探析建筑工程中软土地基桩基础的施工工艺

丁洪莉

【摘 要】高层建筑桩基础的施工质量是整个高层建筑工程质量的关键。城市化建设进程的加快，促进了建筑业的发展，使得我国的高层建筑越来越多，这对高层建筑的施工质量也提出了相当高的要求。本文简述了软土地基的涵义及桩基应用特点，对软土地基桩基础的施工工艺进行了论述分析。

【关键词】建筑工程；软土地基；桩基础；施工工艺

一、软土地基的涵义及桩基应用特点

软土特点是天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低，并具有流变性、触变性等特殊的土力学性质，工程利用条件较差；软土地基是由淤泥、淤泥质土、杂填土或其他高压缩性及抗剪强度低的土构成的地基，具有强度变化缓慢、加荷载易变形，不均匀，变形速率大且承载力低，沉降量大等不良工程性质的软弱地基；软土地基在附加荷载作用下，逐渐排出孔隙水，使孔隙比变小而产生固结变形，随着土体超静孔隙水压力的逐渐扩散，土的有效应力增加，提前完成沉降或提高沉降速度。

天然软土地基上的浅基础往往不能满足整体稳定要求，而采用桩基础可以有效解决这些问题，以它的大承载能力和抵御复杂荷载性质而成为建筑在软土中的主要基础形式，其巨大的刚度把荷载较均匀地传给下部各支撑，桩基础与其他基础相比具有施工较快，承载力高，投资较少，效果较好的特点；桩基础的施工根据荷载的大小与性质，上部结构的形式与使用要求及材料供应和施工条件等确定；在软土地基中优先使用桩基础应适当加大桩径，相对减少钢筋笼直径。

二、建筑工程中软土地基桩基础的施工工艺

结合某建筑工程为例对软土地基桩基础的施工工艺进行分析，某工程建筑位于黄土地带，层高32层，根据地勘报告该场地平均标高为3.60m，场地淤泥软土地基的压缩性高，不能作为桩基持力层，第三层土层面起伏较大，且大部分区域第七层土缺失，采用现行的桩基处理方法对厚度较大的软土地基进行处理，一般采用换土垫层法、排水固结法、加固土桩粒料桩、挤密砂桩等方法处理，各种处理方法都有较强的针对性，处理方法选择是否合理，直接影响到建筑物的设计是否安全和节约。

1、换土垫层法。该工程处在软土地带，地下水埋深较高，岩层较深，中层又有较厚且承载力较差的粘土，当软弱土层厚度不很大时，可将基础以下卵石层以上的处理范围内的软弱土层部分或全部挖除，然后换填强度较大的土或其它稳定性能好、无侵蚀性的材料（通常是渗水性好的中粗砂）称为换填或垫层法。采用坚质的砾石和中粗砂级配方案进行回填，回填时采用搅拌机充分拌匀，且严格控制砂石中的含泥量不能大于3%，分层回填夯实且每层回填厚度为300mm左右，且采用平板振动器夯实，施工前进行试夯，得出稳定的下降指标；由于软土地基流塑性大，在钻孔过程中易破坏土体平衡，软弱土层向冲孔处滑移，因此最好把桩穿过淤泥层，打到淤泥土层处。本工程桩基施工过程中，钢护筒埋设是很重要的一环，护筒采用桩护筒，钢板厚大于6mm，直径比桩径大10～20cm，护筒用振动锤打入，护筒顶标高比起面标高20～30cm，为防止护筒在打入和成孔过程中发生卷口、压扁等现象，护筒顶端、底端以及筒身每隔2m处采用10mm厚的钢条加强，护筒周围填土必须分层压实，使其在钻孔过程中不能位移，同时护筒中心竖直线应与桩的中心线重合，平面误差控制在30mm内，竖直线倾斜不大于0.5%，护筒四周埋护好护桩，以便及时检查桩孔中心的情况，护桩要放在比较稳定的地方，尽量减少桩基施工时对护桩的影响，必要时要测量校对，只有在中心距离5米以内的任何桩的混凝土浇筑完毕24小时以后才开始钻孔，由于为深桩基础，桩钢丝绳必须要加强。

