建筑工程土建施工中的桩基础施工技术

裴恩勇

摘 要：在建筑工程土建施工中，桩基础是一种比较常见的基础形式，尤其是在高层、重要建筑或者软土基础中，桩基础的合理应用能够显著提升基础的稳定性和承载能力，保证建筑工程整体的质量和安全，有效防止因基础不均匀下降产生的外维护墙体开裂、变形。对室内洁净度要求较高的医药类厂房显得尤为重要。本文结合桩基础技术的概念与特点，就其在建筑工程土建施工中的应用情况进行了分析，希望能够为桩基础技术的应用和发展提供一些参考。

关键词：建筑工程 土建施工 桩基础施工技术 应用

中图分类号：TU473 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）12（c）-0035-03

在经济发展带动下，我国的建筑行业取得了相当显著的成果，不仅建筑工程的数量飞速增加，建筑本身开始朝着高层化和深层化的方向发展，建筑施工技术在迅速提升。现代社会中，人们的生产活动和日常生活都会受到建筑工程质量的影响，如果建筑质量不达标，则必然会对使用者的生命财产安全造成威胁。地基基础作为建筑工程的核心和基本，其施工技术水平直接影响着建筑整体的质量、效率和成本，关系着建筑使用安全。需要建筑施工人员在采用桩基础施工技术前，需要对桩基础施工技术的各个要点进行全面的了解，并严格按照相关工艺要求和规范进行施工。因此，文章针对建筑工程土建施工中桩基础施工技术的研究具有非常重要的现实意义。

1 桩基础施工技术概述

桩基础可以分为基桩和桩顶承台两个组成部分，如果桩身全部埋置于土体内，承台底面与土体直接接触，则将之称为低承台桩基；如果桩身露出地表，承台底部位于地面之上，则称之为高承台桩基，在常规建筑工程中，采用的多是低承台桩基。桩体本身属于竖直的基础构件，能够通过桩侧摩阻力和桩端阻力，将上部结构承受的荷载传递给地基，也可以将横向荷载通过桩身传递给侧向土体。桩基础具备几个比较显著的特点：一是桩体底部支承在坚硬岩土层中，竖向单桩承载力或者群桩承载力极强，能够承担高层建筑包括偏心荷载在内的所有竖向荷载，保证建筑基础稳定。二是桩基群刚度或单桩竖向刚度较高，即使是在自身重力或者相邻荷载的影响下，都不容易产生不均匀沉降问题，避免了建筑倾斜。三是大直径桩所具备强大的单桩侧向刚度或者群桩基础的整体抗倾覆能力，使得建筑工程能够有效抵御地震或者大风引起的荷载，提升建筑抗倾覆稳定性。四是支承在坚硬岩土层的桩体可以确保在地震应力影响下保持良好的抗压与抗拔承载力，继而保证建筑整体稳定，不会受地震影响出现过大沉陷和倾斜，保证建筑使用安全。

根据基础受力原理，可以将桩基分为两种类型：一是端承桩，指基桩设置在岩盘或者坚硬土层等承载层，能够有效承载构筑物带来的重力和应力。二是摩擦桩，主要是利用土层与基桩之间的摩擦力来实现对建筑物的承载，适用于承载层深度较大或者缺乏坚硬承载层的区域，常见类型包括拉力桩和压力桩。根据施工方式，同样可以将桩基分为两种类型：一是预制桩，指根据工程实际需求，对桩体进行预制，然后利用打桩机等设备，将预制桩打入地下，这种施工方式可以保证基础强度和稳定性，而且能够节约材料，施工现场管理也相对简单，如果建筑对基础要求较高，则可以选择预制桩。不过，预制桩的施工难度较大，而且容易受到机械设备数量的限制，导致施工效率偏低。二是灌注桩，在施工现场利用钻孔机打孔至设计深度，然后将编制好的钢筋笼下放到桩孔中，浇筑混凝土。这种施工方式难度低，操作简单，可以实现所有桩基的同时施工，效率極高，不过桩体承载力偏低，容易造成材料的浪费[1]。

2 桩基础施工技术在建筑工程土建施工中的应用

2.1 工程概况

2001年5月开始施工到2003年12月交付使用的长春生物制品研究所201厂房建筑面积17260m2，矩形。东西长160m，南北宽110m，基础为人工挖孔桩，地上一层，轻钢结构，采用高强螺栓与基础相连，檐口高9m，屋脊高12m，双向找坡内排水，外墙为双层压型彩钢板，内夹保温岩棉，厂房内为高洁净度生产车间，净化车间层高2.8m，以上为通风、给水、消防、电气等技术夹层。对工程施工现场进行全面分析和勘察，发现区域范围内之前存在有一个面积不小的池塘，地基属于软土基础，承载能力不足。为了满足建筑施工对于基础稳定性和承载能力的要求，在综合分析现场施工条件以及建筑整体荷载要求的情况下，决定采用桩基础施工技术，以人工挖孔桩为主，将桩身长度设置为18～20m，根据实际需求确定。

