试论建筑工程土建施工中的桩基础技术应用

郑岱清

摘要：随着我国居民生活水平和科学技术的迅猛发展，我国建筑行业的工程需求逐步提高，同时，对其质量的要求也随之有了更高的要求。在我国建筑工程土建施工中，桩基础是较为最重要的工程内容，其关系到建筑的整体质量，对于整个工程的安全也有很大影响。由此可见，对于桩基础技术的研究具有较为重要的现实意义，因此，本文以桩基础技术为中心，试论建筑工程土建施工中的桩基础技术的应用，以期为相关领域的发展提供一定助益。

关键词：建筑工程;土建施工;桩基础技术

一、桩基础技术概述

建筑的基本结构需要一个坚实和稳定的地基，以使其在很长一段时间内保持稳固[1]。一般来说，这些结构的地基是至关重要的，因为其将负荷转移到拥有足够承载力的土壤或岩石层。到目前为止，地基可以分为浅层和深层。当结构相对于表层土壤的承载力较低时，浅层地基应用较广。另一方面，当表层土壤的承载力不足以有效支撑结构的负荷时，就会采用深层地基，结构载荷随后会被传递到具有较高承载力的地下深层。当今许多大型结构中通常使用的一种深层基础被称为桩基础。桩基础是由钢、木材或钢筋混凝土制成的长柱状元件组成，这些柱状构件的插入和安装在很大程度上取决于地表土壤下的土壤性质[2]。为了使桩基础更有效，其必须穿过较弱的地层，随后固定在稳定的土壤或岩石层上。桩基础通常将结构的载荷转移到更强、更紧凑、更深的土壤或岩石层中，通过其载荷转移能力，桩基础本身可以使结构获得更坚固和有效的基础，并容易抵抗水平载荷。桩基础的一个主要功能是，只要柱状构件位于土壤或岩石层中最坚固和最稳定的部分，就能确保结构在强大的基础上站稳。此外，其确保柱状支撑物所在的土层的强度会增加，并能坚持很长时间。桩基础同样可以防止土壤侵蚀和其他破坏性元素和因素破坏结构基础的稳定性，几乎所有类型的桩基础都具有这些基本且重要的功能。桩基础的主要目的是加强土壤层，使其对结构的基础足够稳定。鉴于这一特定目的，其主要应用于以下几种情况：如果地下水位很高，就必须采用桩基础，此外，在有可压缩地面土壤或岩石层的地方应采用桩基础;拟建结构附近存在运河或排水系统也需要插入桩基础;当结构本身承受重的和不均匀的载荷时也必须采用桩基础。

二、桩基础的类型

（一）钻孔灌注桩或原位灌注桩

这是最常见和最广泛使用的桩的类型，在大多数由桩基建造的结构中，可以看到板桩。桩被插入岩石中，根据负载的性质和数量，在岩石中的嵌入深度会有所不同。此外，支持一个柱子所需的桩的数量取决于桩的容量和应用的负荷。首先要找到桩的岩土能力和结构能力，然后将这些值中的最小值作为桩的容量。由于已知应用载荷，可以计算出桩的数量。钻孔灌注桩根据所施加的荷载分为单桩或群桩。一般来说，群桩需要用来支撑剪力墙等。

（二）灌注桩/预制桩

这是预制的桩，与钻孔灌注桩相比，其在应用负荷相對较低时使用。此外，预制桩不是打到岩石上，而是终止或插入硬土层中，应该有一个致密的土层来支撑桩，并提供端部承重。这些桩尽管有一个末端支承，但主要是摩擦主导型的桩。驱动可以通过手动将质量落入桩中或使用振动打桩机来完成。桩有不同的尺寸，从400mm开始，根据建筑的性质，甚至可以制作更小的尺寸。此外，当其不能用浅层地基建造时，可以被用于低层建筑。

（三）微型桩

微型桩在低层建筑施工中相当流行，当地面条件较差，没有足够的承载力来承受上层建筑的荷载时，就需要建造深基础。在实际工作中，应根据上层建筑负载的性质和类型选择桩的类型，此外，在建造这些类型的地基时，最好能得到岩土工程师的建议。设计应根据土壤调查报告中提供的参数进行，这些参数应在施工后通过必要的测试进行验证。微桩是一个装满混凝土的钢套管，当需要时，随着微桩直径的增加，钢筋笼也可以放在桩内以提高其结构能力。微型桩被用于基座建设和桥墩建设，施加在基座上的侧向荷载可以通过倾斜的微型桩转移到地面上。这种类型的建筑的主要风险是钢材的腐蚀，如果暴露在外面或满足腐蚀的条件，桩可能会失效。然而，另一方面，其风险较小，因为桩是在地下，获得腐蚀条件的机会较少，如果是建在沿海地区，就应该非常注意钢套管的保护。

