軟土地基的樁基礎施工及質(zhì)量控制技術的研究

陳明忠

(漳州市龍文區(qū)建設工程質(zhì)量安全站，福建 漳州 363000)

引言

軟土地基受自然環(huán)境和水文地形因素的影響，具有含水性和軟塑性突出的特點，因此，承載能力不強也是在建設施工中必須重點克服的問題。樁基礎施工位置在地下，而軟土層又有著獨特的地下水位，作為軟土地基建設的重要環(huán)節(jié)，必須通過把握施工要點和質(zhì)量控制技術，確保軟土地基承載力滿足標準要求。

1 軟土地基樁基礎施工要點分析

1.1 施工現(xiàn)場勘察

軟土地基樁基礎施工的現(xiàn)場勘察，既是確保施工順利進行的必要環(huán)節(jié)，也是保證質(zhì)量控制有效性的重要著力點。軟土地基地質(zhì)的空隙要比普通地基的大，由于軟土地一般都靠近水源，含水量相對較高，十分容易出現(xiàn)顆粒膠結(jié)現(xiàn)象，因此，在夯實時難度較大。而且軟土土質(zhì)具有突出的壓縮效果，必須通過現(xiàn)場的實際調(diào)查后，才能進行有效處理，否則將會影響整個地基和基樁的承載力以及工程建設的進度及質(zhì)量。施工現(xiàn)場的軟土樁基環(huán)境狀況不同，要選擇相對應的施工方案，在施工現(xiàn)場的前期勘察，能夠為樁基施工提供全方位的參考資料，使施工設計和建設人員通過分析現(xiàn)場資料，更科學地選擇樁基施工技術。現(xiàn)場勘察的主要對象包括：施工地區(qū)的地質(zhì)條件、水文狀況以及自然環(huán)境因素等。另外，地下水和土壤土層也需要重點調(diào)研，土層的形成機理和性能要進一步分析，確保全面掌握軟土地基樁基礎施工的現(xiàn)場環(huán)境信息，為工程的安全順利施工開展做好基礎。只有做好現(xiàn)場施工的事前勘察，才能有效保證施工建設的質(zhì)量，提升樁基施工的綜合水平[1]。

1.2 施工人員與設備

勘察和調(diào)研過后，在確定施工工藝和樁基技術的同時，還要進一步組織好施工技術人員和現(xiàn)場管理人員，在施工前要重點審查建設施工單位，確保各級人員具備合格證明，還要確保各個崗位人員的實際到崗情況，特別是技術人員、檔案管理人員、質(zhì)檢人員和安全管理人員等。通過做好施工各環(huán)節(jié)的溝通，使每一位施工人員能夠明確每一環(huán)節(jié)的施工工序應用的技術和施工標準要求，以確保施工的各個環(huán)節(jié)和流程能得到科學與合理的銜接。此外，機械設備的選擇對基樁成樁質(zhì)量也有著很大影響，因此，還要科學地選擇機械設備，確保根據(jù)不同樁型和土層有相適配的施工器械。對于即將在工程應用的各類機械設備，在施工前必須經(jīng)過全面的檢查，并以設備建檔的方式，確保不同設備的參數(shù)和信息相對完整。施工機械設備的檢驗要從這三方面入手：第一，樁機記錄儀。每一臺在工程中應用的樁機都要裝配可以控制樁身進度的記錄儀，為了防止偽造樁基施工記錄，還要仔細記錄儀的設定，例如：施工時間、噴粉計量、樁基深度等參數(shù)。第二，樁機儀表。電流表、壓力表、轉(zhuǎn)速表等必須經(jīng)過精準校對。第三，樁機鉆架。為了保證軟土地基樁基的精準度，還要在樁機鉆架的垂直面上設置吊線錘，并標記垂直線。

1.3 施工準備

由于軟體地基的特殊性，為了確保施工過程的順利進行，還要做好現(xiàn)場的準備工作。首先，要確保軟土地基工程表面的平整，當涉及到高層工程時應采用密布群樁形式，在處理好場地后才能開工，避免影響工程質(zhì)量；其次，要做好現(xiàn)場的清障工作，在基樁成樁前還要對場地的施工障礙物進行清理，尤其是地下構(gòu)筑物和廢舊管線，確保成樁的順利進行，避免障礙物對施工進程的干擾；最后，還要準備好現(xiàn)場會應用到的原材料，例如，噴樁水泥，必須要全面檢查，確保滿足標準化要求，而且還要做好擺放和保管，避免材料被腐蝕，以確保建設材料的安定性和時效性，并嚴禁使用過期、變質(zhì)的水泥。除了對于現(xiàn)場環(huán)境的施工準備，還要從施工人員、機械設備入手，保證滿足樁基礎項目需要。為了確保施工安全，順利達成預期施工目標，還要建立并完善施工管理機制，確保施工人員的操作滿足相關標準要求，保證施工安全防護的有效性。

