環(huán)境中進行的，所以，樁基礎(chǔ)施工屬于是一種隱蔽強的地下工程，而且其施工程序繁多，而且下一個施工過程往往需要在前一個過程完工且驗收合格的基礎(chǔ)上才能進行。因此，具有很強的隱蔽性特點，所以在實際施工中，相關(guān)企業(yè)要結(jié)合項目的實際情況，合理的應(yīng)用樁基施工技術(shù)的應(yīng)用，同時做好相關(guān)隱蔽工序的質(zhì)量驗收，杜絕由于沒有嚴格按照相關(guān)的質(zhì)量要求進行檢查而導(dǎo)致施工隱患，不僅容易對后續(xù)施工產(chǎn)生負面影響，甚至出現(xiàn)傾斜或直接倒塌現(xiàn)象[2]。

2 土木工程中常用的樁基礎(chǔ)施工技術(shù)

2.1 人工挖孔樁

人工挖孔樁是土木工程中常用的一種人工挖孔樁基礎(chǔ)施工技術(shù)(通常，樁徑一般≥800mm) ，其具有施工方便、涉及設(shè)備簡單、施工成本低等特點，并具有施工質(zhì)量高、工期短、施工污染小、資源消耗相對較少、樁基穩(wěn)定性高、承載力強等優(yōu)點，在長期的實踐使用中積累了大量豐富的施工經(jīng)驗,因此，常用于地下水含量較低(小于或等于20米)地區(qū)的建筑項目施工中， 而超過這個含水率范圍的區(qū)域則其土層會較為敏感，那么就不適合土層敏感性較高的地區(qū)。

2.2 靜壓樁

靜壓樁是一種新型的樁基礎(chǔ)施工工藝，具有良好的應(yīng)用效果，可以科學(xué)地提高地基土層的承載力，施工設(shè)備也比較簡單，還可以提高施工結(jié)構(gòu)的實際穩(wěn)定性，不易造成嚴重的噪聲污染。即使在人口密集的地區(qū)進行施工，能夠最大限度地減少對該地區(qū)居民正常生活的影響，具有施工便捷、施工周期短的優(yōu)點，但是其相關(guān)的技術(shù)成本更高，符合當(dāng)前推行的綠色建筑施工的理念。在實踐中，樁基礎(chǔ)施工工作主要是利用設(shè)備產(chǎn)生的壓力進行的，能夠有效的控制靜力打樁機的速度，在樁管逐節(jié)接長中要做好樁基礎(chǔ)的保護和焊接的高要求，因此，在完成相應(yīng)的測量和定位工作后，對樁基礎(chǔ)進行分級，然后按相應(yīng)的順序打入樁基。

2.3 鉆孔灌注樁

鉆孔灌注樁更多地依賴于機械設(shè)備，即在工程施工現(xiàn)場，需要借助相關(guān)的鉆孔機械進行基礎(chǔ)鉆孔成型，然后放入事先預(yù)制的鋼筋籠，最后再填充相應(yīng)的混凝土硬化成樁礎(chǔ)，該施工工藝屬于注樁類型。在實踐施工中，首先需要對施工現(xiàn)場進行處理，清理周圍的雜物，減少影響施工的因素，并借助鋼筋籠，才能保障樁基礎(chǔ)能夠達到預(yù)期性能。在采用鉆孔灌注技術(shù)進行樁基施工時，應(yīng)結(jié)合工程實際施工情況，利用相關(guān)機械設(shè)備鉆孔，準確測量和記錄孔位、孔深等參數(shù)，同時需要嚴格計算水、粘土、摻合料的比例，然后在進行孔內(nèi)樁基澆筑和支護，確保最終泥漿符合施工要求。在施工過程中，由于樁體的受力移動時，樁身會產(chǎn)生動壓力，所以，需要通過安裝鉛垂儀來輔助進行施工，保證鉆孔與鉆頭同心度的統(tǒng)一，為了避免偏差，可以采用動壓充填樁基，減少收縮，進而有效的防止坍塌和收縮。此外，還應(yīng)增加地基與樁基的接觸面積，定期檢查鉆桿與鉆架的垂直度，以提高樁基的穩(wěn)定性。樁基孔形成后，應(yīng)拆除孔內(nèi)鋼筋，進一步保證樁基質(zhì)量。

