建筑工程土建施工中桩基础技术的有效实践

2023-01-11毛子龙浙江大经建设集团股份有限公司浙江临海317000

中国房地产业 2022年9期

文／毛子龙浙江大经建设集团股份有限公司浙江临海 317000

引言：

得益于我国建筑领域迈入新的发展台阶，促使当前建筑工程数量与规模呈现出持续增多的发展态势。而随着高层、超高层建筑的井喷式增长，对土建施工提出更为严格的标准，需采取合适的桩基础技术来加强对地基施工质量的把控，避免后续工程施工受到地基不稳定、不可靠等因素的影响。正因此，探讨桩基础技术在建筑土建施工中的应用，对于助力我国建筑事业的稳定发展有着重要影响。

1、桩基础技术施工特点分析

桩基施工质量直接影响到建筑工程能否稳定、安全运行，分析桩基施工特点，具体表现为：（1）广泛性。目前建筑工程施工中桩基础技术应用较为广泛，尤其是在复杂、恶劣地质环境地区，如湖泊沿岸、沿海等区域，通过桩基高质量施工来保证建筑可靠、安全运行，避免因建筑基础承受荷载能力较差而影响到民众人身安全[1]。（2）隐蔽性。桩基施工以隐蔽性施工位置为主，施工期间无法做到对施工进程直观掌握，且施工质量、操作控制难度较大，若桩基施工存在质量、安全隐患，极易导致建筑工程在运行阶段出现安全事故的可能性增大。（3）复杂性。诸多因素的影响下，使得当前桩基施工存在复杂性特点。首先，不同桩基础技术的应用要求、适用地形、施工工艺等方面存在较大差异，所以需在土建施工期间结合实际情况、建设要求等方面分析来合理选择桩基础技术。其次，桩基础施工受到地下地质条件、地下水等因素的直接影响。部分工程土建施工期间，因经费限制，未做到对施工现场全面、深度勘探检测，使得设计人员无法依据真实、准确的资料进行桩基施工方案设计，进而增大出现施工质量问题的概率。最后，土建施工中涉及到大量机械设备应用，需依据现场地质特点、施工范围等方面的分析，做到对机械设备的合理配备[2]。（4）困难性。建筑桩基施工存在多方面因素的限制，且诸多安全隐患存在于施工过程中。同时，桩基施工流程复杂，各个桩在制造、沉降期间均涉及到多个步骤，致使桩基施工难度相对较大。

2、常见桩基础技术应用

2.1 灌注桩施工技术

现阶段建筑土建施工中桩基技术应用较为常见，主要施工形式包括钻孔灌注桩、沉管灌注桩等，为保证桩基施工符合预期质量要求，需于施工前准确计算混凝土回填数量、桩体软硬度参数等[3]。灌注桩施工以精准定位与钻孔为前提，按施工要求进行混凝土材料科学配制，在此基础上开展规范化混凝土灌注作业。相较于其它桩基础技术应用，灌注桩技术在噪音抑制、施工便捷性、振动抑制等方面存在显著优势。沉管灌注桩技术应用则是依托于锥子击打，促使桩体在冲击力的持续作用下逐渐进入地下区域。需注意，为避免在沉桩作业期间出现桩体断裂、混凝土离析等问题，需在施工阶段提高对成桩质量控制的重视度。相较于其他桩基础技术应用，沉管灌注桩在成本控制、施工便捷性等方面存在显著优势。

2.2 预制桩施工技术

该桩基础技术应用需结合对现场地质条件、建设要求、地下水文等情况的分析，利用相关材料制造工程所需成桩，并通过成桩质量控制来促进建筑土建施工的高效率、高质量开展[4]。以材料不同为依据进行预制桩划分，目前常用桩类型包括钢桩、混凝土桩；以性质不同为依据进行划分，具体包括H 型钢桩与钢管桩。相较于其他桩基础技术应用，预制桩技术在稳定性、结构承载能力等方面存在显著优势，而劣势则体现为成本较大、存在范围限制要求等。需注意，并非所有土质特点均能适用预制桩技术，需结合现场土质条件的分析来判断是否合适。在砂土层地质中预制桩技术应用可取得良好成效，可支撑20 层左右的高层建筑稳定运行。在实际施工期间，需在桩基施工期前加强对地面平整度的控制，并通过强夯处理来降低地面沉陷问题出现概率。施工期间需严格按照施工标准进行打桩顺序的规范，并保证混凝土浇筑作业的规范开展。尽可能避免出现浇筑中断现象，以确保预制桩制作质量符合预期要求。预制桩制成后，相关人员需视情况进行预制桩强度检查，确保其强度符合标准后方可起吊作业。

