建筑工程土建施工中樁基礎(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究

種生平 柴成平 季海興

（1.青海新能源（集團(tuán)）有限公司，青海西寧 810000；2.青海三佳工程設(shè)計(jì)咨詢有限公司，青海西寧 810000）

樁基礎(chǔ)廣泛應(yīng)用于土木工程建設(shè)中，是土木建設(shè)施工的主要內(nèi)容。如果天然地基本身的承載能力沒辦法滿足上部結(jié)構(gòu)的荷載要求，人工進(jìn)行簡(jiǎn)單處理后，地基依然無(wú)法滿足其承載需求時(shí)，就必須采用樁基礎(chǔ)加固地基。特別是在一些沿湖、沿海地區(qū)，地表附近的土壤較差且具有較高的壓縮性，可以直接采用樁基礎(chǔ)。當(dāng)前樁基礎(chǔ)施工已經(jīng)延伸出多樣化的施工形式，根據(jù)不同地基情況設(shè)計(jì)樁基礎(chǔ)非常有必要。樁基礎(chǔ)是我國(guó)建筑工程施工廣泛發(fā)展的基礎(chǔ)，高層建筑層出不窮也意味著做好樁基礎(chǔ)相關(guān)研究非常有必要，做好樁基礎(chǔ)規(guī)范對(duì)于提升建筑工程質(zhì)量具有深刻意義。

1 樁基礎(chǔ)

樁基礎(chǔ)是最古老的基礎(chǔ)類型之一，河姆渡遺址、半坡村遺址中出土了較多木結(jié)構(gòu)的建筑。

19世紀(jì)后期開始逐漸使用鋼筋、混凝土，使得樁的材料發(fā)生了根本性變化。20世紀(jì)30年代，鋼樁在一些歐洲國(guó)家得到了廣泛應(yīng)用，各種直徑的無(wú)縫鋼管被用作基礎(chǔ)工程的樁材料。20世紀(jì)60～70年代，預(yù)應(yīng)力鋼筋混凝土管樁在國(guó)內(nèi)面世，且在短時(shí)間內(nèi)被廣泛使用。受樁基應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大的影響，新的樁型以及新的施工技術(shù)開始出現(xiàn)。人們也在設(shè)計(jì)理論、施工技術(shù)、新型樁型的開發(fā)和應(yīng)用方面不斷進(jìn)行研究和探索。基礎(chǔ)能將結(jié)構(gòu)受到的各種作用力傳遞到地基上，并實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定支撐，樁基礎(chǔ)是深基礎(chǔ)的重要組成，這種模式是建立在基樁和承臺(tái)上的共同結(jié)構(gòu)，根據(jù)樁身是否都埋在土中，分為高承臺(tái)樁基和低承臺(tái)樁基。根據(jù)樁基礎(chǔ)的根數(shù)進(jìn)行區(qū)分，一根大直徑樁的是單樁基礎(chǔ)，多根基樁組成的結(jié)構(gòu)是群樁基礎(chǔ)，通常用柱承受和傳遞上層結(jié)構(gòu)的重力。

2 樁基礎(chǔ)分類

對(duì)施工方法進(jìn)行分類，將樁基技術(shù)分為兩類，分別是預(yù)制樁和灌注樁。預(yù)制樁的施工方法需要根據(jù)規(guī)定的沉樁標(biāo)準(zhǔn)，通過錘擊、振動(dòng)或靜壓的手段將預(yù)制樁打入設(shè)計(jì)標(biāo)高，隨后通過預(yù)鉆、中打入的方式打進(jìn)預(yù)柱狀中，降低沉樁時(shí)的沉樁影響，同時(shí)降低擠土影響。在我國(guó)，鋼樁和鋼筋混凝土預(yù)柱樁是常見的兩種預(yù)柱狀，當(dāng)?shù)貙又杏杏矈A層時(shí)，也可采用水沖法打樁。

灌注樁的分類比較廣泛，主要是在設(shè)計(jì)樁位直接鉆孔、沖孔、挖土。

（1）沉管灌注樁。

根據(jù)相應(yīng)的打樁標(biāo)準(zhǔn)，使用振動(dòng)錘打入土層到達(dá)設(shè)計(jì)標(biāo)高，邊錘邊拔管或邊振動(dòng)，直至成樁。

（2）鉆孔灌注樁。

這種方法適用于各種土層，可以制成大直徑和各種長(zhǎng)度，利用機(jī)械設(shè)備和泥漿護(hù)壁或干法作業(yè)成孔、放置混凝土和鋼筋籠。

（3）人工挖孔灌注樁。

放置鋼筋籠，孔內(nèi)灌注混凝土，與鉆孔灌注樁、沉管樁相比，鉆孔灌注樁施工設(shè)備簡(jiǎn)單，適用于持力層淺、單樁承載力高的工程。

（4）擠擴(kuò)支盤灌注樁。

在原有等截面混凝土樁基礎(chǔ)的基礎(chǔ)上，通過土體的高能擠壓形成支盤空洞。分支和承壓板應(yīng)在一般黏性土層中形成，但不能在淤泥質(zhì)土中形成。

