岩土工程桩基施工与勘察分析

史 超

(江苏省地矿局第三地质大队，江苏 镇江 212300)

0 引 言

针对建筑行业的发展现状与发展趋势层面分析，与岩土工程相关的工作内容大多集中在施工方面，而与岩土工程勘察有关的工作几乎完全被忽视[1]。当工程项目在施工作业前没有落实勘察工作时，会出现施工行为偏差、工程材料与资源浪费等问题，这些问题会在不同程度上对工程施工成果埋下安全隐患。为了实现对此项工作的优化，规范勘察作业行为，下文将以某工程为例，对此项工作展开进一步的设计。

1 岩土工程桩基施工与勘察中的潜在问题分析

在一个完整的岩土工程中，对于桩基结构的施工，是整个工程当中的重要基础和支撑[2]。而要提高桩基施工的质量，应重点关注施工前对该作业区域的岩土勘察工作，选择技术水平较高、工作能力较强的专项人员执行此项工作，进行岩土数据的获取。通过对获取数据的高精度分析，对工程设计方案进行决策与优化。

目前，大部分建设单位与施工单位已认识到了勘察工作在桩基施工中的重要性，但由于此项工作在执行中存在一些短板与潜在问题，导致勘察与施工在具体实施过程中存在安全隐患[3]。下文将从四个方面，对此项工作在实施中的潜在不足展开分析。

第一，在对施工区域进行勘察时发现，大部分现场工作人员都存在专业性差的问题，在与勘察技术人员进行交流时发现，少部分岗位人员甚至没有接受过专业的岗前培训便直接入职参与技术工作。此部分人员对于专业知识与勘察技术的理解不够透彻，他们在工作中，对于技术的探讨深度不够，执行勘察作业行为时，对其个人行为的要求不严格[4]。一旦在勘察施工现场遇到突发性事故，他们便会手足无措，甚至无法理性、客观地解决与处理问题。

第二，施工区域的标准化地图对于施工与勘察工作而言都具有十分重要的意义，技术人员可以通过对地图的分析，圈定关键勘察区域与次要勘察区域，并根据地图上标注的建筑物进行现场勘察与施工的辅助，甚至可以参照地图上不同构筑物的结构、方位等参数进行勘察决策。但综合此项工作的实施现状可以看出，大部分岩土工程在勘察与施工阶段，可提供给技术人员的地图存在模糊性特点，不仅可参考的内容不足，同时也无法提供技术人员决策数据。此外，由于勘察工作缺少大量的资料作为支撑，技术人员无法及时掌握并了解现场地质情况与前端需求，经常出现勘察成果与实际需求数据存在偏差的现象。

第三，在勘察工作时，如果现场选择了优化的技术作为勘察施工的支撑，会降低工程实施中一些不确定因素对工程实施造成的困扰[5]。但目前，大部分勘察施工在技术选择方面存在一定的随机性，技术人员无法根据现场工况与需求，选择与地质环境匹配的工程技术，甚至在遇到复杂的岩土环境时，无法冷静地思考问题，最终导致使用方法与设计方案存在科学性与规范性差的问题，这种问题将对工程后续施工埋下较大的安全隐患。

第四，在完成岩土勘察作业后，相关地质数据与勘察结果数据一般都将先通过云端被存储到终端，并在完成此区域所有覆盖范围的勘察后再进行数据集中分析。但此种做法是十分不科学的。勘察工作从开始到结束会经历一个较长的时间，在此过程中勘察的数据将失去时效性[6]，或在集中整理勘察结果数据时才发现某一项或某一类数据缺失，又需要技术人员到施工现场进行二次勘察，这就增加了勘察工程的潜在人力成本，导致勘察工作失去了其本质意义。

2 岩土工程桩基施工要点

为了提高岩土工程中桩基施工的质量，并在保证其质量的前提条件下实现对其施工效率的进一步提升，针对岩土工程桩基施工的具体流程，对其施工要点进行分析[7]。岩土工程桩基施工流程示意图如图1所示。

图1 岩土工程桩基施工流程示意图

基于上述岩土工程桩基的施工流程，分别从预制桩施工、钻孔灌注施工、断桩施工三个方面对其施工要点进行分析。

2.1 预制桩施工

在进行桩基施工的过程中，预制桩施工技术的显著优势使得这项技术得到了广泛地应用。针对当前岩土工程中采用的预制桩使用方案，其技术上较为传统，最终施工效果精度无法得到有效保障，常常出现桩身位置偏差或桩身倾斜的问题，需要对其进行优化[8]。在实际开展这项施工内容时，应当对预制桩结构进行合理控制。在对预制桩结构进行选择时，应当选择适用于岩土工程的施工材料和施工结构，桩身混凝土结构选用密度大且抗腐蚀性能强的材料，达到提高施工工效的目的。由于预制桩的桩长更容易控制，因此能够有效减少截桩或多次截桩，进一步缩短施工工期，提高施工效率。在对预制桩进行结构计算时，主要针对其承载力进行计算，单桩竖向的承载力计算公式为：

(1)

