论文部分内容阅读
摘要：随着我国经济建设的不断腾飞，建筑也逐渐走向高层化，建筑桩基础的承载力面临了一次又一次严峻的挑战。桩基础施工技术对于土建施工具有极为重要的作用。本文就桩基础的类型和施工方法做简单的阐述，并结合工作实践对建筑桩基础土建施工技术进行初步分析和探讨。
关键词；土建；桩基础；施工技术
Pick to: along with the continuously rapid development in the economic construction, the building also gradually towards the top, the bearing capacity of the pile foundation of the construction is facing a severe challenge once again. Pile foundation construction technology for civil construction has very important role. In this paper, the types and construction methods of pile foundation do simple elaboration, and connecting with the working practice of building pile foundation construction technology carries on the preliminary analysis and discussion.
Key words; Civil engineering; Pile foundation; The construction technology
中图分类号U445.55+1：文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
引言
随着我国改革开放的深入，社会经济的发展，工业化和都市化程度的提高，地面空间显得越来越紧张，为了充分利用国土资源，人们不得不将眼光投向高层空间和地下空间。桩基础是一种既古老又现代的高层建筑物和重要建筑物工程中被广泛采用的基础形式。桩基础的作用是将上部结构较大的荷载通过桩穿过软弱土层传送到较深的坚硬土层上，以解决浅基础承载力不足和变形较大的地基问题。桩基础具有承载力高，沉降量小而均匀，沉降速率缓慢等特点。它能承受垂直荷载、水平荷载、上拔力以及机器的振动或动力作用，已广泛用于各种建筑工程中。下面笔者将对桩基础的施工进行简要分析和探讨。
一、桩基础的类型和施工方法
就桩基础技术在当前我国土建工程中的应用情况，简要对常用类型的桩基础技术原理进行适当介绍，并分析其施工流程。
1.人工挖孔桩
具有是承載力大、成本较低、操作简单、设备简易、环境污染小、工程周期短、施工质量可靠的人工挖孔桩技术得到了众多建筑设计单位、施工企业的青睐。在实际应用中，占地面积小的人工挖孔桩的桩直径通常设置为800mm以上，适用于地下水含量较少的土层，其深度一般低于20m，而对地下水位较高的土层或含水量较大的松散土层非常敏感。
挖孔前，需要剔除地表松软土层和不相干杂物以保持地面平整，利用十字交叉法确定每个孔桩的坐标，并在桩外固定龙门桩的位置。然后根据桩径的大小放置开挖线，随后向下深挖1 m，在高出地面20cm左右的井圈处浇筑混凝土，其厚度大约为10cm。为保证护壁衔接的和混凝土浇筑质量，应对井圈进行钢筋混凝土加固。具体做法是上下护壁的连接距离不得低于5cm，护壁模块最好在每次施工完毕并养护二十四小时后才可拆除。在进行第二个井孔土方开挖时，先用垂吊线找出井孔的中心，并在其底部固定一小木桩，确保桩的垂直投影位于木桩顶部，在开挖过程中应该实时监控土层结构的变化。循环上述操作就可完成挖土护壁的任务，直至桩底设计要求方可进行最后的吊放钢筋笼和浇筑桩身操作。
2.钻孔灌注桩
内部放有钢筋笼、灌注混凝土的桩孔的形成是靠机械设备来完成的，即为钻孔灌注桩技术，它是一种按方法定义的桩类型。与打入桩方式不同，钻孔灌注桩是先成孔后成桩，通过面向桩体方向移动的土体从而对桩产生动态压力，采取适合的桩距以防止坍孔和缩径。成孔的垂直精度是验证灌注桩的顺利实施的主要指标，可利用扩大桩机的支撑面积使桩机稳固、定期核实钻架和钻杆的垂直度等措施以保证其精度，成孔后必须及时拆掉钢筋前作井径、井斜超声波测试等设备。
