关于建筑地基基础和桩基础土建施工技术的分析

刘宝民

（中铁建工集团有限公司　北京　100000）

关于建筑地基基础和桩基础土建施工技术的分析

刘宝民

（中铁建工集团有限公司北京100000）

承受建筑物全部重量的地基是位于建筑物底部的基底地层，桩基础则是位于地基和建筑物之间，是支撑建筑物的一个重要部分。本文以高层建筑为切入点，阐述了地基基础和桩基础的概念，详细分析了在土建施工中地基处理容易出现的问题，分别探讨了地基基础与桩基础的土建施工技术，希望能够为相关的施工工作起到一定参考作用。

高层建筑；地基基础；桩基础；土建施工

随着中国经济的飞速发展，城市化和工业化的进程不断加快，高层建筑的建设也步入快速期。高层建筑将人口密度的增加集中于体积变化，而不是面积变化。基于体积变化可以弱化面积变化对人口密度的影响，即在相同的占地面积下，体积越大，可以增加更多的可用面积，进而增大人均建筑面积。因此，需要做好高层建筑施工并提高施工质量是社会经济与科技发展的必然要求。

1　地基基础与桩基础的概念

地基是被压在建筑物之下，起支撑建筑物和固定建筑基础作用的土层或岩体。地基地层性质较为多样，基本构成差异明显，比如岩石、砂土、人工填土等都可以成为地基施工的基础。地基分为两类，天然地基和人工地基。天然地基属于自然土层，没有进行人工改造，也没有受到人为破坏。人工地基则是指在自然土层的基础上进行了合成或分解等处理的人造土层。地基建设的基本属性包括四个方面：①适当的压力。②足够承载重量的强度。③防止失稳、倾覆的稳固能力。④控制在一定合理范围内的沉降量，不同部位的沉降值偏差不能太大。

地基基础可以将结构所承受的各种作用力传递到地基上的结构组成部分，比如砖基础、混凝土基础等，因此地基必须坚固、稳定而可靠[1]。图1所示的两种模型是建筑基础的不同类型，桩基础就是建筑基础众多类型中的一种，承载力极高，承重时的受力面较为均匀，在较大压强下的沉降量小。图2是桩基础的简易构成图，如图所示，几根用于支撑的桩条深深地插在地基岩土中，桩顶的承重台和桩柱共同组成自身基础，尤其适用于重型建筑物。

图1　常见的建筑基础

2　地基施工常见问题

2.1塌方问题

图2　桩基础结构图

塌方是一种事故现象，土建施工中的塌方具体是指建筑物的顶部受到外力或者因自身承载力不足而出现变形，最后出现倒陷下坠的情况。外力影响方面一般是雨水冲刷造成的土壤膨胀变形。而地基自身质量不过关也有可能导致塌方。塌方是一种严重的事故，会使整个地基土层的稳定性产生动摇，承载力明显下降，严重时还会有人员伤亡的情况出现。管理者和施工人员必须充分了解施工地区的地质结构，并将这些了解到的资料跟前期的设计结合，才能尽量避免塌方的出现。一旦出现塌方，要迅速做出应对措施的部署，保障施工现场的人员安全，尽可能地减轻塌方对施工带来的影响。

2.2施工管理不当

就目前的研究数据来看，施工现场普遍存在土建施工不规范和技术选用不合格的情况。在很多工程项目中，设计图纸与实际施工有出入，无法正常衔接，这就导致实际施工难以达到预期效果。比如，灌注桩后压浆的施工包括压浆罐头的制作、压浆管的埋设选取、压降顺序的确定以及压浆压力和节奏的控制等。如果在土建施工过程中不注意这些问题，很容易影响工程的进度与质量。

2.3保护措施不足

外部环境因素是影响施工质量和进程的重要原因，甚至是根本原因。施工期间对地基基础的保护措施要全面、完善。比如在雨季降水较多的地区，工作人员忽视基础防水措施的话，地基土质受到水作用就会变得松软甚至膨胀，硬度和稳固度下降。最后工程不得不重新调整进度，先解决地基的固化问题后再继续进行项目施工。因此，在地基施工中要未雨绸缪，预想到各种可能存在的缺陷和可能出现的问题，提前设计科学合理的保护措施。

