建筑工程土建施工中桩基础技术的应用研究

种生平 柴成平 季海兴

（1.青海新能源（集团）有限公司，青海西宁 810000；2.青海三佳工程设计咨询有限公司，青海西宁 810000）

桩基础广泛应用于土木工程建设中，是土木建设施工的主要内容。如果天然地基本身的承载能力没办法满足上部结构的荷载要求，人工进行简单处理后，地基依然无法满足其承载需求时，就必须采用桩基础加固地基。特别是在一些沿湖、沿海地区，地表附近的土壤较差且具有较高的压缩性，可以直接采用桩基础。当前桩基础施工已经延伸出多样化的施工形式，根据不同地基情况设计桩基础非常有必要。桩基础是我国建筑工程施工广泛发展的基础，高层建筑层出不穷也意味着做好桩基础相关研究非常有必要，做好桩基础规范对于提升建筑工程质量具有深刻意义。

1 桩基础

桩基础是最古老的基础类型之一，河姆渡遗址、半坡村遗址中出土了较多木结构的建筑。

19世纪后期开始逐渐使用钢筋、混凝土，使得桩的材料发生了根本性变化。20世纪30年代，钢桩在一些欧洲国家得到了广泛应用，各种直径的无缝钢管被用作基础工程的桩材料。20世纪60～70年代，预应力钢筋混凝土管桩在国内面世，且在短时间内被广泛使用。受桩基应用领域不断扩大的影响，新的桩型以及新的施工技术开始出现。人们也在设计理论、施工技术、新型桩型的开发和应用方面不断进行研究和探索。基础能将结构受到的各种作用力传递到地基上，并实现稳定支撑，桩基础是深基础的重要组成，这种模式是建立在基桩和承台上的共同结构，根据桩身是否都埋在土中，分为高承台桩基和低承台桩基。根据桩基础的根数进行区分，一根大直径桩的是单桩基础，多根基桩组成的结构是群桩基础，通常用柱承受和传递上层结构的重力。

2 桩基础分类

对施工方法进行分类，将桩基技术分为两类，分别是预制桩和灌注桩。预制桩的施工方法需要根据规定的沉桩标准，通过锤击、振动或静压的手段将预制桩打入设计标高，随后通过预钻、中打入的方式打进预柱状中，降低沉桩时的沉桩影响，同时降低挤土影响。在我国，钢桩和钢筋混凝土预柱桩是常见的两种预柱状，当地层中有硬夹层时，也可采用水冲法打桩。

灌注桩的分类比较广泛，主要是在设计桩位直接钻孔、冲孔、挖土。

（1）沉管灌注桩。

根据相应的打桩标准，使用振动锤打入土层到达设计标高，边锤边拔管或边振动，直至成桩。

（2）钻孔灌注桩。

这种方法适用于各种土层，可以制成大直径和各种长度，利用机械设备和泥浆护壁或干法作业成孔、放置混凝土和钢筋笼。

（3）人工挖孔灌注桩。

放置钢筋笼，孔内灌注混凝土，与钻孔灌注桩、沉管桩相比，钻孔灌注桩施工设备简单，适用于持力层浅、单桩承载力高的工程。

（4）挤扩支盘灌注桩。

在原有等截面混凝土桩基础的基础上，通过土体的高能挤压形成支盘空洞。分支和承压板应在一般黏性土层中形成，但不能在淤泥质土中形成。

3 桩基础的施工应用条件分析

在现代化的施工建设过程中，桩基础技术非常重要，相较于普通的施工技术，桩基础施工在稳定性、承重性方面的效果更好，但结合其工程量大、施工成本高等特点，该技术不能应用在全部建筑中，如果错误选择桩基础技术，会产生相应问题。地基条件优越时，采用的桩基础技术使用效能较低，增加建筑施工成本；地基条件不佳时，采用的桩基础强度不能满足地基稳定性的要求，导致房屋的整体建设存在安全风险。因此需要结合工作实际，选择最合适的桩基础施工方案，提升建筑的稳定性、提升建设效能。

（1）建筑地基整体质量要求高。

（2）建筑对承力有较高的要求，如厂房、仓库等建筑。

（3）建筑高度较高，但占地面积比较小，对局部地基的压力较大，如电视塔、工厂烟囱等建设。

（4）建筑稳定性需求高高，如精密仪器制造企业等。

（5）建筑所在地的土层中需要减轻地质的影响，增强地基的稳定性，可以采用桩基础技术。

（6）地震带的房屋需要更高的稳定性。

4 建筑施工中桩基础技术的实际应用

4.1 施工前准备

桩基础技术在具体施工的前期，应提前对施工现场的实际情况进行勘察，了解施工现场的具体全面的地质数据，保证施工方案的合理性。

在勘察中也需要深入了解整体的地质水文信息、气候、地理条件信息，掌握信息后进行汇总分析，确定地下水的情况以及开挖的深度。施工前应当调查土壤的性质和特点，并根据土体的特点确定地基承载力的特征值，并对其侧阻力特征值等进行分析。

