建筑地基基础和桩基础的施工技术研究

　　1、导语

 

　　我国大规模基本建设的步伐不断加快，对建筑工程的安全性和使用功能提出了新的要求。建筑地基基础和桩基础的施工技术有了很大发展，也在日臻完善。建筑地基，按照一般的土建定义及划分，可以将地基分为天然地基和人工地基两种。其中，天然地基的建设施工要求相对简单，通过一般的施工工序即可满足建筑要求。人工地基，一般是因为当地地质情况欠佳，土层压缩性高、地基承载力低，难以满足建筑施工对于地基基础的要求。必须根据施工区域的水文地质、工程地质和自然条件等具体情况，通过分析核算与技术经济比较后，确定采用特殊的施工方案，以满足建筑要求。桩基础的埋置深度较大，能把建（构）筑物的荷载传递到深层次的土层中去，形成桩基础。

 

　　2、地基基础施工过程中存在的问题

 

　　地基基础的施工，虽然已经得到了广大建筑施工人员的重视，但是，在施工过程中，还存在技术管理上的问题。有些施工单位地基基础的施工管理缺乏系统性，对有关技术、质量标准等掌握不够，存在施工方案考虑不周或技术交底不清晰、过程控制不严格等问题。从而，导致实际基础施工与设计存在差异，不符合原设计意图和要求，造成返工或局部返工，对施工质量和工程进度造成较大影响。

 

　　在地基基础的施工过程中，对地基和基坑的防护措施不到位，如土方开挖扰动原地基土层，基坑的降水效果较差或不明显等。有些工程未根据具体的施工条件，制定合适的应急预案，地基或边坡失去稳定性，甚至发生塌方事故，人身、设备及财产受到重大损失，造成了不良社会影响。所以，在建筑地基基础的施工中，要充分了解工程的地质结构，因地制宜，做好前期的各项技术准备工作。

 

　　3、地基基础的施工技术

 

　　基坑开挖施工时，地基不得被扰动或超挖，当发生局部扰动或超挖时，应会同设计单位商定处理意见，宜采取级配碎石并分层压实或其它换填法。基坑的降、排水，可根据降水深度及基坑地质条件等情况，采用明沟集水井或井点等方法降水。软土地层或地下水位高、承压水压力大、易发生流砂、管涌地区的基坑，应确保降、排水系统有效运行；如发现涌水、流砂、管涌现象，则应立即停止施工，查明原因并妥善处理后方可继续施工。基坑开挖深度较大或地基为软弱土层，地下水渗透系数较大或场地受到限制不能正常放坡时，应采取支护措施。施工中应对支护结构、周围环境进行观测和监测，监控项目、监测控制值应根据设计要求及基坑侧壁安全等级进行选择。在一般的工业与民用建筑中，地基基础的施工方法包括换土垫层、碾压夯实等。这些方法已经过大量的实践验证，具有很高的实际价值。

 

　　建筑工程中，一般地基基础施工技术总结如下：

 

　　技术名称

 

　　适用范围

 

　　换土垫层

 

　　季节性冻土、湿陷性黄土

 

　　碾压夯实

 

　　砂、砾、碎石、粉土、杂填土、湿陷性黄土和分层填土地基

 

　　排水固结

 

　　淤泥、淤泥质土、冲填土、沼泽土、饱和粘性土

 

　　化学加固

 

　　砂土、粉土、人工填土、淤泥质土、厚层软粘土

 

　　碾压夯实的施工方法，一般在土层压缩性高的软弱土地带采用，通过相关机械操作，对土层产生较大的压力或冲击力，降低地基土的压缩性和渗透性，从而增加地基基础的强度。在一般工程中，常使用机械碾压和振动夯实两种方法。机械碾压，多采用推土机、各种压路机等大型机械设备，每次将土层平铺0.2m-0.3m厚，大型设备碾压8-10遍左右即可完成。振动夯实的方法，通过机械振动所产生的50kN-100kN的垂直作用力，作用在地基土层，改变土层的松散状态。如果原有的浅层土质过于疏松，即使通过碾压夯实也难以达到要求，可以通过换土垫层来保证地基基础的施工质量。把原有的松软浅层土，用强度较高的材料进行替换。在湿陷性的黄土地基、季节性冻土地基施工中，一般采用换土垫层的方法进行处理。

