建筑工程土建施工中樁基礎技術的應用

文／馬遙、成培上、李典 融通地產（河南）有限責任公司 河南鄭州 450000

1.樁基礎概述及其應用價值

1.1 樁基礎概述

目前建筑工程施工中常用的樁基礎是利用承臺將所有承重樁的頂部進行連接，讓它們一起分擔和傳遞動靜荷載，這里所說的樁是指垂直或者有一定角度放置在土壤里面的基礎類建筑結構件，用于增加土壤的承載能力和穩定性，支撐建筑物的重量[1]。樁基礎技術主要包括樁的選擇、樁基礎施工和樁基礎質量控制等方面，需要根據工程的要求和地質條件來確定適合的樁型，并將樁逐根打入地下，以達到預定的設計標高和承載力要求，常見的施工方法包括振動沉樁、靜壓沉樁、鉆孔灌注樁，施工完成后還要進行樁長、樁徑、樁身的質量檢查，以及樁與土壤之間的黏結力、樁的側阻力等參數的測試，并根據設計要求做好樁基礎的加固與加固質量的檢驗。

1.2 建筑工程土建施工中樁基礎技術的應用價值

1.2.1 有效解決地基承載問題

通過將樁嵌入地下，樁基礎能夠承受來自上部建筑物的垂直荷載，并將其傳遞到更深的土層，減少地表的沉降并承受水平荷載，抵抗土壤的側向推力來增加整體穩定性，提供附加的抗浮力防止建筑物受到地下水位的影響。它具有較高的承載能力，能夠滿足各種建筑物的要求，可以適應軟土、粘土和巖石等各種地質條件，還具有施工周期短、施工難度低等優勢，能在較短時間內完成地基處理工作。

1.2.2 降低因地基工程質量造成危害情況的發生

樁基礎技術通過選擇合適的樁型和樁長，能夠根據地層情況和承載要求來進行設計，確保地基的穩定性和承載力，進行充分的地質勘察和實驗室試驗，可以確定合適的樁型，以及樁長的合理設計，用以提供穩固的基礎支撐。當地基土壤具有較差的承載能力或存在較大的沉降風險時，采用樁基礎技術能夠有效地分散地基承載力，降低地基沉降速度，提高地基的穩定性。通過在不穩定地層中打入樁基，使樁與土體形成一體化的結構，增加地基的整體承載能力，從而減少地基沉降和變形的風險[2]。

1.2.3 更符合我國復雜地形的施工需求

由于我國地域廣闊，地形復雜多樣，有高山、丘陵、河流等各種地貌特征，這些地形條件給建筑工程的土建施工帶來了一定的挑戰。不同地形區域的土壤類型各不相同，而樁基礎技術的靈活性讓建筑工程能夠根據具體的土壤情況選擇不同類型的樁基礎，能夠更好地適應復雜地形的施工需求。

2.工程概況分析

在融園·鄭州市鄭密路東汽車產業園項目中，1#～8#樓和10#樓采用了鉆孔灌注樁基礎技術，根據設計要求和地質條件，施工團隊首先進行現場勘測和土質分析，確定了鉆孔灌注樁的設計參數，使用鉆機對預定的樁位進行鉆孔，其深度和直徑根據設計要求確定，并在鉆孔施工過程中不斷地檢查土層情況，通過鉆孔內注入混凝土，同時將鋼筋逐段插入樁孔中。另外，該項目的9#樓和11#樓的基礎采用了不同的技術，9#樓基礎是天然地基，采用了獨立基礎的形式。由于地基承載能力不足，采用了換填墊層法處理，用以提高基礎的穩定性和承載能力；11#樓的基礎采用了筏板基礎技術，通過在地面上鋪設一層筏板，增加基礎的承載面積，提供更好的支撐能力。

3.樁基礎技術的主要類型

3.1 鉆孔灌注樁

鉆孔灌注樁也稱為灌注樁或灌注樁基，它是通過在地面上先進行鉆孔，然后在鉆孔中灌注鋼筋混凝土，形成堅固的樁體。施工過程中先使用鉆機在地面上進行鉆孔作業，將土壤逐漸鉆入到設計的深度，接著在鉆孔內部放置鋼筋筏或鋼筋籠，然后通過泵送混凝土的方式將混凝土灌注至鉆孔中，將孔內的土壤擠壓出去，形成一個堅固的樁體[3]。灌注樁的直徑和長度可以根據工程需求而定，而混凝土的配合比和澆筑工藝需要根據設計要求進行控制，它具有承載能力強、適應性廣、施工速度快等優點，常用于各類建筑物和基礎工程的地基處理中。

