地基基础与桩基础施工技术研究

梁帅（北京城建集团有限责任公司，北京100088）

1 引言

为满足各类工程建设需要，地基基础与桩基础施工技术持续升级，各类技术问题也受到广泛关注，相关理论研究和实践探索大量涌现。为了更好地开展工程建设，两类技术应用还需要在深度计算、变形控制等方面进行深入研究，进而更好地发挥施工技术的应用价值。

2 常用技术分析

2.1 地基基础施工技术

地基基础施工技术在各类建设工程中的应用较为广泛，代表性的施工技术主要有以下几种：

1）化学加固技术。为实现对地基性能的改善，化学加固技术主要利用化学反应进行地基处理，喷浆法是常用方法之一。其通过在地基周围土层使用高压脉冲泵喷射浆液，使浆液与地基土层混合，通过化学反应使二者固结为一体，提高地基的密实度和强度，完成地基处理。另外，还可以使用灌浆法，该技术通过管道将浆液均匀灌入地基土层中，挤压出土层中的空气和水分后，使浆夜和土层发生化学反应而固结，从而对地基土层进行加固。

2）换土垫层技术。对于原场地存在的薄弱地基土层，可以采用换土垫层技术进行更换，通过换填高强度土料完成地基处理。换土垫层技术在提升地基承载能力方面优势突出，适用于薄弱土层分布较浅的工程，并且可以对季节性冻土、湿陷性黄土等地基进行处理。砂垫层、碎石垫层、素土垫层是常用垫层类型。

3）排水固结技术。排水固结技术主要是通过将地基土层中多余的水分排出，使地基土层快速固结。这种处理方式在提升地基抗剪强度和控制土层液化程度方面表现突出，同时有成本低廉、施工简单等特点，适用于分布有沼泽土、淤泥质土、饱和黏性土等土壤的地基处理。

4）碾压夯实技术。碾压夯实技术通过降低地基的压缩性提升其强度，该技术在应用过程需要通过强大外力进行夯实或碾压，可同时减小工程沉降。碾压夯实技术包括振动夯实法和碾压施工法。前者主要利用振动机械产生的垂直作用力；后者主要利用重型机器碾压完成处理[1]。

2.2 桩基础施工技术

桩基础施工技术在各类建设工程中的应用非常广泛，其中，灌注桩施工技术的应用较为成熟，该技术在成桩过程中需要先钻孔，可采用沉管成孔或干作业成孔方式，之后将钢筋笼下放到钻孔内，最终灌注混凝土，混凝土凝固一定时间后，可进行上部结构施工。但需要保证成桩强度满足设计和规范要求。若采用沉管成孔方式，可使用冲击法或振动法进行施工，但二者施工过程中均会产生较大的噪声，这种情况下必须科学设置防护结构，对噪声传播进行科学控制。按照截面的形状，桩基可分为方桩和管桩。在具体的成桩环节，静压法的应用较为广泛，嵌入法、沉桩法同样属于常用技术，这3 种技术存在效率高、过程简单等优势。但如果工程选择管桩结构，施工过程容易出现挤土问题，进而影响后续施工顺利开展。因此，管桩的应用应重点关注挤土问题预防。考虑到方桩和管桩优缺点和适用范围不同，因此，需要结合工程实际情况进行针对性地选用，保证桩基础施工满足工程建设需要[2]。

2.3 技术应用要点

在上述技术的应用中，需要先做好施工现场的全面勘察，进而选择合适的桩基形式和施工技术，并清理基层，及时完成物料准备工作。例如，施工现场勘察需要获取地质、水文、环境等信息，确定场地附近的管道、电缆和建筑物分布情况，进而分析施工风险，为施工方案编制和优化提供依据。

以桩基础施工技术应用为例，该技术应用中的沉桩、垂直吊桩、管桩焊接、焊接施工质量检查等环节均需要得到重视，施工前要做好原材料质量抽检，具体涉及水泥、钢筋、石子等，每次成孔后要进行复查，保证成孔位置的准确性。在检查钢筋笼的过程中，检查内容包括钢筋搭接长度、箍筋间距、钢筋型号、焊接质量等方面。混凝土灌注前，还需要对混凝土性能指标、孔底部沉渣厚度等方面进行细致检查，必要时需要再次开展清孔处理。正式浇筑前，要细致检查混凝土的坍落度和均匀性，必要时进行二次拌和，不得使用不达标的混凝土。施工过程由专业监理进行监督，避免钢筋笼上浮等质量问题出现。此外，还需要关注各类技术问题，如是否存在桩倾斜度过大、桩端遇到坚硬障碍物、预制桩质量不符合要求、桩机安装不当、桩间距控制不当等情况，并且要注意避免挤土效应、桩断裂、锤击偏心等问题[3]。在混凝土预制管桩施工环节，沉桩承载力可能因复杂土质而不稳定，此时可考虑对桩尖进行更换，如选择锥形开口桩尖用于穿透较薄中砂层（见图1）。

