建筑桩基施工关键技术之研究

蒋美荣

摘要：建筑桩基是建筑物的重要组成部分，直接关乎建筑安全。研究建筑桩基的施工关键技术对于提高建筑桩基质量十分重要。本文总结了桩基类型并分析了不同类型建筑桩基的特点，接着详细说明了不同类型建筑桩基的施工关键技术以及桩基的常用检测方法。本文的研究成果对于建筑桩基施工技术的发展有一定参考价值。

关键词：建筑桩基；桩基施工；关键技术

1 绪论

建筑桩基础是深基础的一种，具有承载能力高、施工工艺成熟和适用范围广等优点，因此得到了广泛的应用。建筑桩基在设计时应当考虑上部结构和地基承载条件，并综合施工现场的条件和施工预算，合理选择桩基种类并进行桩径、桩长的设计工作。建筑桩基可以根据桩的承载形状分为端承桩和摩擦桩，根据施工方法分为预制桩和灌注桩，因此存在端承预制桩、摩擦预制桩和摩擦灌注桩三种类型。

桩基的施工工艺较为成熟，但由于在施工过程中，地下条件处于不断变化中，难免出现一些意外情况，如在灌注桩施工过程中会出现孔壁塌陷现象、在预制桩施工过程中有可能出现桩尖折断现象等。因此必须对于桩基施工的关键技术进行研究分析，才能够保证建筑桩基的施工质量。

2 建筑桩基类型

2.1 预制桩

预制桩是在工厂或者施工现场附近预制的桩，在养护至设计强度之后再通过打桩机进行打桩。在预制桩的配筋设计当中应当注意桩头和桩尖的局部加强情况，一方面，由于打桩机是通过重锤下落或者液压装置对预制桩施压使得预制桩进入土体中，因此必须在预制桩的桩头进行钢筋的加密，保证桩头的强度，以免在施工过程中出现桩头损坏的情况。另一方面，预制桩的桩尖需要在打桩过程中将土体排挤开，因此桩尖应当采取局部加强，如加密桩尖钢筋和带桩靴等措施，增加桩施打时对土层的穿透力，避免造成桩头破坏及桩身倾斜。

由于预制桩可以在工厂或者施工现场附近集中生产，具有生产速度快、桩体完整性好、桩体质量均匀等优点，并且预制桩的承载能力较高，能够适应多种地质环境和建筑要求，因此应用范围较广。但预制桩同样存在缺点，如预制桩的桩长通常情况下不能太长，若桩体过长容易造成预制桩的起吊、施打困难，因此，一些大型建筑的桩基不宜采取预制桩。

2.2 灌注桩

灌注桩是指在设计位置进行钻孔或挖孔并浇筑混凝土，再等到混凝土凝结硬化至设计强度后形成的桩。灌注桩根据施工设备的不同可以分为挖孔桩和钻孔桩等。其中挖孔桩通常采取人工挖孔的作业形式，具有成孔质量可靠、减少机械设备使用等优点，但其施工作业危险性较大，且受到施工区域土壤、水文条件等限制，随着人工成本的增加和专业打桩机械的性能不断提升，人工成孔的应用逐渐减少。钻孔灌注桩不需要打桩机械，但其需要专业的钻孔设备。通常情况下，灌注桩的桩长可以较预制桩更长，并且能够采用更大的桩径，具有较广的应用范围。但钻孔灌注桩的成孔质量不容易保证，容易出现孔壁塌方等情况，严重时形成灌注桩缩颈和断桩情况，对于桩体的质量影响较大。因此，必须采取合理的桩体质量检测方案对成孔桩质量进行检查。

钻孔灌注桩在施工过程中常采取泥浆护壁技术，能够减少孔壁塌方等现象的发生，但施工现场的管理工作任务较重，由于施工现场的泥水较多，为保证人员财产安全，应当避免带电设备受潮、保证排水系统通畅，并做好现场的环境卫生工作。

3 建筑基桩施工工艺

3.1 预制桩施工工艺

预制桩施工前需要进行吊装和运输工作，将预制桩从养护地点吊装至运输设备上，再运输至施工现场。由于预制桩的长度较长、质量较重，在吊装过程中应当避免预制桩在自重的作用下出现损伤，因此对于桩长较长的预制桩，应当合理计算桩在吊装过程中的内力情况，并合理选择吊装方案。

预制桩在安装到打桩设备上之后，应当采取重锤低落的安装方法，这样可以保证桩头不被打碎，又能够有足够的压力使预制桩进入地基中。端承型预制桩通常采取贯入度來控制打桩的深度，而摩擦型预制桩通常采取标高并结合贯入度指标进行桩体埋深的控制。因此在打桩过程中应当做好预制桩贯入度的记录。