控制护筒中心与桩位中心线偏差不超过50 mm，并检查回填土是否严实，以避免漏浆现象的发生。同时为精确把握钻孔深度，可在桩架固定后实时记录底梁和桩具之间的长度，根据钻杆在钻机上的多余长度来确定成孔的实际操作深度。而当钻孔钻至设计预期值时，必须利用钻杆在原位进行一定次数的清孔以保证桩基工程的质量，并且清洗操作最好在混凝土灌注前进行。
3.静压桩技术
静压桩是指利用静力压桩机的压桩模块提供的压力将桩打入地下的工艺。这种方法具有噪声小、振动弱、无冲击力、造价低、检测方便等特点，符合绿色建筑的理念，预应力管桩的融合大大推动了静压管桩在建筑工程中的应用。静压桩的施工一般采取分段式压入的方法，其具体流程如下：测量定位→桩尖调节→压桩→接桩→再压桩→送桩。
施工前利用轴线在桩中心打入一根短钢筋，并做相应的标记。首先，对于静压桩机，利用横纵向的行走油缸将桩尖对准桩心，并校正桩在横纵方向的垂直度。然后，夹持油缸以使压力作用于桩上，可根据桩入土地深度和压力表示数的对应关系，以判断压桩过程中桩的质量及承载力。最后，操作中倘若桩顶靠近地表面，而压桩力大小却小于规定值，可以利用静力压桩的送桩方法，只需利用另一节符合要求的桩打入到被送桩顶上即可，不必用专们的送桩机移位，当压力表中的示数达到标准值时，便表示静压桩技术已成功应用。
二、桩基础的施工要点
桩基础施工方法可分为预制桩和灌注桩两大类。预制桩用锤击、静压、振动或水冲沉入等方法打桩入土。灌注桩则在就地成孔，而后在钻孔中放置钢筋笼、灌注混凝土成桩。根据成孔的方法，又可分为钻孔、挖孔、冲孔及沉管成孔等方法。工程中一般根据土层情况、周边环境状况及上部荷载等确定桩型与施工方法。
1.桩基础施工前的一般准备工作
施工前应做好现场踏勘工作，做好技术准备与资源准备工作，以保证打桩施工的顺利进行。桩基础施工前的一般准备工作包括以下几个方面：
（1）施工现场及周边环境的踏勘。在施工前，应对桩基施工的现场进行全面踏勘，以便为编制施工方案提供必要的资料，也为机械选择、成桩工艺的确定及成桩质量控制提供依据。
（2）技术准备。其主要内容包括如下几个方面：一是施工方案的编制。施工前应编制施工方案，明确成桩机械、成桩方法、施工顺序、邻近建筑物或地下管线的保护措施等。二是施工进度计划。根据工程总进度计划确定桩基施工计划，该计划应包括进度计划，劳动力需求计划及材料、设备需求计划。三是进行工艺试桩。为确定合理的施工工艺，在施工前应进行工艺试桩，由此确定工艺参数。
2.现场准备工作
现场准备的主要工作主要包括：对于预制桩，不论是锤击、静压或是振动打桩法，打桩机械自重均较大，在场地平整时还应考虑铺设一定厚度（通常为200mm左右）的碎石，以提高与打桩机械直接接触的地基表面的承载力，防止打桩作业时桩机产生不均匀沉降而影响打桩的垂直度。一般履带式打桩机要术地基承载力为100～130kPa。如铺设碎石仍不能满足要术时，则可采用铺设走道板（亦称路基箱）的方法，以减小对地基土的压力。
对于灌注桩应根据不同成孔方法做好场地平整工作。如采用人工挖孔方法，则在场地平整时需考虑挖孔后的运土道路；当采用钻孔灌注桩时，则应考虑泥浆槽及排水沟。近年来，在大城市实行了钻孔灌注桩硬地施工法，即在灌注桩施工区先做混凝土硬地，同时布置好泥浆池、槽及排水沟等，然后在桩位处钻孔成桩。该法使泥浆有序排放，做到了文明施工，同时也大大提高了施工效率。在沉管灌注桩施工时，场地平整的要术与预制打入桩类似，由于其沉管时亦需用锤击或振动法，桩机对地基土的承载力也有较高的要术。
现场放线定位
桩基础施工现场轴线应经复核确认，施工现场轴线控制点不应受桩基施工影响，以便桩基施工作业时复核桩位。
(1)定桩位。定桩位时必须按照施工方格网实地定出控制线，再根据设计的桩位图，将桩逐一编号，依桩号所对应的轴线、尺寸施放桩位，并设置样桩，以供桩机就位定位。定出的桩位必须再经一次复核，以防定位差错。
(2)水准点。桩基施工的标高控制，应遵照设计要求进行，每根桩的桩顶、桩端均须做标高记录，为此，施工区附近应设置不受沉桩影响的水准点，一般要求不少于2个。该水准点应在整个施工过程中予以保护，不使其受损坏。桩基施工中的水准点，可利用建筑高程控制网的水准基点，也可另行设置。
三、桩基础技术的应用分析
1.桩基础技术的选择原则
在土建项目的前期设计与施工过程中，桩基础类型的选择很重要。不同的土建工程周边环境与现场环境，桩基础的选择对象也不一样，因此，可根据建筑项目的实际施工条件，按照以下选择原则来确定桩基础的选择方案，具体原则如下。
