桩基础施工工艺在房屋建筑中的应用

2023-07-29陆建树

中国建筑金属结构 2023年5期

陆建树

（中煤长江基础建设有限公司，江苏无锡 214000）

0 引言

建筑物基础的稳定性和可靠性对于房屋建筑的质量和安全至关重要。而传统的基础施工技术在面对复杂地质条件和建筑结构要求时，往往难以达到理想的效果。因此，桩基础施工工艺的应用成为一个备受关注的研究领域。该技术具有施工速度快、地基沉降小、承载力大等优点，能够适应各种地质条件和建筑结构要求，因此在房屋建筑中得到了广泛的应用。然而，由于该技术涉及的领域广泛，应用条件复杂，因此对于桩基础施工工艺在房屋建筑中的应用仍需要深入研究和探索，以提高建筑物的稳定性和安全性。郭洪艳[1]等人认为在应用桩基础施工技术时，需要客观地对灌注桩施工技术、振动沉桩施工技术、静力压桩施工技术以及沉管灌注桩施工技术等进行分析，了解不同技术的使用条件，更好地开展桩基础施工，更好地保障高层建筑工程的整体质量。李敬全[2]认为在桩基础施工的过程中，需要严格按照建筑工程施工进度为主要的依据，采取对应的桩基础施工方案落实因地制宜的原则，全面保证整体的施工效果。例如在现场施工时，如果工期较为紧张，要利用静压桩施工技术，这一施工方案非常方便以及快捷，并且可以减少各种资源的投入。如果工期较长，可以选择灌注桩施工技术，有效规划好不同的施工模式，提高整体的建设效果。鉴于桩基础施工工艺的应用分析的工作将对今后建筑工程建设研究以及实际应用产生重要意义，本文就桩基础施工工艺的应用进行了系统的分析。

1 桩基础有关概述

1.1 桩基础

桩基础作为桩与桩相互联系的重要基础组件，本身有着良好的重力承载性能。桩基础因其具有良好的承载性能，在建筑施工中的应用极为广泛，受到建筑业的喜爱。在建筑工程施工过程中，应用桩基础技术可以极大地降低建筑物对岩石压力的影响，进一步提高建筑物自身质量与安全。但在实际施工过程中极易因地质、自然环境等多种因素影响而引发各类问题，而桩基础的应用可以很好地应对这些问题。桩基础构造对桩基础承重力有着决定性的作用，科学合理地对桩基础结构进行设计，可以有效降低基础沉降和倾斜等现象的发生，又极大提升建筑基础的整体稳定性，这对于延长建筑物的使用寿命具有十分积极的促进作用。桩基础的形式多样，从高度上来看有高承台桩和低承台桩之分；从成孔方式的不同来看，又可以划分为挤土桩、非挤土桩与部分挤土桩[3]。不管是以哪一种桩基础方式进行划分，在实际的施工中均需要注重施工与预制施工。一般来讲桩基础需在沿途层内部较深部位进行固定，工作人员需对施工技术、工程物料等加以严格控制。并以此保证桩基础施工质量，以提高建筑基础结构的整体稳定性。

1.2 桩基础技术

桩基础技术是一种常用的地基处理技术，通过在土中安装桩来增加地基的承载能力和稳定性。它适用于土层较弱或土层中存在松散或不均匀的地质层的情况下，例如河滩、湖泊、海岸线等地区。桩基础技术主要分为静载桩和动载桩两种类型。静载桩是将钢筋混凝土或木材等材料制成的桩插入土中，通过桩的摩擦阻力和端部阻力来支撑建筑物。动载桩则是在土中振动或冲击钢管或钢筋混凝土桩，以形成土动力响应来支撑建筑物。

2 房屋建筑中桩基础施工技术的应用

2.1 静力压桩施工技术

静力压桩施工技术是一种常用的桩基础施工技术，通过利用专业设备将桩杆压入地基中，从而加固地基，保证建筑物的稳定性和安全性。这种施工技术适用于多种地质环境，能够有效解决地基承载力不足的问题。其具体施工技术包括以下几个步骤：（1）现场勘察和设计。在进行静力压桩施工之前，需要对现场进行详细的勘察和设计，确定桩基础施工的方案和参数，包括桩的类型、长度、直径、深度、间距等。（2）钢筋混凝土模板制作。在进行静力压桩施工之前，需要先制作钢筋混凝土模板，该模板一般用于支撑桩基础的混凝土。（3）预备工作。在施工前，需要对地面进行清理，保证施工场地平整。然后需要进行打桩机和钢筋混凝土模板的调试和安装[4]。（4）桩杆安装和压桩施工。在进行静力压桩施工时，首先需要使用专业设备将桩杆安装到模板中，并将桩杆竖直地推入地基中。然后，利用静力压桩设备，施加沿桩轴线方向的压力，使桩杆逐渐压入地基中。第五，现场检测和监控。在施工过程中需要进行现场检测和监控，对施工质量和安全进行保障。检测包括对桩杆的深度、竖直度和承载力等进行实时监测。第六，后处理工作。在静力压桩施工完成后，需要进行后处理工作，包括将桩杆顶部的杆头切平、拆除模板等。

