樁基礎施工技術在建筑工程中的運用探討

文／張浩 唐山港集團股份有限公司 河北唐山 063611

引言：

樁基施工技術是指將樁基與承臺結合在一起的地基處理技術，它可以將上部結構與地面進行較好的銜接，從而實現上部結構的向下荷載的傳遞，從而提高建筑結構的抗震性能和基巖的承載力。在這一特殊作業中，建筑企業需要不斷提高樁基施工技術水平，嚴格規范施工工藝。只有這樣，才能提高建筑工程的質量，才能為建筑企業的發展提供堅實的保障。

1、樁基礎技術介紹

1.1 樁基礎技術概念

樁基由樁基和樁頂連接組成。當樁身完全埋入土中時，承臺剛好與土體接觸，稱為低承臺樁。當樁身完全埋入土中且基底高于地面時，則稱為高承臺樁。目前，樁基礎技術已廣泛應用于高層建筑，采用先進樁基技術可有效地提高基礎結構強度，提高工程質量。通過樁基礎施工，既能提高結構的承載力，又能有效地減少豎向荷載，使得建筑工程自身的結構受力能夠得到優化，最大限度地減少沉降。在采用樁基礎施工技術進行施工時，需要對堅硬的石頭、泥土等需要進行科學的處理，切實提高結構的整體穩定性，避免因外力作用造成的不均勻現象。

1.2 樁基礎技術的優勢

樁基礎具有優良的承載能力，能夠承受所有高層建筑的豎向荷載，以及下方單個豎向樁的較高剛度。由于受到自身重量和承載物的壓力約束，建筑物的樁基礎不容易發生沉降，穩定性較高。在發生自然災害時，土層雖然會自然沉降，但土層樁基礎具有優良的抗壓和抗拉強度，可以保證建筑物的穩定性，防止建筑物晃動或傾斜。單樁的橫向剛度也很大，可以承受各種環境條件下的壓力，增強建筑物的抗震能力。此外，還可提高土層或者堅硬部分的松軟度，讓土層或者堅硬部分分擔建筑物的總重量，增強建筑物樁基礎的承重力，防止建筑物發生沉降或傾斜等事故。

2、樁基礎施工技術在建筑工程應用中存在的問題

2.1 測量施線

在項目中設計樁位的位置時，設計者需要在選定的施工現場選擇符合項目的施工要求的位置，這是樁基礎施工測量的首個環節，而且在樁基礎施工過程中需要提供精準的數據信息以支持過程的完成。此外，工程師需要在竣工后測量樁基礎，以評估工程的施工質量，并在建設工程的實際施工中選擇最佳的建筑材料。因為，建筑企業對工程質量有嚴格要求，不得違反建筑規范，在工程施工過程中需要嚴格遵守國家有關規定。通常，在樁基礎施工過程中，測量施線這個環節最常出現問題。當工程師知道測量施線不正確時，工程師需要選擇最適合當前情況的測量方式。其中，人們常用的方法有兩種。一個增大樁基礎的樁承臺，另一個添加樁。但若發生此種情形，不但工程技術費用會上升，工程建設周期也會隨之延長。

2.2 地下水處理問題

在直接建造樁基礎的過程中，工程師經常面臨與地下水處理相關的問題。在地下水位較低的情況下，工程師可以采用單樁法進行抽水。當地下水水位較高時，工程人員可采用多根樁同時進行抽水，從而使地下水位下降。在工地正常施工過程中，如果樁身較淺，工程師可采取局部排水措施。如果建筑工地的地基存在凍土，工程師可以使用人工冷卻技術將地下水變成冰，這降低了水土之間的壓力，保證了項目的順利建設。這種施工技術的優點是可以隔離地下水，具有很強的抗滲透性，可以最大限度地減少對施工場地周圍的污染。

