岩土工程中的桩基础工程设计研究

马文秀

（中勘冶金勘察设计研究院有限责任公司，河北 保定 071069）

提高岩土工程桩基础施工质量，维护桩基础的稳定性，必须做好前期准备工作，设计最佳施工方案，准确把握设计要点，科学开挖深基坑，做好桩基支护工作，着重优化桩基础施工技术工艺，全方位加固桩基结构以维护桩身的安全性能。

1 做好施工前期准备工作

在正式开展岩土工程桩基础施工前，需要落实相应的准备工作，避免给岩土工程施工建设及应用中埋下隐患。在此期间，需要做好三方面的工作：①重视对施工区域周围环境的全面勘察，了解基层设施、管道及管线预留位置等，并进行及时记录，从而为深基坑施工作业的高效开展提供专业支持；②加强水文地质勘察，了解深基坑所在区域的水位变化及补给状况，满足施工计划安全实施要求；③做好施工区域的岩土勘察工作，设立好一定数量的勘察点，并将切实有效的检测工作落实到位，确保岩土工程桩基施工状况良好性。其次，在设计桩基础施工方案的过程中，应根据施工环境和岩土结构，设计最合理的桩型，准确计算桩截面与长度，尽量避免给桩基础使用功能造成负面影响。在具体设计工作中，必须谨遵岩土工程施工建设标准要求与桩基础的作用，坚持实用性与经济性原则，合理规划圆形、矩形或者多边形桩。与此同时，要准确把握三方面的设计要点：①结合同一类设计资料和专业设计理论知识，依据施工区域状况，准确定位单桩的承载力，以此加强桩基础在岩土工程施工建设中的承载能力；②初步完成桩基础施工设计作业后，应核对好桩的数量及其所在位置，做好数量编号工作。与此同时，应充分利用信息技术精确计算复合桩的承载力，采用三维空间来验算分析桩顶的作用效应；③设计师应科学设计灌注桩和预制桩，结合施工成本、施工现场环境和施工标准要求选用合适的类型。

2 做好桩基础布置工作

在岩土工程桩基础施工设计作业中，必须按照标准要求做好桩基础布置工作。一般情况下，须采取一柱一桩的模式来设计桩基础，对于变形缝处理工作，应将其设置于桩结构最佳位置，必要时需采用两柱合用一桩的设计方法，需要注意的是，在采用这种方法时应力保上面柱子的合力作用点和桩基的中心位置一致。同时，要确保岩土层非挤密桩的桩间距不小于0.5m。在设计群桩时，应做好三角桩、矩形桩与梅花桩的布局工作，在布局过程中，要力保中心能重合于上部结构力的作用点。其次，要借助模型来衡量群桩所受弯矩较大的方向与其所弯曲的截面是否符合标准要求。在为单列桩设计条形承台时，如果该桩没有横向分支，就要合理计算其长度以及与之相关的连系梁。对于剪力墙和柱子等位置，应设计好椭圆桩基础。在地下室混凝土区域应注意确保桩顶与挡土墙所垂直的连接梁方向保持一致。此外，确保岩土工程桩基施工设计质量，必须着重优化基坑开挖施工技术，准确把握施工设计要点，从测量放线、切线分层开挖、修坡、土层预留等方面入手，加强机械开挖施工技术使用，并通过对坑底宽度检查及是否到达设计标高方面的思考，完成基坑开挖施工作业。其次，应注重分层台阶式放坡开挖方式的科学使用，增强基坑开挖施工安全性。建筑企业施工技术人员在实践中也需要加强基坑开挖深度控制，对开挖坡度是否合理加以思考，并在人工开挖与修坡方式的配合作用下，高效率、高质量地完成好深基坑开挖施工计划。再次，应充分考虑邻近建筑物的实际情况，控制好其与深基坑开挖施工区域的距离及坡度，并对坑底是否存在裂隙、暗沟等进行充分考虑，从而提高深基坑开挖施工质量。同时，应减少开挖后深基坑的暴露时间，避免对坑底产生扰动作用，给予深基坑高效施工更多的技术支持，为后续施工作业开展创造有利的条件。此外，应注意规范土方开挖施工技术。通常，在土方开挖中，必要时刻适宜采用盆式开挖方式。通常，第一步土方开挖的深度相对较小，为1.45m，当第一道内支撑体系中的混凝土强度高于80%，就可以进行第二步土方开挖。第三步土方开挖继续运用盆式开挖技术，开挖深度通常是5.80m，依然要分两次开挖。

