田 龍，韓 超，宋忠佩，吳啟立，李 超

（中國建筑科學研究院有限公司，北京 100013）

0 引言

我國各地高層建筑如雨后春筍，屢見不鮮，然而高層建筑質量問題同樣甚多，其中不少就是出在了基礎問題上。本文就如何規(guī)范基礎建設中錯誤的行為工序，正確構建樁基工程施工技術框架展開討論。

從基礎視角來看，提高建筑施工質量，必須著重做好樁基工程施工作業(yè)，加強樁基承載能力，維護樁基結構的穩(wěn)定性，降低樁基沉降量與沉降速度，確保樁位放線的精確性以免樁位出現(xiàn)偏差，完善現(xiàn)場管理工作，積極有效地安排組織施工，詳細進行技術交底［1］等。

1 科學設計施工方案

確保建筑樁基結構的穩(wěn)固性與安全性，優(yōu)化建筑樁基工程施工方案，為樁基施工作業(yè)提供最科學的參考，則必須做好三方面的工作：第一，做好施工前期準備工作，施工企業(yè)應做好前期準備工作，設計精確的圖紙與施工方案，并認真審核，及時糾正偏差問題［2］，應通過試驗活動進行沉樁，準確核算樁長與樁貫入量等重要參數(shù)，合理安排施工線路，選用最佳機械設備與施工技術方案；第二，做好樁基混凝土結構基層處理工作，著重優(yōu)化樁基混凝土施工工藝，依次按照標準工序進行施工；第三，做好樁基保護工作。延長建筑樁基使用壽命，提高樁基的穩(wěn)定性，必須綜合考慮雨水風雪對樁基的侵蝕因素，科學采取護理措施，設置完整的保護結構層。

2 精選混凝土原料

混凝土原料質量不論是對于預制樁還是對于灌注樁混凝土結構灌注質量都有顯著影響，其中又以對預制樁影響最為嚴重［3］。

預制樁對原料要求尤為嚴格。首先，在選材時，應精選整體質量與綜合性能良好的混凝土原料，這樣在后期施工中更便于控制，從而能有效保證地基混凝土結構的強度、彈性和荷載能力。其次，從混凝土成分來講，水泥對混凝土強度的影響不容忽視。從化學角度來看，不少水泥本身的安定性偏低，這是因為水泥內部的游離氧化鈣含量超標，其水化速度較慢，在硬化后會持續(xù)發(fā)揮水化作用，嚴重影響已經(jīng)硬化的水泥結構，削弱混凝土的抗壓能力。而且，水泥的水化導熱與收縮度也都比較高，這樣會導致混凝土面層在后期很容易出現(xiàn)裂縫。再次，如果混凝土內部的有機物與含泥量指數(shù)超標，就會降低混凝土的密度，致使混凝土在初步施工結束后就出現(xiàn)裂縫。另外，需要注意的是在確?；炷猎虾细竦那疤嵯?，必須科學控制混凝土的配置比例，如果比例參數(shù)缺乏合理性，即使混凝土原料質量達標，也依然無法保證混凝土結構的整體性能與質量。不可忽視的是，混凝土原料與種類不同，配合比例參數(shù)也不盡相同，因此，必須根據(jù)混凝土原料及其品種科學計算比例參數(shù)，做好混凝土配置工作，在配置與施工過程中，應格外注意避免混凝土集料變質。

