軟土地基的樁基礎施工及質量控制技術的研究

陳明忠

(漳州市龍文區建設工程質量安全站，福建 漳州 363000)

引言

軟土地基受自然環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節，必須通過把握施工要點和質量控制技術，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 施工現場勘察

軟土地基樁基礎施工的現場勘察，既是確保施工順利進行的必要環節，也是保證質量控制有效性的重要著力點。軟土地基地質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，十分容易出現顆粒膠結現象，因此，在夯實時難度較大。而且軟土土質具有突出的壓縮效果，必須通過現場的實際調查后，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量。施工現場的軟土樁基環境狀況不同，要選擇相對應的施工方案，在施工現場的前期勘察，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場資料，更科學地選擇樁基施工技術。現場勘察的主要對象包括：施工地區的地質條件、水文狀況以及自然環境因素等。另外，地下水和土壤土層也需要重點調研，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場環境信息，為工程的安全順利施工開展做好基礎。只有做好現場施工的事前勘察，才能有效保證施工建設的質量，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、質檢人員和安全管理人員等。通過做好施工各環節的溝通，使每一位施工人員能夠明確每一環節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節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，在施工前必須經過全面的檢查，并以設備建檔的方式，確保不同設備的參數和信息相對完整。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。第二，樁機儀表。電流表、壓力表、轉速表等必須經過精準校對。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，避免影響工程質量；其次，要做好現場的清障工作，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、變質的水泥。除了對于現場環境的施工準備，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。應根據施工勘察的相關資料，在不同軟土地段和底層確定試樁數量，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，為后續噴粉提供各項精確、科學、合理的參數，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，保證地基的穩定性。在運用該技術時，要全面清除原施工區域內的所有軟土，采用硬度更高、抗腐蝕性更好、可壓縮性和穩定性更好的碎土、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，一方面，必須嚴格控制預制樁的標準和施工質量，通過全面嚴格的檢測，嚴格把好混凝土樁預制樁的質量關；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節，要根據不同工程的施工特點，選擇預先或現場定制的方法，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，以免出現損壞情況。除此之外，還要結合現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要控制在三層范圍內，提高結構的穩定性。

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和在現場的運輸，必須要結合施工現場的具體條件，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，需要在施工現場操作，其中成孔方式是保證樁基質量的關鍵點，不同的成孔方式針對不同的施工條件，必須根據充分考慮到土質特點選擇樁基技術，才能進一步滿足質量控制需要，例如，當面對淤泥、砂性和粉土土質時，應采用泥漿護壁成孔的方式；粘性、碎石土質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，保證穩定性和平整性，確保土層地基均勻分布。由于不同工程現場的軟土地基的具體情況不同，為了確保排水固結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，滿足樁基礎結構穩固性和安全性的要求，確保突出技術優勢。

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，為了更好地發揮預制樁優勢，可以采用混凝土加固土樁技術。在應用該技術時，土樁的長徑比數值應控制在80左右，為了提高樁基礎結構的穩定性，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，改善樁型結構，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，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，為了更好地發揮該技術的優勢，有效改進加固效果，還要保證相關施工技術人員的專業技術水平，保證土樁定位、數量和尺寸的精確性[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，保證地基的穩定性，降低沉降狀況發生的概率。在碎石樁加固的過程中地基土層會實現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

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境和季節條件影響較大，為了提高軟土地基的承載力和穩固性，必須從樁基施工入手，通過統籌好各個施工環節，嚴格把握質量控制技術，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量效果，不斷提高工程的整體質量控制水平。