不同地質(zhì)成樁方法及注意事項的思考與探討

在不同地質(zhì)條件進行樁基施工，由于關(guān)系到自身安全，周邊安全，以及環(huán)境情況。所以除了要對當?shù)氐膸r土狀況考察、對地勘報考進行深入研究以外，同時還應(yīng)該要注重施工流程把控。從樁基類型的選擇、成樁方式的選擇、施工方式的選擇以及整體的施工質(zhì)量和施工安全展開論述。針對一些工程的施工經(jīng)驗進行進一步分析以達到保證工期以及質(zhì)量的結(jié)果。

地質(zhì)； 成樁； 樁基礎(chǔ)

TU753A

［定稿日期］2023-03-23

［作者簡介］趙利彪（1986—），男，本科，工程師，主要從事建筑工程管理工作;趙賀飛（1993—），男，?？?，助理工程師，主要從事建筑工程管理工作;馬振宇（1987—），男，本科，助理工程師，主要從事建筑工程施工技術(shù)工作。

1 工程地質(zhì)水文分析

針對地質(zhì)條件的分析，在不同的施工地區(qū)地質(zhì)的狀況有著很大的不同。在開始施工之前，就應(yīng)該要對當?shù)氐牡刭|(zhì)情況進行詳細的勘察，認真地對每一個地勘的數(shù)據(jù)進行詳細地分析，地層情況、地下水情況、軟臥層位置等作到對巖土情況的全面把握。

（1）在軟土的區(qū)域中，由于軟土的含水率較高，土質(zhì)間空隙率較大，所以容易被壓縮，這類土主要分布在我國長三角地區(qū)以及珠三角地區(qū)比較常見（圖1）。

（2）我國的黃土面積在整個土地面積中占絕大的比例。黃土是一種性質(zhì)特殊的土，土質(zhì)比較均勻、結(jié)構(gòu)較為疏松、孔隙比較發(fā)育。在未受水濕潤的時候，其特點是強度較高，不易壓縮。當遇水濕潤，土質(zhì)結(jié)構(gòu)會迅速破壞，產(chǎn)生較大的下沉，強度迅速降低（圖2）。

（3）同時我國還有一定的區(qū)域分布著粉土，粉土的水穩(wěn)性較差，毛細作用大，干燥時強度較高，但其強度隨著含水率的增加而呈顯著下降的趨勢。干燥時雖然有黏性，但易于破碎，遇水時容易變?yōu)榱鲃訝顟B(tài)（圖3）。

針對水文條件的分析，若施工現(xiàn)場有復(fù)雜的地質(zhì)水文情況，則需要用動態(tài)的水文勘察方式，作到對該地區(qū)的地下水的分布規(guī)律、分布情況、水位深度全面進行把控。另需考慮施工時間是在枯水期還是在汛期。建立地下水位的監(jiān)測點，時刻了解水位的變化。在全面考慮地下地質(zhì)水文的情況后，選擇有效的成樁方式，同時事先考慮樁基施工過程中可能出現(xiàn)的問題和應(yīng)對措施確保地下水的問題得到有效解決。

2 不同地質(zhì)的成樁方式選擇

在不同的地質(zhì)條件下，根據(jù)不同的水文和土質(zhì)情況。需結(jié)合實際使用不同的成樁方式，由于成樁方式較多，此處僅針對鉆孔灌注樁、人工挖孔樁以及CFG樁進行分析。

2.1 鉆孔灌注樁

鉆孔灌注樁施工如圖4所示。

2.1.1 正循環(huán)鉆孔灌注樁

普遍適用于黏性土、軟土、黃土、粉土、砂土、碎石類土、強風(fēng)化巖及軟巖等，成樁范圍為500～2 200 mm。在對不同地層可采取更換鉆頭的方式進行鉆進，鉆進效率較高。缺點是在遇到卵漂石層的底層條件下鉆進困難且在鉆孔直徑較大時，遇易坍塌地層的護壁困難，泥漿使用量巨大。