3 土木工程中樁基礎(chǔ)施工主要原則

3.1 因地制宜基本原則

在土木工程施工過程中，由于我國幅員遼闊，各地區(qū)的地質(zhì)條件有很大差異，而地質(zhì)條件(如: 土質(zhì)類別、土壤結(jié)構(gòu)、水文環(huán)境、周圍環(huán)境等)都會直接影響到施工質(zhì)量和施工效率，而且不同的地質(zhì)條件，對于樁基礎(chǔ)施工工藝也不同。因此，在實踐中，有關(guān)施工企業(yè)應(yīng)全面分析工程實際情況，遵循因地制宜的原則，根據(jù)不同地質(zhì)條件合理選擇相應(yīng)的樁基施工工藝，做好施工前的充分準備，選擇合理的計算方法，準確計算樁基結(jié)構(gòu)的荷載，同時做好水工環(huán)地質(zhì)調(diào)查、工程設(shè)計、技術(shù)公開等工作，為以后的土木工程建設(shè)順利實施打下堅實的基礎(chǔ)。

3.2 嚴格質(zhì)量為首原則

在土木工程施工中，應(yīng)注意樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量，這關(guān)系到工程后期施工的整體質(zhì)量，因此，在實踐中應(yīng)遵循質(zhì)量第一的原則，這也是樁基礎(chǔ)施工的主要目標，其中荷載是土木工程施工全面質(zhì)量控制的主要依據(jù)，需要加強分析和預(yù)測施工過程中可能出現(xiàn)的風(fēng)險和問題，同時，應(yīng)盡快解決施工中的質(zhì)量問題，針對工程的具體施工情況，避免遺留問題，及時發(fā)現(xiàn)不合格施工環(huán)節(jié)產(chǎn)生的原因，如忽視荷載控制工作，容易導(dǎo)致樁基技術(shù)和土木工程荷載要求不符，從而導(dǎo)致各種質(zhì)量問題。因此，有必要事先制定切實可行的處理方案，及時解決問題，最大限度地降低樁基施工風(fēng)險，保證樁基施工質(zhì)量。

3.3 施工高效率原則

土木工程施工是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程，樁基礎(chǔ)施工作為土木施工的重要基礎(chǔ)，其施工過程涉及到多個興利益主體，而且施工流程復(fù)雜等特點，同時每個利益主體及每個過程之間都有著密切的關(guān)系。因此，施工企業(yè)要始終堅持施工高效原則，根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶嶋H情況選擇合理的樁基礎(chǔ)工藝，必須在規(guī)定的時間內(nèi)保證樁基礎(chǔ)施工的高效完成，在保證樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量的基礎(chǔ)上促進項目建設(shè)的順利實施，盡可能縮短施工周期，提高項目效益[3]。

4 工程概況

某地區(qū)一高層建筑項目，地面以上27層，主要為商住樓，地下2層，主要為地下車庫，總建筑面積約24,000平方米，工程采用剪力墻框架結(jié)構(gòu)，基礎(chǔ)設(shè)計等級甲級，主體結(jié)構(gòu)，墻體、柱、梁、板均采用商品混凝土，地基基礎(chǔ)采用防水混凝土，抗?jié)B等級為 p6，地下防水等級設(shè)計為2。在該工程的基礎(chǔ)施工中，由于工程高度大，樓板高，因此對基礎(chǔ)承載力要求高，為保證基礎(chǔ)工程強度，承載力滿足工程施工方案要求，下面對樁基施工流程進行分析。

