浅析建筑地基基础和桩基础土建施工技术

树进

摘要：随着我国经济建设的不断腾飞，建筑也逐渐走向高层化，建筑的地基基础和桩基础的承载力面临了一次又一次严峻的挑战。鉴于此，本文笔者根据多年施工经验对建筑地基基础和桩基础土建施工技术进行探讨，以供同行参考。

关键词：建筑地基；桩基础；土建施工；施工技术；

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一、地基概念及其基础的土建施工技术

1、地基概念

地基是指建筑物下面支撑基础的土体或岩体。在工程地质学中，指的是由于建筑物的兴建，导致岩土中某一范围内原来的应力发生了改变，而这部分由建筑物荷载引起应力变化的岩土就叫做地基。其分为人工地基和天然地基两种地基，当天然地基不能满足建筑物施工需要的时候，则需要通过人工改造其地质条件使其符合地基施工要求。

2、地基基础的处理技术

由于地基基础是保证建筑物坚固、经久耐用的重要组成部分，所以在不同地质条件和地基施工要求下，需要通过地基基础的处理技术做好地基的加固工作，以保证地基基础有足够的强度支撑上面建筑物的荷載。同时，通过该种技术处理也能够有效改善不良的地质条件，使地基土体符合施工要求。例如在膨胀土上修建建筑物时，就需要利用石灰改变膨胀土的土质。下面将具体分析一下处理地基基础的几种常见技术手段。

2.1换土垫层，分层填土

由于某些土体的承载力较小，具有湿润性和膨胀性等土质特性，严重影响地基基础的强度和稳定性。这就需要换掉原来的浅层软土，用强度、稳定性较高的材料替代，以提高地基基础的承载力，减少土层沉降问题。在此项工程中，通常采用换土垫层，分层填土的方式。简单说，就是用符合施工条件的土体代替原来的浅层土，且要分层实施，以保证土体的密度，避免出现缝隙和孔洞现象。

2.2 碾压夯实

碾压夯实技术的主要作用是通过各种途径产生的强大夯击力，将地基中的松软土体碾压或夯实，进一步提高土体的强度，降低土体的压缩性。这样才能保证建筑物竣工后，地基具有最低的沉降量。

1）机械碾压法

顾名思义，就是利用压路机、推土机等重型机械对地基土层进行压实。在分层填土工序中，每填一次土就需要利用机械碾压几遍，尽量保证地基土地的夯实程度。由于该种方式需要使用重型机械，耗费大量的物力与财力，因此比较适用于大型的建筑工程。

2）振动夯实法

振动夯实法，是指通过电动机振动而产生的巨大垂直力作用于地基。由于震动时间较长，振动效果好，所以对地基土体的作用效果也非常好。

2.3 排水固结土壤法

排水固结，顾名思义就是通过排水的方法，使松散的土质失水后自动产生固结。首先，要做到排水就需要在地基周围设置袋装砂井，塑料排芯板，用沉管法或水冲法成孔，在孔内灌砂预压，通过真空加压的方法将地基土质中的水迅速的排除，同时迫使地基土加速固结，达到提高土质抗剪强度，改善土的液化性能，降低土的沉降量。这种方法简单，方便，取材也比较方便，大大提高了企业的经济效益，适用于沼泽土、淤泥、饱和粘性土、水力充填土， 在民用建筑施工中得到广泛的应用。

2.4 化学加固法

简单地说，化学加固法就是向土体中加入化学物质，通过一系列的化学反应将土体粘结在一起并改善土体性质，进而增强地基的承载能力。

1）灌浆法

灌浆法的实质是把某些能够固化的浆液（水泥浆、碱液、丙烯酸铵等）注入土中，利用气压、液压或电化原理，改善土体中各种介质的物理力学性质，能够有效地降低土质的渗透性、减少渗流量、提高抗渗能力、降低空隙压力，从而提高地基土体的强度。

2）喷浆法

先用工程钻机在地基指定位置钻孔，将孔钻到一定深度时，在钻杆下端安装一个特殊的喷射装置，利用高压脉冲泵向周围的土层喷射浆液，同时喷射装置围绕钻杆以一定的速度匀速旋转上升，以圆柱体的形式均匀的向周围土层喷射，使得土体和浆液混合，凝结成圆柱体的固结体。这种方法不仅能防水防渗透，对于基坑开挖时还能对相邻结构起到保护作用，适用于砂土、粘性土，以及人工填土等。但这种方法的水泥用量大，流失多，造成不必要的浪费，有悖企业的经济效益。

3）深层搅拌法

用特制的深层搅拌机将水泥和石灰作固化剂，注入地层深处，将土层和固化剂强制搅拌，使其充分混合，凝结成一系列的水泥桩或地下连续墙。固化剂和天然土层形成复合地基，共同承载建筑基础，降低地基沉降。

