關于建筑地基基礎和樁基礎土建施工技術的分析

劉寶民

（中鐵建工集團有限公司　北京　100000）

關于建筑地基基礎和樁基礎土建施工技術的分析

劉寶民

（中鐵建工集團有限公司北京100000）

承受建筑物全部重量的地基是位于建筑物底部的基底地層，樁基礎則是位于地基和建筑物之間，是支撐建筑物的一個重要部分。本文以高層建筑為切入點，闡述了地基基礎和樁基礎的概念，詳細分析了在土建施工中地基處理容易出現的問題，分別探討了地基基礎與樁基礎的土建施工技術，希望能夠為相關的施工工作起到一定參考作用。

高層建筑；地基基礎；樁基礎；土建施工

隨著中國經濟的飛速發展，城市化和工業化的進程不斷加快，高層建筑的建設也步入快速期。高層建筑將人口密度的增加集中于體積變化，而不是面積變化。基于體積變化可以弱化面積變化對人口密度的影響，即在相同的占地面積下，體積越大，可以增加更多的可用面積，進而增大人均建筑面積。因此，需要做好高層建筑施工并提高施工質量是社會經濟與科技發展的必然要求。

1　地基基礎與樁基礎的概念

地基是被壓在建筑物之下，起支撐建筑物和固定建筑基礎作用的土層或巖體。地基地層性質較為多樣，基本構成差異明顯，比如巖石、砂土、人工填土等都可以成為地基施工的基礎。地基分為兩類，天然地基和人工地基。天然地基屬于自然土層，沒有進行人工改造，也沒有受到人為破壞。人工地基則是指在自然土層的基礎上進行了合成或分解等處理的人造土層。地基建設的基本屬性包括四個方面：①適當的壓力。②足夠承載重量的強度。③防止失穩、傾覆的穩固能力。④控制在一定合理范圍內的沉降量，不同部位的沉降值偏差不能太大。

地基基礎可以將結構所承受的各種作用力傳遞到地基上的結構組成部分，比如磚基礎、混凝土基礎等，因此地基必須堅固、穩定而可靠[1]。圖1所示的兩種模型是建筑基礎的不同類型，樁基礎就是建筑基礎眾多類型中的一種，承載力極高，承重時的受力面較為均勻，在較大壓強下的沉降量小。圖2是樁基礎的簡易構成圖，如圖所示，幾根用于支撐的樁條深深地插在地基巖土中，樁頂的承重臺和樁柱共同組成自身基礎，尤其適用于重型建筑物。

圖1　常見的建筑基礎

2　地基施工常見問題

2.1塌方問題

圖2　樁基礎結構圖

塌方是一種事故現象，土建施工中的塌方具體是指建筑物的頂部受到外力或者因自身承載力不足而出現變形，最后出現倒陷下墜的情況。外力影響方面一般是雨水沖刷造成的土壤膨脹變形。而地基自身質量不過關也有可能導致塌方。塌方是一種嚴重的事故，會使整個地基土層的穩定性產生動搖，承載力明顯下降，嚴重時還會有人員傷亡的情況出現。管理者和施工人員必須充分了解施工地區的地質結構，并將這些了解到的資料跟前期的設計結合，才能盡量避免塌方的出現。一旦出現塌方，要迅速做出應對措施的部署，保障施工現場的人員安全，盡可能地減輕塌方對施工帶來的影響。

2.2施工管理不當

就目前的研究數據來看，施工現場普遍存在土建施工不規范和技術選用不合格的情況。在很多工程項目中，設計圖紙與實際施工有出入，無法正常銜接，這就導致實際施工難以達到預期效果。比如，灌注樁后壓漿的施工包括壓漿罐頭的制作、壓漿管的埋設選取、壓降順序的確定以及壓漿壓力和節奏的控制等。如果在土建施工過程中不注意這些問題，很容易影響工程的進度與質量。

2.3保護措施不足

外部環境因素是影響施工質量和進程的重要原因，甚至是根本原因。施工期間對地基基礎的保護措施要全面、完善。比如在雨季降水較多的地區，工作人員忽視基礎防水措施的話，地基土質受到水作用就會變得松軟甚至膨脹，硬度和穩固度下降。最后工程不得不重新調整進度，先解決地基的固化問題后再繼續進行項目施工。因此，在地基施工中要未雨綢繆，預想到各種可能存在的缺陷和可能出現的問題，提前設計科學合理的保護措施。

