淺析巖土工程勘察與樁基礎的選擇

李佳炫

（湖南化工地質工程勘察院有限責任公司，湖南 長沙 410000）

一、巖土工程勘察與樁基選型的重要性概述

近年來，隨著國家經濟的飛速發展，城市面積的不斷擴大，人口逐漸遷移集中到各大城市中去。因而，城市的建筑物不斷地向高、大、密集發展。對建筑物基礎的荷載要求，基礎結構及地基穩定性和安全性的要求越來越高。越是高大的建筑物，越是需要提供大荷載的建筑基礎，越傾向于選擇和使用樁基礎。不同的樁基形式適用于不同力學和性質的巖土層及地下水形態，有的場地巖土性質及地下水形態能夠發揮出特定樁基的優勢，而有的場地巖土性質及地下水形態在樁基施工的過程中，對樁基能否順利施工、成型，對樁身質量影響非常大。于是，現代建筑工藝對巖土工程勘察與樁基礎的選擇提出了更高效、精準、適宜、經濟性的要求。

二、淺述巖土地層情況與樁基分類選擇

（一）預應力混凝土管樁

預應力混凝土管樁簡稱預應力管樁，又稱PC管樁，是一種常用的預制混凝土樁。其在常用施工中的成樁方式一般有錘擊法、靜壓法與鉆孔法（既引孔工藝）等。

預應力混凝土管樁的優點是造價較低，施工速度快，能夠提供的樁端承載力較高，對周圍環境影響較小，無污染。缺點是預應力混凝土管樁在施工過程中，容易對周邊巖土層產生明顯的擠土效應，打入式管樁在其施工時的振動對周邊建筑物（特別是淺基礎建筑物）及埋地建（構）筑物的基礎產生影響較大。雖然靜壓式管樁所產生的振動及噪音較小，但是其穿透力較打入式管樁大大減弱，其施工設備的占地面積比較大，移動也不便，在人口密集區域、周邊建筑物密集區域需要慎用采用該樁基形式。

預應力混凝土管樁適用于碎石土、沙土層較厚的地區的以摩擦力為主的樁。

（二）機械旋挖成孔灌注樁

機械旋挖成孔灌注樁基施工相比于預應力混凝土樁基施工產生的噪聲更小，穿透力更強，因此適用性更加廣泛，可以穿越較為堅硬的土層、巖層，達到較深的樁端持力層。能建造比預制樁的直徑大得多的樁，因而提供更大的單樁承載力?；A施工進度快，適用于更多種地基。與預制樁相比不需要接樁與截樁，可一次成型。缺點是混凝土在泥水中灌注，施工過程中容易出現斷樁、縮徑、離析、夾泥等現象，造成樁身質量較難控制；以及樁端虛土沉渣較難清除等質量問題。且費工費時，場地污染和廢漿排放問題容易加重。地下水會對灌注樁鉆孔過程有影響，如成孔困難，塌孔等。

機械旋挖成孔灌注樁適用于有穩定持力巖、土層地區的以端承力為主的樁。

（三）機械成孔長螺旋灌注樁

長螺旋灌注樁可施工的樁徑比預應力樁大，穩定性較好，能夠在不同類型的地基上使用，施工效率高，但對土層的穿透力比旋挖樁差，對于含地下水較豐富的區域，長螺旋樁成孔不需要泥漿護壁。長螺旋灌注樁不需要像預制管樁一樣需要接樁與截樁，可一次成型，也不像旋挖成孔灌注樁需要穩定持力巖、土層，長螺旋灌注樁可適用于軟土地區的摩擦類樁。其在施工過程中對質量管理與把控要求比較嚴格，若鉆桿提速過快，會導致輸送管內混凝土數量不足而易造成樁身夾泥、中空、斷樁、縮徑等，造成樁身質量較難控制；以及其樁端虛土沉渣較難清除等問題。由于大型機械施工，對場地的空間也有一定要求，亦需要考慮場地污染和廢渣排放問題。

機械成孔長螺旋灌注樁適用于有砂土、軟土較厚的地區的以摩擦類樁。

（四）人工挖孔樁施工

人工挖孔樁基的施工成本更低，施工流程也更加簡便，設備簡單。人工挖孔樁施工在保證質量的前提下，減少了大型機械設備的使用開銷，單獨的樁基直徑較大，易清除樁端虛土，能直接觀察地層土質變化，長度較短，穩定性好。但是人工挖孔作業往往要付出巨大的勞動力，工作強度較高，人工挖孔的效率比不上機械挖孔，而且相比于機械操作，人工挖孔的安全性較低，因此在施工過程中，必須做好安全防護工作，在遇到地下水時要格外注意，尤其是水位較高的區域，開工前必須進行抽水操作，以降低安全事故的發生概率。此外，人工挖孔還會明顯地受到外界環境因素的干擾，比如在雨雪天氣，人工挖孔成樁很難進行下去。

人工挖孔樁適用于無地下水或地下水較少的場地，有穩定巖、土層的區域的端承類樁（見圖1）。

圖1 人工挖孔樁

三、巖土勘察與樁基礎選擇注意事項

（一）相關注意事項

在樁基工程施工前期準備階段，應在現場進行試成樁，目的是為了核實施工條件及相應的樁底持力層，成樁的可行性進行核實，并對設計的單樁承載力進行復核。施工人員需要對成樁孔的可能性進行判斷，以此為基礎確定需采取的支護措施。大直徑端承樁施工前應在每個樁位進行持力層檢測鉆探，探至樁端以下3d或5m，其中d為樁的直徑，以查明樁端持力層范圍內是否有軟弱、破碎夾層，灰巖地區是否存在溶洞等情況。如果發現軟弱、破碎夾層、溶洞，要采取相應的處理措施。

（二）水文條件對樁基施工的影響

地下水會給樁基礎施工將帶來一定的影響，其具體表現為，對旋挖成孔灌注樁來說，地下水的影響主要是造成其成孔護壁的難度；旋挖樁及長螺旋樁在灌注成樁時若地下水過大，易造成跑漿、離析等。對于人工挖孔樁，地下水影響樁基施工工人的安全性，地下水較大區域人工挖孔樁施工前需進行有效的降水止水措施，以確保施工安全。此外，在雨季或豐水期施工時應考慮水位上升可能對基礎施工造成的影響，應采取相應的降水與排水措施（見圖2）。

圖2 旋挖樁成樁后

（三）規范巖土勘察工作

巖土工程勘察流程的規范是確保勘察工作質量的重要依據，特別是一些企業或行業協會受到政府委托制定的相關地區的技術標準。對各地區區域的勘察工作流程的規范和更新，補充建立了符合當地情況的巖土工程勘察標準及實施細則，提升巖土工程勘察流程的標準水平和要求。因此要求設計人員在實際勘察過程中結合勘察地點的實際情況，嚴格按照巖土工程勘察規范規程執行，確保巖土工程勘察的質量，結合地區區域樁基類型及成樁經驗，為樁基順利施工打下良好的基礎。

四、結束語

綜上所述，本文已經對巖體工程勘察與樁基礎的選擇進行了詳細的分析，充分結合了地質和水文條件，對樁基選擇方案進行論述。在實際樁基選型過程中，應充分了解具體場地的巖土分布情況及工程力學性質，根據場地實際情況靈活選擇樁型，確保樁基選型的適合和匹配，在具體項目中能夠發揮其應有的優勢和作用。