民用建筑工程項目中的地基基礎和樁基礎及其施工技術

王鑫

（中國土木工程集團有限公司，北京100038）

1 地基基礎和樁基礎概述

所謂地基基礎涵蓋基礎持力層和下臥層，主要作用在于支撐民用建筑，承載建筑負荷。在不同區域建設民用建筑物，會遇見不同的土層地質。對于天然形成的地基，可省去土層加固這一工序，若為人工地基，則還需要完成土層的加固作業。承載整體建筑物負荷的地基對于整體建筑質量起關鍵性作用，因此對施工技術及質量有極高的要求，最大限度地使地基的穩固性得到保證，達到計劃方案的負荷標準。

在工業建筑以及民用建筑中，樁基礎均為使用最廣的建筑基礎。當淺基礎難以符合建筑物對基礎形變及強度的標準時，就需持力層的深基礎借助底部較為堅硬的巖層來達到標準。而樁基礎則為深基礎中使用最為廣泛的基礎。通過設樁的方式將建筑物給予的負荷傳遞至底部堅硬巖層或地基。而樁基礎本身具有較好的穩定性、高負荷量、沉降小而平穩及抗震能力強等優點，使其成為軟弱地基最佳的施工方式【1】。

2 地基基礎與樁基礎存在的問題

2.1 地下水處理問題

當進行較高層建筑地基施工時，一些區域的地基深度會低于地下水位，因此還需處理地下水的問題，制定出有效的排水及防水方案，最大程度上減少地下水產生的不良問題。當前最常用的地下水排水法為真空預壓，排水效果立竿見影，且能促進地基的固結。若在施工中未正確處理地下水問題，則易出現井滲等不良現象，產生安全隱患。

2.2 凍土地基的處理

在建設地基的過程中，經常會遇到藏于凍土層中的地基，而這也是地基施工中常見的施工難點之一。在實際工程建設中，對藏于凍土層中的地基，選用凍結的方式進行施工，即以人工干預制冷的方式，將上層水凍結至凝固狀態，在凍結狀態下方可進行下一步施工，且此種結構能夠為基礎工程的施工給予一定的保障。該種施工方式需結合較為先進的人工制冷技術來完成對地下水的凍結，且整個施工過程會產生的噪聲污染及環境污染較小，當完成地基施工后，即可融化被凍結的土層，融化土層并不會對整體地基的建設施工帶來不利影響，反之，可在一定程度上減少施工總時長。

2.3 樁質量問題

諸多因素會對樁基的質量產生影響：（1）就原材料而言，使用的鋼筋及混凝土的質量均會影響樁基整體質量。（2）施工技術與施工管理也是影響樁基質量的直接因素，若施工技術不夠成熟，無法正確處理施工中的細節性問題，則易對樁基造成不良影響【2】。樁基主要會出現的質量問題為樁頭及樁身出現裂縫、斷柱及樁基負荷量無法達到相應標準等，更有甚者會存在一些基礎性可避免的錯誤，如樁基的長度與標準不符、樁頂崎嶇等。因此，樁基的建設施工要求施工人員具備較高的技能水平，防止出現嚴重的樁基質量問題。

3 民用建筑地基基礎的土建施工技術

在我國的不同地區進行建筑施工會遇見不同的地形、地質及土層等，且當前不同建筑類型對地基基礎的要求也有所差異，需要依據實際工程項目情況，針對不同建筑制定出對應的施工方案。以下為當前國內主要運用的幾種地基基礎施工方法。

3.1 換土墊層

換土墊層即使用砂石等相對強度更高的原料來替換強度過低的軟土。這種方式能夠使土層的負荷量大幅提升，防止出現軟土層易產生的塌陷問題，進而減少建筑物下沉的不良現象出現。該種方式主要適用于軟土僅在表層的地質、季節性冰凍的地質及易出現塌陷的黃土地質，主要用于墊層的原料有砂、土及碎石等。

3.2 碾壓夯實

碾壓夯實，顧名思義，即借助相關機械設備對土層進行碾壓，使較為松散的土層變實，進而使其達到強度標準。主要的碾壓夯實方式有2 種：（1）直接借助機械碾壓。這種方式適用于碾壓范圍較大的地基，一般選用壓路機、推土機等碾壓機械設備，碾壓程度為每20～30cm 碾壓8～12 次。（2）通過振動夯實。該種方式借用專門的振動夯實機，通過機械對土層形成50～100kN 的垂直方向作用力，此種夯實方法需要作業較長的時間，因此會使土層松散性大幅降低。振動夯實主要適用于沙土地質及土層較復雜的地基中。

3.3 排水固結土壤

所謂的排水固結土壤，是指將土層中的水排出，讓土壤變成強度較高的固態。主要操作流程為：先在施工區域安放袋裝沙井，而后運用水沖法的方式進行塑料排芯板成孔施工，再者對孔內進行灌沙加壓，此過程會使土層中的水加速排出，進而使土層失水凝固，增強土層的強度【3】。這種施工方式具有易操作、低成本等優點，主要適用于淤泥地、沼澤地等含水較多的土層中。

