建筑工程施工中桩基础施工技术及要点研究

2020-02-15卢燕翔

建材与装饰 2020年22期

卢燕翔

（解放区健康产业园区管理委员会，河南焦作 454150）

作为提高基础承载力的一种措施，由基桩和其上部的承台两部分结构组成，通常来说，我们将其叫做桩基。它在建筑中负责的模块是建筑基础。它的应用范围主要是针对于那些对质量要求高的建筑体，还有就是那些地质的条件相对不好、不够稳定的情况，都需要利用桩基。接下来就具体从它的技术工艺进行研究。

1 建筑工程施工中桩基础的施工技术

1.1 振动沉桩施工技术

振动沉桩的施工设备主要为吊机和振动锤，其工作原理为：振动锤置于桩顶，通过夹桩器与桩连城一个整体，利用振动锤体内偏心重轮高速运转产生高频振动和激振力，高频振动力通过液压钳传递到桩上，再通过桩作用到接触的地层，造成桩及桩周土体处于强迫振动状态，从而使桩周土体强度显著降低和桩端处土体挤开，桩侧摩阻力和桩端阻力大大减小，于是桩在桩锤与桩体自重以及桩锤激振力作用下，克服惯性阻力而逐渐沉入土层，直至将桩沉入设计承载深度。振动沉桩施工技术的优势在于，振动的时间长，振动效果好，因此操作简便，沉桩效率高；沉桩时桩的横向位移和变形均较小，不易损坏桩体；管理方便，施工适应性强；软弱地基中沉桩迅速。其缺点是振动锤构造较复杂，维修较困难；电动振动锤耗电量大，需要大型供电设备；地基受振动影响大，遇到硬夹层时穿透困难；存在沉桩挤土公害，影响周边建筑稳定性。需要注意的是，在采用振动沉桩技术施工时，通常先用小距离施加比较小的力锤击，而后再加力连续锤击，直到完成沉桩要求。

1.2 钻孔灌注桩施工技术

钻孔灌注桩是指在工程现场通过机械钻孔在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩。和打入桩相反，钻孔灌注桩是先钻好孔再用钢筋混凝土成桩，钻孔灌注桩通常的施工的工艺流程是：施工准备→泥浆准备→埋置护筒→桩机就位→钻进成孔→检查成孔质量→放置钢筋笼→灌注混凝土→拿出护筒→最后质量检测，因其施工工艺流程较复杂，施工中，有许多事项是需要重点注意的。首先必须选择一个较平整的施工场地，在完成混凝土浇注并固定好桩位后，然后是埋置护筒，埋置护筒的目的除了固定位置，更重要的是隔开地面水，从而在钻机内形成一定高度的水头，有效地稳定孔壁，增加孔内水的压力，保持孔内泥浆具备稳定的表面高程，防止塌孔。护筒埋入土层深度一般为2～4m，直径应多于桩直径20cm 左右，超出地面的高度应为300mm，高出水面应为1～2m，桩与护筒的中心需是重合的，误差不能过大。再就是钻孔机器的安装。安装钻机之前首先应确保地基足够稳定，并保证钻机的垂直度。桩位对准后，钻机横梁处应用枕木垫平，对称钻机轴线的塔顶处应拉上缆风绳。接下来泥浆的准备工作。粘土、水和添加剂组成钻孔泥浆。不同钻孔方法或是不同地层情况都决定了泥浆稠度是不同的，所以泥浆稠度需要施工人员动态控制，太稠会减慢钻机钻入的速度；太稀会导致其自身排渣性能差，并降低其护壁的效果。制备泥浆需先将打碎的粘土放入护筒，再用冲击锤冲击就可制备泥浆。之后就是钻孔。钻孔时最重要的工艺是泥浆护壁，同样护壁泥浆的浓度及用量也是应进行动态控制的。钻孔过程中应准确而详细的做好各项记录，注意控制停钻时间和次数，防止钻头卡死等事故发生。钻孔时采用的笼式检孔器外径应与钻头的直径相同，其高度是钻头直径的5 倍左右。下沉检查时，如不能下沉到设计标高，说明有孔位偏斜或孔深不足现象，为确保成孔质量须回填重钻。施工时，如钻头的直径磨损超过1.5cm 时，须及时修补或更换以防止缩孔。整个钻孔过程中不能停止，须一次成孔。最后是清孔。清孔的主要目的是减少孔底沉淀物，清除沉渣和沉淀层，以防止桩基承载性能下降，清孔操作是在对桩长、直径及垂直度检查确认无误后再进行的。第一次清孔在成孔后进行，第二次清孔是在下放导管和钢筋笼后进行，通过清孔使沉渣的厚度小于相关技术要求。进行清孔时需注意控制时间，清孔时间过长可能导致坍孔或沉淀过厚。