（1）基础荷载量的有效控制。施工前，估算建筑上层部分给予基础的荷载大小以设计出对应的桩，因为基础荷载量是影响单桩承载力的主要因素。
（2）根据土层条件制宜。由于建筑工程场地的实时地质条件，比如地下水位情况、桩端持力层深度、土壤成分等，会对桩的实际功能产生影响，故可依据各种桩结构的技术指标和参数，选择适合的桩基础类型。
（3）机械化设备制宜。对施工单位可用的桩基础设备进行评估，如果不能不足现有项目的需要，可就近调用，实在不行那就得考虑选购新机械。
（4）周边环境影响制宜。建筑工程的设桩操作对环境的影响主要是泥浆护壁的钻孔桩的实施，因此需要充分考虑泥水、沙石的有效处理。
（5）造价控制。结合建筑项目的建设投入成本以及建后回收利润，选用的桩型应即实惠又好用。
（6）工程进度控制制宜。土建项目的建设过程中，如何有效控制工程进度的同时还要保证其质量已是常见的难题，当工期短暂而环境允许时，可采用施工速度快的静压桩策略；当条件再宽松些，可利用应用范围较广、速度较快的人工挖孔桩。
2.桩基础技术对建筑周边环境的影响
桩基础施工技术的应用对建筑物周边环境的影响主要包括在当前影响和未来潜在的影响。
近期方面，其影响主要泛指短时期内对周围地基的挤压破坏以及对周边生活环境造成的生态破坏，甚至可能发生大气污染。桩基础在实际施工时，受到桩基的巨大机械压力的土层会产生定向位移和形变，从而影响周围建筑物的地基稳定，地基的变形加上施工中产生的晃动极有可能造成周边建筑物的墙面开裂、涂层脱落，严重的话还会致使城市地下管网的损坏，影响城市正常生活。建筑施工中产生的废弃物也是污染源之一，其管理不善后果很严重，另外建筑物的施工现场也是城市噪声污染的主要来源地。
长远方面，桩基础对环境的影响是指对土地资源的二次开发与利用，即影响了新施工工艺和新机械设备的使用，从而提高了施工难度、施工期限、成本造价等方面的要求。其具体影響体现为：一方面，城管建设的加快缩短了一些建筑物的有效使用年限，因而二次开发甚至多次开发的土地会显得极为特殊、稀有。不仅如此，建筑物附近的地下管道网、交通网的建设规模与更新速度也会随着经济的发展而变化，这时如果不加以研究和实地勘察，桩基础的草率使用会对整个建筑物周围经济的发展蒙上一层灰影。另一方面，具有五千年文明历史的我国，桩基础技术施工不当会破坏深埋于地下的未知珍贵文物，应该慎重。
结 语
本文介绍了桩基础的类型和土建施工技术，而对于在建筑中，如何具体选用，还应该根据当地的土质情况，地基条件、设计要求以及材料供应等方面综合考虑，本着提高施工效率，降低施工成本，保证施工安全的原则，科学的选用合理的处理方法。随着科技的不断进步，还有更多更高科技的桩基础土建施工技术，等待我们去研究和开发，因此我们要不断的实践和学习新技术，力求更完美的施工技术。
参考文献：
[1].张跃川.桩基工程施工方案编制[J].工程建设与设计,2009年第12期
[2].潘祝伟.浅谈民用建筑地基基础和桩基础土建施工技术[J].城市建设理论研究，2011年第12期
[3].孙健，吴迪.浅谈民用建筑地基基础和桩基础土建施工技术[J].科技资讯，2011年第23期
关键词；土建；桩基础；施工技术
Pick to: along with the continuously rapid development in the economic construction, the building also gradually towards the top, the bearing capacity of the pile foundation of the construction is facing a severe challenge once again. Pile foundation construction technology for civil construction has very important role. In this paper, the types and construction methods of pile foundation do simple elaboration, and connecting with the working practice of building pile foundation construction technology carries on the preliminary analysis and discussion.