3 量化建筑樁基施工流程

3.1 預制樁制備注意要點

維護建筑樁基工程的穩(wěn)定性，必須正視外在環(huán)境溫度與濕度對樁基混凝土結構的影響［4，5］。一般情況下，所灌入的樁基混凝土集料進入固化階段后，會產(chǎn)生水化反應，此時外在溫度的影響最大。如果溫度在不斷升高，混凝土結構內部水化反應的速率也會加快。據(jù)調查了解，平均溫度每升高 10 ℃，混凝土結構內部水化反應的速率大約會增加 70 %；與之相反，如果是秋冬季節(jié)，外在環(huán)境溫度處于持續(xù)下降狀態(tài)，混凝土結構內部水化反應的速率也會不斷下降。從物理角度來講，如果外在環(huán)境溫度持續(xù)升高，樁基混凝土結構耗水量會持續(xù)減少。目前，實驗表明如果外在環(huán)境溫度升高了 10 ℃，混凝土的配合比在控制條件下沒有發(fā)生變化，此時，混凝土結構耗水量大概會減少 7 kg。此外，如果混凝土和外在環(huán)境均比較干燥，周邊環(huán)境中的水分不會深入混凝土結構內部，這樣會增加樁基混凝土的養(yǎng)護與凝固時間。而且，如果周邊環(huán)境比較干燥，混凝土也會出現(xiàn)反水問題，干燥的空氣會不斷吸收混凝土結構內部的水分，致使混凝土最終出現(xiàn)失水與干裂問題。反之，如果空氣中的濕度較大，混凝土結構內部的濕度與水分含量就相對較高，其凝固時間在一定程度上會增加，通常不會出現(xiàn)因水分不足造成的張裂問題。對于外在溫度和濕度對建筑樁基工程的負面影響問題，必須做好多方面的應對工作，根據(jù)當?shù)氐刭|環(huán)境、溫度與濕度制定最佳施工方案，量化施工流程。

3.2 灌注樁施工注意要點

第一，泥漿池要良好控制，制作完善的孔樁護壁。如果施工現(xiàn)場地質結構較為松軟（或者打孔時擾動了鉆孔周圍的土體，又或者土體的自穩(wěn)能力比較弱），就要選用優(yōu)質黏土、膨潤土、火堿和聚丙烯酰胺來配置粘度良好的泥漿，然后采取泵送方式來制備泥漿孔樁護壁［6］。需要注意的是，泥漿比例應保持在 1.06～1.15 g/cm3的范圍內，其含砂率不得超過 4 %，粘度必須能達到 18～28 s。在泥漿補充作業(yè)中，應確保其液面處于護筒底面 2 m 以上的位置。泥漿池布置如圖 1 所示。

圖1 泥漿池布置

依據(jù)勘察單位所提供的勘察報告，詳細配置相應種類泥漿，保證配比準確，并做到開孔前、鉆孔過程中及沖孔時分次檢查泥漿三大指標（粘度、比重和含砂率），保證鉆進過程中泥漿各項指標相對穩(wěn)定，無較大變化。

泥漿池應保證至少 3 個水池同時存在，包括制漿池、循環(huán)池、沉淀池。如果條件允許應單獨制定加漿池。各池之間應加放隔離篦子，以防止有未溶解的膨潤土等塊狀物流入其他漿池。開鉆及鉆進過程中泥漿均在循環(huán)池內采樣，沖孔結束后泥漿與鉆孔孔底采樣。

第二，做好護筒埋設工作。在埋設護筒之前，應嚴格做好鋼護筒質檢工作，準確核對樁位。護筒的內徑應大于樁徑 20 cm，要將護筒埋于地下至少 2 m 的位置，將其傾斜率控制在 1 % 以內。最后，要為護筒的四周回填黏土并予以夯實。

鋼護筒放設一般采用四角樁法進行定位和復測。在鉆孔施工前先平整施工場地，每個樁位由測量人員采用全站儀，定出樁位中心，經(jīng)復核無誤后，由現(xiàn)場技術人員配合施工班組放出每個樁基的十字線方向的 4 根護樁，然后可以埋設護筒。護筒埋設完成后進行點位復測，重新將 4 根護樁連接拉出十字線，交點位置即為放樣位置，由此點到護筒邊距離應為護筒半徑，誤差應小于規(guī)范要求。同時護筒在布設時應高于地表 20 cm 左右，以防在加漿過程中漿液將護筒周圍土體沖散，引起護筒下沉掉落。四角樁定位護筒如圖 2 所示。

圖2 四角樁定位護筒

第三，一次做好鉆孔作業(yè)。在鉆孔過程中，不得突然停止，要確保鉆孔深度與樁長相符，同時，孔徑應該和樁徑相符。鉆孔完成后鋼筋籠下放之前，應用籠形梭孔器進行孔徑檢測，以防孔徑坍縮引起的鋼筋籠卡在孔中下不去上不來的情況出現(xiàn)。應保證初步完成鉆孔作業(yè)后，根據(jù)所屬地區(qū)地質情況正確采取換漿法、空氣吸泥法、掏渣法等做好清孔作業(yè)。通常采用正循環(huán)沖孔法及反循環(huán)沖孔法以清除孔內沉渣。

