建筑工程地基基础和桩基础土建施工及质量要点

石 跃 （武汉地质勘察基础工程有限公司，湖北 武汉 430000）

在建筑项目建设过程中，需着重关注地基基础以及桩基础施工内容，其施工质量与整个工程施工质量以及应用效果有着密切关联。从整体层面来看，在地基基础以及桩基础作业过程中，可采用的施工技术种类较为丰富，对此，建筑公司需依据项目施工具体情况与作业环境，科学合理地选择施工技术，并结合施工设计图规定的要求开展作业，以保证整个项目的建设质量与安全性。

1 地基基础和桩基础概述

1.1 地基基础

在建筑工程地基基础施工过程中，首先，必须明确地基与整个建筑结构的稳定性有着密切关联，尤其是强化地基结构承载力最为重要。对此，在施工期间，需对地基基础的承载力予以重视，保证可承受整个建筑结构的载荷，防止发生变形。在我国大部分高层建筑物施工中，天然或者人工地基十分常见，人工地基基础较深，采用人工开挖的方法，而天然地基基础的开挖深度较浅。

1.2 桩基础

与地基进行对比，桩基础具有较高的特殊性，通常需将桩基与承台作为主体，被大范围使用于高层建筑项目建设中，不但可以有效提升整个建筑物的安全以及稳定，还可充分保证结构强度能够符合规定要求。在桩基础作业前，需确保基础能够满足高层建筑物顶部结构的建设要求。另外，还需改善地基的承载力，为整个工程施工提供可靠保障[1]。

2 地基基础土建施工技术

2.1 换填施工

在建筑工程地基设计过程中，需综合考虑承载力要求，根据建筑使用性质、具体压应力等，设计出科学合理的承载力。根据研究显示，建筑物形成的压应力与整个建筑结构的安全性有着密切关联，若地基的承载力低于建筑物的压应力，则会直接影响到整个建筑质量，导致地基出现侧移、沉陷等情况，从而难以保证建筑的安全以及稳定。另外，在项目地基施工过程中，湿润膨胀的地质条件较为常见，其承载力比较低，会对地基基础安全以及稳定产生较大不良影响，难以显著改善地基强度，与此同时，还会发生不均匀沉降的情况。为防止发生以上问题，保证地基基础稳定性与强度能够符合规定要求，可使用性能与强度较好的建筑材料换填，采用分层填土施工方法。

2.2 碾压夯实

在对建筑项目地基进行施工时，合理使用夯实碾压技术，可显著提升整个建筑结构的稳定性。在实际作业中，需采用碾压机、推土机以及打夯机等各种机械设备，对地基基础进行夯实处理。通过灵活运用碾压、夯实施工技术，能够有效改善地基结构的承载力，保证土层密度，从而能够符合建筑项目的施工要求。在地基施工中，通过科学合理的使用土层振动技术，能够起到加固土层的作用。在建筑工程建设期间，为改善整个地基基础的稳定性，需灵活运用碾压装置，有序开展碾压施工。在循环碾压2～3级之后，如果一些区域出现加固程度不足的问题，需加大夯实碾压施工力度，以改善整个地基的稳定性。在对地基地面进行碾压施工时，每次落锤力度需与高度保持一致，避免部分区域发生坑洼的情况。同时，还需严格控制落锤速度，提升土壤结构的密实性，满足建筑项目建设质量控制要求。

2.3 土壤固结

在建筑项目地基基础作业过程中，如果土层含有较多水分，容易导致结构不稳定、承载力较差等问题。如果土层含水量以及结构性能无法满足工程建设要求，在实际作业过程中，可使用排水固结的方法，以改善整个地基基础的安全性。在实际施工中，需及时排出积水，则土壤即可自行固结，改善地基的硬度、强度等性能。

2.4 化学处理

以上地基基础施工方法基本属于物理方法，能够有效提升整个地基的硬度以及稳定性，另外，还可采用化学方法处理土层，加入一定量的水泥砂浆、丙烯酸铵等各类化学材料，可起到黏结加固的作用。如果地基基础土体中含有膨胀土，则可应用化学处理法[2]。

