土木施工桩基础施工技术探讨.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2023 年 12 月 28 日 作者简介：李建婷（1989），本科学历，现就职于中策恒睿建设有限公司，从事土木工程方面工作。-170-土木施工桩基础施工技术探讨 李建婷 中策恒睿建设有限公司，广西 桂林 5410 摘要：摘要：随着我国经济、社会的持续发展，建筑行业迎来了空前的发展契机。土木工程领域的建筑材料和施工技术也在随着时代的发展而不断进步。桩基础作为现代土木工程发展中利用较为普遍的技术，在定义过程中发挥着重要的作用，推动了土木工程的快速发展。桩基础施工技术具有较为明显的特点，如沉降量小、承载力高等，因此其适用性相对较高。桩基础以其自身的优势被广泛地运用于建设工程中，现已成为国内最普遍使用的一项基本的技术。基于此，本文重点探讨了土木工程建设中的桩基础施工技术。关键词：关键词：土木施工；桩基础；施工技术 中图分类号：中图分类号：TU74 0 引言 近年来，我国土木工程项目数量不断增加，与此同时，其对总体施工质量的要求也越来越高，从全过程来看，施工质量受诸多因素的制约，因为施工质量不达标，施工经验不够丰富等原因，都会导致施工不能正常进行，情况严重的甚至会导致整个施工质量无法得到保障，因此需要重视对施工技术的研究，确保在实际施工中对施工进行优化，促进桩基础施工技术的正常发展。1 桩基础技术概述 1.1 桩基础技术 随着科技的进步，各种新技术、新材料不断涌现，但是，桩基础对结构的影响却是不容忽视的，因此，要提升整个工程的安全与可靠度，就需要加强桩基础处理与加固技术的运用。桩基础工艺主要是对基桩与顶桩的粘结强度进行加固，在工程实践中常用的有两种方法，即低承台桩基础与高承台桩，其中高承台桩基础较为常见，典型代表是预制桩和灌注桩。在实际应用中，桩基础技术的引入是为了提高建筑物的承载能力，确保工程的整体安全性和稳定性。利用桩基础技术，可将结构自重通过桩基础转移至地面，从而增强结构的整体稳定性能，保证建筑结构在气候变化、突发事件等突发事件下的承载力与稳定性。在工程实践中，采用桩基础可以有效地提高建筑物的使用寿命。1.2 桩基础技术的作用及优势 桩基础技术在建筑工程中的应用，可有效改善建筑结构的承载力，进而改善整体结构的稳定与安全，同时，还能预防塌方问题，有助于确保项目的安全性，对提升我国建筑业产品质量，推动建筑业不断改进与优化具有重要意义。将桩基础技术应用于土木工程，既能增强其稳定度，又能增强其自身承载力，防止坍塌事故的发生。另外，我国是一个地震多发的国家，因地震等自然灾害引起的地基沉降对建筑物的安全构成了极大的威胁，桩基础技术是一种将基础埋在土里的技术，中、底部都非常的坚固，因此，能够有效的提升建筑物的抗震性能。1.3 桩基础技术应用的需求 我国的地形地貌种类繁多，每一个区域的地质情况都存在很大的差异，加之建筑物的种类及需求也不尽相同，因此，对于地基的稳定性、承载力等方面的需求也不尽相同。现代建筑物的高度日益增高，工程量日益庞大，对基础的需求不断提高，传统的基础建造方式已很难适应现代化建设的需要，因此，有必要对具有较高承载力的地基施工技术进行研究。使其很好地适应现代化建筑的需要。2 土木工程施工中采用的主要桩基础技术 2.1 人工挖孔桩技术 在当前的桩基础工程项目施工阶段，人工挖孔是目前应用最广的一种高技术施工方法。同时，由于该项技术采用较早，可以将多种工作经验运用到以后的中国科技期刊数据库 工业 A-171-建设中，达到节约成本的目的。在桩基础工程的施工阶段，通过对人工挖孔桩技术的合理应用，不仅可以大幅度降低对周围生态环境的污染，而且还可以逐步降低各种资源的综合消耗，这对于缩短工程的施工周期也起到了十分重要的作用。在人工挖孔桩技术的应用阶段，其整体的操作难度相对较低，在后续的人工开挖中，桩基一般具有较强的承载能力，能够不断提升桩基自身的安全性与稳定性。然而，该方法存在着明显的限制，通常仅适用于含水量在20米以下的土层，即当地下水位大于 20 米时，该方法的适用范围将大大降低。2.2 钻孔灌注桩技术 在桩基础工程项目的实际发展过程中，通常会加大对钻孔灌注桩技术的应用，但是这种高新技术在以后的使用中，更多地依赖于各类机械设备，钻孔灌注桩技术在严格意义上属于灌注桩技术的一种。在后续采用钻孔灌注桩技术的过程中，应将钢筋笼作为其地基的辅助条件，从而保证桩基在施工性能和质量方面能够满足相关要求，同时，在桩基工程施工阶段，还需要对钻孔灌注桩施工技术的基本应用流程进行明确。