清孔完成檢驗合格后，應立即澆筑混凝土，不得使空孔停留時間過長，以防引起塌孔現(xiàn)象出現(xiàn)。如果因客觀原因不得不停留，且停留時間較長的，應提出鋼筋籠以免被埋，待到可以澆筑時再重新下放鋼筋籠及導管，進行再次沖孔，沖孔結束后方可澆筑。

第四，連貫有序混凝土灌注作業(yè)。灌注樁施工工序中，此項工作流程為最重要流程，一旦出現(xiàn)問題，很可能造成的后果就是廢棄該樁位，重新在兩側進行補樁。之前所有工作將付諸東流。

在正式灌注前，應注意保持混凝土良好的流動性，將混凝土的坍落度控制在 180～220 之間。在灌注第一車混凝土時為保證連續(xù)灌注應在多輛混凝土罐車到達現(xiàn)場后開始，以免第一車灌注完畢后無料可用的情況出現(xiàn)。

然后，為導管口安置皮球，使混凝土料壓著皮球沿導管下落，以避免混凝土料與導管中的泥漿過多接觸造成離析甚至堵管。要保證初灌量，保證初灌完成后導管埋深 2 m 以上。在灌注過程中技術人員應旁站估算混凝土灌注量，及時測量孔內混凝土面高度，保證導管埋深 2～6 m，做好導管拆卸準備。

4 全面優(yōu)化樁基加固方法

目前，針對建筑樁基工程的加固方法主要包括強夯法、墊層法、擠密法和預浸水法。這 4 種方法各有優(yōu)劣［7］。其中，強夯法兼?zhèn)錂C械化水平高、無需置換處理位置、施工效率高、速度快以及節(jié)省勞動成本等優(yōu)勢，該方法能夠有效改善土壤結構，增加樁基的壓實度，降低壓縮性。然而，在建筑樁基施工中，適宜選用低能級強夯法，如果使用高能級強夯法難免會影響施工效率與速度。墊層法又分為灰土墊層和素土墊層，在使用該方法的過程中，需要先全部挖出基地之下的濕陷性土層，然后，再用灰土集料或者素土集料做墊層，從而起到加固樁基，避免壓縮變形和加強樁基承載能力的作用。擠密法大多應用于含水量在 14 % ～ 22 % 的黃土層中，而且，土層深度達到 5～15 m，在具體施工中，必須做好樁體材料灌注工作。預浸水法主要用于地下 6 m 范圍內的樁基處理作業(yè)，該方法能夠節(jié)約施工成本，消除濕陷性的危害，卻存在耗水量多和工期長的缺陷，因此，在具體施工中，應根據(jù)實際需要和地理環(huán)境特征選用最佳處理方法。另外，維護建筑樁基工程質量，必須著重提高壓漿技術，科學設計壓漿管。目前，施工技術人員均會選用直徑在 2.5 cm 左右的鐵管來制作壓漿管，為接頭連接處設置絲扣以提高連接效果，確保壓漿管的封閉性與密實度。在壓漿施工過程中，須采取整體承載樁體群壓模式實施一次性壓漿作業(yè)，所注入的漿液不得少于 70 %。

5 結語

綜上所述，為保證樁基基礎工程搭建穩(wěn)定技術框架，保證建筑樁基的安全性和穩(wěn)固性，延長樁基使用壽命，應科學設計施工方案，精選混凝土原料，量化施工流程，優(yōu)化加固方案。用良好的設計方案以統(tǒng)籌全局，采用優(yōu)質的原材料以提供堅實的施工基礎，用精準量化的施工工序保障工程質量，施工完成后的優(yōu)化加固更能進一步完善樁基的承載能力。只有各個方面的密切配合以構建完整的施工技術框架，才能完美地保障樁基基礎的安全穩(wěn)定，保證樁基工程質量。Q