3　土建施工技术

3.1地基基础的施工技术

3.1.1分层填土、换土垫层

不同地区的土层岩层是不尽相同的。当施工场地的土体因为潮湿水润的原因而出现体积严重膨胀的现象时，地基基础的强度和稳定性是达不到建筑施工相关要求的。不注意的话，土体会出现缝隙与空洞，造成地基沉降。应对这一问题的合理措施就是把这种软土层替换掉，通过其它稳固、强度较大、承载重量的力量值较高的土体来取代天然地基[2]。

3.1.2碾压与夯实

要让地基强度得到进一步的提高，就需要用一些可以制造出强大冲力的方法。如图3所示，在施工操作中，通过大型机器进行地基碾压与夯实工作，能够加固土层中那些松软的土质，让高层建筑竣工后的地基沉降值在最大程度上得到控制。在实际施工中，最为常用的两种方法是震动夯实和机械碾压，需结合施工实际选择所对应的方法，保证施工的质量。

图3　夯实土层的具体程序

3.1.3加固土壤

干燥的土壤会自动固结，而湿润的土层却是松软脆弱的。从技术理论上而言，弱化土壤自身的液化性，最大程度减少土壤含有的水分，就可以提升土层的固结能力。这种类似于抽水、排水的处理方法操作简单、经济实惠，效果也很显著，可以有效提高土层的承载力，其被广泛应用于建筑施工现场。

水泥浆、碱液、丙烯酸铵和泥土会产生一系列的化学反应，最终导致泥土凝固。利用这一化学原理，在土层中加入具有这一化学性质的物质。这种化学加固法有多种处理方式，向土层中灌入水泥浆的灌浆法，把土壤与水泥搅拌合成的搅拌法以及对土层大量喷洒碱液或丙烯酸铵的喷雾法，都适用于地基施工。

3.2桩基础施工技术

在建筑工程中，桩基础的使用范围很广，单桩具有可靠的单桩竖向刚度，而通过桩群形成的桩基具有良好的群刚度。按照施工方式的不同，桩基础施工技术可以分为静压力桩和震动沉桩两种[3]。

3.2.1振动沉桩施工技术

振动沉桩的基本原理是让桩柱和地基垂直相交。把振动器水平压在桩台上，通过震动将桩柱打入土层中。桩底的震动会带动地基土粒的振动，这样就减少了桩柱与土层的摩擦阻力，提高了打桩的速度和效率。在打桩时，先用锤子在0.4～0.7m的高度轻轻地预敲几下，等到桩柱插入1cm后，再增加锤击速度和起落幅度。这种施工技术下桩效果好、简单易操作，不仅提高了施工效率，还降低了施工成本和劳动强度。但是，震动沉桩也具有一定的局限性，比如扬尘大和噪音大等，会对周边环境产生较大影响。

3.2.2静力压桩施工技术

静力压桩施工技术有机械式和液压式之分，具体是指用桩柱自身的重力作用的反力和桩架上的配重一起将预制桩逐节压入土层。静力压桩机在施工过程中通常先进行分段压入的环节，再进行逐段接长施工。这种方式不需要用到钢筋或混凝土，大大降低了工程造价。压桩机在打桩的过程中无振动、无污染、噪音小，对周围环境基本上没有多大的影响，适合人口密度大的繁闹街区。但是，这种技术更加适用于土质相对较软的地区。值得注意的是，压桩时还会破坏地基的土层结构，一小段停顿就会造成土壤凝固，所以不能中断工作。

4　结束语

高层建筑节约了占地面积，但也增大了人口的密集度，加重了建筑物的承载力。地基基础是支撑着高层建筑的重要部分，而桩基础就是高层建筑深深扎入土中的根。地基基础与桩基础作为土建施工的基础，其施工质量对整个工程有重要的影响。而土建施工过程中各项处理技术的运用是地基基础与桩基础质量的有效保障。施工人员在土建施工的现场要熟练掌握地基基础和桩基础的施工技术和处理技术，切实保障高层建筑施工的安全性和稳定性。

[1]陈跃建.民用建筑地基基础和桩基础土建施工技术[J].四川水泥，2014，11：189+183.

[2]崔以伦.加强高层建筑地基基础与桩基础土建施工技术分析[J].城市建筑，2013，08：56～57.

[3]姚树太.浅谈高层建筑地基基础和桩基础土建施工技术[J].中华民居（下旬刊），2012，12：67～68.

TU753.3

A

1673-0038（2015）39-0102-02

2015-9-7

刘宝民（1988-），男，山东惠民人，助理工程师，本科，从事建筑施工管理工作。