建筑工程地基基礎及樁基礎施工技術研究

丁 華 山西三建集團有限公司

1 前言

在現代建筑工程施工中，樁基礎施工技術的有效應用極為關鍵，將會對建筑整體質量造成直接影響。因此，施工單位應系統地分析土建工程的樁基礎施工具體情況，研究施工技術的關鍵點，落實對施工細節的管控，確保建筑工程施工質量達到標準要求。

2 地基基礎與樁基礎的概念介紹

在建筑工程中地基主要是指在建筑物的荷載作用下，促使基底下方出現變形的部分地層；而基礎則是向地基的建筑下部結構有效傳遞建筑物荷載的部分。建筑物荷載中的一個重要支撐就在于地基，為避免出現強度破壞、失穩的情況，就必須采取一系列切實可行的預防措施。同時，在地基變形的允許范圍之內來嚴格控制基礎的沉降量。在建筑工程中，如果上述條件、要求能夠同時滿足，則施工中需要盡量選擇那些埋深淺、施工工序簡單的基礎類型與基礎措施，即位于天然地基上的淺基礎形式；反之，如果地基不符合上述條件與要求，為取得良好的加固效果就需要選擇一個合理的地基，以此逐步提高地基本身的穩定性和強度，然后在處理以后的地基上開展基礎工作，通常情況下這種地基形式也被稱之為人工地基上的淺基礎。在建筑對于地基提出較高要求的情況下，為更好地完成埋深較大的基礎工程，有必要采取那些相對比較復雜的施工工藝，即所謂的深基礎或樁基礎，以此可以向更深的土層中來有效地傳遞建筑物本身所具有的荷載。

3 地基基礎與樁基礎的施工特征

3.1 多變性

我國地域遼闊，不同區域的施工地質條件、環境以及水域情況也存在著較大的差異性。因此在建筑工程地基基礎以及樁基礎施工過程中，需要結合施工區域的地質特點，針對性選擇施工方案，這就導致了地基基礎與樁基礎施工呈現多變性的施工特征。

3.2 危險性

地基基礎與樁基礎是建筑工程的重要施工內容，但是因為地基工程多是處于地下，在具體施工中還會受到水害以及支護情況等多種因素的影響。如果沒有做好安全防護工作，有可能導致坍塌等施工事故發生，對施工人員的人身健康與安全造成危害。因此，建筑地基工程與樁基礎工程危險性較高，需要施工企業做好相應的安全管理與支護工作，保障施工環節的順利開展。

4 建筑地基基礎與樁基礎施工過程中存在的問題

4.1 土質不符合施工要求

在高層地基基礎與樁基礎建設中，施工現場土質檢測工作是基礎性工作，整個建筑建設工作將會受到土地地質情況的直接影響。施工現場土地的堅硬程度是否符合建設標準、地下水資源含有量等，都會在很大程度上影響建筑建設。需要注意的是，若建設施工區域內有大量的地下水資源，會嚴重阻礙樁基礎建設施工的順利進行。這主要是由于大量地下水會使土地潮濕度大幅提高，導致樁基礎建設質量下降，會增加挖孔等施工操作的難度，容易留下安全隱患問題。施工區域內土質不符合建設要求，含水量過高將會干擾建設工作的開展，會出現樁基礎腐蝕的情況，很可能導致建筑建設質量不達標。

4.2 凍土層沒有及時清理

在進行地基基礎與樁基礎建設中，施工單位若沒有及時有效清理施工區域內的凍土層，當氣溫上升后，凍土層逐漸解凍，土層會發生沉降問題，對建筑土層結構的穩定性造成極大影響。這種情況下，建筑部分區域也可能發生塌陷情況，存在較大的安全隱患，導致建筑建設工作質量下降。但凍土層未及時清理問題在施工建筑中很難發現，會嚴重影響樁基礎及地基基礎建設。對此，在樁基礎及地基基礎建設過程中，建設單位應要求施工人員認真排查凍土層問題，并安排技術人員進行復查。工作人員若發現凍土層問題，應及時上報給管理人員，采取有效的處理措施加以解決，以免帶來安全隱患。

4.3 地下水影響

當前許多建筑物的基坑深度較深，導致受到地下水影響增大。深基坑的開挖是為了提高基礎承載力，施工難度較大。在深度較大的基坑開挖以及樁基施工過程中，開挖深度增加，容易挖出地下水，施工期間如果有大量降雨，會導致基礎質量下降，施工中應采取防護措施。

4.4 未嚴格遵守標準

施工周期長、施工規模大，施工過程的不確定性較高，將對環境產生直接的負面影響。在專項建設工程時，基樁的工期與經濟效益的發展密切相關。為了提高收益，部分公司選用劣質材料，結構建筑質量大幅度下降，或通過減少施工環節避免超過工期導致施工技術應用效果差。

