王爭(zhēng)光 王 帥 劉澤飛 肖 鵬 楊肖偉 沈永紅

（中國(guó)鐵工投資建設(shè)集團(tuán)有限公司城市建設(shè)分公司，北京 100070）

0 引言

高層建筑已經(jīng)成為了城市發(fā)展中重要的組成部分，不管是哪種類型的建筑，在施工的時(shí)候?qū)τ跇痘囊蠖继貏e高，同時(shí)這也是確保整體施工效果的關(guān)鍵所在。高要求必然需要高技術(shù)給予支撐，對(duì)于建筑施工樁基施工技術(shù)而言同樣如此。所以施工企業(yè)要重視樁基施工技術(shù)的應(yīng)用，掌握技術(shù)要領(lǐng)，進(jìn)而科學(xué)合理地運(yùn)用到建筑施工中去，在將施工質(zhì)量提高的同時(shí)，保證建筑整體的性能。而該文對(duì)建筑施工中樁基施工技術(shù)進(jìn)行了深入的分析，并且給予了具體的技術(shù)要點(diǎn)，希望為樁基施工技術(shù)提高貢獻(xiàn)綿薄之力。

1 建筑施工中常用的樁基施工技術(shù)

1.1 振動(dòng)沉樁施工技術(shù)

該技術(shù)主要采用的是電動(dòng)機(jī)振動(dòng)的方式進(jìn)而生成較大的垂直力度，在電動(dòng)機(jī)振動(dòng)作用的影響之下，將力施加于地基上，使地基中的土層更加密實(shí)。在施工中首先要將振動(dòng)器安裝于樁頂，借助振動(dòng)器振動(dòng)的力度，再加上樁自身重力的作用，使樁深插入地基的土層中，將土層帶動(dòng)著進(jìn)行振動(dòng)，此時(shí)便會(huì)出現(xiàn)收縮以及位移現(xiàn)象，該過程主要是采用振動(dòng)沉樁施工技術(shù)完成[1]。

在施工準(zhǔn)備階段，首先施工企業(yè)必須要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的情況進(jìn)行充分了解，而且還要進(jìn)行全面清理及處理；其次要將坐標(biāo)網(wǎng)構(gòu)建于樁基范圍之內(nèi)，樁在中心定位時(shí)使用的鋼筋長(zhǎng)度在30cm～40cm 為宜，并且采用紅油漆將標(biāo)記做好，同時(shí)還要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況，選擇振動(dòng)錘時(shí)要確保合理性，樁不同時(shí)，頻率以及振幅也就不一樣，通常直徑較大的鋼管樁和較重的鋼筋混凝土預(yù)制樁多采用的是低頻大振幅，常用于砂石類地層施工中。而一些中高頻、中幅則多在鋼板樁中使用。較高的頻率可以與樁自振頻率產(chǎn)生共振效應(yīng)，沉樁速度較快且噪音較??；施打試驗(yàn)施工之前將試驗(yàn)樁插入，數(shù)量大于3 根且不少于總數(shù)1%，主要用來對(duì)地質(zhì)情況進(jìn)行復(fù)核，同時(shí)對(duì)沉樁設(shè)備、施工工藝是否合理進(jìn)行校驗(yàn)；以現(xiàn)場(chǎng)施工條件、運(yùn)輸、裝卸能力為基礎(chǔ)，進(jìn)而確定鋼管樁分段長(zhǎng)度。其次是吊樁就位，施工之前，沉樁深度、標(biāo)高要將刻度畫出，通過吊機(jī)將重物挪動(dòng)，起吊之前要將4 根棕繩系于鋼管起吊端，進(jìn)而將鋼管起吊，鋼管下端則插入到了導(dǎo)向架中，進(jìn)行臨時(shí)固定后，副鉤與鋼管脫離，主鉤起吊振動(dòng)錘，錘底夾樁器將管壁夾緊，吊機(jī)將振動(dòng)錘與鋼管吊起并且移動(dòng)至預(yù)設(shè)位置，插入沉樁工作準(zhǔn)備就緒。然后待以上工作就位以后，用線錘吊線對(duì)相互垂直的2 個(gè)方向進(jìn)行垂直度的校正，接下來便是振動(dòng)插打，該過程中若出現(xiàn)偏離則要及時(shí)進(jìn)行調(diào)整，方法如下：振動(dòng)錘振動(dòng)時(shí)，吊機(jī)主鉤無須放繩，采用的是小幅度擺桿、起落桿，直到打準(zhǔn)位置以后插打，一直到樁平面沉至控制的標(biāo)高。最后接樁則是由首步進(jìn)行下一樁對(duì)正、焊接，需要注意的是要保證對(duì)接面平整且光滑，保證垂直以后焊接、幫焊、插打，和以上步驟一樣，一直到達(dá)設(shè)計(jì)的標(biāo)高。施工的過程中需要使用的機(jī)械設(shè)備見表1 所示[2]。

