建筑工程土建施工中樁基礎(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用探究

李慶芹

（山西運城建工集團有限公司，山西運城 044000）

0 引言

目前我國城市化的進程使建筑工程的需求量不斷攀升，雖然它在一定程度上促進了建筑行業(yè)的發(fā)展，但同時也衍生出了諸多安全問題。樁基礎(chǔ)技術(shù)不僅工藝簡單而且消耗的成本低，它能提升建筑工程土建施工效率和驗收質(zhì)量，受到廣大建筑施工單位的推崇。所以，要想確保建筑工程地基的穩(wěn)定性和完整性，延長建筑工程的使用年限，必須采用科學(xué)的樁基礎(chǔ)施工技術(shù)，才能實現(xiàn)提升建筑工程的安全性的目的，為建筑工程打下穩(wěn)固的基礎(chǔ)。

1 土建施工樁基礎(chǔ)技術(shù)的基本概述

萬丈高樓平地起，建筑工程的基礎(chǔ)是地基建設(shè)，在土建施工中，當基礎(chǔ)層土層為軟土層或普通巖石時，如果沒有對地基進行有效處理，那么就會出現(xiàn)變形、下沉等情況，甚至還會釀成嚴重的安全事故。樁基礎(chǔ)可以運用連接各樁來達到承載建筑物本身重力的目的，為了提升地基的荷載，確保建筑工程整體與地面連接的穩(wěn)固性，一般采用樁基礎(chǔ)技術(shù)來穩(wěn)固地基，同時它也是各種深基礎(chǔ)技術(shù)中是應(yīng)用最多的技術(shù)。

在高層建筑土建施工中，一般采用樁基礎(chǔ)技術(shù)來取代傳統(tǒng)的基礎(chǔ)施工技術(shù)，因為后者的承載力有限，它無法將土建工程的結(jié)構(gòu)優(yōu)勢充分發(fā)揮出來，整個工程的施工質(zhì)量亦無法達到國家的驗收標準。將樁基礎(chǔ)技術(shù)運用至建筑工程土建施工中則有效提升了結(jié)構(gòu)主體的綜合承載力，不僅使高層建筑的安全性有了更高的保障，還從整體上提升了建筑工程的結(jié)構(gòu)強度，有限延長建筑工程的使用年限，使建筑工程質(zhì)量符合國家的驗收標準。

2 土建施工樁基礎(chǔ)技術(shù)施工特點

2.1 廣泛性

現(xiàn)階段，在我國建筑工程土建施工中，樁基礎(chǔ)技術(shù)是其中應(yīng)用最多的深基礎(chǔ)技術(shù)，具有廣泛性的特點，即使在沿海地區(qū)或湖泊水域等復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境下，也能通過高質(zhì)量的樁基礎(chǔ)施工來確保建筑工程的安全性和穩(wěn)固性，有效降低了由于建筑基礎(chǔ)荷載能力有限而引發(fā)的安全事故的發(fā)生頻率[1]。

2.2 隱蔽性

樁基礎(chǔ)技術(shù)施工具有隱蔽性的特點，其施工位置極為隱蔽。①在施工過程中，施工人員無法通過直觀的方式來全盤掌握施工進度。②由于隱蔽性的特點導(dǎo)致整體的施工控制質(zhì)量控制難度較大，一旦樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量得不到保障，就會為建筑工程埋下安全隱患。

2.3 復(fù)雜性

諸受到多種因素的制約，樁基礎(chǔ)施工具有復(fù)雜性。①各種樁基礎(chǔ)施工技術(shù)要求以及施工工藝等都存在巨大的差異性，因此，在建筑工程施工中，應(yīng)當結(jié)合施工現(xiàn)場的特殊性來合理選擇對應(yīng)的樁基礎(chǔ)施工技術(shù)類型。②地下水、地質(zhì)土層會直接影響樁基礎(chǔ)的施工，若某施工單位為了節(jié)約成本，在施工前并未對施工現(xiàn)場進行勘察，那么設(shè)計人員則無法根據(jù)施工現(xiàn)場的基本信息及特殊性來合理進行基礎(chǔ)樁的方案設(shè)計工作，此時，建筑工程就會埋下安全隱患。③在建筑工程施工中需要使用各種類型的機械設(shè)備來配合土建施工，因此，必須要根據(jù)該地的地質(zhì)水文及施工范圍來科學(xué)選取機械設(shè)備[2]。④樁基礎(chǔ)技術(shù)的施工離不開前期的地質(zhì)勘測，為了確保樁基礎(chǔ)設(shè)計方案的科學(xué)性，必須要確保勘測數(shù)據(jù)的準確度，一旦勘測數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差，設(shè)計方案的科學(xué)性就會大打折扣，樁基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)固性也會變差。