Key words; Civil engineering; Pile foundation; The construction technology
中图分类号U445.55+1：文献标识码：A文章编号：2095-2104(2013)
引言
随着我国改革开放的深入，社会经济的发展，工业化和都市化程度的提高，地面空间显得越来越紧张，为了充分利用国土资源，人们不得不将眼光投向高层空间和地下空间。桩基础是一种既古老又现代的高层建筑物和重要建筑物工程中被广泛采用的基础形式。桩基础的作用是将上部结构较大的荷载通过桩穿过软弱土层传送到较深的坚硬土层上，以解决浅基础承载力不足和变形较大的地基问题。桩基础具有承载力高，沉降量小而均匀，沉降速率缓慢等特点。它能承受垂直荷载、水平荷载、上拔力以及机器的振动或动力作用，已广泛用于各种建筑工程中。下面笔者将对桩基础的施工进行简要分析和探讨。
一、桩基础的类型和施工方法
就桩基础技术在当前我国土建工程中的应用情况，简要对常用类型的桩基础技术原理进行适当介绍，并分析其施工流程。
1.人工挖孔桩
具有是承載力大、成本较低、操作简单、设备简易、环境污染小、工程周期短、施工质量可靠的人工挖孔桩技术得到了众多建筑设计单位、施工企业的青睐。在实际应用中，占地面积小的人工挖孔桩的桩直径通常设置为800mm以上，适用于地下水含量较少的土层，其深度一般低于20m，而对地下水位较高的土层或含水量较大的松散土层非常敏感。
挖孔前，需要剔除地表松软土层和不相干杂物以保持地面平整，利用十字交叉法确定每个孔桩的坐标，并在桩外固定龙门桩的位置。然后根据桩径的大小放置开挖线，随后向下深挖1 m，在高出地面20cm左右的井圈处浇筑混凝土，其厚度大约为10cm。为保证护壁衔接的和混凝土浇筑质量，应对井圈进行钢筋混凝土加固。具体做法是上下护壁的连接距离不得低于5cm，护壁模块最好在每次施工完毕并养护二十四小时后才可拆除。在进行第二个井孔土方开挖时，先用垂吊线找出井孔的中心，并在其底部固定一小木桩，确保桩的垂直投影位于木桩顶部，在开挖过程中应该实时监控土层结构的变化。循环上述操作就可完成挖土护壁的任务，直至桩底设计要求方可进行最后的吊放钢筋笼和浇筑桩身操作。
2.钻孔灌注桩
内部放有钢筋笼、灌注混凝土的桩孔的形成是靠机械设备来完成的，即为钻孔灌注桩技术，它是一种按方法定义的桩类型。与打入桩方式不同，钻孔灌注桩是先成孔后成桩，通过面向桩体方向移动的土体从而对桩产生动态压力，采取适合的桩距以防止坍孔和缩径。成孔的垂直精度是验证灌注桩的顺利实施的主要指标，可利用扩大桩机的支撑面积使桩机稳固、定期核实钻架和钻杆的垂直度等措施以保证其精度，成孔后必须及时拆掉钢筋前作井径、井斜超声波测试等设备。
控制护筒中心与桩位中心线偏差不超过50 mm，并检查回填土是否严实，以避免漏浆现象的发生。同时为精确把握钻孔深度，可在桩架固定后实时记录底梁和桩具之间的长度，根据钻杆在钻机上的多余长度来确定成孔的实际操作深度。而当钻孔钻至设计预期值时，必须利用钻杆在原位进行一定次数的清孔以保证桩基工程的质量，并且清洗操作最好在混凝土灌注前进行。
3.静压桩技术
静压桩是指利用静力压桩机的压桩模块提供的压力将桩打入地下的工艺。这种方法具有噪声小、振动弱、无冲击力、造价低、检测方便等特点，符合绿色建筑的理念，预应力管桩的融合大大推动了静压管桩在建筑工程中的应用。静压桩的施工一般采取分段式压入的方法，其具体流程如下：测量定位→桩尖调节→压桩→接桩→再压桩→送桩。