表1 主要機(jī)械設(shè)備表（單個(gè)樁）

1.2 人工挖孔樁施工技術(shù)

在對(duì)樁孔護(hù)壁混凝土的施工中要確保其合理性，對(duì)每一節(jié)確定以后立即開展下一節(jié)工作任務(wù)，保證充分搗實(shí)，使其更具安全性、穩(wěn)定性功能[3]。

在人工挖孔樁施工技術(shù)中采用的方法非常講究，挖孔時(shí)以安全為基礎(chǔ)，多采用的是邊挖邊護(hù)法，也就是每挖1.0m 深孔土方的時(shí)候，便開始做一節(jié)的樁體護(hù)壁，如果遇到地下水量較大的時(shí)候，則采取的是將單節(jié)長(zhǎng)度減少的方法。挖土由人工從上而下一步步采用鎬、鍬施工，如果遇到了堅(jiān)硬的土層、巖層的時(shí)候則用錘、釬風(fēng)、鎬、鉆機(jī)等工具進(jìn)行破碎，挖土的次序是由中間向周邊挖起，根據(jù)預(yù)設(shè)的樁直徑再加上2 倍護(hù)壁的厚度來對(duì)截面進(jìn)行合理的控制，可允許有3cm 的誤差，將棄土由吊桶吊出，通過轆轤提升至樁孔外，使用手推車將土運(yùn)至提前確定好的棄土地點(diǎn)。在進(jìn)行護(hù)壁施工的時(shí)候，主要運(yùn)用的是組合式的鋼模板拼接組成的，將上節(jié)拆除后支下節(jié)，進(jìn)而循環(huán)使用，采用的是“U”形卡將模板連接在一起，上下設(shè)有2 個(gè)半圓組成的鋼圈頂緊，無須另外再設(shè)任何支撐，混凝土采用吊桶進(jìn)行人工澆灌，上部留有澆筑口，將模拆除以后則用砼進(jìn)行堵塞，當(dāng)砼的強(qiáng)度與要求相符的時(shí)候便可以拆除。

通常情況下每一節(jié)的護(hù)壁高度是1000mm，并且要求當(dāng)日必須完工。如果進(jìn)行連續(xù)施工，需要確保護(hù)壁與設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度相符，為后續(xù)施工提供安全保障。為了確保樁垂直度，每一次施工完成三節(jié)護(hù)壁以后都要與樁中心位置、垂直度進(jìn)行一次校對(duì)，并且將校對(duì)的結(jié)果做好記錄。

1.3 靜力壓樁施工技術(shù)

該技術(shù)采用的是靜力壓樁機(jī)，通過其自身重力以及樁架配重人預(yù)制樁施加反作用力，進(jìn)而將其壓進(jìn)土里。在沉樁的時(shí)候主要運(yùn)用的是全液壓夾持樁身并且向下不斷施壓，進(jìn)而避免錘擊應(yīng)力將樁頭打碎情況的發(fā)生，由于樁截面能夠減小，混凝土的強(qiáng)度等級(jí)也可以降低1～2 級(jí)，配筋與錘擊法相比較，可以節(jié)省40%；不僅效率高，而且施工速度非?？?，壓樁的速度在每分鐘可達(dá)到2m，通常情況下每臺(tái)班可以將15 根完成，與錘擊法相比較，施工工期縮短的將近1/3；而且壓樁力在記錄的時(shí)候是自動(dòng)完成的，同時(shí)還能夠?qū)螛冻休d力進(jìn)行預(yù)估以及驗(yàn)證，施工過程中既安全可靠，又方便拆裝、維修、運(yùn)輸?shù)取Ｔ摷夹g(shù)優(yōu)勢(shì)突出，不僅有利于后續(xù)施工的檢測(cè)，而且同時(shí)具備了噪音小、成本低的特點(diǎn)，質(zhì)量也能夠得到保證，沖擊力較小，而且沒有較強(qiáng)的振動(dòng)感，除此之外，能夠節(jié)約材料，使建筑施工整體成本大幅度下降。為此，在一些高壓縮性黏土層、砂性較鳳的軟黏土建筑施工中被廣泛使用。