3 桩基础土建施工技术

3.1 钻孔灌注桩

建筑工程建设过程中，目前运用最多的是钻孔灌注桩，按施工设备及工艺分为旋挖钻孔、冲击钻钻孔、人工挖孔、长螺旋等。施工时，需对钻孔灌注桩进行精准定位与全面检测，其标高、水平度等控制效果与钻孔质量控制有着紧密关联。在实际施工期间，需严格执行“三检”，不但能有效控制各项误差，还能充分确保整个作业环节的安全性。由于护筒可发挥防护空口、固定桩位以及阻隔地下水等效果，因此，需保证其耐久性能够符合工程施工要求。钢护筒厚度一般为3mm～5mm，为避免套管出现变形的情况，需合理使用加强筋。另外，护筒误差需低于50mm，与作业面的间隔距离需大于1m。钻机不但有着较强的钻进性能，还可应用于浇筑混凝土以及吊装钢筋笼，确保钻进施工的可靠性。通常情况下，钻机高度约8m～12m，依据视钻具实际长度进行设置。在确定构件大小时，需以钻头最大承受载荷为依据，并且要求安全指数大于3。在钻孔作业期间，需确保桩心轴线和孔中线一致性，并按照规定要求检查钻机的性能。与此同时，在支架上侧使用缆风绳进行固定处理，底座采用枕木进行加强处理，在钻进期间，需密切观察，确保转动平台始终处于垂直位置。在保证施工质量的情况下，需按照施工流程开展水下混凝土以及吊装钢筋笼作业，以改善整个项目建设质量。

3.2 预制桩

预制桩技术适用于淤泥质土、人工填土以及黏性土等类型地基施工中，按桩型分为抗压、抗拔和抗压拔桩；按形状分为方桩和圆桩；按施工技术又分为静压桩和锤击桩。静压桩需在外部作用力与静压力的支持下进行压桩施工，同时，还可在软质土层结构内合理放置预制桩，并按照根据要求，在地基土层内压入预制桩。在桩基础作业过程中，采用静力压桩技术，不会影响到周围居民的日常生活，且能够起到优化资源的效果，因此，这种技术可大范围使用于城市中心或者居民较多地区项目建设，还能够应用于软土地基施工。另一种锤击桩，采用提升桩基设备上的锤头，通过锤头下坠时产生的重力将预制桩锤至设计深度，这种工艺相比静压桩适应地层强度要高，施工效率也略高，但会产生废气和噪声污染，目前在城市中心使用较少。

4 建筑地基基础和桩基础土建施工实例

4.1 工程概况

某工程属于民用建筑项目，整个建筑物占地总面积为181000m2，建筑结构总体规模为344700m2，设有商业区、休闲区以及娱乐区。通过勘查现场周围环境，此区域地势较为平坦，属于冲积平原地带。与此同时，项目地层构造为石炭系灰岩、炭质泥岩等，其他区域也存在一些泥质粉砂岩，且场地内没有断裂层，但是，项目现场四周在褶皱、断裂构造的干扰下，部分区域容易发生次级断裂的情况，但未对项目施工产生较大影响。

4.2 土层分析

①杂填土与耕植土。由于此类土体的整个结构比较松软，并且强度较低，在开挖地基过程中，需对其进行全面清理；②细砂与粗砾砂。在项目场地中，由于这类土层分布较广，并且富水性、透水性相对较高，并且承载力、稳定性比较一般，所有在开挖作业时，不用全面清理；③粉质黏土和残积层。由于这种地质环境为中等压缩性土，具有一定的承载能力，在进行土方开挖过程中，不用全面清理。但是，此工程对于地基基础要求较高，因此，以上这些土层均不能用作持力层；④土层为全风化岩层。此土层分布于场地部分区域，并且风化较为严重，具有一定的承载能力；⑤微风化与中风化软质岩层以及强风化岩层。存在于现场部分地区，可用作建筑结构的持力层或者是摩擦桩基的持力层；⑥中风化和微风化灰岩岩层。硬度较高，风化相对较弱，分布范围较为均匀，并且稳定性相对较高，这类土层可作为建筑物的持力层。在开展桩基础施工过程中，需结合场地具体情况，采用钻孔灌注桩基础，并综合考虑各方面因素，将中微风化岩作为建筑结构的持力层[3]。

4.3 旋挖桩施工

旋挖灌注桩的优势显著，包括适用范围广、误差小以及单桩承载能力较高等。在工程项目建设过程中，由于场地周围地质条件相对比较复杂，并且桩基承载力要求比较高，所以需使用旋挖灌注桩进行作业。在实际施工期间，需对8 根旋挖灌注桩进行详细分析，其中4 根桩径为1000mm，另外4 根桩径为800mm。具体步骤如下。

（1）控制标高和桩位。结合项目施工图纸，对定位、标高等进行详细测定，并使用极坐标法，对桩孔进行放样作业。另外，在对所有的桩进行定位时，需连续定位3 次以上，充分保证放样测量的准确性，在首次定位时，采用的钢筋为20mm，在结束护筒埋设作业后，需再次进行定位，而在进行旋挖施工过程中，需对定位进行审查。