3 樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的類型

3.1 灌注樁施工技術(shù)

灌注樁施工技術(shù)是我國目前建筑工程土建施工中常用的樁基礎(chǔ)技術(shù)，為了確保灌注樁的質(zhì)量符合國家制定的質(zhì)量標準要求，施工前應(yīng)根據(jù)工程要求精準計算出混凝土的回填體積以及樁體的硬度參數(shù)。灌注樁施工的前提條件是精準定位和鉆孔，接著在結(jié)合國家安全施工標準的基礎(chǔ)上來科學(xué)配制混凝土材料，最后，按照規(guī)范的施工流程進行混凝土灌注施工，沉管灌注樁和鉆孔灌注樁等是其主要施工形式。灌注樁技術(shù)與其他類型的樁基礎(chǔ)施工技術(shù)相比，優(yōu)勢顯著，如噪音小、施工方便、振動抑制等都是其優(yōu)點。沉管灌注樁技術(shù)具有良好的施工便捷性，還能有效控制施工成本，通常借助錘子擊打產(chǎn)生的沖擊力來使樁體下沉進入地下區(qū)域。在此灌注樁技術(shù)施工中，施工人員應(yīng)當重點關(guān)注樁的質(zhì)量，沉樁施工過程中是否出現(xiàn)混凝土離析或樁體斷裂等情況。

3.2 預(yù)制樁施工技術(shù)

預(yù)制樁施工技術(shù)不僅要結(jié)合施工現(xiàn)場的地質(zhì)水文條件，還應(yīng)當在遵從建筑施工要求的基礎(chǔ)上來運用材料進行樁的預(yù)制施工，最后通過高品質(zhì)的預(yù)制樁來確保建筑工程土建施工的施工效率和施工質(zhì)量。如果按照施工材料來劃分預(yù)制樁，常用的有混凝土樁和鋼樁；如果按照施工性質(zhì)劃分，則分為鋼管樁和H 型鋼樁。預(yù)制樁的結(jié)構(gòu)承載力和穩(wěn)定性遠勝于其他類型的樁基礎(chǔ)技術(shù)，但其缺點也很明顯：施工成本高，受到范圍限制。該類型的樁基礎(chǔ)技術(shù)并不適用于所有土質(zhì)中，選擇預(yù)制樁施工技術(shù)的前提是要綜合分析施工現(xiàn)場的土質(zhì)條件，其中砂石層地質(zhì)可以最大限度發(fā)揮出預(yù)制樁技術(shù)的應(yīng)用效果，它能確保20 層高的建筑在預(yù)制樁施工技術(shù)的應(yīng)用下安全穩(wěn)固。首先，在預(yù)制樁施工前，施工單位應(yīng)當嚴格控制地面的平整度，結(jié)合強夯處理來進一步避免出現(xiàn)地面塌陷等情況；其次，在預(yù)制樁施工中，嚴格按照國家要求來進行打樁作業(yè)，確保混凝土澆筑符合行業(yè)標準，最大限度降低中斷澆筑問題的出現(xiàn)頻率，確保預(yù)制樁的質(zhì)量達到預(yù)期標準；最后，當完成預(yù)制樁制作后，相關(guān)人員嚴格按照施工流程來檢查預(yù)制樁的強度，達到檢測標準后才可進行下一項的起吊流程。

3.3 振動沉樁技術(shù)