圖1 樁基施工示意圖

4.1 做好項目的施工現(xiàn)場勘查

樁基礎(chǔ)施工是土木工程承載的基礎(chǔ)，施工具有密實性特點，所以，必須根據(jù)施工現(xiàn)場的具體情況進行準備工作，完成施工現(xiàn)場材料的準備，保證材料的質(zhì)量符合施工要求，同時要保持施工現(xiàn)場的平整，有利于樁基的形成，因此，為了保證土木工程施工中樁基礎(chǔ)的順利施工，首先，組織有關(guān)人員清理施工現(xiàn)場的垃圾和雜物，保證施工現(xiàn)場的清潔整潔，特別注意清除施工現(xiàn)場的障礙物，使施工現(xiàn)場平整[3]。另一方面要做好專業(yè)機械設(shè)備的準備工作。設(shè)備對土木工程的進行有著非常密切的影響，需要做好施工設(shè)備的性能檢查，必要時需要進行相關(guān)的試驗，如果設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)，那么工程施工就可以有序、安全、質(zhì)量保證。相反，如果設(shè)備運行不好，那么在樁基礎(chǔ)施工過程中，就會出現(xiàn)各種問題，進而影響后期施工過程的順利實施。

4.2 項目場地勘查分析

在土木工程樁基礎(chǔ)施工中，樁基礎(chǔ)施工涉及的內(nèi)容很多，影響施工的因素很多，特別是在施工場地廣、地形復(fù)雜的情況下，提前做好施工準備非常重要。首先，組織專業(yè)勘查技術(shù)人員對施工現(xiàn)場及周圍環(huán)境進行詳細的勘查，分析和探討施工場地內(nèi)外的地質(zhì)環(huán)境因素，一般包括地質(zhì)條件、水文條件、周圍環(huán)境、氣候環(huán)境等勘查內(nèi)容，同時，為了掌握現(xiàn)場詳細的數(shù)據(jù)，需要對工程施工的環(huán)境因素進行分析，通過對勘查數(shù)據(jù)的綜合分析確定樁基礎(chǔ)施工的類型和深度,得出各因素對工程建設(shè)的影響，實現(xiàn)對工程建設(shè)過程中的關(guān)鍵點和難點的分析，為工程建設(shè)計劃的編制提供科學(xué)的指導(dǎo)，判斷在這種環(huán)境下是否能安全施工，確定工程的施工順序，保證工程的順利進行。其次，有關(guān)施工人員應(yīng)加強對周圍環(huán)境的調(diào)查，了解建筑物基坑開挖與周圍物體的距離，在做好施工保護工作的同時，掌握地下管線的分布情況，確定施工類型、施工方法和施工設(shè)備，確定施工技術(shù)參數(shù)，同時進行試樁，確保施工質(zhì)量和安全，保證實用性、經(jīng)濟性和環(huán)境保護。

根據(jù)本項目地質(zhì)巖土分布特點，由于項目地質(zhì)情況較為復(fù)雜，而且場地勘察深度范圍內(nèi)各土層總體厚度、埋深變化較大，其中施工現(xiàn)場的強風(fēng)化球狀風(fēng)化主要集中在全風(fēng)化凝灰?guī)r的中下部，因此，在基礎(chǔ)設(shè)計中需要選擇全風(fēng)化凝灰?guī)r作為樁端承載層，但經(jīng)過仔細計算分析發(fā)現(xiàn)，當(dāng)樁端達到全風(fēng)化凝灰?guī)r的淺部時，可以滿足相關(guān)要求，同時也可以有效降低孤立碎石樁的沉樁率，保證樁基施工的順利進行。

4.3 項目放線定位

放線定位是樁基施工中的一個重要環(huán)節(jié)，主要用于確定管樁的位置。因此，在實踐中，首先要了解管樁的數(shù)量，然后根據(jù)工程施工和前期施工的實際需要，對工程測量數(shù)據(jù)進行測量和放樣工作，檢查有關(guān)區(qū)域，借助相應(yīng)的儀器設(shè)備進行現(xiàn)場測量和放樣，做好定位工作，才能保證樁基的軸向位置正確。在確定管樁位置的過程中，要嚴格按照有關(guān)施工圖紙和放線的具體方案進行放線，同時要對周圍環(huán)境進行編號和標志，要保證軸線不超過放線規(guī)定的網(wǎng)格范圍，防止施工過程中出現(xiàn)意外因素影響管樁位置。在確定位置的過程中，還要確保打樁的最終效果，一般通過放樁位置來實現(xiàn)，并根據(jù)工程實際情況對放樁情況進行復(fù)核，以確保放樁施工水平點的準確性，同時要控制樁基的實際施工深度，并仔細測量水平點、基線和樁位基準，以確保鉆孔位置的準確性，從而提高施工質(zhì)量和水平[4]。