3 樁基礎(chǔ)的施工應(yīng)用條件分析

在現(xiàn)代化的施工建設(shè)過程中，樁基礎(chǔ)技術(shù)非常重要，相較于普通的施工技術(shù)，樁基礎(chǔ)施工在穩(wěn)定性、承重性方面的效果更好，但結(jié)合其工程量大、施工成本高等特點(diǎn)，該技術(shù)不能應(yīng)用在全部建筑中，如果錯(cuò)誤選擇樁基礎(chǔ)技術(shù)，會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)問題。地基條件優(yōu)越時(shí)，采用的樁基礎(chǔ)技術(shù)使用效能較低，增加建筑施工成本；地基條件不佳時(shí)，采用的樁基礎(chǔ)強(qiáng)度不能滿足地基穩(wěn)定性的要求，導(dǎo)致房屋的整體建設(shè)存在安全風(fēng)險(xiǎn)。因此需要結(jié)合工作實(shí)際，選擇最合適的樁基礎(chǔ)施工方案，提升建筑的穩(wěn)定性、提升建設(shè)效能。

（1）建筑地基整體質(zhì)量要求高。

（2）建筑對(duì)承力有較高的要求，如廠房、倉(cāng)庫(kù)等建筑。

（3）建筑高度較高，但占地面積比較小，對(duì)局部地基的壓力較大，如電視塔、工廠煙囪等建設(shè)。

（4）建筑穩(wěn)定性需求高高，如精密儀器制造企業(yè)等。

（5）建筑所在地的土層中需要減輕地質(zhì)的影響，增強(qiáng)地基的穩(wěn)定性，可以采用樁基礎(chǔ)技術(shù)。

（6）地震帶的房屋需要更高的穩(wěn)定性。

4 建筑施工中樁基礎(chǔ)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用

4.1 施工前準(zhǔn)備

樁基礎(chǔ)技術(shù)在具體施工的前期，應(yīng)提前對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況進(jìn)行勘察，了解施工現(xiàn)場(chǎng)的具體全面的地質(zhì)數(shù)據(jù)，保證施工方案的合理性。

在勘察中也需要深入了解整體的地質(zhì)水文信息、氣候、地理?xiàng)l件信息，掌握信息后進(jìn)行匯總分析，確定地下水的情況以及開挖的深度。施工前應(yīng)當(dāng)調(diào)查土壤的性質(zhì)和特點(diǎn)，并根據(jù)土體的特點(diǎn)確定地基承載力的特征值，并對(duì)其側(cè)阻力特征值等進(jìn)行分析。

例如，素填土地基承載力特征值為90 kPa，呈現(xiàn)欠壓實(shí)狀態(tài)，其預(yù)制樁的側(cè)阻力特征為-10 kPa，在素填土、淤泥、砂礫、輕質(zhì)黏土中都不可作為持力層。強(qiáng)風(fēng)化花崗巖地基承載力特征值為700 kPa，是最佳的樁端持力層，其預(yù)制樁的側(cè)阻力特征為120 kPa，建議采用Ф400樁徑的預(yù)制管樁，建立在經(jīng)濟(jì)角度和技術(shù)條件的統(tǒng)籌上，都需要落實(shí)基本的持力層的選擇問題，保證建設(shè)工程的整體穩(wěn)定性。

4.2 做好技術(shù)方案的確定

工程建設(shè)人員應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際掌握的相關(guān)數(shù)據(jù)，做到施工類型和施工方式的最優(yōu)化選擇，制定施工方案的過程中，應(yīng)注意需要保護(hù)好周邊的建筑物，在實(shí)用、環(huán)保、合理的基礎(chǔ)上開展施工。相關(guān)建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)做好基樁技術(shù)參數(shù)方面的測(cè)試，根據(jù)地勘數(shù)據(jù)了解地基土層的基本情況，確定基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)，如樁基的承載力和樁基長(zhǎng)度等。根據(jù)勘察點(diǎn)的樁基承載力確定樁基數(shù)量，確定樁基的直徑、厚度和周長(zhǎng)，根據(jù)土體的實(shí)際物理性質(zhì)決定樁基自身的承載力。