3 加大桩基支护力度

在岩土工程桩基施工设计作业中，加大支护力度必不可缺。从整体结构来看，当前常用支护技术有三种：①深层搅拌桩支护施工技术。如果施工区域的土质为软弱粘性土且砂粒含量高，则需要对深层搅拌桩支护施工技术应用方面进行深入思考。在其实际作用发挥过程中，需要实施好这些作业流程：放好搅拌桩桩位后，将搅拌桩机移动到指定桩位，然后实施对中和调平；借助经纬仪或者吊线锤予以双向控制，保持导向架垂直度。按设计及规范要求，垂直度小于1.0%桩长；预先拌制好适量的浆液；搅拌下沉、喷胶搅拌提升等。桩基支护施工中通过对深层搅拌桩科学使用方面的思考，有利于增强软土地基处理效果，满足粉土、淤泥质土等土质高效处理要求，为支护体系在深基坑施工中的构建及应用效果增强提供专业保障；②连续墙支护技术。在岩土工程桩基施工作业中，连续墙均属于地下连续墙，主要是借助槽机械沿着桩基开挖的周边轴线，在泥浆护壁的条件下，开挖一条狭长的深槽。在开挖连续墙的同时，必须注重加强桩基围护结构技术管理工作，确保钻机能够准确就位。在开展钻孔灌注桩施工之前，应该先准确实施桩位测量与放样工作。同时，要注意保持钻机的稳固性和水平标准。初步完成钻机安装作业后，需要借助测锤和水平尺实施校验。其次，应注意科学埋置护筒，确保埋入深度在1m 以上，然后，要用黏土进行回填与夯实加固，避免地表水深入；③灌注桩排桩支护施工技术。结合岩土工程桩基支护施工状况及施工建设要求等，重视柱列式灌注桩排桩支护技术的引入及作用发挥，可在疏排及密排这两种设计方案的指导下，增强支护方案应用效果，并通过对高压注浆方式使用方面的思考，提高桩基支护施工水平及增强岩土基础结构性能可靠性等科学保障，更好地体现出支护施工技术的潜在应用价值。最后，需要对柱列式灌注桩排桩支护过程进行严格管控，处理好其中的细节问题，从而增强深基坑施工安全性，保持其支护施工方面良好的技术含量，最终达到其施工作业高效完成及房屋建设事业发展速度加快的目的。

4 优化桩基础施工技术工艺

从整体结构来看，常用桩基础施工技术有五种，分别是桩基础预制技术、振动沉桩技术、钻孔灌注桩施工技术、静力桩施工技术和人工挖孔桩技术。其中，桩基础预制技术在浇筑过程中需要从顶部开始，这样方能确保施工质量。振动沉桩技术在施工过程中需要为桩基底部安置振动设备，然后通过启动该设备进行振动沉桩。不可忽视的是，该技术有一大缺点，即在施工中会产生较大的噪声，严重影响周围居民的正常休息。因此，在施工期间应注意安置消音设备，科学调整施工实际，避免在居民休息期间施工。钻孔灌注桩施工技术有三大优点，加固作用良好，施工成本低廉，噪声较小。在施工该技术施工的过程中，施工技术人员应兼顾土质特征，针对实际情况选用适宜的钻孔方法。静力桩施工技术应用效果极为良好，在施工过程中，须充分借助静力压桩设备来进一步加强桩架设备和预制装备的组合作用，使桩架能做好土层压桩作业。人工挖孔桩技术能够减轻施工技术人员的工作量，提高施工效率，降低误差。需要注意的是，在运用该技术施工过程汇总，应控制好挖孔深度。

5 维护桩身结构的完整性

维护岩土工程桩身结构的完整性必须着重加强桩身混凝土结构的密实度，科学灌注桩，在施工过程中，应精选整体质量与综合性能良好的混凝土原料，这样在后期施工中更便于控制，从而能有效保证桩身混凝土结构的强度、弹性和荷载能力。桩身混凝土加固技术方法有两种，即直接加固法和间接加固法。前者包括加大混凝土截面、粘结钢板、黏贴纤维增强塑料等。加大混凝土截面这种施工方法工艺适应性强，施工流程简便，通过适当加大混凝土截面来增强混凝土结构紧密性。粘结钢板主要应用于静力桩施工，这种施工技术方法速度快，不会影响桩身外观。粘贴纤维增强塑料适用于各种受力性质的混凝土，能够提高桩身结构等级。间接加固方法在使用过程中会采取预应力、增加支撑的方式，其中预应力加固本身的加固效果良好，能够降低加固构件的应力，还能够科学地调整桩身混凝土结构的承载力。

6 结束语

综上所述，优化岩土工程桩基础施工设计管理体系，确保桩基础施工质量，必须做好施工前期准备工作，根据地形条件设计最合理的施工方案。其次，应做好桩基础布置工作，正确采取一柱一桩的模式来设计桩基础，注意确保岩土层非挤密桩的桩间距不小于0.5m。在设计群桩时，应做好三角桩、矩形桩与梅花桩的布局工作。再次，应科学开挖基坑，加强基坑围护结构技术管理工作。另外，应全面优化桩基础施工技艺，不断加固桩基混凝土结构，并着重维护桩身的完整性。