3.4 化學法加固

對于一些特殊土層，需借用化學物質來提升土層的負荷力度。在土層中加入化學物質，形成化學反應，使土質強度增強，以便能夠符合施工方案的參數需求。

3.4.1 灌漿法

灌漿法主要灌入的原料為堿液、水泥、水玻璃等化學性物質，通過泵和空氣輸入土層中，而后逐漸滲入內部，化學物質與土質發生化學反應，使水迅速排出，土質因失水而凝結，整體強度提高，負荷量加大。

3.4.2 噴漿法

進行噴漿法施工時，首先需借助鉆機在對應位置完成鉆孔施工，且孔的深度需嚴格按照計劃參數標準設定，而后在鉆機下方安裝噴射裝置，借助高壓脈沖泵來完成漿液的噴射作業，在鉆機向上的過程中，噴射裝置中的漿液會灑落于區域內土層壁，而后與土層相結合，使土層壁固結成柱狀體。這種技術主要適用于砂土、人工土層等地質中，其具有較好的防水性，能夠防止周圍結構在施工過程中被破壞，但其也有水泥耗費量過多的缺點，會使施工成本增加。

3.4.3 深層攪拌法

主要的攪拌原料為水泥和石灰，借助設備將原料注入土層內，而后通過高壓完成攪拌作業，原料與土層形成混合體，水泥與石灰形成的固化劑加之土層的混合，進而成為水泥樁。這種施工技術主要適用于施工地位處城市且軟土層較厚的情況，因為該技術主要優點為產生的噪聲較小，土方量少。

4 民用建筑樁基礎的土建施工技術

4.1 樁基礎施工技術

4.1.1 靜力壓樁施工技術

通常而言，大多民用建筑區域處于城區內，普通的打樁機會產生較多的噪聲污染，使居民日常生活受到影響，而靜力壓樁能夠較好地避免這一問題出現，其主要的打樁方式為通過靜壓力將樁壓入土層內部。該施工技術產生的噪聲污染極小，且需使用的鋼筋及混凝土數量較少，進而降低了整體施工成本，適用于城市居民區建設的民用建筑工程。

4.1.2 振動沉樁施工技術

振動沉樁是指利用振動的方式將樁打入土層中，在樁的上方設置1個振動器，通過振動使土層被迫移動，進而減小土層與樁之間產生的摩擦，借助樁自身的重量及振動感進入土層，降低打樁難度。此種施工方式，需在振動打樁時借助人工進行敲擊，使樁進入土層約2m，而后隨著樁進入土層的深度增加敲擊力度，加大進入深度。該種施工方式的優點在于操作簡單、體積較小等，在很大程度上使施工效率提升，且施工成本較低，主要適用于黏土、黃土及砂土地質。

4.2 樁基礎的類型和施工方法

4.2.1 預制樁

一般預制柱為方形或圓形狀態，邊長（直徑）設定為250～550mm，樁的高度為6～25m，主要運用焊接的方式來完成預制樁之間的銜接。

4.2.2 沉管灌注樁

借助振動打樁機或人工敲擊的方式，將中部設有鋼管的樁插入土層內部，在樁進入土層的同時，將鋼筋籠放入鋼管中，并進行灌漿作業。打樁機振動的過程中，將鋼管慢慢提出，完成樁的灌注。此種樁的直徑設定為300～500mm，樁的高度約為25m，主要運用在黏土及砂土地質中。該種施工方式會產生較大的噪聲污染，且有出現頸縮的可能性，基于此，在施工過程中必須更加注重施工監督及管理。

4.2.3 鉆孔灌注樁

借助鉆機進入土層內部，而后利用高壓泵注入泥漿，泥漿與土層壁相結合，使孔壁處于堅硬狀態，保證孔不被土層再次掩埋。孔的深度需符合標準參數，而后對孔進行清理并放入鋼筋籠，進而開始灌漿作業。該類樁的直徑設定為60～150cm，樁的長度依據實際施工項目而設置。主要適用于黏土、砂土及粉質土等地質。

4.2.4 樹根樁

樹根樁是樁的一種新類型，以鉆孔灌注樁為原型，直徑設定為70～250mm。具體施工方式與鉆孔灌注樁相同，需借助鉆機深入土層，而后清孔并放入鋼筋籠，再進行灌漿作業，使孔成形。而2 種樁的主要區別為，樹根樁的直徑設定小于鉆孔灌注樁，且需同時進行多個樁的施工，樁與樁之間相連狀似樹根，因而稱之為樹根樁。此類樁可在小區域范圍進行，產生噪聲污染小，且強度較高。主要適用于在舊建筑物上新建建筑的情況，適用地質為碎石土、砂土及黏土等。

5 結語

綜上所述，建筑物的整體質量標準與樁基及地基基礎的質量密切相關，若樁基及地基的質量并未達到相應標準，則會對整體建筑的穩固性產生影響，存在較大的安全隱患，由此可知，樁基及地基的質量需嚴格達到標準要求。在進行實際項目工程的建設中，還需結合不同區域的不同地質，制定出不同的施工方案，確保樁基及地基的整體質量。