1.4 工藝試樁

在做好現(xiàn)場勘察、施工人員與設備審查與施工準備的基礎上，考慮到不同軟土地基基樁施工條件的差異性，為了確保軟土地基加固的實際效果，必須做好工藝試樁。應根據(jù)施工勘察的相關資料，在不同軟土地段和底層確定試樁數(shù)量，進一步檢驗基樁的摻灰量，核對不同地層的工藝流程和持力層的承載情況，為后續(xù)噴粉提供各項精確、科學、合理的參數(shù)，例如管道壓力、鉆機速度、拌速等[2]。

2 軟土地基樁基礎建設質(zhì)量控制技術分析

2.1 換土墊層基樁技術

換土墊層技術是軟土地基樁基建設過程中，處理樁基時最常用技術，當軟土地基土層較薄時可以通過粗砂、沙土和水泥土對軟土層進行換填，實現(xiàn)對軟土層的針對性處理。在進行換土墊層施工中，為了確保軟土地基有較好的承載力，需要對施工土層進行壓實，可以有效改變軟土層持力情況，保證地基的穩(wěn)定性。在運用該技術時，要全面清除原施工區(qū)域內(nèi)的所有軟土，采用硬度更高、抗腐蝕性更好、可壓縮性和穩(wěn)定性更好的碎土、礦渣或砂礫等材料分層填充。同時，還要通過人工或機械設備夯實，以提高填充材料的密度，以保證軟土地基的穩(wěn)固性和硬度。借助換土墊層技術提升地基基地的承載能力，有效避免基樁沉降的狀況，提高地基分散壓力的能力，促進軟土地基排水，防止積水和膨脹土縮脹。

2.2 混凝土預制樁基技術

混凝土樁是目前樁基技術最常用的技術形式，在實際運用中具有比較明顯的優(yōu)勢，不僅可以使軟土地基更堅固耐用，而且承載能力更強，制作起來更方便，因此被廣泛應用，也是很多水利、建筑在地基施工時最常用的施工類型。為了確保混凝土樁基有良好的品質(zhì)，一方面，必須嚴格控制預制樁的標準和施工質(zhì)量，通過全面嚴格的檢測，嚴格把好混凝土樁預制樁的質(zhì)量關；另一方面，在施工的過程中還要全面掌握預制樁基的操作環(huán)節(jié)，要根據(jù)不同工程的施工特點，選擇預先或現(xiàn)場定制的方法，以確保混凝土強度符合工程標準，滿足起吊最低值和運輸標準值，以免出現(xiàn)損壞情況。除此之外，還要結(jié)合現(xiàn)場的實際情況設計并確定混凝土預制基樁的長度和橫截面面積，為了避免變形和樁裂堆砌層數(shù)要控制在三層范圍內(nèi)，提高結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

2.3 鋼管樁預制與灌注樁基技術

鋼管樁預制和灌注樁基也是當前應用比較廣泛的軟土地基技術，能夠有效提高軟土地基樁基的強度。在運用鋼管樁預制技術時，首先，做好鋼材的檢驗，不僅要保證質(zhì)量標準，還要滿足工藝設計要求，尤其是鋼管樁的強度和精密度等指標要做好科學的測量把握(如圖1所示)；其次，還要重視鋼管樁的生產(chǎn)和在現(xiàn)場的運輸，必須要結(jié)合施工現(xiàn)場的具體條件，做好保管和遮蓋，防止積水和潮濕使鋼管柱銹蝕，避免磕碰；最后，在焊接過程中，要降低接口處的誤差，提高操作的精細化程度和焊接角度的合理性，焊接好的鋼管樁要注意及時清理截面。鋼管樁不同于灌注樁基技術，需要在施工現(xiàn)場操作，其中成孔方式是保證樁基質(zhì)量的關鍵點，不同的成孔方式針對不同的施工條件，必須根據(jù)充分考慮到土質(zhì)特點選擇樁基技術，才能進一步滿足質(zhì)量控制需要，例如，當面對淤泥、砂性和粉土土質(zhì)時，應采用泥漿護壁成孔的方式；粘性、碎石土質(zhì)則選擇沖擊成孔的方式更合適[3]。