3、基礎施工技術在建筑工程施工中的應用

3.1 灌注樁成樁技術

首先要選好點，在正確的地方打個孔，然后把混凝土和鋼筋籠放進孔里。鉆孔的方法有很多種，每種方法都有獨特的好處。但是，通常使用干作業成孔。這種方法有效地結合了人工鉆孔和機械鉆孔。手工鉆孔時，注意不要挖粘土或礫石土，挖孔的深度控制在0.9m 到1.5m 之間，完成挖孔后，將鋼筋放入孔中開始澆筑混凝土。在混凝土澆筑部分之后，混凝土只要已凝結就會形成灌注樁。這種方法在建筑工程中很常見。在施工前，需要考慮到該地區的地質條件。如果局部地區的巖溶地貌比較凸出，可能會導致偏孔和卡孔問題，這是由于不同層次的巖石強度不同造成的。因此，施工過程中應特別注重控制沖擊鉆的沖擊范圍，防止出現偏孔和卡孔問題。如果孔有輕微偏的問題，可以將素砼倒入孔中，1d 之后重新鉆孔。在打好樁孔后，應對孔內部進行清理，防止雜物殘留在樁孔底部，阻礙樁孔的正常使用。清孔通常采用專用裝置，清孔時間需要控制在15-20min 內。如有特殊要求，需要每2-3h 再次清潔樁孔。

3.2 人工挖孔樁技術

人工挖孔樁技術，顧名思義就是用人工來完成。本技術具有施工工藝清晰、操作簡便、無需大型機械，可實現多樁、單樁的鉆孔作業。功能十分強大，可直接考慮樁的大小并確定施工現場的低質環境，承受壓力的效果好，抗震性強，最后的施工質量也達標。但是，由于人工操作，導致工程進度緩慢，存在著明顯的安全隱患。由于地下作業存在諸多不確定性和風險，安全管理難度大。而且，天氣條件也會影響人工樁的施工進程，水位越高，對周圍建筑物的影響越大。

3.3 預制樁施工技術

在搭建預制棧時，首先選擇一個合適的位置，然后在這個階段通過各種方式引導樁打入該位置中。施工方法雖有多種，但各有優缺點，應根據實際建筑情況而定。如果選擇正確的振動或錘擊等樁設計方法，會產生較大的振動和高噪音，優勢是施工速度快，但使用振動方法會對地基產生一定的干擾，錘擊法就直接會影響樁基本身；水沖法的振動聲音、噪音都比較小，但施工速度低，技術流程比較復雜，同時影響樁基的承載能力。另外，在使用水沖的時候，也要考慮采用內、外兩種方法。內射技術可以應用于室外的鋼管樁和水泥樁。對于實心方樁或鋼H 型樁，可采用外射法。在任何情況下，射水的行為都應在距樁頂2 m 處停止。然后需要使用錘擊的方法將樁堆到估計的高度。相對而言，靜力壓樁法的使用比較普遍，與以前的方法相比，振動或噪音較小，需視現場情況而定，但當砂層厚度超過2 米時這個方法不能用。如果施預制樁工過程使用靜壓樁法，施工團隊需要首先確定進入樁基的路徑并仔細監控入樁過程，以確保路線不會偏離指定路徑以避免過程出現問題，并防止樁基懸垂或土體懸垂等現象的發生。在此過程中，需要保護好樁基，并且控制壓力機的速度通常保持在每min/1m 左右，這個速度允許樁底在壓的過程中可以與所有土層相互作用，以減輕抗剪預應力。在壓入過程中，樁基底部的下段鋼筋需要進行調整，以確保與預留孔對齊，使樁基的上下接觸面保持在5mm 至10mm之間，以滿足設計要求。

3.4 靜力壓樁施工技術

采用壓樁設備和樁基本身的重力作用于樁上，然后在受力的作用下將樁壓入土中。該方法施工簡便，施工工藝簡便，對樁身的外部環境沒有明顯的影響。另外，采用靜壓樁施工工藝時，所需要的混凝土、鋼筋數量相對較少，因而可以降低工程造價，提高工程效率。然而，在工程實踐中，靜壓樁的施工技術存在著諸多弊端。首先，在進行壓樁時，地基的構造會發生改變，從而對地基產生一定的破壞。其次，在靜壓樁基時，施工過程需要是連續的。一旦施工過程停止了，會對施工造成非常大的影響。最后，靜力壓樁施工技術不適用于高層建筑，其施工質量無法得到保障。

3.5 注漿技術

3.5.1 制作注漿管

注漿管道采用鍍鋅鋼管制造，直徑為25mm，通常采用螺紋連接，再用防水膠帶將其包裹。樁端注漿閥長度為300mm，鉆孔時將漿液噴出，鉆孔與鉆孔之間的間隔設定為50mm，注漿閥需要承受1MPa 以上的靜水壓，同時具有一定的反沖力，而注漿閥門的外層需要能夠抵御沙土等堅硬物體的摩擦力，不會造成注漿閥損壞。注漿完畢后，要用清水沖洗，如有滲漏，操作人員應采取措施，將注漿管道密封，上端需要使用堵頭進行封堵。