二、桩基础概念及其土建施工技术

1、桩基础概念

桩基础由基桩和连结于桩顶的承台共同组成的深基础。它是一种既古老又在现代高层建筑物和重要建筑工程中被广泛采用的基础形式。当地基浅层土质条件不佳，采用浅基础不能满足建筑物级低强度、变形及稳定性方面的要求时，往往需要采用桩基础。该地基基础形式，具有较强的承载能力，且地层沉降量小，是地基加固的重要方法之一。

2、土建施工技术

2.1 静力压桩施工技术

静力压桩施工技术是通过静力压桩机以压桩机自重及桩架上配重作反力将预制桩压入土中的一种沉桩工艺。由于静压桩是挤土桩，在压桩过程中极容易破坏土层结构，产生产生超孔隙水压力，所以，静压沉桩工艺不宜中途停顿。该种施工技术具有无噪音、无振动、无冲击力，且工艺简明、质量可靠、造价低、检测方便等优点，使其在高压缩性粘土层或砂性较轻的软粘土层中得到广泛应用。

2.2 振动沉桩施工技术

在桩顶部安装个固定的振动器产生振动，带动桩身传递到土层中带动土层受迫振动，产生收缩和位移， 同时会使桩表面与土层间的摩擦力减小，桩在自重和振动力的共同作用下沉入土中。开始打桩时，先采用小距离轻度锤击，使桩按要求正常沉入土中1～2m后，再逐渐增大落距至要求的高度，连续锤击，直到将桩达到要求的深度 。这种方法设备简单，重量轻，体积小，不仅提高了工程的建设效率，也降低了工程的造价成本，提高施工效率，适用于粘土、松散砂土以及黄土和软土沉桩。

三、桩基础类型及其施工方式

桩基础类型大致包括钻孔灌注桩、沉管灌注桩、预制桩、树根桩等四种类型。由于类型不同，其施工方法也将会有所不同。下面将针对不同类型的桩基础，具体讨论其施工方法。

1、钻孔灌注桩

钻孔灌注桩的直径约在65cm-160cm之间，长度可根据工程实际要求而定。它是利用钻机在地基土层中钻出孔洞，再通过灌注法将水泥浆压入钻孔而形成的。值得注意的是，在钻孔的过程中需要时刻注意保护钻孔孔型，避免出现坍塌的情况。超大直径人工挖孔灌注桩，在建筑、道路桥梁、设备基础、等工程中，应用较为普遍，其优点是较为经济、直观，质量能够保证。但它有一定的局限性，一般在地下水位以上的土层中，干作业成孔较为理想；在有较丰富的上层滞水或地下水的土层中，不宜选用。笔者曾在某酒店工程中广泛运用挖孔桩，持力层为岩石，施工操作方便、快捷，克服场地受限的不利因素，桩基检测满足设计要求。

2、沉管灌注桩

用锤击或振动打桩机，将带有混凝土桩头或带有钢管的桩底压入土层中，同时向钢管中放钢筋笼并灌注砂浆，在振动的同时，渐渐拔出钢管，形成灌注桩。这种类型的桩直径一般约在350-550mm之间，长度约在23-27m之间。该种打桩方式，是振动沉桩施工技术的具体表现形式。其主要利用桩顶部的振动器将带有固化剂的钢管桩打入地基土层，在振动过程中逐渐拔出钢管而形成灌注桩，适用于粘性土和砂性土地基。

3、预制桩

预制桩，是在工厂或施工现场制成的各种材料、各种形式的桩（如木桩、混凝土方桩、预应力混凝土管桩、钢桩等），用沉桩设备将桩打入、压入或振入土中。通常情况下，预应力混凝土桩的外形是圆形或方形，其直径或边长约在30cm-60cm之间，长度约在7m-26m之间，采用焊接法或硫磺胶泥锚接法进行接桩。

4、树根桩

树根桩是一种新型桩，是小型钻孔灌注桩的延伸，直径在75mm-250mm。其方法和钻孔灌注桩一样，通过钻机钻孔，消除孔内土，等钻到一定深度后，加入钢筋笼，灌注水泥和砂浆形成桩。与钻孔灌注桩不同之处在于，树根桩直径小，需要同时灌注很多个这样的桩，然后桩与桩之间会形成树根状，故称树根桩。这种桩型施工所需场地小，噪音小，强度高，而且不会损坏建筑物地基的应力。此法用于在民用建筑中在原有建筑基础上重新建筑时，加固地基使用， 适用于碎石土、砂土、粉质土和粘性土地基。

三、结束语

地基基础的施工质量对建筑物的使用性能和寿命影响较大，相关单位和人员必须全面掌握其施工技术，严格按相关规范和要求施工，才能地基的承载力符合设计要求，保证建筑主体的质量。本文通过对地基基础概念及其处理技术、桩基础概念及其施工技术、以及桩类型和施工方式的论述，并结合工作实践，全面阐述了地基基础和桩基础的相关知识，有利于做好地基基础和桩基础的施工工作。参考文献：

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