杜楠
北京市昌平一建建筑有限责任公司 102200
摘要：
桩基础是重要的基础形式，在提高地基承载力，控制地基变形方面具有重要作用。对此，文章从桩基础选型及使用条件引入，基于某科技馆实际案例详细介绍了桩基施工技术在建筑工程土建施工中的应用，同时提出了钻孔灌注桩在施工过程中应对工程质量问题的措施，以期有助于减少桩基施工过程中的质量问题。
关键词：建筑工程；土建施工；桩基础；施工技术
随着我国社会经济的发展和城镇化进程的加快，我国建筑工程快速发展，高层、超高层建筑越来越普遍，对建筑基础的要求也越来越高。桩基础施工技术是建筑工程的关键部分，桩基础施工能有效地提高建筑基础的承载力，解决地基承载力问题，控制地基变形，提高建筑抗震性能，提升建筑工程的稳定性和安全性。桩基础施工在建筑工程中具有重要的作用，桩基础形式受建筑结构、地质条件、施工技术等多方面的影响，在具体工程中应选择合适的桩基础形式，以确保建筑工程整体的质量和安全。
1.建筑工程桩基础技术概述
1.1桩基础概述
桩基础是一种深基础形式，是通过承台把桩连接成一个整体共同承受上部荷载的基础，通过桩基础可以将荷载传递到力学性能良好的地基持力层上，以满足承载力及沉降的要求。桩基础具有承载力高、适用范围广的特点，被广泛应用于工民建、公路桥梁、港口等工程中。桩基础可以是一柱一桩的形式，也可以是单排桩、多排桩，或由多根桩组成的群桩基础，基桩可以部分或全部埋入地基土中，群桩通过承台连接成一个整体，当桩承台底面位于地面以下时成为低承台桩，承台底面高于地面时成为高承台桩，建筑工程中多使用的是低承台桩。桩基础按承载性状可分为摩擦桩、端承摩擦桩、端承桩和摩擦端承桩；按成桩方法可分为非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩；按桩径可分为小直径桩、中等直径桩和大直径桩；按施工方法可分为预制桩和灌注桩等类型。
1.2桩基础选型和适用条件
桩基础的桩型和成桩工艺应根据建筑结构类型、荷载性质、桩的使用功能、穿越土层、桩端持力层、地下水位、施工设备、施工环境、施工经验、制桩材料供应条件等，按安全适用、经济合理的原则综合选择。例如，对于框架-核心筒等荷载分布很不均匀的桩筏基础，宜选择基桩尺寸和承载力可调性较大的桩型和工艺；挤土沉管灌注桩用于淤泥和淤泥质土层时，应局限于多层住宅桩基；在抗震设防烈度为8度及以上的地区，不宜采用预应力混凝土管桩和预应力混凝土空芯方桩等。
2.桩基础施工技术的应用
以下以某科技馆为例，详细探讨桩基础施工技术在实际工程案例中的应用。科技馆新馆地上4层，地下1层；基础采用桩基础，桩基类型设计为机械钻孔灌注桩，桩数为700根。
2.1工程、水文地质条件
拟施工场地揭露地层主要为素填土、粉质黏土、粉砂、淤泥质粉质黏土、细砂、粗砂、圆砾、强风化粉砂质泥岩、中风化粉砂质泥岩。地下水类型主要为上层滞水、松散岩类孔隙水、基岩类裂隙水，勘察时揭露地下水为第四系松散岩类孔隙水，稳定水位埋深为6.50～10.60m，地下水与地表水联系密切，水位年变幅为2～5m。
2.2桩基设计
技术人员经过综合分析勘察成果、考虑周边环境因素，最终提出桩基类型采用机械钻孔混凝土灌注桩（见图1）。成桩工艺采用回旋钻机泵吸反循环钻进水下导管灌注砼，桩端持力层为中风化粉砂质泥岩。桩径设计为700mm、800mm两种，各桩型设计桩长如下：桩直径ZH1a（700mm）桩长约16～19m、ZH1（700mm）桩长约18m、ZH2（800mm）桩长约18m、ZH2a（800mm）桩长约12～15m、BZH2（800mm）桩长约12～15m。
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图1钻孔灌注桩施工