1.4 鉆孔灌注樁施工技術(shù)

該技術(shù)運(yùn)用的原理便是先開孔然后再進(jìn)行樁基的施工，主要運(yùn)用的是樁體方向的位移土體，在其對(duì)樁形成較大動(dòng)態(tài)力的情況下，進(jìn)而選擇最佳的樁距，盡可能的減少了縮徑以及坍塌孔現(xiàn)象的發(fā)生。

在施工準(zhǔn)備階段主要是對(duì)鉆機(jī)、鉆具以及場(chǎng)進(jìn)布置進(jìn)行選擇與安排，其中鉆機(jī)作為鉆孔灌注樁施工中的必備設(shè)備，應(yīng)該以地質(zhì)具體情況、不同鉆孔機(jī)應(yīng)用需求作為前提條件；鉆孔機(jī)在安裝以及定位的時(shí)候確保其所處位置地面平整穩(wěn)固，為了保證樁位準(zhǔn)確，就要將鉆孔機(jī)安裝正確，當(dāng)鉆孔機(jī)有鉆塔時(shí)，可通過鉆機(jī)動(dòng)力和附近地籠結(jié)合，確定大概位置，并且千斤頂頂起機(jī)架，定位準(zhǔn)確，起重滑輪、鉆頭、固定鉆桿卡孔、護(hù)筒保持垂直。鉆機(jī)位置誤差不得大于2cm。樁位對(duì)準(zhǔn)以后，采用枕木將鉆機(jī)橫梁墊平，而且還要在塔頂對(duì)稱于鉆機(jī)軸線位置拉上纜風(fēng)繩。護(hù)筒埋設(shè)時(shí)，要使用木、鋼、鋼筋混凝土，堅(jiān)固且耐用，保證不漏水，內(nèi)徑與鉆孔直徑相比，要大一些，旋轉(zhuǎn)鉆約大20cm～30cm，潛水鉆、沖擊或沖抓錐約大30cm～40cm，每一節(jié)的長(zhǎng)度在2m～6m，常使用的是鋼護(hù)筒。制備泥漿時(shí)，可采用水、黏土、添加劑，根據(jù)鉆孔法、地層具體情況，進(jìn)而將泥漿稠度確定。鉆孔的時(shí)候可運(yùn)用沖擊式、沖抓式鉆機(jī)施工，并做好清孔工作，下放鋼筋籠和灌注水下混凝土。清孔的時(shí)候，要將觀測(cè)監(jiān)督工作做到位，與設(shè)計(jì)要求相符，摩擦樁孔壁易坍塌，需要灌注水下混凝土之前確保沉渣厚度在30cm 之內(nèi)；當(dāng)孔壁不易坍塌時(shí)在20cm 之內(nèi)。灌注水下混凝土，清孔工作完成以后，預(yù)制鋼筋籠垂直置于孔中，混凝土澆筑采用導(dǎo)管，并且不要中斷，避免出現(xiàn)斷樁。

2 建筑施工中的樁基施工技術(shù)的具體應(yīng)用

2.1 樁基施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1.1 沖、磨孔灌注樁施工

在施工過程中要將樁孔位置土清理干凈，排出地面。具體需要做的工作：第一步清除干凈鉆孔位置所有的雜物；第二步對(duì)樁孔底部剩余渣土進(jìn)行清理，并且完成吊放鋼筋籠的工作；第三步，以上工序完成以后便是混凝土澆筑。如果直徑是600mm 或者是650mm 的鉆孔樁，那么通常情況下使用的便是回轉(zhuǎn)機(jī)具進(jìn)行開孔，樁長(zhǎng)在10m～30m，單樁承載力在1MN～2MN（具體數(shù)據(jù)見表2 所示）。當(dāng)前在我國(guó)鉆孔灌注樁在施工的時(shí)候下鋼套筒，會(huì)通過泥漿對(duì)孔壁進(jìn)行保護(hù)，避免出現(xiàn)現(xiàn)孔，一般情況下樁徑是800mm、1000mm、1200mm，承載力在3MN～9MN。

表2 回轉(zhuǎn)設(shè)備施工中常用參數(shù)

