民用建筑工程项目中的地基基础和桩基础及其施工技术

王鑫

（中国土木工程集团有限公司，北京100038）

1 地基基础和桩基础概述

所谓地基基础涵盖基础持力层和下卧层，主要作用在于支撑民用建筑，承载建筑负荷。在不同区域建设民用建筑物，会遇见不同的土层地质。对于天然形成的地基，可省去土层加固这一工序，若为人工地基，则还需要完成土层的加固作业。承载整体建筑物负荷的地基对于整体建筑质量起关键性作用，因此对施工技术及质量有极高的要求，最大限度地使地基的稳固性得到保证，达到计划方案的负荷标准。

在工业建筑以及民用建筑中，桩基础均为使用最广的建筑基础。当浅基础难以符合建筑物对基础形变及强度的标准时，就需持力层的深基础借助底部较为坚硬的岩层来达到标准。而桩基础则为深基础中使用最为广泛的基础。通过设桩的方式将建筑物给予的负荷传递至底部坚硬岩层或地基。而桩基础本身具有较好的稳定性、高负荷量、沉降小而平稳及抗震能力强等优点，使其成为软弱地基最佳的施工方式【1】。

2 地基基础与桩基础存在的问题

2.1 地下水处理问题

当进行较高层建筑地基施工时，一些区域的地基深度会低于地下水位，因此还需处理地下水的问题，制定出有效的排水及防水方案，最大程度上减少地下水产生的不良问题。当前最常用的地下水排水法为真空预压，排水效果立竿见影，且能促进地基的固结。若在施工中未正确处理地下水问题，则易出现井渗等不良现象，产生安全隐患。

2.2 冻土地基的处理

在建设地基的过程中，经常会遇到藏于冻土层中的地基，而这也是地基施工中常见的施工难点之一。在实际工程建设中，对藏于冻土层中的地基，选用冻结的方式进行施工，即以人工干预制冷的方式，将上层水冻结至凝固状态，在冻结状态下方可进行下一步施工，且此种结构能够为基础工程的施工给予一定的保障。该种施工方式需结合较为先进的人工制冷技术来完成对地下水的冻结，且整个施工过程会产生的噪声污染及环境污染较小，当完成地基施工后，即可融化被冻结的土层，融化土层并不会对整体地基的建设施工带来不利影响，反之，可在一定程度上减少施工总时长。

2.3 桩质量问题

诸多因素会对桩基的质量产生影响：（1）就原材料而言，使用的钢筋及混凝土的质量均会影响桩基整体质量。（2）施工技术与施工管理也是影响桩基质量的直接因素，若施工技术不够成熟，无法正确处理施工中的细节性问题，则易对桩基造成不良影响【2】。桩基主要会出现的质量问题为桩头及桩身出现裂缝、断柱及桩基负荷量无法达到相应标准等，更有甚者会存在一些基础性可避免的错误，如桩基的长度与标准不符、桩顶崎岖等。因此，桩基的建设施工要求施工人员具备较高的技能水平，防止出现严重的桩基质量问题。

3 民用建筑地基基础的土建施工技术

在我国的不同地区进行建筑施工会遇见不同的地形、地质及土层等，且当前不同建筑类型对地基基础的要求也有所差异，需要依据实际工程项目情况，针对不同建筑制定出对应的施工方案。以下为当前国内主要运用的几种地基基础施工方法。

3.1 换土垫层

换土垫层即使用砂石等相对强度更高的原料来替换强度过低的软土。这种方式能够使土层的负荷量大幅提升，防止出现软土层易产生的塌陷问题，进而减少建筑物下沉的不良现象出现。该种方式主要适用于软土仅在表层的地质、季节性冰冻的地质及易出现塌陷的黄土地质，主要用于垫层的原料有砂、土及碎石等。

3.2 碾压夯实

碾压夯实，顾名思义，即借助相关机械设备对土层进行碾压，使较为松散的土层变实，进而使其达到强度标准。主要的碾压夯实方式有2 种：（1）直接借助机械碾压。这种方式适用于碾压范围较大的地基，一般选用压路机、推土机等碾压机械设备，碾压程度为每20～30cm 碾压8～12 次。（2）通过振动夯实。该种方式借用专门的振动夯实机，通过机械对土层形成50～100kN 的垂直方向作用力，此种夯实方法需要作业较长的时间，因此会使土层松散性大幅降低。振动夯实主要适用于沙土地质及土层较复杂的地基中。

3.3 排水固结土壤

所谓的排水固结土壤，是指将土层中的水排出，让土壤变成强度较高的固态。主要操作流程为：先在施工区域安放袋装沙井，而后运用水冲法的方式进行塑料排芯板成孔施工，再者对孔内进行灌沙加压，此过程会使土层中的水加速排出，进而使土层失水凝固，增强土层的强度【3】。这种施工方式具有易操作、低成本等优点，主要适用于淤泥地、沼泽地等含水较多的土层中。