3.2 預制樁

這是在工廠或施工現場預先制造好的樁，然后將其安裝到地基中，常見的有預應力混凝土樁、鋼樁和木樁等。根據設計要求，在工廠或制造場地進行鋼筋的綁扎和模板的搭建，然后在模板內部澆筑混凝土，形成樁的整體結構，在混凝土凝固后預制樁會進行合理的保護和養護處理。預制樁被運輸到施工現場后，會通過挖掘機或其他設備進行安裝，安裝時需要先進行孔洞的挖掘，然后將預制樁安放到孔洞中，確保樁的垂直度和位置的準確性，再填充周圍的土壤或灌注混凝土來固定樁的位置，并與上部結構連接。

3.3 樁筏基礎

由于樁群的數量和布局可以根據設計要求進行調整，樁筏基礎適用于各種土質條件和荷載要求，能夠有效地分散荷載，并將荷載傳遞到樁群上，提高整體的穩定性和承載能力。它是將多個樁通過承臺或梁連接在一起形成樁群，然后在樁頂上澆筑一層鋼筋混凝土板，形成一個整體的承載結構。在施工過程中，首先在地基上安裝一組樁，樁的數量和布局根據設計要求確定，然后通過承臺或梁將這些樁連接在一起，形成一個穩定的樁群，在樁頂上澆筑鋼筋混凝土板，這樣就能形成一個堅固的樁筏基礎。

3.4 摩擦樁

摩擦樁的承載機理是依靠樁身與周圍土壤之間的摩擦力來傳遞和分散荷載，樁身表面的摩擦力可以通過樁的側面積和樁身與土壤之間的摩擦系數來計算，其承載能力主要取決于樁的直徑、長度、插入深度以及土層的力學特性。通過將樁直接插入土層中，利用樁身與土壤之間的摩擦力來承載荷載的一種基礎形式，使用鉆機或挖掘機在地面上或孔洞中鉆孔，然后將鋼筋籠或管道逐漸插入孔洞中，同時進行鉆孔的回填，在樁頂到達設計標高后，將注漿混凝土或水泥漿灌注到孔洞中，形成一個摩擦樁。它可以適應各種土質條件，并且具有較好的抗震性能和變形控制能力，廣泛應用于房屋建筑、橋梁、碼頭、隧道等工程中，特別適用于軟土層和深層基礎處理。

3.5 螺旋樁

這是一種用于土壤和巖石中的基礎建設的樁基礎技術，它由一根螺旋形的鋼管組成，通常具有一系列的螺紋螺旋，類似于大型的鉆頭，該形狀使其能夠通過扭轉進入地下，就像將螺釘旋入木材一樣，是一種無振動、無噪音和無排放的施工方法，因此在城市環境中廣泛應用[4]。其安裝過程相對簡單高效，使用專用的機械設備將螺旋樁旋入地面，直至達到所需的深度或特定的地層，一旦螺旋樁到達預定深度，就可以將其連接到建筑物或結構的基礎上，會通過一個鋼制的連接器完成，使螺旋樁與建筑物的混凝土基礎相連。它們能夠在軟土、粉狀土壤和巖石等各種類型的土壤中使用，可以承受相當大的垂直和水平荷載，使其在建筑物和橋梁等結構的支撐方面非常有效，由于螺旋樁安裝時不會產生振動或噪音，因此對周圍環境和附近居民的干擾較小。

4.樁基礎施工流程分析

4.1 施工準備階段

根據工程設計和地質勘察報告，確定樁基礎的類型和布置方案，在選擇樁基礎類型時，要考慮到地質條件、建筑物荷載特點以及地形復雜度等因素，進行全面的施工場地準備和布置工作，確保施工區域沒有障礙物，保證施工設備能夠順利進入。根據具體的樁基礎類型，準備振動錘、鉆機、混凝土泵等相應的施工設備，準備鋼筋、混凝土等充足的樁基礎施工材料，確保施工過程中有足夠的設備和材料供應，避免因缺乏資源而延誤工期，而且施工人員要具備相應的技術能力和操作經驗，熟悉樁基礎施工工藝和安全操作規程，根據實際情況，制定樁基礎施工的步驟、施工工藝、質量控制措施等詳細的施工方案，并編制合理的施工計劃，安排施工進度和資源配備，確保施工過程的有序進行。