在地基进行桩基钻孔时，开始时应适当控制进度，软弱地层钻进时易坍塌，因此应减慢速度，在粘土和沙砾及风化岩中钻进时，因土层较硬会引起钻头跳动，出现钻杆摆动较大和倾斜，在钻孔过程中发现倾斜，坍塌以及冒浆等现象时应立即停止钻进，采取有效措施后方可继续施工，检查孔口内泥浆的高度，保证孔洞泥浆面高出地下水位不少于50cm，及时查看护桩的桩位和孔位以及垂直度是否正确；在钻进过程中应该连续钻进，不能中途无故停钻，因机械故障需要停机的，孔内泥浆仍要循环，以防止塌孔，调整基础面积，减少基础埋深，加强基础的整体性和刚性，减轻荷载，增强上部结构的整体刚度和均匀对称性，合理设置沉降缝，管道穿越建筑处应预留足够尺寸或采用柔性接头；为避免遇到坍塌、倾斜、缩桩等问题，在软土地基上施工时可提高钢筋混凝土保护层厚度和浇筑质量。

2、排水固结法。根据地質报告，该场地地貌类型属滨海平原地貌，现场场地已平整，场地地下水属深层潜水类型，考虑不利条件下施工时地下水埋深高水位可采用7.5m，低水位可采用8.5m。该场地地下水和土对混凝土无腐蚀性。本场地地震基本烈度为7度，地基无液化问题，属IV类场地。土方开挖前采用轻型井点降水，再进行基坑大开挖，在软土地基上加压并配合内部排水，加速软土地基的排水，此方法适用于处理各类淤泥、淤泥质粘土及冲填等饱和粘性土地基；桩基下部及两侧采取深层水泥土搅拌桩的处理，利用设置在地基中的竖向排板和地表进行加载预压或利用建筑物自身重量的共同作用使饱和软土中的孔隙水逐渐排出地表，土体固结提高密实度和强度，消除大部分的水后沉降使地表稳定。

3、加固土桩。本场地周边环境条件允许预制桩施工，桩型采用经济性优于预制钢筋混凝土方桩的高强预应力混凝土加固土桩，不同桩径的桩的长径比均控制在80左右。用深层拌和的专用机械，软土地基的局部范围用固化材料加以改善、加固，形成加固桩，使加固桩与桩间土形成复合地基，设计加固土桩只考虑其置换与应力集中效应，不考虑其固结排水与挤密作用，加固土桩的深度、直径、间距应经稳定性计算，并应满足工后沉降的要求。

4、粒料桩在桩的压入过程中，桩身周围土受剪切而发生重塑，土的强度降低为重塑土的残余强度，当压桩过程出现一定时间的停顿或休止时，扰动土部分强度恢复，压桩力常常大幅度增长，本工程二、三节接桩采用砂、砂砾、碎石、废渣等散粒材料，以专用震动沉管机或水震冲器来成桩，使粒料桩与周围的地基形成复合地基，粒料桩对地基有置换、挤密和竖向排水作用。粒料桩的深度、直径、间距，应经稳定及沉降计算来确定，地质条件对施工方法的适应性不清楚时，应通过试桩加以核查。

5、挤密砂桩、碎石桩加固。当选择第八层为桩基持力层，预制桩若需穿过第七层厚度较大的区域，沉桩有相对难度，需考虑相当的桩身结构强度和施工机械，挤密砂桩可确保本工程桩基施工质量，挤密砂桩属于复合地基的一种，当软土层较厚且换填处理比较困难，地基土属于非饱和粘性土或砂土时，采用挤密砂桩或碎石桩加固法，可以使地基土密实，容重增加，孔隙比减少，防止砂土在地震或受震动时液化，提高地基土的抗剪强度和水平抵抗力，减少固结沉降，使地基变均匀，起到置换、挤密、排水作用，防止地基产生滑动破坏，提前完成沉降，减少沉降差。

结束语：

在建筑工程中，基于地质因素影响，软土地基容易发生变形，使整个结构不均匀沉降并导致结构损坏，在软土地带建造建筑物，桩基础必须使用合适的施工工艺，才能保证建筑的安全性能和使用性能。

参考文献：

[1]孙健，吴迪.浅谈民用建筑地基基础和桩基础土建施工技术.科技资讯，2011.

[2]施伟达.关于桩基础施工测量质量控制的初步探讨.中小企业管理与科技，2009.