2.3 振动沉桩技术

建筑土建施工中振动沉桩技术应用需要以电动机的科学配备为前提，施工期间利用电动机产生冲击力，桩基在垂直冲击的作用下逐渐下沉至设计标高，在保证桩基质量的前提下，通过振动沉桩来提升现场土建施工质量[5]。为保证振动沉桩作业符合施工要求，在保振动器精准定位、安装的前提下，强化对振动器的加固处理效果。接电开启开关后振动器运作，预制桩在垂直冲击力、重力的作用下呈现出缓慢沉降的态势，确保预制桩能够固定在土层中。需注意，桩振动下沉过程中切不可始终维持重度振动，需视现场情况在初期下沉阶段予以轻度振动，随着深度的下移逐渐加强振动强度。相较于其它桩基础技术应用，电动锤振动沉桩施工可避免废气污染的产生，且施工便捷。无需过高劳动强度即可保障桩基施工质量符合预期要求[6]。

2.4 人工挖孔桩技术

建筑土建施工同样面临复杂、严峻的施工环节，而受到现场环境的限制，使得部分工程无法借助大型设备完成桩基施工，需借助人工挖空桩技术来加强对现场桩基的质量控制[7]。在具体施工阶段，需采用人工方式开展桩孔定位、钻孔作业，并借助人力进行浇筑振动施工。相较于其他桩基技术应用，人工挖孔桩技术在成本控制、周围环境影响等方面存在显著优势。但是施工期间受到人为失误、偏差的影响，使得成桩质量控制难度增大。且桩基施工在环境复杂、险峻的影响下，极易出现塌方、坍塌等事故，使得现场作业人员在施工期间面临安全威胁，且施工效率相对较低。

3、钻孔灌注桩技术在建筑土建施工中实践应用

案例分析：某建筑工程位于深圳市龙岗区，项目占地面积约为57100 平方米，现场东北侧低、西南侧高，经测量确定地下水位埋深处于5.13 ～14.29m 范围内，本文以该工程为例，阐明钻孔灌注桩技术的具体应用。

3.1 施工准备

为保证钻孔灌注桩施工质量达到预期要求，需强化开展施工准备工作。在该工程施工阶段，首先要求人员明确掌握现场情况，并借助现场调研、勘探工作来获取项目水文、地质、环境等参数信息，分析其中哪些因素可能对该工程施工造成影响，并制定针对性解决措施[8]。其次，整合、分类所采集的数据信息，为钻孔灌注桩施工方案的编制提供参考，做到在准备阶段明确桩基施工环节、流程，并结合现场情况确定钻孔灌注桩施工所需技术、尺寸、结构等。最后，在准备阶段对桩基设计高度进行精准标记，并严格按照相关参数标准进行桩基顶部、底部数据信息的填写。

3.2 测量放线

在明确测绘基准点的基础上，结合实际情况在现场进行实际基准点的引测。通常情况下，引测的基准点数量需要控制在3 个以上，依据设计标准判断基准点界定是否合理[9]。配置专业人员开展桩位测放作业，结合现场情况分析，按照参数标准对桩位间距的精准计算。需注意，为避免因桩位测定失准而影响到该工程施工质量，要求人员在确定桩位间距后借助专业工具复测，确保其误差控制在≯5mm范围内。

3.3 钻机就位

依据现场桩基施工要求合理配置钻机，务必保证钻机选择与现场实际情况相契合，以避免因钻机选择不合理使得钻具消耗增大，并对成孔效率与质量的控制产生影响[10]。在合理选择钻机的前提下，结合现场情况进行钻机的科学放置，务必保证钻机与现场地面始终维持垂直状态。目前土建桩基施工中旋挖钻斗、岩石筒钻、短螺旋钻头应用较为常见。而结合该工程现场情况、施工要求的分析，选择旋挖钻斗机具，并依据该工程现场地层情况确定斗齿焊接角度，并利用合金Mn 板进行钻斗底板、筒体的制作，以确保钻机设备在作业阶段出现故障问题的概率得到控制。

3.4 护筒埋设

该工程现场属于软土地基，桩基施工要求相对较高，且地下水分布于潜水层，含水层包括细砂层、粉砂层与粉土层[11]。为保证钻孔灌注桩施工符合质量要求，要求人员在明确掌握成孔要求的基础上，进行12m 超长护筒的特制，壁厚与内径分别控制在10mm、900mm 左右。土坑开挖作业前相关人员需利用线绳来确定桩位中心点，将线绳十字交叉后进行标志设定的复位测量，通过撒灰定圆。为保证护筒掩土能够达到固正要求，需以护筒筒径为基准，将上坑半径扩大150mm。土坑开挖阶段尽可能避免出现过大凹凸现象，并保证坑壁始终保持顺直的状态。开挖埋设作业期间遇到的废弃管线，要求施工人员采用粘性土进行封堵，以避免后续成孔作业时出现跑浆问题。以≮500mm 为标准控制护筒底口埋入深度。此外，埋设作业前要求人员在筒顶位置进行十字钢筋环架的安设，经复位测量确定后进行外引点的设定，并通过环心控制在达到偏差调整的目的。为保证护筒埋设符合质量标准，需在分层埋设施工的同时，要求人员利用粘性土来提升回填强度。