2.2 桩基选型

桩基选型对于建筑土建施工有着非常重要的作用，在选型合理的情况下，工程施工效率、施工安全都能够得到有效提升，施工成本也可以被控制在一个合理的范围内。从我国建筑行业施工的实际情况分析，桩基选型有着较为显著的特点：如果地基处理深度不超过10m且没有地下水经过，则可以选择水泥土夯实桩来对地基进行处理，例如：许多厂房建筑的施工采用的就是水泥土桩，能够实现对工程造价的有效控制。如果地基处理深度机较大，存在地下水，则需要根据具体的施工标准来进行桩基选型。例如：如果要对地基液化土问题得以解决，可以选择重振冲碎石桩；如果要想提升地基强度和稳定性，减少变形问题，则可以选择振冲桩或者混凝土搅拌桩，这种桩基类型在码头等工程中有着广泛的应用。如果地基处理深度达到甚至超过60m，则必须选择强度更高的桩基类型，如H型钢桩、刚性盘桩等。

在该工程中，选择人工挖孔桩，其本身属于灌注桩的一种，主要是采用人工挖孔的方式来成孔，不需要用到钻机等设备，因此成本较低，在条件允许的情况下可以实现多桩共同施工，质量也可以得到保证。不仅如此，人工挖孔桩在施工过程中基本不会产生噪声污染等问题，在建筑工程土建施工中有着广泛的应用。

2.3 地形分析

在施工前，需要做好地形地质的全面分析，以确保各项工作的顺利开展。例如：如果施工现场存在较多的障碍物或者孤石，则不能选择管桩，因为这样会导致桩尖不稳定，甚至会在上层构筑物重力的作用下出现桩身倾斜甚至折断的情况，影响基础可靠性。另外，在一些石灰岩广泛分布的地区，喀斯特地形特征明显，可能存在地下溶洞或者溶沟，如果盲目进行桩基础的施工，很容易引发相应的质量安全事故。

2.4 现场勘察

在建筑正式施工前，现场勘察工作同样不可或缺，建筑施工单位应该组织专业的技术人员，做好建筑施工现场及周边环境的全面检查工作，尽可能获取更加详细、更加准确的数据信息，为建筑工程主体以及桩基础的施工提供参考。例如：在对建筑施工现场进行勘察时，需要勘察的内容包括周边建筑的结构特征、基础形式和空间为主，还应该包括施工现场的地形地貌以及施工环境等。该工程属于城区工程，还需要针对周边的市政管线进行勘察，避免盲目施工挖断管道或者线缆的情况，尽可能减少施工对于周边居民正常生活的影响。

2.5 测量放线

勘察结束后，应该开展测量放线工作，针对各个轴线的位置进行明确，结合施工方案在施工现场进行控制点的布设工作，确保其在施工过程中不会受到影响。桩基础施工所需的各项检查全部完成后，可以开展定桩施工，依照施工设计方案中的桩位图来对桩孔位置进行核对，发现问题及时进行处理，避免出现后续返工的情况，保证桩基础能够顺利就位。同时，在开展各项工作的过程中，必须做好施工现场管理，保证人员配置合理、材料堆放合理、设备使用合理，为桩基础的施工提供便利，也可以有效减少施工材料的浪费问题，保证施工现场安全[2]。

2.6 桩基施工

2.6.1 成孔

当前比较常见的成孔方式是钻机成孔，即采用专业的钻孔设备，在设计桩位进行钻进成孔，可以直接对成孔深度进行有效控制，成孔效率较高，而且成孔质量可以得到保证。不过钻机成孔施工方式也存在一些不足，如对设备依赖性强，如果在钻孔前没有做好钻机校准工作，则成孔质量会出现问题。该工程选择了人工挖孔桩，不需要用到钻机，采用人工挖孔的方式成孔，效率相对钻机成孔偏低，不过能够实现多桩位同时施工，整体施工进度并不慢，工程质量也不差分毫。在人工挖孔环节，需要依照水流量大小，对桩底进行扩孔操作，如果桩基位于透水层，则需要设置环状钢筋圈，依照设置直径进行开挖，混凝土回填来穿越透水层。

2.6.2 清孔

成孔结束后，需要做好必要的清孔，将残留在孔底的虚土和泥浆清除，避免其对于桩端质量的影响。在钻机成孔中，为了保证孔壁稳定，一般都会设置相应的泥浆护壁，需要切实做好清孔工作，依照相关标准，孔内排出的泥浆不存在2～3mm颗粒，泥浆比重低于1.1，含砂率小于2%为合格，必须坚决避免通过加深钻孔深度的方式来代替清孔。清孔达标后，需要及时进行钢筋笼的安装以及混凝土的浇筑，而在混凝土浇筑前，还需要进行二次清孔，利用射水或者风冲的方式，通过3～5min的清孔来确保孔底沉淀物翻动上浮。