施工前利用轴线在桩中心打入一根短钢筋，并做相应的标记。首先，对于静压桩机，利用横纵向的行走油缸将桩尖对准桩心，并校正桩在横纵方向的垂直度。然后，夹持油缸以使压力作用于桩上，可根据桩入土地深度和压力表示数的对应关系，以判断压桩过程中桩的质量及承载力。最后，操作中倘若桩顶靠近地表面，而压桩力大小却小于规定值，可以利用静力压桩的送桩方法，只需利用另一节符合要求的桩打入到被送桩顶上即可，不必用专们的送桩机移位，当压力表中的示数达到标准值时，便表示静压桩技术已成功应用。
二、桩基础的施工要点
桩基础施工方法可分为预制桩和灌注桩两大类。预制桩用锤击、静压、振动或水冲沉入等方法打桩入土。灌注桩则在就地成孔，而后在钻孔中放置钢筋笼、灌注混凝土成桩。根据成孔的方法，又可分为钻孔、挖孔、冲孔及沉管成孔等方法。工程中一般根据土层情况、周边环境状况及上部荷载等确定桩型与施工方法。
1.桩基础施工前的一般准备工作
施工前应做好现场踏勘工作，做好技术准备与资源准备工作，以保证打桩施工的顺利进行。桩基础施工前的一般准备工作包括以下几个方面：
（1）施工现场及周边环境的踏勘。在施工前，应对桩基施工的现场进行全面踏勘，以便为编制施工方案提供必要的资料，也为机械选择、成桩工艺的确定及成桩质量控制提供依据。
（2）技术准备。其主要内容包括如下几个方面：一是施工方案的编制。施工前应编制施工方案，明确成桩机械、成桩方法、施工顺序、邻近建筑物或地下管线的保护措施等。二是施工进度计划。根据工程总进度计划确定桩基施工计划，该计划应包括进度计划，劳动力需求计划及材料、设备需求计划。三是进行工艺试桩。为确定合理的施工工艺，在施工前应进行工艺试桩，由此确定工艺参数。
2.现场准备工作
现场准备的主要工作主要包括：对于预制桩，不论是锤击、静压或是振动打桩法，打桩机械自重均较大，在场地平整时还应考虑铺设一定厚度（通常为200mm左右）的碎石，以提高与打桩机械直接接触的地基表面的承载力，防止打桩作业时桩机产生不均匀沉降而影响打桩的垂直度。一般履带式打桩机要术地基承载力为100～130kPa。如铺设碎石仍不能满足要术时，则可采用铺设走道板（亦称路基箱）的方法，以减小对地基土的压力。
对于灌注桩应根据不同成孔方法做好场地平整工作。如采用人工挖孔方法，则在场地平整时需考虑挖孔后的运土道路；当采用钻孔灌注桩时，则应考虑泥浆槽及排水沟。近年来，在大城市实行了钻孔灌注桩硬地施工法，即在灌注桩施工区先做混凝土硬地，同时布置好泥浆池、槽及排水沟等，然后在桩位处钻孔成桩。该法使泥浆有序排放，做到了文明施工，同时也大大提高了施工效率。在沉管灌注桩施工时，场地平整的要术与预制打入桩类似，由于其沉管时亦需用锤击或振动法，桩机对地基土的承载力也有较高的要术。
现场放线定位
桩基础施工现场轴线应经复核确认，施工现场轴线控制点不应受桩基施工影响，以便桩基施工作业时复核桩位。
(1)定桩位。定桩位时必须按照施工方格网实地定出控制线，再根据设计的桩位图，将桩逐一编号，依桩号所对应的轴线、尺寸施放桩位，并设置样桩，以供桩机就位定位。定出的桩位必须再经一次复核，以防定位差错。
(2)水准点。桩基施工的标高控制，应遵照设计要求进行，每根桩的桩顶、桩端均须做标高记录，为此，施工区附近应设置不受沉桩影响的水准点，一般要求不少于2个。该水准点应在整个施工过程中予以保护，不使其受损坏。桩基施工中的水准点，可利用建筑高程控制网的水准基点，也可另行设置。