2.1.2 反循環(huán)鉆孔灌注樁

普遍適用于黏性土、軟土、黃土、粉土、砂土、碎石類土、強風(fēng)化巖及軟巖等，成樁范圍為500～2 200 mm。尤其在鉆進粉砂、卵礫石、黏性土、黃土、軟土、粉土?xí)r效率高、進尺速度快?？墒褂们逅M行鉆進，依靠水柱壓力保持孔壁的穩(wěn)定，出渣較為徹底、鉆進效率高，鉆頭磨損小，對于大口徑的深孔鉆進較為有利。缺點是對于含水層有一定抽吸效應(yīng)，水量消耗大，尤其在漏水時很容易引起孔壁坍塌。

2.2 人工挖孔樁

此成樁方式主要適用于樁徑大于等于800 mm且無水或滲水量小的回填土、黏土、粉土、砂土、風(fēng)化巖等地層。施工時穿越流砂、淤泥、松散砂土等易坍塌部位必須得采用井壁護筒等支護措施保證施工人員的安全。對于地下水位以下、涌水量大、地下有瓦斯、沼氣等有害有毒氣體的地層不可使用此成樁方式（圖5）。

2.3 CFG（水泥粉煤灰碎石樁）樁

適用于地下水位以上的黏性土、粉土、回填土地基如圖6所示。

3 地質(zhì)條件對成樁方式造成的影響

3.1 人工挖孔樁基礎(chǔ)

3.1.1 人工挖孔樁的優(yōu)點

方便對持力層情況進行鑒別，對孔底沉渣的控制也較為方便。同時還可以將樁底的直徑擴大來增加單柱樁的承受能力，由于是干作業(yè)成孔且挖孔深度較淺，挖孔的土質(zhì)也較為松軟，所以施工周期較短，工程造價也相對偏低等。由于這些優(yōu)點使得人工挖孔樁在土質(zhì)較軟且地下水位之上，同時大型機械又無法進入的工程中被得到廣泛應(yīng)用。

3.1.2 人工挖孔樁的缺點

人工挖孔樁的成孔方式也存在著一定的缺陷，所以在實際施工過程中有一定的困難。

（1）如果空氣濕度大又加之陰雨天氣，那地層中的殘積層以及沖洪積層就很容易形成淤泥以及流砂，非常不利于保護樁孔壁和開挖，如果在未做好護筒以及未制定合理的開挖方案時盲目的進行開挖，就會出現(xiàn)質(zhì)量問題和安全問題。

（2）地層中如果遇到裂隙水和巖溶水很容易造成涌水。

（3）土層中若呈現(xiàn)出流塑或軟塑狀態(tài)的泥土或砂質(zhì)填充物則會讓護壁的安全和開挖出現(xiàn)安全隱患。

（4）若地下水的流通性能較好，則會導(dǎo)致在混凝土澆筑過程中出現(xiàn)水灰比的比例出現(xiàn)改變或是細骨料以及砂漿的流失，樁體出現(xiàn)分崩離析的狀態(tài)。

（5）施工單位自身的管理人員技術(shù)不到位或者交底不到位或未對地勘報告進行分析就開始施工，亦或者施工單位本身就不具備施工人工挖孔樁的成熟經(jīng)驗。這些問題都有可能導(dǎo)致挖掘好的孔無法使用，出現(xiàn)歪斜、孔徑不夠、孔深不夠、護壁措施不足等。造成人力物力的浪費，甚至重大質(zhì)量問題以及安全問題。