圖1 鋼管柱基礎示意圖

2.4 排水固結(jié)技術

軟土地基一般具有粘性的特點，在進行土方開挖的過程中會受到地基中水的影響，不利于施工的順利進行，因此，在土方開挖之前，可以通過排水固結(jié)技術對軟土地基進行輕型井點降水處理。在應用該技術時，需要施用深層水泥攪拌樁，并通過地表加載預壓和豎向排版地基等方法，將樁基下方和兩邊空隙的水分快速排除，以此來提高軟土地基的硬度和強度，保證穩(wěn)定性和平整性，確保土層地基均勻分布。由于不同工程現(xiàn)場的軟土地基的具體情況不同，為了確保排水固結(jié)技術的針對性和排水過程的效率水平，還要堅持具體情況具體分析的技術應用原則，相關的工程建設單位還要進一步研究技術的創(chuàng)新應用，提高綜合能力，以便更好地解決軟土地基施工的積水問題，滿足樁基礎結(jié)構(gòu)穩(wěn)固性和安全性的要求，確保突出技術優(yōu)勢。

2.5 加固土樁技術

軟土地基的樁基礎施工一般都是采用預制樁，預制樁樁型相比于鋼筋混凝土的方樁有著更強的預應力，為了更好地發(fā)揮預制樁優(yōu)勢，可以采用混凝土加固土樁技術。在應用該技術時，土樁的長徑比數(shù)值應控制在80左右，為了提高樁基礎結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，還需要應用深層攪拌機械，通過對軟土地基的局部樁基礎使用固化材料，改善樁型結(jié)構(gòu)，形成加固型混凝土樁，使加固樁和樁間土性的適配度更高，滿足軟土地基的設計需要。相應地考慮到置換和應力集中效應的影響，在應用加固土樁技術時，還要從軟土地基施工后的沉降要求出發(fā)，合理控制加固土樁之間的間距和每個土樁的直徑與深度。加固土樁技術具有較強的適應性，為了更好地發(fā)揮該技術的優(yōu)勢，有效改進加固效果，還要保證相關施工技術人員的專業(yè)技術水平，保證土樁定位、數(shù)量和尺寸的精確性[4]。

2.6 碎石樁加固與擠密砂樁技術

在施工過程中受軟土地基自身特性的影響，對樁基礎的沉樁工藝的標準要求較高，為了保證沉樁質(zhì)量應選擇碎石樁加固和擠密砂樁加固，以此來降低軟土層的施工難度，通過碎石和擠密砂樁提高軟土地基整體的抗剪性和水平抵抗強度，保證地基的穩(wěn)定性，降低沉降狀況發(fā)生的概率。在碎石樁加固的過程中地基土層會實現(xiàn)更均勻且密實的效果，其排水性能也會大幅度提升，增強樁基的穩(wěn)定性。如圖2所示。

圖2 碎石樁加固效果示意圖

需要注意的是在施工中會有不確定因素的影響，例如，在樁壓過程中受周邊圖紙模板的影響會出現(xiàn)重塑的情況，強度也不再是碎石樁和擠密砂樁自身強度等級，而會降低至重塑土樁的強度。不僅如此，在施工程序暫停時，擾動土的壓樁力也會隨之提升，這時則需要采用砂礫、碎石等散粒材料，以振動沉降和水震沖器的方式來成樁，以此來形成具有置換，豎向排水功能以及擠密性的復合型地基。在樁基礎施工運用該技術時有兩個要點需要注意：第一，要明確軟土地基的土層地質(zhì)特點，如果難以確定，則需要反復試樁核查確定，以此保護沉樁加固操作的有效性。第二，對于散粒的樁料，應通過準確計算與實際核查確定其直徑、深度和間距的適用性。

3 總 結(jié)

綜上所述，做好樁基礎施工對軟土地基建設項目具有重要意義。軟土地基工程的建設周期長，在實際施工的過程中受自然環(huán)境和季節(jié)條件影響較大，為了提高軟土地基的承載力和穩(wěn)固性，必須從樁基施工入手，通過統(tǒng)籌好各個施工環(huán)節(jié)，嚴格把握質(zhì)量控制技術，提高軟土地基的整體強度。相關施工建設單位一方面要把握施工現(xiàn)場勘察要點，做好施工人員與設備的準備工作，完成工藝試樁；另一方面，還要提高軟土地基樁基礎建設質(zhì)量控制技術的應用水平，熟練運用換土墊層基樁技術、混凝土預制樁基技術、鋼管樁預制與灌注樁基技術、排水固結(jié)技術、加固土樁技術、碎石樁加固與擠密砂樁技術等。同時，堅持具體情況具體分析原則，采取多元化的施工技術應用手段，確保軟土地基樁基礎施工的質(zhì)量效果，不斷提高工程的整體質(zhì)量控制水平。