3.5.2 布置注漿管

工作人員在設置注漿管時，需要將兩個注漿管分別綁在鋼筋籠外側，并在2～4m 處用鋼絲和主筋進行捆綁。在鉆完洞后，需要先清除孔洞，再將鋼筋籠放下，并在下落時對注漿管道進行保護，以避免因鋼筋籠變形或其它原因造成螺釘松動等情況。另外，使用混凝土襯墊對噴嘴的周圍起到防護作用，避免在長時間的摩擦下出現膠帶破裂或注漿孔堵塞。

3.5.3 漿液配方

在注漿過程中，需要控制注漿的濃度和壓力，確保注漿質量符合設計要求。通常情況下，注漿的密度和壓力對注漿量的影響較大，注漿量控制得好，注漿效果也會更好。目前，注漿漿料以混凝土漿為主，一般采用42.5 級普通硅酸鹽混凝土，根據飽和度、滲透性來決定漿料的水灰比，一般飽和土、水灰比為0.45～0.65，而不飽和土為0.7～0.9。同時，要保證混凝土攪拌時間超過2min，并且需要對泥漿進行完全的過濾。

3.5.4 注漿時間和注漿裝置

樁體混凝土需要在2 個小時內完成，否則過早注漿，較容易造成樁體混凝土強度不足，如果注漿過快，樁底的整體穩定性也會受到影響；若注漿過遲，則樁底注漿管道將被包覆，壓力過大，導致注漿不順暢，同時也將使得樁基混凝土固化，難以形成注漿通道，進而導致泥漿出現大量流失現象，因此，施工人員應視具體情況，選擇合適的注漿時機。

工作人員在選定注漿設備時，需要準確地確定注漿壓力，通常應將注漿壓力控制在合理的范圍之內。另外，還應加強注漿裝置的性能，使注漿裝置使用方便，并配有壓力計，以便工人在注漿過程中對注漿過程中的壓力變化進行監測。在進行混凝土漿料的混合時，應選用直立的攪拌機，以便使漿料符合規定的攪拌條件，除此之外，還應具有計量、顯示等功能，便于操作人員掌握漿料的動態。

3.6 置換土質技術

置換土質法也是普遍的房屋建筑項目的主要施工方法。采用該技術，可以解決基礎結構強度不足的問題，增加基礎結構的穩定性和承載力，以保證房屋結構的穩定性。同時，用更耐用、耐腐蝕的粘土材料代替在基本建設條件下不符合建筑標準的土壤。工作流程本身需要用原始粘土替換路面，首先去除替換粘土的軟層，然后根據一定的建筑標準選擇合適的材料填充空隙，實現填充材料與原土壤完全融合的目的，有效提高地基土質的硬度和強度。該技術的使用降低了房屋建造過程中發生事故的可能性，同時優化和改進了地基的結構，避免了地基結構變形的情況發生，提高了地基的性能。

4、強化樁基礎技術施工質量控制的要點

4.1 樁基礎施工的準備工作

4.1.1 地質勘察

為了充分發揮樁基工程的技術水平，需要對現場的地質、地理環境等進行全面的調查，并根據各種數據及時制定相應的施工計劃。在施工過程中，通過運用現代信息技術對各種數據進行綜合整理，并編制成一份表格，以便為設計提供準確可靠的依據。調查結束后，還要對現場可能存在的各類情況進行分析，以便在設計過程中及時采取相應的對策。然后進行合理的布局，以確保項目的正常運轉。其中面對樁基礎建設中存在的踏孔現象，設計部門提供的地質勘探資料，對于不同的地質情況，選用適措施宜的泥漿比重，泥漿粘度和不同的鉆進速度。如在砂層中，應選用較好的造漿材料，加大泥漿稠度提高泥漿粘度以加強護壁，并適當降低進尺速度；埋置護筒時，底部應加填密實，護筒周圍也要回填密實。

4.1.2 施工方案的設計

在完成地質調查工作后，需要加強工程的規劃與設計，保證文明施工，提高工程整體質量。保證施工質量，需要從兩個方面著手：一是對樁基施工進行科學的管理，二是對施工進度進行分析，由于在施工之前就需要對施工方案的可行性進行分析，以此更好地確保整體的施工質量。