静力压桩施工技术具有施工速度快、施工质量高、可控性强等优点。同时，其施工过程需要专业设备和材料，成本较高。在实际施工中，需要根据现场地质环境和建筑结构要求进行调整，以保证施工的精准度和稳定性。

2.2 灌注桩施工技术

灌注桩是常用的桩基础类型之一，其具有灌注桩施工简便、承载力大等优点，在实际应用过程中，首先是要进行地基处理和勘察。首先需要对现场进行地基处理和勘察，确定桩的类型、长度、直径、深度、间距等。根据设计要求确定灌注桩的施工方案和参数，包括钻孔位置、孔径、孔深等参数。其次，钢筋制作和布置。钢筋制作前需要根据设计图纸计算钢筋数量和尺寸，然后进行钢筋制作。施工现场根据设计图纸进行钢筋的布置，保证钢筋的正确性、稳定性和安全性。接着。进行模板制作和安装。灌注桩需要用到钢筋混凝土模板，施工前需要制作好模板，并进行安装和调整，保证模板的水平和垂直度。此外，开展钻孔施工。在进行灌注桩施工之前，需要使用钻机对孔洞进行钻孔。钻孔时需要注意孔洞直径和深度的精确控制，同时需要不断对孔洞进行清理，以保证桩基础的质量。最后，灌注混凝土。在钢筋布置和焊接完成后，需要进行灌注混凝土。灌注过程需要注意混凝土的均匀性和灌注速度，以保证桩基础的质量[5]。

2.3 预制桩施工技术

预制桩施工技术是指在工厂或现场预制好桩体，然后将其运至现场进行安装的一种桩基础施工技术。具有工期短、质量可控等优点，适用于地下水位较高、现场施工条件较差的场合。首先，进行桩身制作。需要按照设计要求和规范进行预制桩身的制作，包括钢筋的加工和混凝土的浇筑，确保预制桩身的质量和强度。其次，制作预制桩座。同时还需按照设计要求制作预制桩座，以便后续的桩身安装和固定。再者，做好运输和装卸。完成预制桩身和桩座的制作后，需将其运输至现场。在运输过程中，需要注意保护预制桩身和桩座的完整性和安全性。到达现场后，需要进行装卸和放置，确保预制桩身和桩座的正确性和稳定性。此外，安装桩身。在完成预制桩身和桩座的装卸和放置后，进行桩身的安装。这个过程包括在桩孔内放置预制桩身和调整位置，以及将桩身与桩座进行连接和固定。最后，进行后续处理。完成预制桩身的安装和固定后，需要进行后续处理，如切割桩身，测量桩身长度和直径，检查桩身的垂直度和深度等，确保预制桩的质量和稳定性。

2.4 人工挖孔桩施工技术

人工挖孔桩施工主要是以人工方式进行桩孔的挖掘，该施工方式具有桩孔质量高、作业流程简单及成本低等应用优势，且不易受到周边环境因素的影响，也因此该方式的应用具有良好的环保性和经济性。尽管如此，但人工挖孔桩仍然具有一定的风险，且整体施工工期比较长。该技术施工流程为：（1）由人工进行桩孔的挖掘，在挖掘至1m 左右后，需对孔壁进行支护施工，待第一段支护完成后再进入第二段桩孔的挖掘，待第二段挖掘完成后同样也需要进行孔壁支护作业，通过这样循环挖掘至设计桩孔深度即可。（2）待桩孔施工结束后需要将事先做好的桩身钢筋笼进行安装。（3）通过导管下放浇筑桩身混凝土，且在浇筑混凝土的同时将导管缓慢提升。值得注意的是，桩孔护臂应选用与工程设计要求相符合的强度等级的混凝土进行施工，只有这样才能确保孔桩护臂具有较高的安全性和稳定性。

2.5 旋挖桩施工技术

旋挖桩施工技术也称之为干作业旋挖成孔灌注桩技术。该技术的应用需要使用旋转钻机进行施工，在机械进场前需要对施工现场场地进行平整且无大型障碍物，要求土质具备良好的承载能力。以某高层住宅项目为例，该项目采用旋挖桩作为主要桩基础，施工过程如下。