4.5 樁基礎質量存在問題

現代建筑逐漸向更高層發展，樁基礎及地基基礎的承載重量大幅提高，占地面積卻不斷縮小。隨著建筑建設的加快推進，有關樁基礎的應用明顯增多，建筑建設施工技術對樁基礎應用強度及質量提出更高要求。在實際建設過程中，若樁基礎存在質量問題，對應的建設施工技術無法彌補不足，這會使建筑在施工或使用過程中，發生變形、彎曲的情況，甚至出現折斷的嚴重情況。樁基礎質量問題會影響整體建設施工的順利進行，導致建筑施工質量不能滿足標準規定要求。

5 地基基礎與樁基礎施工技術

5.1 高壓注漿施工技術

高壓注漿法是一種常見的地基基礎施工技術。在應用高壓注漿施工時，先要通過鉆機進行鉆孔處理，然后進行注漿施工。施工單位要先進行施工場地的平整處理，為后續鉆孔工作開展奠定基礎。此外還要進行鉆機機械設備的平整性調整，有效控制偏移角度，便于后續地基施工，隨后在結合土質條件基礎上，合理選擇成孔技術。如果土層標準貫入值在40cm以內，可以采用鉆機直接插入到灌漿管內進行施工。在完成成孔施工之后方能夠進行注漿施工，在施工前需要做好注漿口與輸漿管的檢查工作，確保無雜物堵塞情況之后，才能進行后續的注漿施工。在完成注漿施工后，要立即做好注漿管的清洗工作，避免出現堵塞等情況。

5.2 灌注樁施工技術

灌注樁施工技術在建筑工程施工中有著廣泛的應用。在施工時，需要重點確定打樁的具體位置，隨后明確打樁點位，根據設定好的目標點位開展鉆孔施工。在完成鉆孔操作之后，對孔洞中遺留的泥土以及雜物進行清理，確保鉆孔內部無多余雜物，為后續的鋼筋籠吊裝施工奠定良好基礎。根據建筑工程樁基施工需求，進行鋼筋籠的制做，鋼筋籠的形狀以及大小要滿足建筑工程的實際施工需求。完成上述操作之后，將鋼筋籠吊裝到孔洞中，隨后進行混凝土的灌注施工，從而獲得良好的地基與樁基施工效果。施工企業還要將各施工環節所產生的誤差控制在合理范圍內，做好灌注樁的定期檢查工作，確保灌注樁的整體施工質量，為后續的建筑工程施工奠定良好的基礎。

5.3 換土墊層

在建筑工程地基施工的過程中遇到膨脹性土體的可能性比較大，這種土體通常只具有很小的承載力，導致無法充分地保證地基本身的強度與穩定性，可以采用換墊層法來實現提高原地基的承載力。換置土墊層的方法主要在于利用砂石等強度較高的材料將原地基中的淺層軟體換掉，這對于土層濕陷性、脹縮性的縮小至關重要，還能夠提高地基本身的承載力，有效減少地基的沉降量。在一般建筑工程中通常會用到素土墊層、碎石墊層、砂墊層等多種墊層，這種方法已經被廣泛地應用到淺層軟弱土、濕陷性黃土或季節性凍土的地基處理當中。同時，為提高土體密實度和有效預防施工中的土體孔洞、縫隙，在施工過程中可以借助分層填土的方式。

5.4 碾壓與夯實

如對地基強度提出了很高的要求，就可以將碾壓與夯實法應用到實際施工當中，以此可以幫助那些相對松軟的土層進一步提高密實度。所謂碾壓與夯實法主要是指在各種機械工具的幫助下有效地夯擊地基土體，這對于地基土強度的提高、土體液化性能的改善至關重要。待建筑竣工后應用這種方法能夠有效避免地基所產生的沉降，一般情況下這種方法主要分為兩種：即機械碾壓法、振動夯實法。其中機械碾壓法就是在各種大型機械的幫助下碾壓地基土，諸如壓路機與推土機等，一般情況下每層20cm～30cm的鋪土需要進行8～12遍的反復碾壓，這種方法在面積較大的填土夯實工程中比較常見。而振動夯實法則是在電動機的幫助下，使用振動機來垂直夯擊地基土，這種方法通常需要很長的振動時間，但是可以取得良好的效果，適用于砂土地基、透水性良好的松軟土地基中。

5.5 排水固結法

受土壤自身液化性質的影響，土層中往往含有一定水分，相應的會直接降低地基本身的承載力，此時為固結土層就必須將水分排除干凈。排水固結主要是在各種排水方法的協助下將松散土體中的水分排除并實現自動固結，將這種方法應用到建筑工程中，有助于促進地基承載力的提高和沉降量的減小。另外排水法的處理技術相對比較簡單、取材方便，且具有很高的經濟性、實用性。具體方法：在地基周圍提前設置袋裝砂井、塑料排芯板，然后借助水沖法或沉管法來成孔，并在孔內進行灌砂預壓操作，為盡快將地基土中的水分排除干凈就可以采用真空加壓的方式，這對于提高地基土固結速度、快速改善土質液化性質、提高土層強度、減少沉降量至關重要。研究發現，這種方法在一些土層的建筑地基工程中具有很高的適用性，諸如淤泥土質、沼澤土、飽和性黏土等。