2.1.2 挖孔樁施工

該環(huán)節(jié)施工過程中，要以現(xiàn)場(chǎng)情況為依據(jù)，主要通過人工挖孔、機(jī)器挖孔方法。人工挖土的時(shí)候，由于操作的流程相對(duì)會(huì)比較簡(jiǎn)單方便，再加上質(zhì)量有保障、成本也比較低，對(duì)于周圍環(huán)境所帶來的影響也非常小，所以人工挖孔在施工時(shí)的使用頻率很高，在實(shí)際施工環(huán)節(jié)，挖至深度為0.9m～1.0m 的時(shí)候就要開始進(jìn)行澆灌或者是噴射，以此來達(dá)到護(hù)壁的效果，圈混凝土護(hù)壁的時(shí)候下下圈間需要插入鋼筋進(jìn)行有效連接，再到達(dá)一定深度的時(shí)候便可以進(jìn)行擴(kuò)孔，擴(kuò)孔的大小尺寸需要以水流量為重要的依據(jù)，給予科學(xué)合理的控制。最后環(huán)節(jié)的時(shí)候是將鋼筋籠安裝至護(hù)壁內(nèi)，同時(shí)澆筑混凝土?；炷粱靥顣r(shí)，應(yīng)該根據(jù)設(shè)計(jì)好的直徑，并且嚴(yán)格按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)透水層進(jìn)行挖掘，挖孔樁直徑在1m 以上，深度則保持在15m 左右，樁徑則是在1.2m～1.4m，樁身長(zhǎng)度最佳尺寸是30m 以內(nèi)。在進(jìn)行樁孔護(hù)壁混凝土施工時(shí)，要保證每個(gè)環(huán)節(jié)緊密銜接，當(dāng)某一節(jié)點(diǎn)完工以后要立即對(duì)下一施工點(diǎn)進(jìn)行施工，同時(shí)還要將搗實(shí)工作做到位，確保整個(gè)施工環(huán)節(jié)更加安全，更加穩(wěn)定。

2.1.3 沉管灌注樁施工

該施工技術(shù)采用的是錘擊振法法、振動(dòng)沖擊法進(jìn)行開孔施工，錘擊沉管灌注樁常用的制樁尖直徑為300mm～500mm，樁長(zhǎng)在20m 以內(nèi)，可打至硬黏土或者是中粗砂層。對(duì)于直徑在340mm 或者是480mm 的樁，當(dāng)錘質(zhì)量為1t 和2t～3.5t 的時(shí)候，單樁軸向承載力劃分為了兩個(gè)區(qū)間，分別是250kN～350kN 和500kN～700kN。因其設(shè)備較為簡(jiǎn)單，打樁速度快，低成本，但極易出現(xiàn)縮頸、斷樁、混凝土離析等質(zhì)量問題，因?yàn)閷?dǎo)致此問題出現(xiàn)的原因是多樣化的，縮頸常出現(xiàn)在軟硬土層的聚集處，或者是軟弱土層中。所以在進(jìn)行拔管的到時(shí)候速度要放緩，比如每分鐘為0.8m；要確保管中的混凝土充足，通常情況下充盈系數(shù)在1.10～1.15。以下是對(duì)沉管灌注樁施工示意圖，如圖1 所示。

圖1 沉管灌注樁施工示意圖

這種施工技術(shù)優(yōu)點(diǎn)便是工具的使用非常簡(jiǎn)單，而且施工速度也相對(duì)快一些，需要投入的成本很低。但是缺點(diǎn)是極易出現(xiàn)斷樁，而且混凝土強(qiáng)度難以滿足技術(shù)需求，樁身易有部分縮頸，為此施工過程中企業(yè)需要確定施工條件，衡量其是否與技術(shù)要求匹配，進(jìn)而才能使用該方法。

2.2 施工過程中的細(xì)節(jié)控制

在建筑施工樁基施工時(shí)，企業(yè)要注意到以下幾點(diǎn)，做好細(xì)節(jié)工作的控制。

一是，選擇樁帽、送樁器時(shí)，確保其外形符合要求的同時(shí)，剛度、強(qiáng)度要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求。另外將孔洞預(yù)留在樁帽、送裝器下方，確保能夠達(dá)到較好連接效果，一方面有利于消除氣壓、水壓引起的氣錘、水錘現(xiàn)象，另一方面可以確保樁頭具備較好的性能。送樁、接樁時(shí)要確保動(dòng)作連貫，保證能夠一次性到位，嚴(yán)禁施工中出現(xiàn)停歇。若技術(shù)工作人員沉樁時(shí)發(fā)現(xiàn)樁身和要求不符情況，要及時(shí)停止施工，并找出具體的原因，采用科學(xué)合理的方法將問題解決，減少樁身出現(xiàn)偏移現(xiàn)象的發(fā)生概率，盡可能確保樁頂、樁身完好，使建筑整體安全性提高。