 

　　地基基础的施工中，如遇到位于淤泥、淤泥质土、沼泽地等工程区域，可采取排水固结的方法。对地基土层做排水处理，使土体失水，实现固结。在地基中设置好袋装砂井或塑料排水板等竖向排水体和铺设排水砂垫层，提前做好成孔操作，完成之后，灌砂预压，通过真空加压，迅速把土壤中的水分排出来，使土层满足设计和施工要求。与此同时，有的还要对土层添加一定量的化学物质作为固化剂，促使化学反应的发生，提高土层的承载力和稳定性。通过使用相应机械，将水泥浆等化学物质输送到土层内部，使化学物质在土层内部产生化学反应，把土层内的空气和水排挤出来，加大土层的凝结。如果将水泥浆换成水泥和石灰等注入到土层深处，则可实现另一种化学加固的方法。将水泥和石灰注入到土层深处之后，采用机械深层搅拌，水泥和石灰将起到固化剂的作用，和软土层通过物理化学反应硬结成为有一定强度的水泥土桩。此种方法因为施工土方量少、噪音小等优点，一般紧邻建（构）筑物或在城市的地基基础建设中使用较多。

 

　　此外，在地基基础的施工中，还可以根据工程建设的实际情况，选定位置，使用工程钻机对土层深钻，完成钻孔之后，对深孔完成喷浆作业，从而在地基中，形成一定形状的凝固体，从而加固地基有效保证了基础的施工建设。

 

　　4、桩基础的施工技术

 

　　桩基础施工技术总结如下：

 

　　技术分类

 

　　适用范围

 

　　优缺点

 

　　振动沉桩法

 

　　粘土、松散砂土、黄土、软弱土等

 

　　建设效率高，可降低成本

 

　　静力压桩法

 

　　粘性土、软土地区

 

　　噪音小，适宜在居民区附近适用，节约成本

 

　　振动沉桩技术，是指通过人为手段，如在桩的顶部安装振动器等，带动桩产生持续的振动，由于桩的振动，再加上自重，使桩在土体中不断下沉，最终实现桩在地基中的插入。振动沉桩开始，先通过对桩的敲击，把桩打入土层1-2m，之后，通过连续的敲打锤击，把桩沉入到规定深度。因为设备简单、操作方便，在提高桩基础的建设效率的同时，也会降低一定的建设成本。这种方法，一般适用于松散砂土、软弱土等区域。

 

　　采用振动沉桩，一般会产生噪音，如果施工地段处于居民区，必将对附近居民造成影响。所以，在靠近居民区附近的建筑工程，往往采用静力压桩的方法进行桩基础施工。静力压桩是利用持续的静压力，将桩压入到土层当中去。静压力压桩要求施工过程具有持续性，并尽可能在粘土层使用。这种静力压桩的方法，也可减少钢筋和混凝土的使用量，同样也会减低建设成本。

 

　　在桩基础的施工过程中，要根据桩的类型，选择不同的施工技术。预制桩的制作，直径一般为30-60cm，长度一般为8-25m，预制桩多为方形或圆形，采用硫磺胶泥锚结或者焊接的方法接桩。沉管灌注桩，提前将桩底深深压进土层，利用设备灌注混凝土或砂浆，在桩的制作过程中，就实现了桩的沉入。灌注桩直径一般为30-80cm，长度可达25m左右。此外，还有钻孔灌注桩和树根桩等等，分别在淤泥、粘性土和碎石土、砂土中使用广泛。

 

　　5、结束语

 

　　目前，在我国不论是工业建筑还是一般的民用建筑，尤其是高层建筑或高耸构筑物工程施工中，都认识到了地基基础和桩基础的重要性，地基基础和桩基工程在工程建设中起着关键作用，对后续的工程建设有着决定性的意义。只有通过科学有效的施工技术手段，才能确保地基基础和桩基础的施工质量达到要求，保障建筑施工的质量。

 

　　参考文献：

 

[1]莫柏松.对我国民用建筑地基基础和桩基础施工技术的探讨[J].科技创新与应用.2013（6）

 

[2]赵路昌.谈民用建筑地基基础和桩基础的施工技术[J].中华民居（下月刊）.2014（8）