（1）钻孔。钻孔前需要进行钻机的安装、调试和稳定，确定钻孔的位置和方向。然后在地面上进行钻孔，一般深度要超过地下水位，钻孔直径一般为1.2～2m。在钻孔过程中，需要注意控制钻孔的直径和垂直度，以确保桩的质量和稳定性。（2）清空孔内土方。完成钻孔后，需要利用旋挖钻机清空孔内的土方。清空孔内土方时，需要控制土方的温度和湿度，防止土方堆积或坍塌，以确保孔内平整和干燥。（3）钢筋绑扎。完成孔内土方的清空后，需要在孔内进行钢筋的绑扎。钢筋的数量、直径和间距需要按照设计要求进行确定。在钢筋绑扎过程中，需要保证钢筋的正确性和稳定性。第四，混凝土灌注。完成钢筋绑扎后，需要进行混凝土的灌注。混凝土的搅拌、运输和灌注过程需要严格控制，确保混凝土的均匀性和密实度。同时，在灌注过程中需要不断测量孔内混凝土的高度、密度和温度等参数，确保灌注质量。

3 房屋建筑桩基础工程施工管理要点

3.1 施工前的管理要点

在房屋建筑桩基础工程施工建设前，需要做好以下几项准备工作：（1）对施工现场环境及周边环境进行勘察。在实际施工前，需要对桩基施工现场展开全面、细致的勘察工作，获取详细、可靠的资料，在此基础上制定与现场环境相符合的施工方案，为后续施工过程中选择机械、确定成桩工艺、成桩质量控制等相关工作提供资料参考。（2）做好技术准备工作。首先，需要编制施工方案，在进行施工方案编制过程中，需要对成桩机构、方法、施工顺序及相关保护措施等加以确定[6]。其次，制定施工进度计划。以工程的整体进度计划为依据对桩基础施工计划进行制定，如施工进度计划，劳动需求计划、材料和设备需求计划等。（3）工艺试桩。在具体的施工前需要开展必要的工艺试桩，在此基础上对施工工艺进行确定，进而明确工艺参数。

3.2 施工质量的管理要点

（1）桩身质量控制。桩身的质量对于基础的安全性和稳定性至关重要。在施工过程中，需要对桩身的直径、长度、垂直度、弯曲度、变形等进行检查和控制，确保其符合设计要求和相关标准。同时，在混凝土灌注过程中需要控制桩身内的混凝土质量，保证混凝土的密实度、均匀度和强度等指标符合要求。（2）桩端质量控制。桩端的质量对于基础的承载力和稳定性同样至关重要。在施工过程中，需要对桩端的垂直度、水平度、形状、尺寸、深度等进行控制和检查，以确保桩端符合设计要求和相关标准。（3）桩周土体质量控制。桩基础的承载力不仅取决于桩身和桩端的质量，也取决于桩周土体的稳定性。因此，在施工过程中需要对桩周土体进行控制和监测，包括土体的密实度、饱和度、水分含量等指标。第四，施工工艺控制。桩基础的施工过程中需要控制各个环节的工艺流程，以确保施工的质量和安全。例如，在灌注桩的施工过程中需要控制混凝土的配合比、灌注速度和时间、混凝土浇筑的质量等。第五，质量监测和评价。在施工过程中需要对各项指标进行监测和评价，以及时发现和解决质量问题。同时，还需要对施工完成后的工程进行质量评估和验收，确保工程符合设计要求和相关标准。

3.4 施工验收的管理要点

首先，做好验收前的准备。在进行验收前，需要准备验收相关的文件资料，包括工程设计文件、施工记录、质量检查记录、验收标准和规范等。同时还需要对工程施工情况进行全面的了解，包括桩基础的数量、尺寸、深度、间距、材质等，以及桩基础施工过程中可能出现的问题和处理措施。其次，严格执行验收标准和规范。在进行验收时，要根据相关的验收标准和规范进行检查和评估，包括工程尺寸、垂直度、水平度、深度、间距、桩身质量、桩头尺寸等指标的检查，以及桩基础的钢筋配筋、混凝土强度等质量参数的检查。再者，遵循验收程序和方法。在进行验收时，需要根据相关的验收程序和方法进行检查和评估，包括实地检查、测量、取样和试验等。实地检查可以对桩基础的外观、尺寸和位置等进行检查；测量可以对桩基础的位置、尺寸、深度等进行精确测量；取样可以对桩基础的混凝土、钢筋等进行试验；试验可以对桩基础的质量参数进行检测和评估。最后，开展验收结果和评定。在完成验收后，需要根据验收结果对桩基础的质量进行评定和判定。如果桩基础的质量符合相关的标准和规范，可以进行验收合格的评定，并进行相应的验收证明和报告。如果桩基础的质量不符合要求，需要采取相应的措施进行整改和修补，并重新进行验收。

总之，施工后的验收要求涉及多个方面，需要进行全面的检查和评估，确保桩基础工程质量符合相关标准和要求。同时还需要注重验收程序和方法的规范性和科学性，确保验收结果的准确性和可靠性。