首先，必须利用驱动辅助设备来开展高效的钻孔作业；其次，必须结合实际工况来开展驱动桩基础支护工作。大多数情况下，在进行桩基施工时，如果桩身受到位移作用，就会产生相对较强的动压力，通过合理应用这部分动压力对桩基进行填充，可以大大降低缩径现象。另外，适当的增加土体与桩基之间的比接触面积，以此来不断加强桩基的安全性与稳定性，并且在后续桩基成孔之后，还能够及时的清除内部存在的钢筋，促进整体施工质量与施工效率的提升。2.3 振动沉桩技术 在桩基础工程的施工阶段，一般会采用多样化的施工技术，而振动沉桩属于主要的技术手段，在后续的应用过程中，可以通过振动器和重力产生的作用，逐渐提高岩土的密度，建筑本身的承载力也会在这一阶段发生变化，从而满足土木工程规划建设的基本需求。在后续的桩基础施工中，当采用振动沉桩施工技术时，相关人员还必须对施工区域内的地质条件进行全面的勘察，如土质条件、地质条件等。当工程场地的粘性比较弱时，可采用振动沉桩工艺，相关人员要结合相应的规定要求对桩基强度进行稳定控制，从而确保桩基施工能够取得更好的效果。2.4 预制桩技术 与灌注桩不同，预制桩的施工工艺是先将桩基预制，再通过机械设备将桩基打入土层中，从而构成一个坚固的桩基础系统。在施工过程中，应注意两个方面的问题：首先，按照规定的桩尖方向，在明确了桩尖的方位之后，合理组织打桩顺序。其次，在施工过程中，必须对预制桩进行质量控制，以保证其承载能力。图 1 是一种预制桩工艺的结构简图。图 1 预制桩技术 3 工程概况 某小区高层建筑工程，地面 27 层，以商业商业为主，2 层为地下车库，总面积约 24.000 平方米，本项目为剪力墙结构，其基础设计水平为甲级，主体结构墙、柱、梁、面板全部为普通混凝土，地基底部为不透水的通混凝土，其防水等级为 p6，而在地下则为二级防水。在该项目的地基处理过程中，因工程高，楼面高，需要基础的承载力较高，现就桩基的施工技术作一简要介绍，以确保桩基设计的强度及承载力能达到工程设计要求。如图 2 桩基施工示意图。中国科技期刊数据库 工业 A-172-图 2 桩基施工示意图 3.1 做好项目的施工现场勘查 桩基础是土木建筑的根本，其的施工密度很大，因此，必须按照现场的具体条件做好相关的准备工作，做好施工现场的材料准备工作，保证所使用的材料的质量能够满足建筑的要求，而且要保证场地的平整，以便对桩基的成形起到有利的作用。因此，要确保土建建设中桩基施工的成功，就必须要组织相关人员清理施工现场的垃圾及杂物进行清扫，确保工地的清洁和整齐，尤其是要将工地上的障碍物全部清除，对施工现场进行平整。另一边，为专业的机械和设备做好前期准备。在土木工程施工中，装备起着十分重要的作用。要对施工机械的性能进行检测，必要时也要进行相关试验，以保证工程建设的顺利、安全、高质量。相反，若设备不能正常工作，则会导致桩基施工中出现种种问题，从而对工程的顺利实施造成极大的影响。3.2 项目场地勘查分析 土木建筑桩基础的施工过程中，需要考虑的因素较多，特别是在大面积的场地和复杂的地形条件下，要事先做好施工的准备工作。首先，要组织专门的勘测人员，对施工场地对和周围进行彻底的考察，对工地内部和外部地质环境要素的分析与探讨，主要有地质条件、水文状况，周围环境、气候条件等方面的勘察工作。与此同时，也有必要分析项目施工中的环境因素，通过对调查资料的全面分析，来确定各种因素对工程建设的影响程度，这样，就可以得出各个因素对项目施工的影响程度，进而分析了项目施工过程中的重点与难点，为项目的制订提供科学的依据，确定在这样的情形下能否安全地进行施工，确定施工次序，确保项目的成功实施。其次，施工人员应加强对周边环境的勘察，掌握施工基坑与周边对象之间的距离，在做好施工保护工作的基础上，掌握地下管道的分布状况，确定施工方式、方法、和施工的设备，确定施工技术的参数，并开展试桩工作，保证施工质量与安全，确保实用性、经济性和环保性。从该工程的地质和岩土分布特征来看，因为该工程的地质条件比较复杂，另外，在勘察的深度范围内，各个土层的总厚度和埋深都有很大的不同，其中，工程场地强风化球风化主要集中于全风化凝灰岩的中下部为多，因此，在基础设计时，端承载层需要选择全风化凝灰岩，但是，通过认真的计算和分析，发现如果桩端能够达到全风化凝灰岩的浅部处，就能够满足有关的要求 3.3 项目放线定位 在桩基础施工中，放线定位是一个非常重要的步骤，主要应用于管桩的定位。