建議的持力層是強(qiáng)風(fēng)化花崗巖，分段長(zhǎng)度應(yīng)當(dāng)取樁徑的1～3倍，根據(jù)樁底到達(dá)持力層的深度確定技術(shù)方案。在確定樁底進(jìn)入持力層的深度時(shí)，應(yīng)考慮特殊土壤、巖溶和地震沉降液化的影響。完整和相對(duì)完整的未風(fēng)化、弱風(fēng)化和中風(fēng)化硬巖周圍的嵌巖灌注樁最小深度應(yīng)≥0.5 m。如根據(jù)幾個(gè)測(cè)點(diǎn)的樁承載力特征值，約為3 000 kPa，可初步確定樁的承載力為3 000 kPa。對(duì)于樁的承載力低于3 000 kPa的問題，可以延長(zhǎng)樁進(jìn)入持力層的深度，以提高樁的承載力。確定樁長(zhǎng)有兩個(gè)并列條件，即樁進(jìn)入持力層的長(zhǎng)度和樁進(jìn)入持力層的規(guī)定深度承載力，找出這些不滿足的測(cè)量點(diǎn)并確定最長(zhǎng)樁長(zhǎng)就是確定樁長(zhǎng)。

4.3 合理選擇施工機(jī)械，提升工作素質(zhì)

施工單位應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格根據(jù)施工方案所規(guī)定的要求選擇施工機(jī)械，保證在機(jī)械性能合格的基礎(chǔ)上進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)。基于樁基礎(chǔ)技術(shù)不斷發(fā)展的特點(diǎn)，應(yīng)當(dāng)優(yōu)選施工機(jī)械，并根據(jù)實(shí)際機(jī)械施工所需要的技術(shù)安排施工機(jī)械。必要時(shí)可以進(jìn)行相關(guān)機(jī)械的性能試驗(yàn)，工程機(jī)械進(jìn)場(chǎng)以后，需要對(duì)施工機(jī)械進(jìn)行合理養(yǎng)護(hù)，定期保養(yǎng)、定期檢修，保證工程機(jī)械正常作業(yè)。考慮到部分機(jī)械具有通用性的特點(diǎn)，盡可能可以選擇可以一機(jī)多用的機(jī)械，降低機(jī)械對(duì)工程施工的負(fù)面影響，降低工程建設(shè)施工的成本。

建設(shè)施工單位需要強(qiáng)化人員的培訓(xùn)，人員使用機(jī)械中、做好樁基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中都需要高素質(zhì)人員，保證工作落實(shí)到個(gè)人。采取崗位責(zé)任制，可以最大限度保證施工建設(shè)人員的責(zé)任發(fā)揮，有效提升建設(shè)施工的整體效能。在建設(shè)單位中可以構(gòu)建獎(jiǎng)懲機(jī)制，鼓勵(lì)構(gòu)建優(yōu)質(zhì)工程，對(duì)于整體工作部署得當(dāng)、工程施工規(guī)范、管理科學(xué)的單位應(yīng)當(dāng)給予獎(jiǎng)勵(lì)。

4.4 做好樁基放線，避免工作干擾

樁基放線工作需要穩(wěn)定落實(shí)，在工作之初做好工作部署，能最大限度避免工作的干擾。在確定水平點(diǎn)的過程中，應(yīng)當(dāng)記錄整體的樁高度，并確定高度數(shù)據(jù)，有效控制施工過程中的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化，應(yīng)當(dāng)在平坦的地基表面設(shè)置控制網(wǎng)，順樁編號(hào)，再用打樁機(jī)打入精確的位置。樁基放線應(yīng)提前檢查施工項(xiàng)目，以確保施工項(xiàng)目按照規(guī)劃批準(zhǔn)的要求安全進(jìn)行。

專業(yè)測(cè)量人員、施工負(fù)責(zé)人、監(jiān)理人員需要對(duì)基礎(chǔ)工程進(jìn)行放線復(fù)核，確定基礎(chǔ)開挖的基礎(chǔ)邊線，定位樁需引至周圍的永久性固定裝置，以防軸線定位樁損壞無(wú)法補(bǔ)救。在該過程中，需要工程規(guī)劃部門、建設(shè)單位檢驗(yàn)合格后才能施工，建立控制坐標(biāo)網(wǎng)，如果發(fā)現(xiàn)重大的誤差，應(yīng)當(dāng)和設(shè)計(jì)院、甲方共同商議，確認(rèn)后可正式定位。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我國(guó)建筑事業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)建筑市場(chǎng)考驗(yàn)巨大，建筑施工的安全性直接對(duì)接人們的人身財(cái)產(chǎn)安全產(chǎn)生影響。因此在實(shí)際的工程施工中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)地理情況合理甄別，確定是否需要使用樁基礎(chǔ)，做好精準(zhǔn)的測(cè)繪和考察后，應(yīng)落實(shí)樁基礎(chǔ)質(zhì)量。在建筑行業(yè)中，應(yīng)當(dāng)合理考察建筑施工的具體情況，利用新工藝和新技術(shù)提升樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量，為建筑物的質(zhì)量提供保障，優(yōu)化整體的工作安排，提升工作管理效能，促進(jìn)我國(guó)建筑行業(yè)的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。