4.2 樁基礎定位

樁基礎的位置應盡量避開周圍建筑物的影響，還要根據土壤工程和結構分析，評估樁基礎施工對周圍建筑物的影響，確保樁基礎施工不會對周圍環境和結構造成不利影響。在進行定位時，一定要嚴格遵守設計要求和結構荷載，以建筑物的結構設計荷載和荷載傳遞路徑，來確定樁基礎的布置方式和數量，通過結構分析和計算，確定樁基礎所需的承載能力和剛度要求[5]。

4.3 護筒埋設

在進行樁基礎施工時，為了保護樁身免受土層的損害，防止土體塌方、流失或者淤積進樁內，需要采取措施對樁身進行保護。護筒埋設即是在樁身外部設置一根或多根筒狀物質，將其嵌入土層中，形成一個穩定的樁孔，這樣可以有效地保護樁身，防止土體的侵蝕和沉積，提高樁基的承載力和穩定性。護筒的材質通常采用鋼管或混凝土制成，要先進行樁孔的鉆探，然后將護筒嵌入樁孔中，其直徑一般比樁身略大，這樣才能確保樁身能夠順利進入護筒內，需要注意護筒與樁身之間的間隙要保持一定的穩定，不得過大或過小，保證在施工過程中土層不會出現塌方或堆積的現象。

4.4 鉆孔處理

通過鉆孔可以將土壤或巖石層逐層打通，形成穩定的樁孔，并達到清除孔內的雜質和水泥漿的目的，使樁身能夠順利灌注或澆筑，并與周圍土層緊密結合。在進行樁基礎施工時，需要先進行鉆孔處理，即通過鉆機或其他設備，在地面或水中鉆探出合適的孔洞，為后續的樁身灌注或鋼筋混凝土澆筑提供空間和支撐。鉆孔處理的具體步驟包括：

（1）選擇合適的鉆機和鉆具，根據設計要求確定鉆孔的位置和深度；

（2）使用鉆機將鉆具逐漸推入地面或水中，進行鉆孔操作；

（3）鉆孔過程中，根據土層或巖石的情況及時調整鉆具的鉆進方式和速度，以確保鉆孔的質量和效率；

（4）完成鉆孔后，將孔內的雜質和水泥漿清理干凈，為后續的樁身灌注或澆筑做好準備。

4.5 制作鋼筋籠

鋼筋籠是用鋼筋按照設計要求制作成的空心框架，用于加固和增強樁身的承載能力，根據設計圖紙和規格要求，確定所需的鋼筋種類、直徑和長度后，將鋼筋按照設計要求進行切割和彎曲制作成合適形狀的鋼筋條，再將加工好的鋼筋條按照設計要求組合成框架狀的結構。這一過程通常通過焊接來完成，焊接時需要注意保證焊接接頭的牢固性和質量，同時還需進行必要的檢測和修整，確保鋼筋籠的尺寸和形狀與設計要求相符。通常鋼筋籠會被放置在鉆孔內，與灌注的混凝土或其他填充材料緊密結合，形成一個整體的樁身，通過鋼筋籠的加固和加強作用，樁基的承載能力和穩定性得到提升。

4.6 混凝土澆筑

在樁基施工過程中，經過鉆孔處理和制作鋼筋籠后，需要進行混凝土的澆筑形成樁身的主體結構，混凝土澆筑的過程分為準備和施工兩個階段，在準備階段需要根據設計要求確定適當的混凝土配合比，還需要準備好混凝土攪拌設備和輸送設備，進入施工階段后將配制好的混凝土通過輸送設備或人工方式倒入鉆孔內或鋼筋籠內，在澆筑過程中要注意控制混凝土的流動性和充實度，并且與鋼筋充分結合，還要防止混凝土的分層、脫水或氣孔產生，完成混凝土澆筑后，需進行養護措施。養護過程中，常采用保濕措施，如噴水、鋪設濕布等，防止混凝土過早失水和開裂。

5.建筑工程施工中樁基礎技術的具體應用方式

5.1 承擔垂直荷載

根據荷載的大小和性質，和樁型不同的荷載傳遞特性和承載能力，選擇最適合的樁基礎類型，設計時需要考慮土層的承載能力、荷載的傳遞方式以及建筑物的結構形式等因素，根據設計要求確定樁的數量、直徑和長度等參數，確保樁基礎能夠有效承擔垂直荷載。然后進行樁的施工，施工時要注意樁的垂直度和穩定性，確保樁能夠垂直承受荷載，樁頂與建筑物的連接也需要牢固可靠，還要做好樁基礎的驗收和監測，通過靜載試驗、動力觸發試驗或振動計檢測等方法，對樁基礎進行質量和承載能力的檢測，確保樁基礎的安全可靠性，保證建筑物能夠承受垂直荷載。