4.1.3 判斷樁機的整體高度

在進行樁基施工之前，需要對樁基整體高度做出準確的判斷，要求對各節點的定位深入熟悉。期間也唯有通過合理地控制各個樁基的高度，才能更好地保證整個樁基工程的穩定性。

4.2 實現精準定位

在正式開始施工前首要做的事情就是進行定位，特別是在進行土建工程的樁基礎施工前需要正確定位。所謂定位，其實就是確定防線的位置，利用方格網來把控軸線的位置，確定控制點并對其進行設置，完成一切的防護任務。如果可能，可以使用一種技術使用一個安全的物體將控制點設置在其上。此外，在建筑工程中安裝樁時，應多次確保線的位置，避免保護線出現問題，保證其精度，確保順利完成施工作業。

4.3 優化清孔施工質量控制

鉆孔后要及時清理孔，以免殘留物影響澆筑混凝土時的施工質量。清孔的要點是：當達到目標鉆井深度時，要檢查井的深度和坡度。一旦滿足鉆井要求，就可以進行鉆孔清理操作，以防止內部因為殘留的物體發生安全問題，例如由于泥漿引起的塌陷。對于不同類型的鉆機，應選擇不同的清理鉆孔的方法和工藝或者使用真空吸泥機等，有助于提高施工現場的施工質量。

4.4 優化鋼筋籠的制作與放置

制作鋼筋孔需要使用直流焊接設備進行手工加工，以確保鋼筋籠的制作精度。在實際生產過程中，主筋通過雙面同心搭設焊接的手段進行連接。在進行箍筋操作時，用螺旋漸進的方法進行箍筋，并借助鍍鋅鐵線完成與箍筋綁扎的任務，在焊接時采取超長鋼筋籠的處理方法。吊裝鋼筋籠時，通常采用吊車吊裝方式，這樣吊裝時可以調整鋼籠的軸線和孔的軸線。如果鋼筋籠漏水，需要手動固定，慢慢放下。在鋼筋籠安裝好后，才能進行混凝土澆筑作業。

4.5 實現補樁與糾偏

在樁基工程中，樁基補樁和糾偏是工程建設中的一個關鍵環節，它對確保樁基工程質量具有十分重要的意義。所謂“補樁”，指的是在前期工程完成后，出現的一些不滿足使用規范或要求的樁身。補樁實質上是一種受壓的工作，其產生的壓力來自于承臺所受到的靜壓。樁基施工的最終影響不僅影響該結構，還影響與其相關的設備的運行。如果最后所呈現的施工效果不如預期，則應根據需要進行調整。實行樁基糾偏可以糾正位置傾斜的樁基礎，有效防止后續樁基礎斷裂情況的發生。當然，如果你想糾正偏離正確位置的樁，也需要對其進行糾偏操作。除此之外，施工人員也可以通過增大樁承臺來增加樁基的承載力，以增加樁基的穩定性，通過這樣可以彌補樁基找平壓力低帶來的一些問題，并使其承載能力符合規定的標準。

4.6 實現樁基礎建設后期檢測

高應變動檢測控制技術和低應變動態監測控制技術是房屋建筑樁基礎承載力檢測的主要手段。該方法主要采用相應的機械設備，對需要檢測的樁基結構頂部進行重擊，檢測相關的動力傳遞數據，并采用標準公式計算樁基結構強度和穩定性。隨著建筑工程的規模越來越大，高應變動檢測控制技術已經不能滿足社會對建筑質量的要求，所以低應變動檢測控制技術的應用越來越好，低應變動檢測控制技術所使用的機器設備的型號，相對來說比較小，重擊力度也會有所降低，而且通過先進的傳感器，可以檢測出樁基的具體情況。另外，在使用這種檢測控制技術的同時，還可以保證樁基部分結構的清潔程度，避免由于雜物過多而導致實際檢測控制結果不準確。

結語：

一般來說，樁基礎是建筑施工的重要組成部分，具有一定的復雜性。從建筑工程的整個施工過程來看，這種建筑技術的一致性直接影響到整個項目的穩定性和安全性。隨著經濟的發展，我國的建設規模不斷擴大，應特別注意在項目中對樁基礎施工技術的應用，這是項目的重要組成部分。在工程的實際施工中，工程的總體設計需要考慮施工條件，根據設計方案的要求正確選擇具體的樁基礎施工技術，以滿足工程的施工和設計要求，以為我國建筑業的可持續性發展做出貢獻。