3.1.3 人工挖孔樁施工要點

人工挖孔樁施工前，首先應(yīng)對地質(zhì)和水文狀況進行詳細勘察，全面將要施工的區(qū)域內(nèi)的土質(zhì)分布情況、地下水深度、地下水流量水量、地下水流向、空氣濕度等勘察明確。其次，項目部在施工前應(yīng)制定好完善的應(yīng)急降水計劃。降水的成功與否直接關(guān)系到該施工地區(qū)能否運用人工挖孔樁這項技術(shù)。如果施工區(qū)域的地下水含量豐裕，且降水又較為困難，那就不可采用人工挖孔樁的成樁方式。此外，還可采用鋼套管護壁的方式來防止涌水、流泥和流沙現(xiàn)象。在樁基礎(chǔ)施工前，項目部應(yīng)提前作好專項施工方案并經(jīng)審核通過，書面對所有項目部現(xiàn)場管理人員進行交底，在作業(yè)前應(yīng)對現(xiàn)場所有的施工作業(yè)人員進行書面的交底，并經(jīng)雙方確認簽字。每日施工前應(yīng)對孔底的有毒有害氣體進行檢測并形成檢查記錄，施工時應(yīng)設(shè)有空氣循環(huán)裝置確?？椎籽鯕獬渥?。

3.2 鉆孔灌注樁

3.2.1 鉆孔灌注樁的優(yōu)點

幾乎不受到地下水影響、且是機械作業(yè)所以施工過程安全，施工噪音和振動小。而且能建造比預(yù)制樁直徑大很多的樁，且在各種地基上均可使用。

3.2.2 鉆孔灌注樁施工要點

（1）由于工程地質(zhì)較差，所以在某些地層控制泥漿護壁的難度較大，若控制不當在施工過程可能會導(dǎo)致鉆孔的坍塌。

（2）在某些巖溶地區(qū)的護壁較困難，則可能會導(dǎo)致混凝土大量流失，在這樣的情況下施工可能會造成卡鉆、掉鉆的情況。

（3）孔底的沉渣不好控制。

（4）樁位放線不準確，造成偏差過大、施工過程中樁位標記丟失或被擠壓導(dǎo)致偏離、施工人員不專業(yè)的隨意定位、造成樁位錯位、樁數(shù)量偏差較大。

3.2.3 鉆孔灌注樁施工要點

針對可能出現(xiàn)的問題，可采用套管護壁的形式在某些特殊地層和溶洞中進行超前預(yù)支護。其次，在鉆頭將要進入持力層時，采用預(yù)鉆跟進的方法或改用沖孔法進入巖石持力層。溶溝、溶洞、溶槽部位進行施工時，應(yīng)預(yù)先填埋塊石確保鉆頭的作業(yè)面的受力均勻。對于沉渣的厚度的控制應(yīng)嚴格選用合理比例的護壁泥漿，嚴格控制施工的時間，避免時間太長導(dǎo)致泥漿中的沙粒等沉淀，最后應(yīng)對現(xiàn)場人員管理的全面到位，杜絕粗心大意和任意指揮的情況發(fā)生。

3.3 CFG（水泥粉煤灰碎石樁）樁

3.3.1 CFG樁可能出現(xiàn)的問題

CFG樁在不同土質(zhì)情況下施工的過程中同樣面對的問題較多：縮頸、斷樁、樁身偏位、孔洞歪斜、孔底虛土過多、樁身夾泥、樁長不足、灌堵管卡管等。僅對于縮頸和斷樁進行分析。

（1）在飽和的軟土中成樁，樁機的振動較小，當采用連續(xù)打樁作業(yè)時 ，新打的樁對已打樁的作用主要的表現(xiàn)形式為擠壓 ，讓已打樁被擠壓，擠壓后形狀開始不規(guī)則。嚴重時甚至還會產(chǎn)生縮頸和斷樁。

（2）如上部有偏硬土層或中間部分夾雜著較硬土層的土體中成樁，樁機的振動較大，對已打成型的樁影響主要是體現(xiàn)在振動破壞，可考慮采用跳孔施工的工藝。若已打樁還未形成一定強度，在中間補打新樁時，已打的樁也會有被振裂的風(fēng)險。