式中：R为预制桩单桩竖向的承载力；K为安全系数，在岩土工程当中，K的取值一般为2；Quk为预制桩单桩竖向极限承载力标准数值。在对预制桩的数量进行选择时，由于其框架柱结构属于偏心受压，因此需要充分考虑到偏心放大系数，将其取值设定在1.1～1.2，进一步得出预制桩数量的计算公式为：

(2)

式中：n为预制桩的数量；F为承台地层土地基承载力；δ为偏心放大系数。通过上述公式计算得出预制桩数量最小值。在进行预制桩的设计施工时，应当充分遵循上述设计参数，以确保最终的预制桩施工的质量符合实际工程需要。

2.2 钻孔灌注施工

针对钻孔灌注施工经常出现孔位上的倾斜问题，综合分析钻孔的实际特点，采取相应的处理措施。在实际钻孔灌注过程中，若选择钻进的位置土质松散，则泥浆护壁的效果无法达到预期，在护筒结构的周围缺少了黏土填充，并且一旦出现钻孔操作时间和速度不符合设计方案要求的问题，则会进一步造成灌注桩的空间上出现坍塌现象影响施工进度。针对这一问题，在施工过程中应当充分明确钻进的具体位置以及该位置上的土质情况，并在实际钻孔时，对其时间和速度进行严格控制。

2.3 断桩施工

造成断桩问题产生的原因较多，最常见的断桩问题出现在混凝土灌注这一环节当中。在进行混凝土材料灌注时，施工人员应当充分落实对各个施工内容的分析和优化，综合考虑造成断桩问题产生的各类因素，并结合科学分析的方法对各个因素进行排查，最终找出最容易造成断桩问题产生的因素，并针对性地提出合理应对措施，从而降低或避免断桩问题。

3 岩土工程勘察方法设计

3.1 勘察手段及技术选择

在进行桩基施工时，其勘察结果的有效性直接影响到施工的质量。因此，为了确保最终的勘察结果符合后续桩基施工的需要，应针对其勘察手段以及勘察技术进行选择。当前常见的勘察手段包括地质测绘、勘探取样等。针对不同的岩土工程地质情况以及工程实际需要，对其进行合理选择。同时，在开展实际勘察工作时，还可以通过结合岩土工程地质建模的方法，在数学模型的基础上实现勘察结果的进一步科学化。岩土工程地质建模一般流程示意图如图2所示。

图2 岩土工程地质建模一般流程示意图

按照图2中的内容，在进行各项地质勘察工作时，充分结合构件的模式实现对工程地质情况的系统化分析。在上述构建的岩土工程地质模型的基础上，所有的勘察数据都是通过各个测点资料得到的，各测点的几何特征类型数据和属性特征类型数据都能够为勘察及后续分析提供依据。在数据资料的基础上，通过分析进一步实现对岩土工程地质构成情况的解释。同时，在明确连接规则的基础上，针对获取到的各个勘察结果进行整合与连接，能够形成一个具有网状曲面结构的图形，从而在空间层面上实现对地质勘察结果的描述。通过模型当中面、线、点等实现对岩土工程勘察位置、地质形状、属性等内容的表示，以此实现对施工区域地质情况的可视化描述，为后续现场勘察检验与检测提供重要依据。

3.2 实现现场勘察校验检测

在对岩土工程进行勘察时，针对施工现场的勘查检验与检测在项目当中起到连接和贯穿的作用。因此，对勘察内容应当给予更高的关注，并严格按照检测工作要求完成各项任务。在检测过程中，需要对数据进行采集、整合和处理，技术人员在完成检测后需要充分明确岩土工程中岩土的具体性状。同时，还可通过多区域多点化的数据采集方式，进一步提高对岩土勘察数据的分析有效性，以此促进整个工程项目的安全性进一步提升。

4 勘察方法对比分析

选择某地区在建岩土工程作为此次实验的试点工程，根据工程桩基施工需求，编制针对此区域的岩土工程勘察作业流程，如图3所示。

图3 编制岩土工程勘察作业流程示意图

在此基础上，对此工程的勘察等级进行确定，等级确定标准见表1。

表1 岩土工程勘察等级

完成勘察工作的前期准备工作后，使用本文设计的勘察方法与传统方法，对此工程项目的相同区域进行勘察，随机选择8个勘察点，对两种方法的勘察深度进行比对，结果见表2。

表2 两种勘察方法的有效勘察深度

从对比实验结果看出，本文勘察方法的有效勘察深度大于传统勘察方法的有效勘察深度，由此可见，应用本文勘察方法得到的结果数据具有更高的价值，可以为工程后续施工作业提供更加真实、可靠的决策数据。

5 结束语

岩土工程勘察工作是一项综合性较强的工作，随着岩土工程在建筑领域内覆盖范围的增加，施工方已经认识到此项工作的重要性，并提出了针对不同地质环境与工程条件的勘察方案。本文在此次研究中，也设计了一种针对岩土工程的全新勘察方案，完成设计后，通过对比实验结果证明了此方法在实际应用中的效果要优于传统方法。可以为后续工程施工提供更加完善的决策数据作为参照，通过对勘察数据的深度分析，可以解决工程施工中一些潜在问题，保证岩土工程中桩基施工项目的顺利实施。