由于预制桩打入土体后，会产生对于土体的挤压，使得后打的桩需要克服土壤阻力更大，因此合理安排预制桩的打桩路线是十分必要的。在打桩路线安排时，通常会减少机械设备的行驶路线，以加快施工进度；同时优先对基础中间部位的桩进行施工作业，以保证群桩的施工质量和施工速度。

在打桩作业之前，应当做好放线工作，确定好打桩位置，同时严密监控打桩的垂直度，避免桩体出现过度倾斜。由于部分打桩机械的噪音和废气污染严重，应当做好施工的环保工作，以满足绿色施工的要求。

3.2 灌注桩施工工艺

灌注桩的施工较为复杂，以钻孔灌注桩为例，需要借助钻孔设备进行钻孔，并进行钻孔的清洁工作。在保证孔内无杂物之后开始放置钢筋笼并浇筑混凝土。在混凝土达到设计强度之前尽量避免灌注桩周围土体的明显扰动，并应当根据规范要求，对灌注桩进行桩基完整性检测，对于存在问题的灌注桩应当及时采取补救措施，如有必要应当重新钻孔灌注。

灌注桩在钻孔工艺进行时通常采取泥浆护壁，有利于保持钻孔的完整性，并能够及时将渣土碎石带出。根据泥浆的循环方式可以分为正循环和逆循环两种方式，其中逆循环的冲击力较大，能够适应更为坚硬的土层，在钻孔施工过程中应当根据实际情况选取合理的循环方式，保证钻孔作业的经济效益和钻孔质量。

在灌注桩混凝土浇筑时，应严格控制混凝土的配合比、提高混凝土的和易性。由于灌注桩的桩长远大于桩径，浇筑混凝土时容易造成混凝土离析，因此在浇筑过程中应当合理把握混凝土的初凝时间，采取分阶段进行浇筑的措施，以保证灌注桩混凝土良好的整体性。一些特殊工程要求灌注桩桩底扩口，常采取的方法是在灌注桩桩底安置适量炸药等进行扩口，若施工中需要使用炸药等易爆物品时，必须对其进行严格的管理，防止发生意外事故，造成人员和财产损失。另外在施工过程中应当及时处理挖孔或钻孔产生的渣土，保持施工地点的环境卫生。

3.3 灌注桩的检测工艺

由于灌注桩埋置于地下，无法用肉眼判断其完整性，因此在灌注桩混凝土达到一定强度后可以对其进行无损检测，以检查灌注桩的完整性。目前工程中常采取低应变检测方法和超声波检测方法。

低应变检测方法的原理是声波在混凝土桩内传播速度与在土体中传播速度不同，当声波遇到混凝土和土壤交界的界面时会发生反射现象，利用传感器来接受反射回来的声波。通常情况下桩底的反射波最强，能够较为清晰的判断出来。通过测量桩底反射波的传播时间来计算灌注桩的桩长，若检测计算得到的桩长与设计的桩长基本一致，则说明灌注桩没有发生断桩现象，若计算得到的桩长明显小于设计的桩长，则说明灌注桩出现了断桩等问题。

超声波检测方法是在灌注混凝土时预埋声波检测管，根据桩径的不同，声波检测管的数量也不同，桩径越大声波检测管的数量越多，每两根声测管之间都可以形成一个测面，根据各测面之间的数据进行分析能够得到灌注桩的混凝土质量。超声波检测方法的原理是利用超声波在混凝土与土壤及不同介质中的传播速度不同，且超声波不能够透过混凝土裂缝传播的原理来判断灌注桩的施工质量。在检测过程中将超声波检测仪器的超声发射端和接收端放入不同的检测管内保证二者之间相应的位置关系，如高度相同或者固定高差，利用超声接收端收集超声发生端发出的超声信号，根据声波传播的速度、幅值等数据，综合判断灌注桩的混凝土质量。一般而言，混凝土中的超声波波速较快，且混凝土强度越高、越密实则超声波波速越快。若超声波波速突然变慢说明测面此处的混凝土存在缺陷，综合不同测面数据能够分析出灌注樁的缩颈、混凝土不密实等缺陷。若超声波信号中断则说明该测面中此处的混凝土存在裂缝，根据不同测面的数据对比能够判断出混凝土裂缝的规模。若灌注桩混凝土的裂缝规模过大，可以认为该灌注桩存在断桩现象。当出现灌注桩断桩的现象时必须及时采取合理的控制措施，如采取钻芯法复查或者在原灌注桩的位置上重新钻孔灌注等。

4 结语

建筑桩基的施工技术仍在不断发展，随着新设备、新工艺的出现，建筑桩基的施工质量和施工效率都得到了显著提升。但施工管理对于建筑桩基的施工质量影响仍十分明显，因此应当开展提高建筑桩基施工管理的相关研究。相信在合理的施工管理以及先进的施工技术的共同作用下，能够有效提高建筑桩基的施工质量和施工效率，最终保证建筑物的安全性。

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