所以，在施工过程中，应先了解管桩数，然后按照实际施工和施工前的工程需要，根据工程测量结果，对相关区域进行勘测，在相应的仪器设备的协助下，在现场进行测量放线，并做好定位工作。以确保桩基轴线位置的正确性。在管桩的定位时，要严格依照有关的施工图纸及具体的放线图来放线，还要对周边环境进行编号并做好标识，保证轴线不会超出放线所要求的栅格间距，避免在施工期间由于各种原因而影响管桩的定位。在定位的期间，还要确保打桩的最后效果，通常采用的是放桩就位，然后再结合工程的实际情况，对打桩情况进行检查，以确保打桩施工水平点的精度。另外，还要对打桩的实际深度进行控制，对打桩的水平点、基线和参考点进行仔细的测量，确保钻孔的位置的精度，从而进一步提升施工的质量与水平。3.4 桩基选型 根据施工现场的具体条件，对直径 500mm、600mm的管桩及灌注桩等三种桩基方案进行对比分析。其中，预制管桩的支撑层建立在完全侵蚀或严重侵蚀的岩层中，预计有效桩长约为 10 至 28 米；沥青管桩的支撑层建立在中度侵蚀的岩层中，预计有效桩长约为 8 至31 米。下文将结合本工程的实际情况，分析这两种基桩的优缺点。3.4.1 预应力混凝土管桩 在该工程中，针对全风化岩石深度大、厚度大的中国科技期刊数据库 工业 A-173-特点，采用强风化花岗岩作为管桩持力层，可提高施工效率，缩短工期，加快进度，推进力强，成桩易于控制，并且，在工程实践中取得了很好的效果，桩身的承载能力也很高，能够有效保证桩基的施工质量；但是通过对项目现场区域的考察，在有强风化浅埋的状况下，这对于短桩来说是非常不利的，因此，在施工的过程，必须要进行引孔，并且要提前进行试桩，相应增加工作荷载。3.4.2 钻（冲、旋挖）孔灌注桩 在该工程中，鉴于嵌岩承载力高，现灌注桩已有丰富的应用经验和较为成熟的施工技术，能够在实际工程中取得较好的单桩承载力。但是，这种方法工期比较长，易受地下水影响和发生坍方等危险，另外，还需解决现场泥浆运输等问题，造价比较高。3.4.3 方案桩数量及长度对比分析 方案（一）：预应力 500 的管桩方案参数为：桩管的直径为 500 毫米，桩基的承载力参数为 2400KN，使用强风化花岗岩作为承载层，共计根数 242 根，预计平均平均桩长 20.5 米。方案(二）：预应力 600 的管桩方案参数为：桩管的直径为 600 毫米，桩基的承载力参数为 3000KN，使用强风化花岗岩作为承载层，共计根数 182 根，预计平均桩长约为 20.5 米。方案(三)：灌注桩方案参数为：桩管直径为 800毫米，桩基的承载力参数为 4500KN，使用中风化岩作为承载层,共计根数 72 根，预估平均桩长约为 30 米左右。经过以上的比较和分析，项目部最终确定了方案一为“500 管桩方案”。本项目选择了 500 个管桩作为桩基础，通过常规的单独承台法进行设计，经全面比较，发现“联合承台”500 号预应力管桩的施工效率高，造价低，施工安全可靠，因此，从工程造价、进度和安全等多个角度进行比较，可以获得明显的经济效益。表 1 方案对比分析表 对比分析 成本分析 工期分析 安全分析 方案一：预应力 500 的管桩 1920 万元 112 天 承载力满足规范、设计要求沉降满足规范设计要求 方案二：预应力 600 的管桩 2170 万元 129 天 承载力满足相关规范、设计要求沉降满足规范设计要求 方案三：灌注桩 7100 万元 202 天 承载力满足规范、设计要求沉降也满足规范设计要求 4 总结 总而言之，在土木工程中，基础建设是非常重要的，而桩基础的施工工艺又是整个工程的核心，其对整个工程的质量有很大的影响。施工公司在实际工作中，一定要从改善地基的质量入手，对工地的地质情况有一个全面的了解，掌握好桩基础施工的要点与规范，这样才能获得长期的效益。因此，在实际工作中，必须根据有关的施工规范，对施工过程中的质量进行控制，并对土木工程桩基础施工工艺进行深入的分析和研究，选出最优的施工方案，保证桩基础的质量，从而保证工程的安全、稳定。参考文献 1刘福奎.土木工程中桩基础施工技术的实践应用研究J.建筑工程技术与设计,2019,26:370.2刘辉.建筑工程施工中节能施工技术运用探讨J.中国设备工程,2020,9:183-184.3林曦.建筑悬挑板施工技术研究J.江西建材,2020,4:97+99.4张彦飞,周恩平.土木工程土建施工中桩基础技术的应用分析J.建筑工程技术与设计,2017,22:647.