（2）护筒埋设。钢板厚度约为4mm～10mm，在对护筒进行埋设作业时，需按照规定要求，确保埋设的准确性与安全性，在处理特殊土层过程中，需保证护筒深度达到设计标准。

（3）配制泥浆。在造浆过程中，主要材料有膨润土、增粘剂等，在开展钻进施工时，若出现容易塌孔的现象，应加入一定量的纤维和增粘剂，从而能够有效提升泥浆粘稠性能。

（4）成孔。当护筒埋设完成后，需使用十字线法进行二次定位保证定位的准确性。当钻机布置到位之后，需严格控制钻进尺度。在钻进期间，调节桩身水平度，并进行详细记录。当钻孔达到标高设计标准时，需对孔深、孔径等相关方面进行细致检测，表1 为钻孔桩施工允许偏差。

表1 钻孔桩施工允许偏差

（5）清理孔洞。采用泥浆循环和沉渣相融合的方法，对钻斗进行全面清理，并排出沉渣，另外，为保证沉渣厚度不超过50mm，在开展放笼作业之前，需使用反循环法实施全面清孔，以保证孔底泥浆粘度不超过28s，密度不超过1.25，砂占比不超过8%。

（6）制作钢筋笼。在加工钢筋期间，需根据施工设计图规定标准，明确加劲箍大小，以此来制作箍模具。在搭接焊牢加劲箍筋时，需防止焊缝表层发生气孔、夹渣等问题，保持表面光滑与饱满；与此同时，为避免主筋出现损坏的情况，在开展焊接作业时，不允许在主筋上实施引弧。在钢筋笼制作完成后，需确保项目现场的平整性，并根据等距离布置加劲箍，同时还需详细标记焊接点。在完成主筋和加劲箍焊接作业之后，需根据设计标准开展点焊作业[4]。

（7）二次清孔和钢筋笼吊放。在安装钢筋笼过程中，需确保与桩孔中心保持一致才可放入，若桩孔深度较大，需采用分段的方法制作钢筋笼，并在孔口位置实施对接。在结束安装作业之后，需使用泵吸法，通过反循环实施二次清孔。在安装完成钢筋笼之后，及时设置导管，避免出现穿孔裂纹、密封差的情况，并且，其刚度与强度需满足施工要求。

（8）浇筑混凝土。钻孔灌注桩作业是最为关键的工序，浇筑施工之前，需告知业主，而监理需对桩孔实施检查验收，检查通过后才可开展灌注作业。在灌注期间，需避免出现中断的情况。

4.4 PHC管桩静压施工

在施工时采用静压法，预应力混凝土管桩有着污染小、施工周期短以及噪音低等特征，然而也存在较多问题，比如：对地基基础施工要求相对较高，灌注桩大于承载力。在项目施工期间，由于地质环境相对比较简单，使得单桩承载力比较低，对此，需采用静压作业管桩。施工步骤如下：①对现场进行压实与整平处理，确保桩机的安全以及稳定；②合理布置施工平面控制网，详细检查基准点、桩标高等方面；③在完成桩机布置之后，需进行焊桩尖、吊桩等方面作业，做好桩身调节之后，需将桩压入土内0.6m～1.0m 左右，随后暂停压桩，再使用经纬仪、铅垂线对桩的水平度进行调节，将桩压入规定位置。在此工程项目中，在接桩作业之前，需灌注混凝土材料，采用C30混凝土，要求灌注高度超过1.5m。与此同时，该工程采用管桩实施送桩施工，在进行送桩作业时，需采用专制钢质送桩设备，送桩深需小于2m，若采取针对性防护措施，则深度可大于2m。在送桩期间，需查看桩中是否为满水状态，如果是满水，则应立即停止送桩施工[5]。

在PHC管桩作业期间，需重视以下施工要求：①设计管桩施工流程时，依据现场地质条件、桩基密度等方面因素来制定施工技术方案；②为减少群桩出现挤土的情况，在管桩作业期间，需采取针对性引孔措施，并依据基础合理设计标高进行控制，对桩上侧浮梁进行全面测量，如果桩出现上浮，则需及时复打；③沉桩期间，如果出现硬土层，导致沉桩难度较大，可在桩上施加最高静压力，并应用负压冲击施压技术开展作业。

5 结语

综上所述，在建筑结构基础项目中，地基基础与桩基础具有十分重要的作用，需以相关规定和标准为依据，对施工技术以及质量等进行综合分析，加强施工质量控制。在桩基础作业前，需实施超前钻勘探，并结合施工现场地质条件，选用适宜的施工技术，制定完善的施工方案，对现场作业质量进行严格控制，以保证整个建筑结构的安全性及稳定性。