建筑工程土建施工中桩基础技术的应用探究

2023-11-08李庆芹

建材与装饰 2023年31期

李庆芹

（山西运城建工集团有限公司，山西运城 044000）

0 引言

目前我国城市化的进程使建筑工程的需求量不断攀升，虽然它在一定程度上促进了建筑行业的发展，但同时也衍生出了诸多安全问题。桩基础技术不仅工艺简单而且消耗的成本低，它能提升建筑工程土建施工效率和验收质量，受到广大建筑施工单位的推崇。所以，要想确保建筑工程地基的稳定性和完整性，延长建筑工程的使用年限，必须采用科学的桩基础施工技术，才能实现提升建筑工程的安全性的目的，为建筑工程打下稳固的基础。

1 土建施工桩基础技术的基本概述

万丈高楼平地起，建筑工程的基础是地基建设，在土建施工中，当基础层土层为软土层或普通岩石时，如果没有对地基进行有效处理，那么就会出现变形、下沉等情况，甚至还会酿成严重的安全事故。桩基础可以运用连接各桩来达到承载建筑物本身重力的目的，为了提升地基的荷载，确保建筑工程整体与地面连接的稳固性，一般采用桩基础技术来稳固地基，同时它也是各种深基础技术中是应用最多的技术。

在高层建筑土建施工中，一般采用桩基础技术来取代传统的基础施工技术，因为后者的承载力有限，它无法将土建工程的结构优势充分发挥出来，整个工程的施工质量亦无法达到国家的验收标准。将桩基础技术运用至建筑工程土建施工中则有效提升了结构主体的综合承载力，不仅使高层建筑的安全性有了更高的保障，还从整体上提升了建筑工程的结构强度，有限延长建筑工程的使用年限，使建筑工程质量符合国家的验收标准。

2 土建施工桩基础技术施工特点

2.1 广泛性

现阶段，在我国建筑工程土建施工中，桩基础技术是其中应用最多的深基础技术，具有广泛性的特点，即使在沿海地区或湖泊水域等复杂的地质环境下，也能通过高质量的桩基础施工来确保建筑工程的安全性和稳固性，有效降低了由于建筑基础荷载能力有限而引发的安全事故的发生频率[1]。

2.2 隐蔽性

桩基础技术施工具有隐蔽性的特点，其施工位置极为隐蔽。①在施工过程中，施工人员无法通过直观的方式来全盘掌握施工进度。②由于隐蔽性的特点导致整体的施工控制质量控制难度较大，一旦桩基础的施工质量得不到保障，就会为建筑工程埋下安全隐患。

2.3 复杂性

诸受到多种因素的制约，桩基础施工具有复杂性。①各种桩基础施工技术要求以及施工工艺等都存在巨大的差异性，因此，在建筑工程施工中，应当结合施工现场的特殊性来合理选择对应的桩基础施工技术类型。②地下水、地质土层会直接影响桩基础的施工，若某施工单位为了节约成本，在施工前并未对施工现场进行勘察，那么设计人员则无法根据施工现场的基本信息及特殊性来合理进行基础桩的方案设计工作，此时，建筑工程就会埋下安全隐患。③在建筑工程施工中需要使用各种类型的机械设备来配合土建施工，因此，必须要根据该地的地质水文及施工范围来科学选取机械设备[2]。④桩基础技术的施工离不开前期的地质勘测，为了确保桩基础设计方案的科学性，必须要确保勘测数据的准确度，一旦勘测数据出现偏差，设计方案的科学性就会大打折扣，桩基础结构的安全性和稳固性也会变差。

3 桩基础施工技术的类型

3.1 灌注桩施工技术

灌注桩施工技术是我国目前建筑工程土建施工中常用的桩基础技术，为了确保灌注桩的质量符合国家制定的质量标准要求，施工前应根据工程要求精准计算出混凝土的回填体积以及桩体的硬度参数。灌注桩施工的前提条件是精准定位和钻孔，接着在结合国家安全施工标准的基础上来科学配制混凝土材料，最后，按照规范的施工流程进行混凝土灌注施工，沉管灌注桩和钻孔灌注桩等是其主要施工形式。灌注桩技术与其他类型的桩基础施工技术相比，优势显著，如噪音小、施工方便、振动抑制等都是其优点。沉管灌注桩技术具有良好的施工便捷性，还能有效控制施工成本，通常借助锤子击打产生的冲击力来使桩体下沉进入地下区域。在此灌注桩技术施工中，施工人员应当重点关注桩的质量，沉桩施工过程中是否出现混凝土离析或桩体断裂等情况。