图1 锥形开口桩尖

在完成灌注桩施工后，为了更好地保证桩底土层的强度和密实度，可进一步开展高压灌浆施工，一般选择后注浆法，图2 为后注浆法使用的高压灌浆管钻头。

图2 高压灌浆管钻头

3 实例分析

3.1 工程概况

以北京某高层建筑项目施工为例，案例项目的基坑周长472.2 m，面积14 491 m2，深度为3.82～6.58 m。施工前，通过降水井和深层搅拌桩止水帷幕技术对地基进行了止水处理；通过高压注浆、喷锚挂网支护方式解决地基承载力问题，为使地基满足设计承载要求，选择CFG 桩复合地基进行地基处理。案例工程的地基基础与桩基础施工技术应用取得理想效果，本节主要围绕开挖土方、桩基施工平台、地基挖掘深度计算、复合地基施工、施工质量控制等方面开展研究。

3.2 开挖土方

基坑开挖过程需要注意土方开挖环节的施工变形控制，具体控制措施包括：（1）选择盆式开挖方式进行土方开挖，开挖过程遵循对称、分块、分层、平衡原则；（2）施工前详细设计施工组织方案，具体施工需要在满足相关要求后进行；（3）开挖环节需要重点关注周围动态土坡及基坑边坡的稳定性，不得在基坑内部堆放大量施工材料。

3.3 桩基施工平台

由于原地面高程高于设计桩顶高程，且案例工程以河道改迁回填区域为主要施工区域，桩基施工在基坑开挖后无法立即开展。在平整处理原地面后，原地面钻进施工采用长螺旋桩机，以此提升成桩质量，在灌注长螺旋钻孔灌注桩的过程中，需要最终灌注至原地面，最终完成基础施工。

3.4 地基挖掘深度计算

在案例工程基础施工环节，考虑到尚未完成地基沉降控制，施工过程可能出现较大的沉降，从而影响高层建筑结构的稳定性和安全性，最终导致施工质量问题出现并威胁正常使用。在地基处理环节，案例工程需要结合沉降规律，关注地基基础沉降量，进而明确地基挖掘深度，同时需要考虑地基处理与沉降时间变化规律，可最终得到实际施工过程中的挖掘深度，保证施工顺利推进。

3.5 复合地基施工

案例工程采用CFG 桩复合地基，螺旋钻孔灌注桩，需保证桩长最短15 m，复合地基加固后承载力最小值需要达到180 kPa，灌注桩承载力特征值应≥300 kN。选择长螺旋钻孔灌注桩进行施工，以素混凝土为成桩材料，强度等级为C20，施工后检测确定复合地基的承载力最小值满足要求。

3.6 施工质量控制

为保证施工质量，施工单位在施工质量控制中投入了大量精力，具体可细分为以下方面。

1）施工前质量控制。为保证施工质量，施工单位在施工前重点开展了材料质量管理及储运管理。在材料质量管理中，充分基于质量要求和技术标准选择材料，重点检测和分析材料质量，保证材料规格及质量满足施工标准，进而开展标准化施工。材料储运管理聚焦运输路线规划，科学选择运输设备，最大限度地预防了材料受损问题。到达现场的材料按照规格、类别及属性分类，存储于适当位置，基于管理和施工便利性选择存储方式。

2）施工安全控制。为保证施工安全，施工单位采取了一些安全管理措施，具体涉及设置围栏及警示标语、设置竖向斜杆、地基加固处理等。以地基加固为例，为避免地基出现不均匀沉降问题，施工单位重点开展了地基加固处理，使桩基础稳定性受到的位移影响得以降到最低。此外，还设法提高了施工人员的安全意识和专业水平，保证相关施工能够严格落实规范要求，在全面开展的安全培训下，施工安全事故出现的概率进一步降低。

3）培训与考核。通过严格开展施工人员的培训及考核，地基基础与桩基础施工的技术交底工作得以更好开展，各类技术要点在施工过程中得到更好落实，具体培训可结合数字化软件开展仿真模拟，以此提升培训的实效性，更好保证施工质量和安全。

4 结语

综上所述，地基基础与桩基础施工技术应用会受到多方面因素的影响。在施工过程中，需要关注桩基施工平台、地基挖掘深度计算、复合地基施工、控制地基固结变形等内容，从而保证施工质量，为后续施工和建筑的安全使用奠定基础。