3.4 化学法加固

对于一些特殊土层，需借用化学物质来提升土层的负荷力度。在土层中加入化学物质，形成化学反应，使土质强度增强，以便能够符合施工方案的参数需求。

3.4.1 灌浆法

灌浆法主要灌入的原料为碱液、水泥、水玻璃等化学性物质，通过泵和空气输入土层中，而后逐渐渗入内部，化学物质与土质发生化学反应，使水迅速排出，土质因失水而凝结，整体强度提高，负荷量加大。

3.4.2 喷浆法

进行喷浆法施工时，首先需借助钻机在对应位置完成钻孔施工，且孔的深度需严格按照计划参数标准设定，而后在钻机下方安装喷射装置，借助高压脉冲泵来完成浆液的喷射作业，在钻机向上的过程中，喷射装置中的浆液会洒落于区域内土层壁，而后与土层相结合，使土层壁固结成柱状体。这种技术主要适用于砂土、人工土层等地质中，其具有较好的防水性，能够防止周围结构在施工过程中被破坏，但其也有水泥耗费量过多的缺点，会使施工成本增加。

3.4.3 深层搅拌法

主要的搅拌原料为水泥和石灰，借助设备将原料注入土层内，而后通过高压完成搅拌作业，原料与土层形成混合体，水泥与石灰形成的固化剂加之土层的混合，进而成为水泥桩。这种施工技术主要适用于施工地位处城市且软土层较厚的情况，因为该技术主要优点为产生的噪声较小，土方量少。

4 民用建筑桩基础的土建施工技术

4.1 桩基础施工技术

4.1.1 静力压桩施工技术

通常而言，大多民用建筑区域处于城区内，普通的打桩机会产生较多的噪声污染，使居民日常生活受到影响，而静力压桩能够较好地避免这一问题出现，其主要的打桩方式为通过静压力将桩压入土层内部。该施工技术产生的噪声污染极小，且需使用的钢筋及混凝土数量较少，进而降低了整体施工成本，适用于城市居民区建设的民用建筑工程。

4.1.2 振动沉桩施工技术

振动沉桩是指利用振动的方式将桩打入土层中，在桩的上方设置1个振动器，通过振动使土层被迫移动，进而减小土层与桩之间产生的摩擦，借助桩自身的重量及振动感进入土层，降低打桩难度。此种施工方式，需在振动打桩时借助人工进行敲击，使桩进入土层约2m，而后随着桩进入土层的深度增加敲击力度，加大进入深度。该种施工方式的优点在于操作简单、体积较小等，在很大程度上使施工效率提升，且施工成本较低，主要适用于黏土、黄土及砂土地质。

4.2 桩基础的类型和施工方法

4.2.1 预制桩

一般预制柱为方形或圆形状态，边长（直径）设定为250～550mm，桩的高度为6～25m，主要运用焊接的方式来完成预制桩之间的衔接。

4.2.2 沉管灌注桩

借助振动打桩机或人工敲击的方式，将中部设有钢管的桩插入土层内部，在桩进入土层的同时，将钢筋笼放入钢管中，并进行灌浆作业。打桩机振动的过程中，将钢管慢慢提出，完成桩的灌注。此种桩的直径设定为300～500mm，桩的高度约为25m，主要运用在黏土及砂土地质中。该种施工方式会产生较大的噪声污染，且有出现颈缩的可能性，基于此，在施工过程中必须更加注重施工监督及管理。

4.2.3 钻孔灌注桩

借助钻机进入土层内部，而后利用高压泵注入泥浆，泥浆与土层壁相结合，使孔壁处于坚硬状态，保证孔不被土层再次掩埋。孔的深度需符合标准参数，而后对孔进行清理并放入钢筋笼，进而开始灌浆作业。该类桩的直径设定为60～150cm，桩的长度依据实际施工项目而设置。主要适用于黏土、砂土及粉质土等地质。

4.2.4 树根桩

树根桩是桩的一种新类型，以钻孔灌注桩为原型，直径设定为70～250mm。具体施工方式与钻孔灌注桩相同，需借助钻机深入土层，而后清孔并放入钢筋笼，再进行灌浆作业，使孔成形。而2 种桩的主要区别为，树根桩的直径设定小于钻孔灌注桩，且需同时进行多个桩的施工，桩与桩之间相连状似树根，因而称之为树根桩。此类桩可在小区域范围进行，产生噪声污染小，且强度较高。主要适用于在旧建筑物上新建建筑的情况，适用地质为碎石土、砂土及黏土等。

5 结语

综上所述，建筑物的整体质量标准与桩基及地基基础的质量密切相关，若桩基及地基的质量并未达到相应标准，则会对整体建筑的稳固性产生影响，存在较大的安全隐患，由此可知，桩基及地基的质量需严格达到标准要求。在进行实际项目工程的建设中，还需结合不同区域的不同地质，制定出不同的施工方案，确保桩基及地基的整体质量。