3.2 预制桩施工技术

预制桩施工技术不仅要结合施工现场的地质水文条件，还应当在遵从建筑施工要求的基础上来运用材料进行桩的预制施工，最后通过高品质的预制桩来确保建筑工程土建施工的施工效率和施工质量。如果按照施工材料来划分预制桩，常用的有混凝土桩和钢桩；如果按照施工性质划分，则分为钢管桩和H 型钢桩。预制桩的结构承载力和稳定性远胜于其他类型的桩基础技术，但其缺点也很明显：施工成本高，受到范围限制。该类型的桩基础技术并不适用于所有土质中，选择预制桩施工技术的前提是要综合分析施工现场的土质条件，其中砂石层地质可以最大限度发挥出预制桩技术的应用效果，它能确保20 层高的建筑在预制桩施工技术的应用下安全稳固。首先，在预制桩施工前，施工单位应当严格控制地面的平整度，结合强夯处理来进一步避免出现地面塌陷等情况；其次，在预制桩施工中，严格按照国家要求来进行打桩作业，确保混凝土浇筑符合行业标准，最大限度降低中断浇筑问题的出现频率，确保预制桩的质量达到预期标准；最后，当完成预制桩制作后，相关人员严格按照施工流程来检查预制桩的强度，达到检测标准后才可进行下一项的起吊流程。

3.3 振动沉桩技术

土建施工振动沉桩技术离不开电动机的支持。在施工过程中使用电动机，桩基会在电动机的垂直冲击力中不断下沉，直至到达设计标高位置。该施工技术在不影响桩质量的背景下通过振动冲击力来实现沉桩的目的，较好地提升了施工现场的土建施工质量[3]。为了确保振动沉桩施工满足建筑工程的标准，不仅要确保振动器的定位准确无误，还要对振动器进行必要的加固处理。接通电源后，振动器开始工作，预制桩在自身重力以及振动器的垂直冲击的双重作用下逐步下沉，而后将预制桩牢牢固定于土层之中。此处的技术难点在于控制振动的频率，切忌在桩下沉期间保持重度振动的频率，而应当循序渐进。在下沉初期，选用轻度振动模式，而后，随着下沉深度的递增来不断加强振动幅度。该项桩基础运用技术与其他技术相比，是一项环保的施工技术，电动锤沉桩作业不会产生废气，避免了大气污染，此外，还具有施工便捷性的优点，即使没有付出高强度的劳动也能确保桩基础的施工质量[4]。

3.4 人工挖孔桩技术

由于建筑工程土建施工环节复杂，施工环境恶劣。如果施工现场的条件有限，那么大型的机械设备则无法很好地推进该施工现场的桩基础建设，此时，唯有借助人工挖孔桩的方式来严格控制土建工程的桩基础质量。当进行人工挖孔桩作业时，首先要用人工的方式进行孔桩的定位和钻孔，其次还要借助人力来完成孔桩的振动浇筑。人工挖孔桩技术的优势体现在能很好地控制施工成本和有效减低施工对环境造成的不利影响。但其缺点亦明显。①由于人力施工主观性强，如果人力在施工过程中出现偏差，此时桩的质量就会大打折扣。②由于桩基础施工在复杂的地底下，稍有不慎就会出现塌方等安全事故，此时，施工现场的工作人员则暴露在风险中。③人力挖孔桩的主要劳动力是人，其施工效率较低。