二是，在施工時(shí)，技術(shù)工作人員可借助先進(jìn)的探測(cè)儀對(duì)樁身混凝土強(qiáng)度進(jìn)行監(jiān)測(cè)，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，確保其強(qiáng)度符合需求，待灌注樁靜止以后方可下一步施工。另外采用經(jīng)緯儀隨時(shí)隨進(jìn)觀察施工全過程，確保樁身垂直度，將誤差控制在合理范圍之內(nèi)，以免出現(xiàn)因?yàn)榇怪倍容^大偏差進(jìn)而造成樁身出現(xiàn)裂縫。所以對(duì)于樁身混凝土澆筑、養(yǎng)護(hù)需要以具體參數(shù)為依據(jù)，見表3 所示。

表3 樁身混凝土澆筑與養(yǎng)護(hù)主要參數(shù)控制情況

三是，空心樁施工時(shí)，一般情況下無須進(jìn)行截樁工序，若必須要使用該工序，就要借助相關(guān)的機(jī)械分割技術(shù)將空心樁多余部分截掉，另外還要固定好空心樁樁身。切割處理的位置應(yīng)該在鋼箍上方，在切割時(shí)，嚴(yán)禁借助人力強(qiáng)制將鋼箍拆除。

四是，運(yùn)用鋼板完成接樁施工工作的時(shí)候，一般情況下要使樁身、地面保持在1m 距離的位置完成接樁、焊接施工。在焊接的時(shí)候，要做到認(rèn)真觀察需要焊接的2 個(gè)樁間的實(shí)際銜接情況，且反復(fù)核對(duì)，確保直角、圓角二者的位置保持對(duì)齊。當(dāng)樁身清洗完畢以后，要加固定位板，處理要謹(jǐn)慎，并且上段樁準(zhǔn)確與下段樁連接，安裝完好，將垂直度進(jìn)行有效控制的同時(shí)，借助定位板實(shí)現(xiàn)上下樁加固處理工作的完成。若樁與樁間存在較大的空隙，就要采用楔形鐵片焊接方法加固縫隙位置。

3 建筑施工中的樁基施工技術(shù)的發(fā)展

當(dāng)前很多西方發(fā)達(dá)國(guó)家在建筑施工中樁基技術(shù)已經(jīng)比較成熟，而樁長(zhǎng)也達(dá)到了100m，直徑在2.5m 以上。雖然我國(guó)在此方面依然還有較大的提升空間，但在經(jīng)驗(yàn)的不斷積累中，目前也已經(jīng)形成了相對(duì)系統(tǒng)化且符合國(guó)情的樁基技術(shù)。最近幾年我國(guó)高層建筑施工項(xiàng)目越來越多，同時(shí)還涉及到了很多跨度較大的橋梁施工，這對(duì)于樁基技術(shù)要求也日益提高，所以關(guān)于樁基技術(shù)的開發(fā)以及創(chuàng)新依然不能止步，需要以科學(xué)以及持續(xù)發(fā)展為原則，樁基技術(shù)需要徹底解決原來噪音大、震幅度、污染嚴(yán)重等問題，充分考慮到主城區(qū)工程項(xiàng)目施工時(shí)的局限性，可以在靜壓式等一些環(huán)保樁基技術(shù)研發(fā)方面投入更多的研發(fā)精力，推動(dòng)建筑施工朝著綠色環(huán)保型技術(shù)運(yùn)用發(fā)展。

4 結(jié)語

總而言之，建筑施工過程中，由于樁基是整個(gè)建筑的根基，為此其質(zhì)量以及安全性會(huì)對(duì)建筑整體結(jié)構(gòu)帶來直接的影響，施工企業(yè)要給予樁基施工技術(shù)高度重視，在不斷完善與優(yōu)化中將其更好地運(yùn)用到樁基施工環(huán)節(jié)，充分認(rèn)識(shí)到樁基對(duì)于建筑施工的重要性，針對(duì)樁基施工過程中常見問題進(jìn)行系統(tǒng)化的研究，在將施工前準(zhǔn)備工作做到位的同時(shí)，選擇最佳的樁基施工技術(shù)以及方法，不斷提高施工質(zhì)量，為建筑整體性能、使用效果、安全性提供保障，推動(dòng)建筑行業(yè)更好發(fā)展。