3　土建施工技術

3.1地基基礎的施工技術

3.1.1分層填土、換土墊層

不同地區的土層巖層是不盡相同的。當施工場地的土體因為潮濕水潤的原因而出現體積嚴重膨脹的現象時，地基基礎的強度和穩定性是達不到建筑施工相關要求的。不注意的話，土體會出現縫隙與空洞，造成地基沉降。應對這一問題的合理措施就是把這種軟土層替換掉，通過其它穩固、強度較大、承載重量的力量值較高的土體來取代天然地基[2]。

3.1.2碾壓與夯實

要讓地基強度得到進一步的提高，就需要用一些可以制造出強大沖力的方法。如圖3所示，在施工操作中，通過大型機器進行地基碾壓與夯實工作，能夠加固土層中那些松軟的土質，讓高層建筑竣工后的地基沉降值在最大程度上得到控制。在實際施工中，最為常用的兩種方法是震動夯實和機械碾壓，需結合施工實際選擇所對應的方法，保證施工的質量。

圖3　夯實土層的具體程序

3.1.3加固土壤

干燥的土壤會自動固結，而濕潤的土層卻是松軟脆弱的。從技術理論上而言，弱化土壤自身的液化性，最大程度減少土壤含有的水分，就可以提升土層的固結能力。這種類似于抽水、排水的處理方法操作簡單、經濟實惠，效果也很顯著，可以有效提高土層的承載力，其被廣泛應用于建筑施工現場。

水泥漿、堿液、丙烯酸銨和泥土會產生一系列的化學反應，最終導致泥土凝固。利用這一化學原理，在土層中加入具有這一化學性質的物質。這種化學加固法有多種處理方式，向土層中灌入水泥漿的灌漿法，把土壤與水泥攪拌合成的攪拌法以及對土層大量噴灑堿液或丙烯酸銨的噴霧法，都適用于地基施工。

3.2樁基礎施工技術

在建筑工程中，樁基礎的使用范圍很廣，單樁具有可靠的單樁豎向剛度，而通過樁群形成的樁基具有良好的群剛度。按照施工方式的不同，樁基礎施工技術可以分為靜壓力樁和震動沉樁兩種[3]。

3.2.1振動沉樁施工技術

振動沉樁的基本原理是讓樁柱和地基垂直相交。把振動器水平壓在樁臺上，通過震動將樁柱打入土層中。樁底的震動會帶動地基土粒的振動，這樣就減少了樁柱與土層的摩擦阻力，提高了打樁的速度和效率。在打樁時，先用錘子在0.4～0.7m的高度輕輕地預敲幾下，等到樁柱插入1cm后，再增加錘擊速度和起落幅度。這種施工技術下樁效果好、簡單易操作，不僅提高了施工效率，還降低了施工成本和勞動強度。但是，震動沉樁也具有一定的局限性，比如揚塵大和噪音大等，會對周邊環境產生較大影響。

3.2.2靜力壓樁施工技術

靜力壓樁施工技術有機械式和液壓式之分，具體是指用樁柱自身的重力作用的反力和樁架上的配重一起將預制樁逐節壓入土層。靜力壓樁機在施工過程中通常先進行分段壓入的環節，再進行逐段接長施工。這種方式不需要用到鋼筋或混凝土，大大降低了工程造價。壓樁機在打樁的過程中無振動、無污染、噪音小，對周圍環境基本上沒有多大的影響，適合人口密度大的繁鬧街區。但是，這種技術更加適用于土質相對較軟的地區。值得注意的是，壓樁時還會破壞地基的土層結構，一小段停頓就會造成土壤凝固，所以不能中斷工作。

4　結束語

高層建筑節約了占地面積，但也增大了人口的密集度，加重了建筑物的承載力。地基基礎是支撐著高層建筑的重要部分，而樁基礎就是高層建筑深深扎入土中的根。地基基礎與樁基礎作為土建施工的基礎，其施工質量對整個工程有重要的影響。而土建施工過程中各項處理技術的運用是地基基礎與樁基礎質量的有效保障。施工人員在土建施工的現場要熟練掌握地基基礎和樁基礎的施工技術和處理技術，切實保障高層建筑施工的安全性和穩定性。

[1]陳躍建.民用建筑地基基礎和樁基礎土建施工技術[J].四川水泥，2014，11：189+183.

[2]崔以倫.加強高層建筑地基基礎與樁基礎土建施工技術分析[J].城市建筑，2013，08：56～57.

[3]姚樹太.淺談高層建筑地基基礎和樁基礎土建施工技術[J].中華民居（下旬刊），2012，12：67～68.

TU753.3

A

1673-0038（2015）39-0102-02

2015-9-7

劉寶民（1988-），男，山東惠民人，助理工程師，本科，從事建筑施工管理工作。