三、桩基础技术的应用分析
1.桩基础技术的选择原则
在土建项目的前期设计与施工过程中，桩基础类型的选择很重要。不同的土建工程周边环境与现场环境，桩基础的选择对象也不一样，因此，可根据建筑项目的实际施工条件，按照以下选择原则来确定桩基础的选择方案，具体原则如下。
（1）基础荷载量的有效控制。施工前，估算建筑上层部分给予基础的荷载大小以设计出对应的桩，因为基础荷载量是影响单桩承载力的主要因素。
（2）根据土层条件制宜。由于建筑工程场地的实时地质条件，比如地下水位情况、桩端持力层深度、土壤成分等，会对桩的实际功能产生影响，故可依据各种桩结构的技术指标和参数，选择适合的桩基础类型。
（3）机械化设备制宜。对施工单位可用的桩基础设备进行评估，如果不能不足现有项目的需要，可就近调用，实在不行那就得考虑选购新机械。
（4）周边环境影响制宜。建筑工程的设桩操作对环境的影响主要是泥浆护壁的钻孔桩的实施，因此需要充分考虑泥水、沙石的有效处理。
（5）造价控制。结合建筑项目的建设投入成本以及建后回收利润，选用的桩型应即实惠又好用。
（6）工程进度控制制宜。土建项目的建设过程中，如何有效控制工程进度的同时还要保证其质量已是常见的难题，当工期短暂而环境允许时，可采用施工速度快的静压桩策略；当条件再宽松些，可利用应用范围较广、速度较快的人工挖孔桩。
2.桩基础技术对建筑周边环境的影响
桩基础施工技术的应用对建筑物周边环境的影响主要包括在当前影响和未来潜在的影响。
近期方面，其影响主要泛指短时期内对周围地基的挤压破坏以及对周边生活环境造成的生态破坏，甚至可能发生大气污染。桩基础在实际施工时，受到桩基的巨大机械压力的土层会产生定向位移和形变，从而影响周围建筑物的地基稳定，地基的变形加上施工中产生的晃动极有可能造成周边建筑物的墙面开裂、涂层脱落，严重的话还会致使城市地下管网的损坏，影响城市正常生活。建筑施工中产生的废弃物也是污染源之一，其管理不善后果很严重，另外建筑物的施工现场也是城市噪声污染的主要来源地。
长远方面，桩基础对环境的影响是指对土地资源的二次开发与利用，即影响了新施工工艺和新机械设备的使用，从而提高了施工难度、施工期限、成本造价等方面的要求。其具体影響体现为：一方面，城管建设的加快缩短了一些建筑物的有效使用年限，因而二次开发甚至多次开发的土地会显得极为特殊、稀有。不仅如此，建筑物附近的地下管道网、交通网的建设规模与更新速度也会随着经济的发展而变化，这时如果不加以研究和实地勘察，桩基础的草率使用会对整个建筑物周围经济的发展蒙上一层灰影。另一方面，具有五千年文明历史的我国，桩基础技术施工不当会破坏深埋于地下的未知珍贵文物，应该慎重。
结 语
本文介绍了桩基础的类型和土建施工技术，而对于在建筑中，如何具体选用，还应该根据当地的土质情况，地基条件、设计要求以及材料供应等方面综合考虑，本着提高施工效率，降低施工成本，保证施工安全的原则，科学的选用合理的处理方法。随着科技的不断进步，还有更多更高科技的桩基础土建施工技术，等待我们去研究和开发，因此我们要不断的实践和学习新技术，力求更完美的施工技术。
参考文献：
[1].张跃川.桩基工程施工方案编制[J].工程建设与设计,2009年第12期
[2].潘祝伟.浅谈民用建筑地基基础和桩基础土建施工技术[J].城市建设理论研究，2011年第12期
[3].孙健，吴迪.浅谈民用建筑地基基础和桩基础土建施工技术[J].科技资讯，2011年第23期