5.6 旋挖樁孔技術

旋挖樁孔技術是近年來得到廣泛應用的一種機械開挖技術，用帶桶鉆頭的鉆機在巖土上鉆孔，用伸縮鉆桿卸土，挖出樁孔。通常情況下，護筒埋在黏土層頂部，深度為0.5m，頂部高度為地表以上0.3m，由地基土中的一層黏土保護。旋挖鉆機安裝后，在垂直鉆孔過程中，通過鉆頭等技術進行注水，自然攪動土壤，形成泥漿保護墻，并在孔壁上形成和保持保護層。

5.7 預制樁基礎技術

使用機械或液壓樁設備將預制樁通過靜壓壓入樁孔的方法，與錘擊法相比，該方法具有節能、節約成本、保土、環保等優點。振動工程機械用于使預制樁和樁孔壁的土壤發生共振，減少樁與土之間的摩擦阻力，使預制樁沉入樁孔中，噴水使樁下沉。通過向預制樁端部輸送高壓水，降低土體的承載力和樁身與土體的摩擦力，使預制樁自重下沉的施工方法對砂土的適用性強。

5.8 現澆樁基礎技術

現澆樁基礎的關鍵技術是在樁孔內放置鋼籠并進行混凝土澆筑作業。近年來，在城市建設中采用鉆孔樁技術時，主要采用不需要土墻保護、連續施工的旋轉樁法和澆筑混凝土的全管法。現澆樁基礎技術施工的重點是水下混凝土澆筑作業，澆筑的管道應平直垂直鋪設，嚴格控制埋入深度。

5.9 化學加固法

所謂化學加固法主要是指利用化學材料來粘結松散土，可以通過多種方法來實現提高地基承載力的目的，諸如機械拌和、化學反應等，在建筑工程中經常采用的方法主要有三種。第一種，灌漿法：在壓縮空氣與泵機的幫助下，在土層內部使用灌漿管均勻地灌注水泥等漿液，確保漿液在土層中能夠得到充分滲透，且需要同時擠出土層中的水分、空氣，經過一段時間的固結以后可以在原本比較松散的土體中快速凝結成一個固結的整體，以此可以發揮防水作用，促進地基承載力的提高，還能夠有效的預防地基沉降。值得一提的是，在注漿時通常會采用水泥漿、堿液、水玻璃等漿液。第二種，噴漿法：在預定位置可以使用工程鉆機進行鉆孔操作，待鉆孔到一定深度以后有必要將一個噴射嘴安裝到鉆桿下方，在高壓作用下可以確保漿液迅速向周圍的土層中噴射，且在噴射過程中噴嘴會按照鉆桿均勻地進行旋轉與提升，促使在噴射區能夠快速地形成一個圓柱體形式，待漿液與土體混合以后，可以形成一個固結的圓柱體。利用這種方法有助于土體承載力的提高，防水作用明顯，在砂土、人工填土或黏性土等地基工程中具有很高的適用性。第三種，深層攪拌法：借助特制深層攪拌機的作用，在地層深處可以注入一些固化劑，諸如水泥、石灰等，確保固化劑、土層能夠得到充分攪拌與混合，并有助于地下連續墻體或水泥樁系列的形成。

6 建筑地基基礎與樁基礎土建施工中的質量控制措施

為保障建筑地基基礎及樁基礎建設質量，施工單位應深入分析樁基礎質量問題的主要影響因素，落實對施工各個環節的管控，強化建筑施工的質量控制。具體應做好以下三方面：第一，施工單位應加強地基基礎與樁基礎建設的安全管控，做好相關安全知識的宣傳教育工作，安排施工人員進行崗前培訓，促進施工人員安全意識提高。施工單位應要求工作人員嚴格按照規定標準進行操作施工，要求一線施工人員發現安全隱患問題時立即反映，盡可能避免安全事故的發生。施工單位應明確安全責任管理制度，合理劃分管理人員的安全責任，將質量安全管控落到實處。第二，施工單位應組織施工監管人員進行強化培訓，鼓勵監管人員積極學習有效的監管方法，促進施工監管水平提高。施工單位應建立建筑工程質量監管制度，將監管任務加以明確，在建筑設計、工程建設、道路交通設計等環節落實監督管控。監管人員應對施工材料質量、施工操作等進行細致檢查，及時糾正施工人員的不規范操作，有效避免發生工程質量問題。第三，建筑單位應設置考核機制，考查施工人員、技術人員以及監管人員的安全知識儲備，確保建設工程質量。

7 結論

總之，地基基礎、樁基礎作為建筑工程中的重要組成部分，也是建筑工程的關鍵點、難點所在，施工時有必要按照實際情況選擇相應的處理技術與施工方法，以保證工程質量。