1.3 人工挖孔桩施工技术

人工挖孔桩操作可以划归到灌注桩技术类别，这也是灌注桩技术方案中比较有特点的桩基操作，整体施工需要依赖人工操作，具有成本投入较低，项目质量较优的特性，同时工艺流程便捷，并不会破坏周边的自然环境，满足生态保护的要求。所以从实际的土建项目来说，普遍认为人工挖孔桩技术具有经济环保的优势。具体操作步骤为：首先在桩体底部进行扩孔操作，扩孔标准需要按照相应的水流情况进行测定，对透水位置来说，需要根据实际情况来装设环状钢筋圈；其次开展混凝土回填操作，这一环节需要按照预期设定的标准进行。针对桩孔护壁位置的混凝土来说，每挖一定距离就需要回填，并确保夯实。整体过程中混凝土强度指标需要满足C20 标准，并且坍塌指标要小于100mm，确保稳定程度达标。

1.4 静力压桩施工技术

该项桩基施工技术主要是借助静力压桩设备，通过压桩设备自身具备的重力和额外的配重共同对桩体作用，使桩体能够有效沉入土层。本质来看，静压桩技术属于挤土模式，实际施工时会破坏土层结构，出现超空隙水压力的问题。所以，利用该项技术施工时，应当一气呵成，不能中途暂停。整体来看，静力压桩技术无需振动即可实现目标，并且操作简单，稳定程度良好。此外，该技术成本投入较低，能够省去混凝土和钢筋材料的使用。由此来说，在一些软粘土区域的建筑项目中，该技术具有天然优势。

2 建筑工程施工桩基础技术的选择原则

2.1 基础荷载量的有效控制

尚未施工时，应当针对建筑物上层结构对地基产生的负荷情况进行有效测定，并设计合适的桩体，这是因为建筑基体的负荷程度同单桩体荷载情况密切相关。

2.2 根据土层条件制宜

基于实际项目中地质情况的差异性，如地下水位不同、土质结构不同等问题，均会影响桩体的使用性能，由此可以参考每一类桩体具体的技术参数，来确定最佳的桩基模式。

2.3 周边环境影响制宜

建筑工程的设桩操作对环境的影响主要是泥浆护壁的钻孔桩的实施，因此需要充分考虑泥水、沙石的有效处理。

2.4 机械化设备制宜

对施工单位可用的桩基础设备进行评估，如果不足现有项目的需要，可就近调用，在不得已的情况下，应考虑选购新机械。

3 建筑工程施工中桩基础的施工要点

通常桩基项目的技术方案能够划分成以下两种：预制桩和灌注桩。其中预制桩模式是利用冲击、振动、压力等方式完成桩体沉土的操作，而灌注桩模式则是在钻孔并加装钢筋结构后，向其灌注混凝土。基于钻孔方式，又能够划分成挖空、冲孔等类别。项目施工时需要结合土质情况，自然条件以及负荷参数来选择合适的桩基方案。

3.1 桩基础施工前的一般准备工作

正式施工前，要对施工场地进行有效勘测，完成相应的准备过程，确保打桩环节顺利开展。桩基项目需要进行以下几个方面的筹备过程：①针对实际施工场地和周边区域进行全面勘测。正式进入施工前，要做好踏勘测定，为施工方案的构建提供参考数据，同时也能够有效指导设备选择和技术确定。②技术筹备。具体包含有以下几点：a.需要构建完善的施工计划。在施工前提交相应的施工方案，确定设备选择、技术手段和工艺步骤，针对重点环节做好防护措施。b.是明确施工进展。基于项目方案整体的进度要求来确定桩基环节，有效确定进展安排、劳动力技术、设备需要等。c.是开展试桩操作。根据确定的技术方案，来完成对应的试桩过程，从而优化相关参数。

3.2 现场准备工作

工程实际开展时需要做好以下准备：针对预制桩方案来说，不管是冲击、压力还是振动方式，由于设备自身重力指标较高，如果现场较为平整应当铺设碎石，从而增加和装置直接接触位置的地层荷载力，确保打桩过程的沉降程度保持一致，进而满足垂直精度需要。通常选用的履带式打桩设备对地层承载力的要求在110kPa 左右。如果通过铺设碎石无法达到标准，便可以装设走道板，从而降低压力参数。对于灌注桩模式来说，需要结合差异化的成孔方式来选取相应的平整技术。

桩基项目场地中的轴线需要多次核查，保证场地中轴线不会受到桩基项目的影响，从而更好的复核桩位。①确定桩位。该环节需要借助方格网来确定出控制轴线，同时结合实际的桩位情况，对桩体标号。参考桩体所处轴线位置、尺寸结构来放置桩位，并利用样桩来辅助定位。桩位在确定后需要复查，保证定位准确。②水准位置。桩基项目的标高情况需要严格按照预计要求完成，并在实际施工时进行有效记录。由此来说，在施工区域周边需要确定水准位置，并保证不受到桩基施工影响。