4.4 樁基選型

結(jié)合項目場地內(nèi)的實際情況，本項目經(jīng)專家組商議決定，主要擬用直徑500管樁、直徑600管樁及灌注樁三種樁基方案分別進行對比，其中，將預(yù)制管樁的持力層是建立在全風(fēng)化或者強風(fēng)化巖層中，預(yù)估有效樁約長10~28米，灌注樁的持力層是建立在中風(fēng)化巖層中， 預(yù)計有效樁約長8~31米。下面結(jié)合本項目的實際情況，對個兩類樁基管樁的優(yōu)缺點進行分析。

4.4.1 預(yù)應(yīng)力混凝土管樁

在本項目中，由于全風(fēng)化巖厚且埋深大，所以將管樁的持力層設(shè)置在強風(fēng)化花崗巖上，而且具有施工效率高、工期短、進度快、穿越力強，成樁易掌控等優(yōu)勢，而且施工效果好，樁身的承載力高，能有效的保障樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量；但是根據(jù)本項目場地范圍內(nèi)勘察發(fā)現(xiàn)強風(fēng)化有埋藏較淺的情況，這種情況容易對短樁的不利，所以在施工過程中需要先進行引孔處理，同時需要進行事先試樁工作，所以，加大了相應(yīng)的工作量

4.4.2 鉆（沖、旋挖）孔灌注樁

在本項目中，由于嵌巖能力強，而且當(dāng)前灌注樁應(yīng)用經(jīng)驗豐富，施工工藝成熟，能夠在項目中獲得良好的單樁承載力的施工效果。但是，該施工工藝的施工工期較長，容易受到地下水的影響，造成成孔容易塌孔等風(fēng)險，同時需要解決現(xiàn)場泥漿外運等問題，所以成本相對較高。

4.4.3 方案樁數(shù)量及長度對比分析

方案一：預(yù)應(yīng)力5 0 0的管樁方案參數(shù)：樁管直徑500mm，樁基的承載力參數(shù)2400KN，其持力層為強風(fēng)化花崗巖，預(yù)估平均樁長約為20.5m,共計根數(shù)242根。

方案二：預(yù)應(yīng)力6 0 0的管樁方案參數(shù)：樁管直徑600mm，樁基的承載力參數(shù)3000KN，其持力層為強風(fēng)化花崗巖，預(yù)估平均樁長約為20.5m,共計根數(shù)182根。

方案三：鉆孔灌注樁方案參數(shù)：樁管直徑800mm，樁基承載力參數(shù)4500KN，其持力層為中風(fēng)化巖，預(yù)估平均樁長約為30m,共計根數(shù)72根。

表1 方案對比分析表

通過上述對比分析，經(jīng)項目部決定，采用方案一“500管樁的方案”最優(yōu)。在項目中樁基選型采用方案一500管樁后，通過常規(guī)的獨立承臺設(shè)計，經(jīng)過綜合對比，500預(yù)應(yīng)力管樁方案 “聯(lián)合承臺”方案施工效率高、費用成本少，且施工安全更有保障，所以從項目成本、進度、安全等多方面對比分析，能取得顯著的經(jīng)濟效益。

5 總結(jié)

綜上所述，在土木工程中，基礎(chǔ)施工十分重要，樁基施工技術(shù)是土木工程基礎(chǔ)的核心，直接影響到土木工程的整體質(zhì)量，施工企業(yè)在實踐中必須從提高建筑基礎(chǔ)質(zhì)量的角度，充分認識施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件，掌握樁基施工的要點和標準，才能取得長遠的效益,所以，在實踐中要嚴格按照相關(guān)施工標準抓好施工環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，不斷深化對土木工程樁基施工技術(shù)的分析研究，選擇最合理的施工方案，確保樁基質(zhì)量，進而確保土木工程質(zhì)量的安全穩(wěn)定提升。