2.6.3 钢筋笼施工

钢筋笼的制作选择分节制作的形式，以电弧搭接焊進行孔口对接。主筋要求顺直，以模具控制与箍筋之间的距离。每4m设置1组4块的保护层垫块，沿钢筋笼周边均匀分布。必须保证钢筋笼附带有可靠的验收资料，如果没有经过验收，则不能进行吊放作业。在钢筋笼吊放过程中，应该安排专人进行操作和指挥，确保钢筋笼中线与桩孔中线重合，保持钢筋笼垂直下放。在下放过程中，如果遇到阻碍导致下放困难，应该对钢筋笼的位置进行调整，或者稍微上提后再次下放，避免强行施工导致孔壁损伤的情况。

2.6.4 混凝土灌注

选择200～250mm的注浆管，保持其底部与孔底的距离为400mm左右。在进行注浆管的安装前，需要做好清理工作，确保其内壁洁净，密封良好。混凝土灌注施工中，需要对导管的埋深以及混凝土面的高度进行跟踪测量，将导管的埋深控制在3～5m之间。导管的下放应该尽量缓慢匀速，保持垂直居中，并且严格按照相关规范进行导管的拔拆作业。从提升桩顶质量的角度分析，需要将混凝土超灌高度控制在0.8m以上，在灌注快要结束时，需要缓慢拔出导管，灌注结束后及时拆除护筒，做好空孔的处理和保护。

2.7 桩基检测

从保证桩基施工质量的角度，需要做好必要的桩基检测工作。现阶段，比较常见的桩基检测技术有几种，如静载荷试验、低应变检测、高应变检测以及声波透射法、钻孔取芯法等，相比较而言，以往的桩基检测多是采用钻孔取芯的方式，即在成型桩身上钻孔，取出内部结构进检测，属于一种微破损或者局部破损的检测方法，检测结果直观科学，不过会对桩身造成一定危害，而且只能采用抽样检测。近几年，随着科学技术的发展，无损检测技术在桩基检测中得到了广泛应用，可以在不破坏桩身完整性的前提下，实现桩基检测，明确其质量，找出其中存在的问题和隐患，保证桩基施工质量。

3 桩基础施工技术的发展趋向

随着建筑行业的飞速发展，桩基础施工技术得到了前所未有的发展，纵观国内外，桩基础施工技术的发展主要体现出几个趋向：一是长尺寸，大方向。新时期，城市人地矛盾越发紧张，建筑开始朝着高层化的方向发展，加上一些大型桥主塔对于基础稳定性和承载能力的要求，桩径尺寸不断增长，桩体长度也在持续增长。例如：在日本、欧美等发达国家，钢管桩的长度超过了100m，最大桩径甚至超过2500mm；我国上海金茂大厦钢管桩桩端深入到了地下80m的砂层中，桩径也达到了914.4mm；郑州某工程反循环钻孔灌注桩桩径达到1100mm，桩体长度77.6m。二是短尺寸，小方向。桩基短小尺寸的发展主要是基于老基础加固、旧城区改造以及建筑纠偏等方面的需求，小桩或者说IM桩是由属于灌注桩的一种，本质上属于直径压力注浆桩，桩径在70～250mm之间，长径比超过30，采用的是钻孔、强配筋以及压力注浆的方式进行施工，桩段长度受设备情况和净空高度的影响，通常在1～3m之间，桩体入土深度在3～30m。三是低公害。近几年，静压桩在许多地区建筑土建施工中得到了广泛应用，相比较以往的振动沉桩技术，这种工艺具有无噪声、无污染、无振动等优势，基本不会对周边环境造成负面影响，而伴随着技术的发展，静压法施工的桩体长度已经达到了70m以上[3]。

4 结语

总而言之，新时期，建筑工程开始朝着高层次、大规模的方向发展，医药、化工、电子科技类等对于基础的稳定性和承载能力提出了越发严格的要求，在这种情况下，施工迅速、适用范围广、质量可靠、操作简单的桩基础施工技术在建筑工程土建施工中得到了广泛应用，也受到了越来越多的关注。虽然从实际应用的角度分析，桩基础施工技术依然存在着不少问题，但是只要加快技术研究，在实践中持续改进和创新，桩基础施工技术必然能够在短时间内得到迅速发展，为我国建筑事业的稳定健康发展提供良好的保障。

参考文献

[1] 陈宜刚.试论建筑工程土建施工中的桩基础施工技术[J].环球市场，2016（19）：163.

[2] 江平.建筑工程土建施工中桩基础技术的应用探究[J].山西建筑，2012，38（36）：58-59.

[3] 尤林强.建筑工程土建施工中桩基础技术的应用[J].建材与装饰，2012（14）：113.