（3）在軟土層中施工的時候拔管速度過快，導(dǎo)致軟土結(jié)構(gòu)層被破壞。

（4）淤泥質(zhì)土護壁強度不足，成孔后等待時間過長至使孔壁收縮。

（5）在吸水飽和的軟土中成樁。由于已完成的樁尚未形成強度，新打樁對已打樁造成一定擠壓導(dǎo)致已打樁產(chǎn)生形變，引起縮頸。

3.3.2 CFG樁施工要點

（1）選用合理的成孔工藝。成樁的工藝選擇對CFG樁成樁的質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用，不同的土地質(zhì)情況應(yīng)選擇不同的成樁方法 ，CFG樁施工方法的選擇，應(yīng)根據(jù)地勘報告的要求和現(xiàn)場實際的圖紙情況、地下水情況 、場地的情況和是否有對振動有敏感度要求等多種因素來選擇施工的工藝，這是確保 CFG樁施工質(zhì)量有效的方式。

（2）嚴格控制灌注拔管的速度。螺旋鉆孔、管內(nèi)泵壓混合料成樁施工在鉆進至設(shè)計深度之后，應(yīng)掌握提鉆桿的時間，嚴格控制混合料泵送量與拔管速度匹配，飽和土或粉土層中施工時，不得停泵待料。嚴格控制拔管的速度，拔管速度應(yīng)勻速的控制，若遇到淤泥或淤泥質(zhì)土 ，拔管速度應(yīng)根據(jù)實際情況適當?shù)姆怕?/p>

（3）制定正確的打樁順序 。當成樁的過程中會產(chǎn)生較大振動時，由于成樁過程中對土體會產(chǎn)生擠密作用，后打入的樁將會先擠壓土體導(dǎo)致先打入的樁產(chǎn)生水平推擠而造成偏移變位和變形，因此需要采用正確的打樁順序：密集樁群，從中間向兩邊或向四周對稱施工。當一側(cè)有毗鄰建筑物時，應(yīng)該由毗鄰建筑向另一方向施工。根據(jù)設(shè)計的標高，宜先深后淺，先大后小，先長后短。

4 施工勘察對樁基礎(chǔ)的影響

因為地質(zhì)勘察對樁基施工的影響是很重大的，所以在施工前就要進行詳細勘察。隨著工程技術(shù)的更新，勘察的技術(shù)也在同步升級中，但目前大多數(shù)采用的方式是工程鉆探。但又由于受到布孔的間距影響，所以在勘察的過程中也不能完全的做到細致入微全面覆蓋。導(dǎo)致在施工的過程中也會遇到預(yù)料之外的情況，如遇到未被勘察到的墳坑井穴，或未被勘測到的地下管道管線。導(dǎo)致增加了樁基礎(chǔ)的施工難度以及施工時間，也影響了樁基礎(chǔ)施工的工程質(zhì)量。所以對于勘察方式的升級也是在未來當中需要繼續(xù)完善的重要任務(wù)之一。

5 結(jié)束語

隨著經(jīng)濟的高速發(fā)展，建筑工程規(guī)模大小的不斷擴張，對建筑施工企業(yè)的施工要求越來越高，就目前從建筑樁基施工來看，樁基施工的技術(shù)已越來越走向成熟，建筑樁基從業(yè)人員更應(yīng)該努力學(xué)習(xí)各種知識，認真總結(jié)自己經(jīng)歷的施工經(jīng)驗來提高對于樁基的施工能力。因此從業(yè)人員在進行施工的時候需要根據(jù)已有資料、實際施工土質(zhì)的不同。來選擇相對應(yīng)的施工方式，切實提高樁基施工的效率以及安全性，從而提升我國的建筑施工能力。

參考文獻

［1］ 廖武戈.建筑工程中樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的應(yīng)用研究［J］. 建材與裝飾，2018（14）：27.

［2］ 鄭萬林.樁基礎(chǔ)施工技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用研究［J］. 居舍，2018（10）：112.

［3］ 趙亮.高層建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)的分析［J］.居舍，2018（10）：49.

［4］ 蔣紹煒.建筑工程軟弱地基樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量檢測分析［J］. 居舍，2018（8）：177.