3.5 冲击成孔

为保证钻孔灌注桩施工符合质量要求，需结合以下步骤来强化成孔质量控制：（1）开孔。要求人员在钻孔前做到对现场情况、施工资料等的全面复查，确保不存在影响成孔质量问题后方可施工。开钻前施工人员需确保孔深、桩位编号、孔口标高等信息无误。（2）成孔。在保证钻头选用符合施工要求后，采用正循环轻压手段开展钻进作业，且在钻进过程中注入适量的泥浆，按要求控制在1.15 ～1.25kg/l 范围内，并检查粘度控制是否达到20 ～22Pa·s 标准。采用黏土、添加剂、水等材料制成泥浆，通过泥浆灌注来发挥出渗流隔断、泥皮形成、塌孔抑制等作用。需注意，施工人员需结合对地层情况、钻孔方法的分析来合理控制泥浆稠度，如该工程中对夹砂层成孔作业，需将泥浆密度控制在1.1 ～1.3 范围内，在穿过砂夹卵石层时则需将泥浆密度控制在1.3 ～1.5范围内。另外，钻进施工期间钻头转速控制同样至关重要，需在保证钻头垂直钻进的同时，将钻速控制在23rPm 范围内。钻进期间始终保持钻机平台处于平衡状态，未达设计标高前禁止提升钻杆与反转。若钻进期间出现强烈抖动、卡钻等现象，要求人员及时停工并查明原因，有效处理后方可继续钻进。针对该工程现场的杂填土层、软塑粘性土层钻进作业，施工人员需维持钻杆的平稳性，以避免钻杆过于晃动导致孔径扩大。（3）终孔。钻孔作业完成后进行标高测量，以设计标准来对比计算后的实际深度，判断桩孔中心位置、孔倾斜度控制、孔径等是否符合设计标准。（4）清孔。该工程采用循环旋转机开展清孔作业，避免因钻孔内沉渣厚度、钻渣量过高而影响到灌注桩的制作质量[12]。

3.6 钢筋笼制作与安放

该工程施工阶段要求人员预先开展钢材检查工作，禁止将未达标、存在磨损等问题的钢材应用于钢筋笼制作。结合该工程成孔要求、施工标准等分析，将各节钢筋笼的直径控制在0.8 ～1m，以避免因直径过大增大钢筋笼出现形变问题的概率。确保钢筋笼制作质量达标后开展规范化安放作业，堆高按照施工要求控制在2 层左右。要求人员在下放钢筋笼前进行钢筋调直、绑扎、切断与弯曲工作的检查，并尽可能避免在吊装、下放过程中出现破损、变形问题。

3.7 混凝土灌注

确保终孔施工质量符合标准后检查混凝土配制是否符合标准，依据设计标准检查混凝土坍落度、均匀性，确保达到水下C30 等级要求，并将坍落度控制在0.18 ～0.22m 范围内。以首批混凝土初凝时间为标准，将实际灌注时间控制在预期范围内。将首批混凝土注入时间控制在8 ～10min 左右，若混凝土初凝时间要大于灌注时间，则要求人员结合实际情况进行适量缓凝剂的掺入。此外，需在保证孔底、孔深符合标准的基础上，开展均匀且连续的混凝土灌注作业。并按照实际要求将混凝土灌注间隙控制在30min 范围内，灌注速率结合该工程施工要求控制在5 ～20m/h 范围内。

4、钻孔灌注桩技术应用注意事项

4.1 工序调整

钻孔灌注桩施工强调先钻孔、后成桩，在施工期间桩身周围极易出现周围土体移动的现象，且压力的形成对于成桩质量产生不同程度影响。尤其是在成桩初期阶段，周围土体压力极易对成桩质量造成影响，并增大混凝土开裂现象的出现概率。鉴于此，可结合现场情况采用隔空施工手段来加强灌注桩质量控制。另外，灌注桩施工期间涉及到定位、成孔、钢筋笼制作、混凝土灌注等工艺，为避免因施工工序不合理而影响到成桩质量，要求人员做到对相关工艺流程的规范化开展。

4.2 混凝土注入

为保证钻孔灌注桩施工质量不受混凝土灌注的影响，需在混凝土灌注作业期间注意以下问题：首先，保证混凝土灌注的连续性开展，通过均匀、连续的注入来避免出现混凝土分布不均匀问题出现。其次，加强对钢笼浮动措施的实施，例如在混凝土灌注期间加强钢架上端固定。最后，浇筑作业可视情况透过桩顶部位施工，并结合现场情况将保护层控制在2.5m 左右。