例如，素填土地基承载力特征值为90 kPa，呈现欠压实状态，其预制桩的侧阻力特征为-10 kPa，在素填土、淤泥、砂砾、轻质黏土中都不可作为持力层。强风化花岗岩地基承载力特征值为700 kPa，是最佳的桩端持力层，其预制桩的侧阻力特征为120 kPa，建议采用Ф400桩径的预制管桩，建立在经济角度和技术条件的统筹上，都需要落实基本的持力层的选择问题，保证建设工程的整体稳定性。

4.2 做好技术方案的确定

工程建设人员应当根据实际掌握的相关数据，做到施工类型和施工方式的最优化选择，制定施工方案的过程中，应注意需要保护好周边的建筑物，在实用、环保、合理的基础上开展施工。相关建设单位应当做好基桩技术参数方面的测试，根据地勘数据了解地基土层的基本情况，确定基础的数据，如桩基的承载力和桩基长度等。根据勘察点的桩基承载力确定桩基数量，确定桩基的直径、厚度和周长，根据土体的实际物理性质决定桩基自身的承载力。

建议的持力层是强风化花岗岩，分段长度应当取桩径的1～3倍，根据桩底到达持力层的深度确定技术方案。在确定桩底进入持力层的深度时，应考虑特殊土壤、岩溶和地震沉降液化的影响。完整和相对完整的未风化、弱风化和中风化硬岩周围的嵌岩灌注桩最小深度应≥0.5 m。如根据几个测点的桩承载力特征值，约为3 000 kPa，可初步确定桩的承载力为3 000 kPa。对于桩的承载力低于3 000 kPa的问题，可以延长桩进入持力层的深度，以提高桩的承载力。确定桩长有两个并列条件，即桩进入持力层的长度和桩进入持力层的规定深度承载力，找出这些不满足的测量点并确定最长桩长就是确定桩长。

4.3 合理选择施工机械，提升工作素质

施工单位应当严格根据施工方案所规定的要求选择施工机械，保证在机械性能合格的基础上进行生产作业。基于桩基础技术不断发展的特点，应当优选施工机械，并根据实际机械施工所需要的技术安排施工机械。必要时可以进行相关机械的性能试验，工程机械进场以后，需要对施工机械进行合理养护，定期保养、定期检修，保证工程机械正常作业。考虑到部分机械具有通用性的特点，尽可能可以选择可以一机多用的机械，降低机械对工程施工的负面影响，降低工程建设施工的成本。

建设施工单位需要强化人员的培训，人员使用机械中、做好桩基础设计中都需要高素质人员，保证工作落实到个人。采取岗位责任制，可以最大限度保证施工建设人员的责任发挥，有效提升建设施工的整体效能。在建设单位中可以构建奖惩机制，鼓励构建优质工程，对于整体工作部署得当、工程施工规范、管理科学的单位应当给予奖励。

4.4 做好桩基放线，避免工作干扰

桩基放线工作需要稳定落实，在工作之初做好工作部署，能最大限度避免工作的干扰。在确定水平点的过程中，应当记录整体的桩高度，并确定高度数据，有效控制施工过程中的设计标准化，应当在平坦的地基表面设置控制网，顺桩编号，再用打桩机打入精确的位置。桩基放线应提前检查施工项目，以确保施工项目按照规划批准的要求安全进行。

专业测量人员、施工负责人、监理人员需要对基础工程进行放线复核，确定基础开挖的基础边线，定位桩需引至周围的永久性固定装置，以防轴线定位桩损坏无法补救。在该过程中，需要工程规划部门、建设单位检验合格后才能施工，建立控制坐标网，如果发现重大的误差，应当和设计院、甲方共同商议，确认后可正式定位。

5 结语

综上所述，我国建筑事业的快速发展，对建筑市场考验巨大，建筑施工的安全性直接对接人们的人身财产安全产生影响。因此在实际的工程施工中，应当根据地理情况合理甄别，确定是否需要使用桩基础，做好精准的测绘和考察后，应落实桩基础质量。在建筑行业中，应当合理考察建筑施工的具体情况，利用新工艺和新技术提升桩基础施工质量，为建筑物的质量提供保障，优化整体的工作安排，提升工作管理效能，促进我国建筑行业的长远发展。