土建施工振動沉樁技術(shù)離不開電動機的支持。在施工過程中使用電動機，樁基會在電動機的垂直沖擊力中不斷下沉，直至到達設(shè)計標高位置。該施工技術(shù)在不影響樁質(zhì)量的背景下通過振動沖擊力來實現(xiàn)沉樁的目的，較好地提升了施工現(xiàn)場的土建施工質(zhì)量[3]。為了確保振動沉樁施工滿足建筑工程的標準，不僅要確保振動器的定位準確無誤，還要對振動器進行必要的加固處理。接通電源后，振動器開始工作，預(yù)制樁在自身重力以及振動器的垂直沖擊的雙重作用下逐步下沉，而后將預(yù)制樁牢牢固定于土層之中。此處的技術(shù)難點在于控制振動的頻率，切忌在樁下沉期間保持重度振動的頻率，而應(yīng)當循序漸進。在下沉初期，選用輕度振動模式，而后，隨著下沉深度的遞增來不斷加強振動幅度。該項樁基礎(chǔ)運用技術(shù)與其他技術(shù)相比，是一項環(huán)保的施工技術(shù)，電動錘沉樁作業(yè)不會產(chǎn)生廢氣，避免了大氣污染，此外，還具有施工便捷性的優(yōu)點，即使沒有付出高強度的勞動也能確保樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量[4]。

3.4 人工挖孔樁技術(shù)

由于建筑工程土建施工環(huán)節(jié)復(fù)雜，施工環(huán)境惡劣。如果施工現(xiàn)場的條件有限，那么大型的機械設(shè)備則無法很好地推進該施工現(xiàn)場的樁基礎(chǔ)建設(shè)，此時，唯有借助人工挖孔樁的方式來嚴格控制土建工程的樁基礎(chǔ)質(zhì)量。當進行人工挖孔樁作業(yè)時，首先要用人工的方式進行孔樁的定位和鉆孔，其次還要借助人力來完成孔樁的振動澆筑。人工挖孔樁技術(shù)的優(yōu)勢體現(xiàn)在能很好地控制施工成本和有效減低施工對環(huán)境造成的不利影響。但其缺點亦明顯。①由于人力施工主觀性強，如果人力在施工過程中出現(xiàn)偏差，此時樁的質(zhì)量就會大打折扣。②由于樁基礎(chǔ)施工在復(fù)雜的地底下，稍有不慎就會出現(xiàn)塌方等安全事故，此時，施工現(xiàn)場的工作人員則暴露在風險中。③人力挖孔樁的主要勞動力是人，其施工效率較低。

4 樁基礎(chǔ)施工技術(shù)在建筑工程土建施工中的具體應(yīng)用

4.1 做好準備工作

要想全面提升樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量，不可忽略施工前的準備工作，此舉不僅是建筑工程質(zhì)量的重要保證之一，還會對工程中期和后期產(chǎn)生深遠的影響，甚至?xí)?dǎo)致返工等情況的發(fā)生。因此，是運用樁基礎(chǔ)施工技術(shù)前，施工單位應(yīng)當對建筑施工現(xiàn)場進行考察，分析該地的地質(zhì)環(huán)境和水文條件，還要對周邊的基礎(chǔ)設(shè)施納入調(diào)查范圍內(nèi)，全面的前期準備工作可以為后期的施工提供數(shù)據(jù)支持，使樁基礎(chǔ)的定位及鉆孔作業(yè)更加精準。當完成施工現(xiàn)場的考察工作后，還要將詳細的數(shù)據(jù)資料進行分析和處理，并提交給上級部門，使整個樁基礎(chǔ)設(shè)計方案更為科學(xué)合理，將一切不安全因素扼殺在搖籃里[5]。

4.2 嚴格控制現(xiàn)場材料

由于樁基礎(chǔ)施工會消耗大量的建筑材料，此時務(wù)必要嚴格控制現(xiàn)場材料，它不僅對制約樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量，還對施工成本產(chǎn)生影響。無論是在材料的采購運輸階段，還是在材料的堆放領(lǐng)取階段，都應(yīng)合理控制材料的損耗，在有限的成本里選用強度高、環(huán)保性強的建筑材料來替代資源消耗性材料[6]。不僅要避免出現(xiàn)由于材料存放不當而出現(xiàn)鋼筋銹蝕或水泥結(jié)塊等情況，還要避免劣質(zhì)的材料流入施工現(xiàn)場而導(dǎo)致后期返工的情況，想方設(shè)法提高材料的利用率，合理控制施工成本。