非抗拔桩桩身配筋如下：700mm桩主筋8C14，加劲筋C12@2000，螺旋筋A8@100/250；800mm桩主筋10C14，加劲筋C12@2000，螺旋筋A8@100/250。桩主筋长度通长，加密长度为5D（D为桩径），锚固段长度为35d（d为桩主筋直径）。抗拔桩桩身配筋：800mm桩主筋22C25，加劲筋C12@2000，螺旋筋A8@100/250。桩主筋长度通长，加密长度为5D，锚固段长度为40d。C12、C14、C16、C25钢筋级别为HRB400，A8钢筋级别为HPB300。
砼强度等级C35，坍落度为180～220mm；桩顶混凝土超灌高度为800mm；满足桩端进入中风化粉砂质泥岩不小于2D持力层深度。
2.3施工工艺流程
科技馆工程钻孔灌注桩主要施工工艺流程如下：测量定位→护筒埋设→设备安装定位→钻进成孔→第一次清孔→安装钢筋笼→下导管及第二次清孔→砼灌注→砼养护。
测量定位根据控制点用GPS定位仪定位、水准仪测量测量桩位高程；护筒采用厚5mm钢板制作，其内径比桩身设计直径长100～200mm，护筒就位后，用黏土充填夯实；钻机安装偏差不得超过10mm，开钻前须检查机械性能，砂石泵等泥浆循环设备安装必须稳固；钻孔采用龙门式三翼合金钻头钻进，在确认持力层岩性符合设计要求时，继续钻进不小于2倍桩径的深度，孔深符合要求后，停止加压，采用慢转速、大泵量进行第一次清孔；钢筋笼制作按设计图纸进行，制作偏差应符合规程规范及设计要求，钢筋笼采用吊车吊放；安装灌注导管前，必须对每节导管进行详细检查，并做导管密封水压实验和抗拉实验，符
合要求后才能下入；砼灌注前，利用灌注导管进行第二次清孔；砼灌注采用商品砼，设计要求砼强度为水下C35，坍落度为180～220mm，砼灌注过程中，常测砼上升高度，适时提升和拆卸导管，导管埋深控制在2～6m，严禁将导管底端提出砼面；浇筑完成后按要求进行养护。
2.4工程质量问题及防治措施
钻孔灌注桩在施工过程中，容易出现的工程质量问题主要有塌孔、桩孔倾斜、缩孔、断桩等，这些问题容易造成桩身质量问题，导致桩的承载力达不到设计要求。
（1）在成孔过程中或成孔后，易出现孔壁坍塌，阻碍钢筋笼安装，影响成桩，造成塌孔的主要原因有泥浆相对密度不够，起不到可靠的护壁作用；孔内水头高度不够或孔内出现承压水；护筒埋置太浅，下端孔坍塌；在松散砂层中钻进时，进尺速度太快或停在一处空转时间太长，转速太快等。预防和解决措施为按不同土层及钻进工艺，选配泥浆；泥浆护壁施工应符合有关规范规定；如地下水位变化过大，应采取加高护筒，增大水头压力。
（2）在成孔后，桩孔出现较大垂直偏差，其主要原因有钻孔中遇到较大孤石或探头石；在有倾斜度的软硬地层交界处、岩石倾斜处，或在粒径大小悬殊的砂卵石层中钻进，钻头所受阻力不匀；扩孔较大，钻头偏离方向等；钻机底座未放置水平或产生不均匀下陷。预防和解决措施为安装钻机要放置水平，且经常检查校正；必须在钻架上增添导向架，控制钻杆上的提引水龙头，使其沿导向架向下钻进；在遇有倾斜面的软硬地层钻进时，应控制钻杆进尺，低速钻进，或回填片、卵石，冲平后再钻进。
（3）缩孔也是钻孔灌注桩施工常见的质量问题，其产生的主要原因有塑性土膨胀或砂层孔径松弛，造成缩孔；在流塑、软塑地层钻进过快，造成缩孔等。可通过上下反复扫孔，以扩大孔径；根据地层情况，钻进中适时调整泥浆质量等。
（4）断桩是成桩后，桩身中部没有混凝土，夹有泥土，造成混凝土拉裂的现象，其形成原因主要有混凝土坍落度太小，骨料太大或未及时提升导管及管位置倾斜等，使管堵塞，造成桩身混凝土中断；导管提出混凝土面；导管提升时挂住钢筋笼；混凝土灌注时间过长，超过混凝土的初凝时间等。解决和预防措施主要为混凝土坍落度应严格按设计或规范要求控制；边灌混凝土边拔导管，做到连续作业；浇筑时随时掌握导管埋入深度，避免导管埋入过深或导管脱离混凝土面；当混凝土灌注时间超过6h，宜加入缓凝剂等。
结语：
随着建筑工程行业的快速发展，桩基础的应用越来越广泛，其在解决地基承载力、控制地基沉降等方面具有显著的作用。桩基础在具体工程应用中，易出现工程质量问题，应根据场地实际情况，提前做好预防措施，以提高成桩质量，为建筑工程行业发展奠定基础。
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