桩基础技术在建筑工程土建施工中的应用研究

2021-03-31田建辉北京首钢建设集团有限公司助理工程师

中国建筑装饰装修 2021年10期

田建辉北京首钢建设集团有限公司助理工程师

桩基础施工在建筑工程施工过程中是一项非常基础的结构工程建设，同时也是一项十分重要的土建施工技术，因为这项技术会直接影响建筑工程竣工后的质量[1]。我国地域广袤，南北气候差异较大，地形复杂，对桩基础施工技术有着较高的要求。随着建筑行业的不断发展，我国可利用的建筑土地资源也在逐年减少，因此建筑的层高有着逐年增高的趋势，这不仅是建筑的新风向，还对地基的稳定性提出了更高的要求[2]。桩基础技术的深入研究与实际的应用不仅可以有效解决高层建筑地基承载力不足的问题，还能缓解我国建筑土地用地的压力，对推动建筑行业的发展具有重要的作用。

1 桩基础的概述、技术选择以及应用的基本特征

1.1 桩基础概述

桩基础是在桩与桩之间起到功能联系作用并且进行重力承载的基础构件。桩基础具有较多的适用场景施工、技术形成年代长久、有较高的重量承载能力等特点，因此被广泛应用在建筑工程行业的各个项目中[3]。

在建筑工程施工过程中，桩基础需要减少建筑带给岩石的压力，从而达到提升建筑物本身的质量及安全性能的目的。施工中常常会遇到各种问题，其中不少是由恶劣的地质因素、极端的自然环境等原因引起的，这时就可以利用桩基础技术[4-5]。桩基础的构造决定了它拥有较大的承重范围，不仅可以大大降低沉降量，还能够确保建筑的稳定性，避免建筑长时间使用后出现倾斜。

桩基础的形式多样，按承台高低可分为低承台桩、高承台桩，按成孔方式可分为非挤土桩、部分挤土桩、挤土桩等。但无论怎样分类，桩基础都是在建筑工程的施工现场使用灌注桩以及预制桩的形式进行各项施工的一种土建施工工艺。一般的情况下，桩基础会比地基更加深入岩土层内，所以在桩基础质量管控方面，必须对技术以及物料的质量进行严格管理，以保障工程竣工后建筑物的稳定性以及安全性。

1.2 桩基础施工的技术选择

施工时建筑带给岩石的压力越小，建筑本身的质量与安全性则会越高，同时还可以有效延长建筑的使用期限。在地基打造过程中，需要结合地质勘查资料、预算资金情况等实际情况进行选择，确保施工现场的实际情况适合采用桩基技术进行施工，从而才能确保其能够承受建筑物的实际重量。不仅如此，还需要对建筑的基础施工方案进行综合评估计算，确保能够在施工现场对原材料的质量、施工的质量进行严格监管，避免建筑企业出现偷工减料的情况。

1.3 桩基础技术应用的基本特征

由于桩基础技术的独特性，并非所有的工程都适合应用桩基础[6]。这也是建筑工程想要在施工过程中使用桩基础技术时，必须对现场施工条件进行深入了解的主要原因。在进行建筑工程土建施工中桩基础技术的选择时，要根据建筑工程的施工特点和建筑物的核载特点进行选择，同时施工单位也要对施工的现场的整体情况进行详细的研究和分析。然后经过桩基础技术的专业人员勘测检查，确定采用哪有桩基础施工技术。桩基础技术的应用有以下几个特征。

第一，建筑对承重有着较大的需求，包括公路桥梁、港口仓库等特殊建筑。第二，对于普通地基无法满足需求的特殊建筑，可以使用桩基础技术进行建设。第三，对于建筑面积较小、高度相对较高的建筑，为了保障建筑的安全以及稳定，需要使用桩基础技术。第四，对建筑的安全性、稳定性有着极高要求的建筑，需要使用加强桩基础技术，以满足更高的性能需求。第五，对于地震带范围的建筑或是经常感受到震动需要强化安全系数的建筑，需要使用桩基础进行加固，以减少安全事故。第六，为了降低恶劣地质因素或是极端自然环境带来的不良影响，需要采用桩基础的技术进行再次加固，以达到降低风险的目的。