5.2 抵抗水平壓力

要合理使用樁基礎技術來增加基坑的抗側穩定能力，結合錨固樁將樁頂與建筑物或錨固體連接，形成一個樁-土-錨體的整體結構，從而增加基坑的抗傾覆和抗滑移能力。樁的布置和間距應根據土層的性質、建筑物的高度和荷載等因素進行設計，確保樁能夠均勻分布共同承擔水平壓力。此外，還可以采用加固樁或組合樁等形式來增加樁基礎的抗水平壓力能力，在原有樁的基礎上增加鋼筋混凝土套筒或外包鋼管等形式，增加樁的承載能力和剛度，或者將多個樁通過鋼梁或混凝土梁連接起來，形成一個整體，共同抵抗水平壓力。

5.3 控制基坑變形

通過在基坑周邊設置足夠數量和合理布置的支撐樁來限制土層的變形，可以采用鋼筋混凝土樁、鋼樁或組合樁等形式，經過支撐樁與土體的相互作用，形成一個剛性或半剛性的支撐體系，限制土體的側向位移，從而控制基坑的變形。采用挖土與注漿相結合的方法來加固土層，通過挖土后在土層中注入適量的水泥漿液或其他固化材料，形成固結帶或土體增強體，提高土層的強度和穩定性，減小土層的變形控制基坑的沉降和變形，還可以采用預壓灌注樁的技術，在土層中打入一定深度的預應力樁，并在樁中施加壓力，使樁與土層之間形成預壓力，提高土體的承載能力和抗沉降能力，從而控制基坑的變形。

6.建筑工程土建施工中樁基礎施工技術控制要點

6.1 制定合理的施工方案

在制定施工方案時，需要考慮多個方面的因素，根據工程的具體情況確定樁的長度、直徑、間距等，綜合考慮地質條件、荷載要求和工程特點等因素，確定合適的樁基礎形式，合理安排施工順序和工藝流程，確保各個施工工序之間的協調和銜接。

6.2 把握樁基礎施工要點

在樁基礎的施工過程中，有幾個關鍵要點需要注意：首先是樁基礎的預制和布設。預制時要確保樁的質量符合設計要求，嚴格控制樁身的強度、長度和直徑等參數。布設要根據樁的間距、排列形式和深度等設計要求和地質情況進行合理安排；其次是樁基礎的開挖和處理。開挖要按照設計要求和施工方案進行，保證開挖范圍和形狀的準確控制，如果遇到固結土或軟土等特殊地層，需要采取噴漿加固、沖洗等相應的處理措施；然后是樁基礎的灌注和澆筑。灌注要控制好混凝土的漿液質量和流動性，確保充實樁孔，防止氣孔和空洞的產生，按照澆筑的設計要求和工藝要求進行嚴格施工，控制好澆筑速度和澆筑高度，保證混凝土的均勻性和密實度；最后是樁基礎的質量檢驗和驗收。質量檢驗過程中要對樁基礎的樁身的尺寸、質量和強度進行嚴格檢測，要按照相關規范和標準進行，確保樁基礎的質量合格，在整個施工過程中，還要注意安全施工和環境保護，嚴格執行施工組織設計和安全操作規程。

6.3 采用合適的樁基礎施工處理方法

針對不同的地質條件，可以采用灌注樁、鉆孔灌注樁、預制樁等不同的樁基礎類型，每種樁基礎類型都有其適用的地質條件和施工要求，需要根據實際情況進行選擇。采用單樁、樁群、連續墻樁等不同的樁基礎布置方式應對不同的荷載要求，通過合理的樁基礎布置，可以均勻分擔荷載，提高承載能力。然后，在樁基礎的施工過程中，需要采用合適的處理方法來處理特殊地層和施工問題。例如，對于遇到軟土或固結土等地層，可以采用噴漿加固、沖洗等方法來提高地基的穩定性和承載能力。還要根據樁基礎的尺寸、深度和類型等參數，采用適當的施工工藝和操作方法，在樁基礎施工過程中要對其進行實時監測和調整，及時發現和解決施工中遇到的技術問題和作業風險，通過采用合適的樁基礎施工處理方法，確保施工的順利進行和樁基礎的質量控制。

結語：

總而言之，在城市化進程不斷加速和建筑工程的不斷發展的情況下，樁基礎技術面臨更廣闊的發展空間。合理選擇樁基礎類型、制定合理施工方案、高精度的樁基礎定位監測以及采用合適的施工處理方法，會為建筑工程提供穩固的基礎支撐，通過持續的技術創新和經驗積累，樁基礎技術將不斷完善，為工程建設提供更高效、安全、可靠的解決方案。