4 桩基础施工技术在建筑工程土建施工中的具体应用

4.1 做好准备工作

要想全面提升桩基础的施工质量，不可忽略施工前的准备工作，此举不仅是建筑工程质量的重要保证之一，还会对工程中期和后期产生深远的影响，甚至会导致返工等情况的发生。因此，是运用桩基础施工技术前，施工单位应当对建筑施工现场进行考察，分析该地的地质环境和水文条件，还要对周边的基础设施纳入调查范围内，全面的前期准备工作可以为后期的施工提供数据支持，使桩基础的定位及钻孔作业更加精准。当完成施工现场的考察工作后，还要将详细的数据资料进行分析和处理，并提交给上级部门，使整个桩基础设计方案更为科学合理，将一切不安全因素扼杀在摇篮里[5]。

4.2 严格控制现场材料

由于桩基础施工会消耗大量的建筑材料，此时务必要严格控制现场材料，它不仅对制约桩基础的施工质量，还对施工成本产生影响。无论是在材料的采购运输阶段，还是在材料的堆放领取阶段，都应合理控制材料的损耗，在有限的成本里选用强度高、环保性强的建筑材料来替代资源消耗性材料[6]。不仅要避免出现由于材料存放不当而出现钢筋锈蚀或水泥结块等情况，还要避免劣质的材料流入施工现场而导致后期返工的情况，想方设法提高材料的利用率，合理控制施工成本。

4.3 制定合适的施工方案和技术方案

前期的现场勘测可以使施工单位了解施工现场的地质水文以及周边环境，因此，相关人员在制定施工方案时，不仅要结合该地的特殊性，还要确保建筑工程的施工效率，使整个工程的质量达到建筑验收标准。在技术方案的选取上，因地制宜，施工人员根据前期获取的施工现场参数来选取最佳的施工技术，在不影响周边建筑物的基础上来制定技术方案。此外，施工单位还应当检测桩的基本参数，通过科学的技术来确保该桩基础的承载力符合安全施工的标准，有效提升桩基础的承载效果。

4.4 控制载荷量

当完成桩基础的精准定位后，建筑工程施工人员还应当根据该建筑工程的规模、用途、使用年限以及载重量来计算出桩基础的荷载量，通过科学的方法延长建筑工程的使用年限。2019 年某学者曾在报告中明确表示当桩基础施工的载荷量不达标时，后续施工技术人员的工作就会遭到波及，此时，不仅会危害建筑工程的施工质量，还会加大后续返工的可能性，如果施工人员的安全意识不强，忽视了建筑工程的稳定性，未及时将土建施工桩基础的安全隐患有效剔除，那么即使建筑物后期完工投入运营，仍然会由于质量问题而过快折旧，整个建筑的安全使用年限大打折扣。

4.5 及时开展清孔工作

专业人员不仅要关注钻井过程中是否出现漏水问题，确保整个钻井过程的精度符合要求，还应当在钻孔作业进入预期位置时及时开展清孔操作，以免大量的粉尘及砂石留在钻孔之中。若未及时将孔洞内的等离子体进行清洗，此时等离子体会留在孔内冻结，后期的清孔作业会愈加艰难。最后，在完成钻孔清洗作业后，还应当测量钻孔，分析钻孔的质量是否达到计划的施工标准，若两者之间存在差异，技术人员应当运用专业知识来综合分析此差异是否会对整体施工质量产生影响，唯有确定该质量符合施工标准才能进行下一阶段的施工。

4.6 加大对施工人员的管理力度

施工人员的技术水平是制约土建施工桩基础的重要因素之一。建筑工程管理不仅要土建施工的施工材料、施工器材、施工工艺，还应当重视对施工人员的管理。首先，加大专业知识培训力度，通过相关技术培训来提升施工人员的专业技能和综合素养，使施工人员用良好的专业知识来解决桩基础施工难题；其次，增加实操培训，桩基础施工中涉及的施工技术和机械设备较多，尤其是随着科学的发展，一些新型的设备和技术引入施工现场后，由于缺乏实操性，施工人员在施工过程中难免会出现失误，应通过实操培训使施工人员熟练运用最新的技术与设备，与时俱进，提高施工人员工作的科学性；最后，提升施工人员的安全意识，桩基础建设工作是一项风险系数高的工作，施工人员在土建施工中，无论是使用大型机械设备钻井还是使用人工的方式实现挖孔桩的目的，施工人员应严格遵守施工流程进行作业，合理降低安全事故的发生概率。