2 建筑工程施工中桩基础技术的主要应用

2.1 人工挖孔桩技术的应用

在进行桩基础施工前，技术人员要对施工的地点进行勘测检查。所勘测检查的内容包含施工的整体环境，地下水质和地质条件的勘测，并进行记录和规整，做好桩基础的施工前的准备工作。对桩基础工程所需要的机械设备，人员分配也要做好准备，保证桩基础工程的正常运行。人工挖孔桩技术主要采用人工作业模式，这是一种危险系数极高的落后工艺。虽然这种方法拥有低噪音、对环境几乎无污染等特点，但也拥有纯人工施工效率较低、作业环境恶劣、施工作业强度高等明显劣势，建设部在2007年已经把人工挖孔桩列入“限制类”技术。

2.2 预制桩技术的应用

目前，大部分的建筑工程一般使用钢桩以及混凝土桩这两种预制桩类型，其主要原因是预制桩大多是依据工程施工现场现有的材料进行制作的[7]。在这两种类型中，混凝土预制桩最为常见，混凝土桩具有坚固、承重能力强、稳定性优良等优点。目前，常用的沉桩技术有射水、震动、锤击、静力等，在实际施工现场必须根据现场的具体情况对应相匹配的方式进行沉桩操作，以满足国家检验标准的要求。

但是需要注意的是：由于施工噪音较大，在建筑较为密集的地区建议采用静力桩机进行施工；当地下存在较为厚硬的坚硬地层时，需要借助预钻孔等技术进行有效的辅助施工；为防止出现长桩施工接头断桩情况，需要保证整根长桩的垂直度；在施工作业过程中，需要明确柱顶以及柱尖的位置，在浇筑过程中严格遵照标准工序进行施工，以保证作业安全。

2.3 灌注桩的应用

灌注桩主要有挖孔、钻孔以及沉管3种施工方式，其中钻孔以及沉管是我国目前最常用的两种主要施工方法。这两种施工方法有很大不同：钻孔灌注主要通过在地面上进行打孔埋桩，在对桩内进行全方面清理后，再进行相应的钻孔灌注操作。该施工方式比较容易发生桩身表面浮浆的现象，在工程现场的实际操作中需要着重注意桩孔位置的干净程度，以确保成品的质量。沉管灌注桩是将吊放了钢筋骨架的钢套管沉入土中，利用拔管振动捣实混凝土而形成的桩。这种施工的方式，成本相对较低，主要适用于大面积作业成桩，施工速度快，较为方便，但是因为桩体主体直径较小，施工中质量不易控制，如拔管过快易造成桩身缩颈，也容易受到挤土效应影响产生断桩、斜桩。

2.4 静压钢筋混凝土预制桩的应用

在传统的建筑工程施工过程中，一般使用柴油冲击锤进行桩基础的施工操作。这种方法虽然在一定程度上保证了建筑的质量，但是对于周边的自然环境会造成较大的影响。同时，施工过程中产生的噪音和温室效应，不仅会污染周边的环境，还会对现场施工人员的身体健康造成不可逆的损伤。因此，降低柴油冲击锤的使用频率，减少对周边环境的污染，是十分必要的。

3 建筑工程中桩基础技术的发展前景

随着城镇化进程的不断加快，我国可用于工业建筑的土地也在逐渐减少，土地资源紧张导致高层建筑必然是未来建筑发展的主流方向。高层建筑不仅可以提升土地的利用率，还可以缓解土地资源不足的问题。在高层的建设过程中，建筑层数的增加对桩基础的技术有了更高的要求。在新形势的施工需求下，建筑企业必须采用更加先进的施工技术。同时，施工人员在动工前需要做好充足的预算，对施工过程中桩基础的长度和直径进行周密计算[8]。

在全球化的背景下，国际建筑企业的竞争方式正在由单纯的技术竞争逐渐转变为技术和资源同步竞争，我国的建筑市场也正在努力朝着国际方向发展。为了适应这种形势，我国的桩基础竞争企业可以通过在经营的过程中与相关的企业开放合作，进行周期性技术交流共享，不断优化自身的施工工艺，从而达到提高企业自身综合实力的目的。