4.3 制定合適的施工方案和技術(shù)方案

前期的現(xiàn)場勘測可以使施工單位了解施工現(xiàn)場的地質(zhì)水文以及周邊環(huán)境，因此，相關(guān)人員在制定施工方案時，不僅要結(jié)合該地的特殊性，還要確保建筑工程的施工效率，使整個工程的質(zhì)量達到建筑驗收標準。在技術(shù)方案的選取上，因地制宜，施工人員根據(jù)前期獲取的施工現(xiàn)場參數(shù)來選取最佳的施工技術(shù)，在不影響周邊建筑物的基礎(chǔ)上來制定技術(shù)方案。此外，施工單位還應(yīng)當檢測樁的基本參數(shù)，通過科學(xué)的技術(shù)來確保該樁基礎(chǔ)的承載力符合安全施工的標準，有效提升樁基礎(chǔ)的承載效果。

4.4 控制載荷量

當完成樁基礎(chǔ)的精準定位后，建筑工程施工人員還應(yīng)當根據(jù)該建筑工程的規(guī)模、用途、使用年限以及載重量來計算出樁基礎(chǔ)的荷載量，通過科學(xué)的方法延長建筑工程的使用年限。2019 年某學(xué)者曾在報告中明確表示當樁基礎(chǔ)施工的載荷量不達標時，后續(xù)施工技術(shù)人員的工作就會遭到波及，此時，不僅會危害建筑工程的施工質(zhì)量，還會加大后續(xù)返工的可能性，如果施工人員的安全意識不強，忽視了建筑工程的穩(wěn)定性，未及時將土建施工樁基礎(chǔ)的安全隱患有效剔除，那么即使建筑物后期完工投入運營，仍然會由于質(zhì)量問題而過快折舊，整個建筑的安全使用年限大打折扣。

4.5 及時開展清孔工作

專業(yè)人員不僅要關(guān)注鉆井過程中是否出現(xiàn)漏水問題，確保整個鉆井過程的精度符合要求，還應(yīng)當在鉆孔作業(yè)進入預(yù)期位置時及時開展清孔操作，以免大量的粉塵及砂石留在鉆孔之中。若未及時將孔洞內(nèi)的等離子體進行清洗，此時等離子體會留在孔內(nèi)凍結(jié)，后期的清孔作業(yè)會愈加艱難。最后，在完成鉆孔清洗作業(yè)后，還應(yīng)當測量鉆孔，分析鉆孔的質(zhì)量是否達到計劃的施工標準，若兩者之間存在差異，技術(shù)人員應(yīng)當運用專業(yè)知識來綜合分析此差異是否會對整體施工質(zhì)量產(chǎn)生影響，唯有確定該質(zhì)量符合施工標準才能進行下一階段的施工。

4.6 加大對施工人員的管理力度

施工人員的技術(shù)水平是制約土建施工樁基礎(chǔ)的重要因素之一。建筑工程管理不僅要土建施工的施工材料、施工器材、施工工藝，還應(yīng)當重視對施工人員的管理。首先，加大專業(yè)知識培訓(xùn)力度，通過相關(guān)技術(shù)培訓(xùn)來提升施工人員的專業(yè)技能和綜合素養(yǎng)，使施工人員用良好的專業(yè)知識來解決樁基礎(chǔ)施工難題；其次，增加實操培訓(xùn)，樁基礎(chǔ)施工中涉及的施工技術(shù)和機械設(shè)備較多，尤其是隨著科學(xué)的發(fā)展，一些新型的設(shè)備和技術(shù)引入施工現(xiàn)場后，由于缺乏實操性，施工人員在施工過程中難免會出現(xiàn)失誤，應(yīng)通過實操培訓(xùn)使施工人員熟練運用最新的技術(shù)與設(shè)備，與時俱進，提高施工人員工作的科學(xué)性；最后，提升施工人員的安全意識，樁基礎(chǔ)建設(shè)工作是一項風險系數(shù)高的工作，施工人員在土建施工中，無論是使用大型機械設(shè)備鉆井還是使用人工的方式實現(xiàn)挖孔樁的目的，施工人員應(yīng)嚴格遵守施工流程進行作業(yè)，合理降低安全事故的發(fā)生概率。

5 結(jié)語

總而言之，樁基礎(chǔ)施工是建筑工程的基礎(chǔ)，為了確保樁基礎(chǔ)施工的質(zhì)量符合國家標準，施工單位務(wù)必要在尊重施工現(xiàn)場的基礎(chǔ)上來科學(xué)選擇樁基礎(chǔ)技術(shù)，嚴格按照規(guī)范的流程來進行施工，全面提升建筑工程土建施工的安全性與穩(wěn)固性，促進我國建筑行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。