工民建桩基工程技术探讨

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摘要：工民建的桩基工程按施工方法桩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。本文对工民建桩基工程的几种技术进行概述，并对桩基技术的选用与设计进行探讨。

关键词：工民建；桩基；预制桩；灌注桩

中图分类号：U443.15文献标识码：A

引言

桩基础是民用建筑工程一种常用的基础形式，它具有承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀、沉降稳定、节省施工工期且能保证工程质量、经济效益和社会效益好等优点，近年来在工民建筑施工中应用广泛。随着现代科学技术的发展，桩的种类和桩基形式、施工工艺和设备以及桩基理论和设计方法，都有很大的进步。桩基已成为在土质不良地区修建各种建筑物特别是高层建筑，重型厂房和具有特殊要求的构筑物所广泛采用的基础形式。

一、工民建桩基工程施工技术

（一）预制桩施工技术

1、沉桩阻力

首先根据桩型、沉桩深度、接头形式以及工程地质条件、对沉桩阻力作出分析，选用合适的静压桩机设备。沉桩阻力的影响因素主要是由土质结构、埋入持力层深度、桩数、桩距、施工顺序等组成，分析实测资料表明，沉桩阻力是由桩侧阻力和桩尖阻力组成。通常情况下，两者沉桩阻力的比例是个变值。应该根据不同情况分析沉桩阻力。

2、桩顶垫材

合理选用垫材能提高打桩效率和沉桩精度，保证桩帽免遭损坏，压桩时，垫材起着缓和并均匀传递桩机对桩头的压力，并均匀地传递于桩帽上。一般采用橡木、桦木等硬木按纵纹受压使用，并根据情况及时更换。

3、压桩程序和接桩方法

静压法沉桩一般采取分段压入，逐节接长的方法。接桩有焊接法和浆锚法。在接桩时，应先检查下节桩的顶部，如有损伤应予修复，并清除桩顶上的杂物。在上节桩就位前，要清除接头处附着的污染物。有变形的桩，应修理合格经监理单位签证同意后再使用；沉桩应连续施打，避免长时间中断；压桩顺序应结合工程要求综合考虑各种因素和客观条件，选用打桩效率高、对环境危害影响小的合理打桩顺序。

（二）深层石灰搅拌桩

对塑性指标高的软土地基进行加固处理，可以采用深层石灰搅拌桩这一方法。在同等条件下，用石灰充当固化剂对软土地基进行加固处理，所起到的临时加固效果通常要超过水泥。在房屋建筑工程中的软土地基中，深层石灰搅拌桩通过把地基土和石灰强制搅拌混合，使石灰和地基土发生化学反应，从而使起到稳定地基土的作用，同时还能提高软土地基的强度。该方法具有经济合理、技术简单等特点，可以减少房屋建筑整体工程的工后沉降与软土层沉降，同时还能使软土层承载力得以提高，能够有效加固房屋建筑工程的软土地基。

1、深层石灰搅拌桩的施工准备

当工作场地的表层硬壳比较薄时，应先铺填砂石垫层，这样施工机械在场内就可以顺利移动与施钻。配置钻机、搅拌钻头、空气压缩机以及粉体发送器等。通过室内试验与原位测试获取地基土与灰土的化学指标和物理力学性能指标，然后以最佳含灰量充当设计掺灰量。对搅拌范围进行确定与设置，然后选择桩长、根数及截面。

2、深层石灰搅拌桩的施工要点

粉体搅拌法的施工顺序为：桩体对位下钻钻进提升提升结束。按照房屋建筑结构所要求的承载力，对桩的间距进行初步选定，然后确定出加固范围内的搅拌桩数量与每平方米内的搅拌桩的所占面积。通常，搅拌桩的排列呈等边三角形，有时也可以布置成四方形，桩距约为1米，桩径在0.5米到1.5米之间。空压机压力不必过高，风量适宜即可，不必过大。桅杆与钻机安装在载体上，这样可以有效防止飞粉污染，同时还能防止与雨水相遇发生化学反应而溅伤施工人员的眼睛与皮肤，在施工过程中，施工人员必须配戴防护眼镜。

（三）CFG桩法

水粉煤灰碎石桩即CFG桩，由碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和，用各种成桩机械制成的可变强度桩。通过调整水泥掺量及配比，其强度等级在C15-C25之间变化，是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。水粉煤灰碎石桩和桩间土一起，通过褥垫层形成水粉煤灰碎石桩复合地基共同工作，CFG桩其主要用来加固地基，和被挤密的桩间土一起，通过褥垫层形成CFG桩复合地基共同承担上部荷载。褥垫层是桩与桩间土形成复合地基的必要条件，其加固软土地基主要靠桩体作用、挤密作用和褥垫层作用。CFG桩不同于碎石桩，是具有一定粘结强度的混合料，在荷载作用下CFG桩的压缩性明显比其周围软土小，因此基础传给复合地基的附加应力随地基的变形逐渐集中到桩体上，出现应力集中现象，复合地基的CFG桩起到了桩体作用。施工工艺控制要点如下：

1、钻机就位时，应检查钻杆前后左右垂直度，应使钻头对准桩位中心，钻杆垂直度容许偏差不大于1%；根据地面标高及桩底设计标高之差，在钻机塔身上做醒目标记，作为桩长控制依据。

2、钻孔开始时，应先关闭钻头阀门，向下移动钻杆，待钻头抵住地面后再开机钻进。钻孔一般应先慢后快，以便降低钻杆晃动幅度，检查和纠正钻孔的偏差；在钻孔过程中，若出现钻杆晃动幅度较大或钻进困难时，应降低钻速，以免孔身严重偏斜，钻头损坏，钻杆扭断；在软硬突变地层中钻孔时，当主机电流达到一定值、钻头进入持力层一定深度后，方可终孔；在软硬平缓地层中，钻孔到设计标高之后，即可停钻，泵送混合料。当钻杆芯管内填满混合料后，方可提钻杆，严禁先提钻杆后泵料。

3、混合料的搅拌应严格按施工配合比进行，要控制塌落度，防止堵 管，混合料的供应必须保证灌注连续进行；保证混凝土的质量。除保证强度外，施工过程中应保证混凝土具有良好的和易性和保水性，混凝土的塌落度设为180mm-200mm。

4、排气阀的控制。一般要求钻孔时密封排气阀，否则在软土中会引起桩身缩径现象，但在一般土层中影响不大；泵送混凝土时关闭排气阀。

5、当设计桩顶距地表的厚度不大于1.5m时，保护桩长宜为50-70cm，厚度大于1.5m时保护桩长宜为70-100cm；

6、钻孔排除的土碴，应及时清运，以减少钻机就位时间，提高工效。当采用小型机械车辆清运时，应注意对已灌桩体的保护，防止挤压桩体；

7、CFG桩成桩后，如桩顶离地面有“空洞”，则应采取覆盖措施，如将水泥袋覆盖后上面做好标记，防止人员以外踏空受伤。

二、工民建桩基适用范围及设计要点

（一）、桩基适用范围

适用范围采用桩基工艺，应首先搞清桩基适用于何种工程，对于下列建筑工程情况可以考虑使用桩基础。

1、不允许地基有过大沉降和不均匀沉降的高层建筑或其他重要建筑物，如重型工业厂房和荷载过大的建筑物。

2、对烟囱、输电塔等高耸高结构建筑物，宜采用桩基以承受较大的上拔力和水平力，或用以防止结构物的倾斜。

3、对大型或精密的设备基础，需要减小基础振动、减弱基础振动对结构的影响，或应控制基础沉降和沉降速率，软弱地基或某些特殊性土上的各类永久性建筑物，对加强地震区建筑结构抗震性，均可采用桩基。当地基上部软弱而下部太深处埋藏有坚实地层时，最宜采用桩基。

4、CFG桩的适用范围：长螺旋钻孔灌注成桩，适用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密实以上的桩土；长螺旋钻孔、管内泵压混合料灌注成桩，适用于粘性土、粉土、砂土，以及对噪声或泥浆污染要求严格的场地；振动沉管灌注成桩，适用于粉土、粘性土及素填土地基。

（二）工民建桩基设计要点

在工程实践中，由于设计方面的原因，致使桩基不合要求甚至酿成重大事故者为数不少。因此，作为设计人员，应掌握熟悉以下几个方面的内容：

1、单桩竖向承载力特征值与单桩竖向承载力设计值。初步设计按土的抗力估算单桩承载力特征值时，一定要注意采取的桩端端阻力、桩侧阻力应为特征值，而不是标准值。用静载试验确定承载力特征值时，将极值荷载除以安全系数2为单桩承载力特征值。

2、桩的中心距离。桩距的合理取值是一个综合性问题，不同的桩型、土质和荷载都将有不同的结果．从而带来不同的成桩工艺、安全可靠性和工程造价。所以应认真对待桩距合理确定问题。

3、桩的长细比。控制桩的长细比是旧规范要求，新的《地基规范》及《桩基规范》均取消了长细比的限制。一些设计者在工程设计中仍以长细比来控制桩长或桩径，造成工程桩不必要的浪费。随着高层建筑的发展，超长桩及长桩应用广泛，而长细比限值制约了长桩的使用，因此新规范不再提长细比的要求。但具体应用中如遇到桩周土软弱或可液化，或8度以上地震区的情况，当桩身强度控制设计时，仍应慎重对待，可按相关规范验算桩身压屈。

4、桩身配筋长度。《地基规范》及《桩基规范》对桩身配筋长度均作了详细的规定，但一些涉及规范未明示的问题．如8度及8度以上地震区的桩通长配筋问题，以及做静荷载试验锚桩是否需要通长配筋的问题，还需根据工程具体情况及当地经验而定。

三、结束语

工民建桩基施工是一项十分复杂的工程体系，对施工质量和安全的要求十分严格，关于桩基施工技术的内容除了上述的最基础的技术指标外，还有更具体的诸如钢筋混凝土制桩打桩的施工技术、混凝土及钢筋混凝土灌注桩、钻孔压浆成孔桩等施工方法值得施工人员们进行探讨和总结。由于桩基础施工技术的日新月异，很难用较短的篇幅加以全面概括，希望同行们能在具体工程施工中有所创新。

参考文献

[1] 芳，王春勇，许小亮．浅析建筑中地基施工技术的方法与问题[J]．广东科技，2011．

[2] 郭斯国．探讨建筑中地基施工技术的相关问题[J]．建材与装饰，2010．