（四）板桩

板桩也可以被认为是桩基的一种类型，尽管其大多不像其他类型的桩那样直接用于支撑结构。例如，钢板桩用于支撑结构周围的土壤，其也是一种永久性结构。钢板桩被广泛用于建筑工程中，以保留挖掘的土方。在深层地下室建设中，可以使用适当的锚固钢板桩。此外，它在围堰的建设中也很有用。

（五）木材桩

不仅是现在的建筑，古代建筑也采用了很好的技术。即使是现在，当建造或扩建时，也可以看到木材桩。木材桩是耐用、经济和可持续的，要使用具有良好耐久性能的特殊木材，其可以承受来自摩擦和末端轴承的负荷，在非常薄弱的地区，不能使用重型机器的地方，可以使用木桩。

三、桩基础技术的施工方法

桩的安装采用多种不同的方法，每种方法都是根据需要选择的。需要什么类型的桩以及安装桩的方式的各种因素可能包括：开挖的深度、桩的材料、打桩的角度、可能影响当地居民、植物群或动物群的环境问题等[3]。一旦对需求进行了合理评估，就能更好地决定项目将采用哪种最常见的桩基安装方法。关于桩基荷载试验的仪器类型的决定是设计的一个重要组成部分，设计者应选择具有足够精度的仪器来测量所需的数据。

（一）选择最佳类型桩基的标准和方法

1.结构和岩土工程的协调

岩土工程和结构工程师及地质学家的充分协调努力应确保桩基分析的结果适当地融入整个基础设计中，这种协调对于整个工程建设至关重要，因此，应贯穿于计划和规范、施工前会议和施工中。

2.风险考虑

结构或地基的风险可分为实际坍塌和功能失效。功能性失效可能是由于过度的挠度、不可接受的差动、过度的振动和环境因素造成的过早恶化。对于重要的结构，不能满足功能要求可能与较小结构的实际倒塌一样严重。因此，设计者不仅要认识到防止坍塌的安全程度，还要认识到沉降和振动对功能性能的影响。

3.安全考虑

安全系数代表了地基或结构在给定的载荷和设计条件下防止坍塌的储备能力，因此，应尽量减少分析和设计参数的不确定性，而不是单纯要求高安全系数。对于不太重要的结构，如果通过进行额外的研究、测试等来减少分析和设计中的不确定性是不经济的，这时则可以使用较大的安全系数。

4.土壤结构的考虑

结构的功能意义和经济考虑将决定地基勘探和测试项目、桩基测试项目、沉降和渗流分析及桩基和结构的分析模型的类型和程度，因此，在设计过程中应充分考虑土壤结构。

（二）桩基测试方法

1.桩身完整性测试

这是预测桩的完整性的最简单方法，其可以识别有缺陷的部分，但不能评估桩的能力，其提供了一个关于桩是否有缺陷的初步警告。同时，与其他测试相比，这种测试方法的成本不高。

2.动态载荷测试

在目前的建设中，最广泛使用的方法是寻找桩的负载能力。不像静态负载测试，其可以立即提供结果。桩的承载力可以在测试后的现场得到，然而，在使用软件进行分析后，还需要进一步分析以提供准确的结果，相关人员可以获得桩皮摩擦力和桩端承载力对测试载荷的影响。有了这种方法，就不需要多次施加载荷直到找到测试载荷，其提供了测试载荷、压应力和拉应力发展之间的关系，测试可以非常容易地完成。

3.静态载荷测试

这是用于桩基测试的更可靠和传统的方法，由于所有的测量都是手工进行的，可以了解到随着载荷的增加会发生什么。将桩上的载荷增加到桩设计中规定的测试载荷，然后逐渐减少，监测桩的变形并检查其是否在限制范围内。

4.横孔声波测试

这个测试可以用来检查放置在桩上的孔中的相关工作的状况，导管被放置在桩中，测试仪器被放置在桩上并进行检查，发射器和接收器用于检查桩的状况。

五、总结

建筑工程土建施工的過程中，既要考虑效率问题，也要考虑安全性问题，其与整体建筑工程的最终质量息息相关。因此，相关工作人员应充分重视地基施工作业，制定合理的施工方案，选择合适的桩基础技术，在顺利完成工程任务的同时，保障施工过程的安全性和建筑最终的质量。相关研究人员应对桩基础技术的应用进行合理分析，从理论和实践相结合的角度为实际工程施工提供帮助。

参考文献：

[1]马丽，建筑工程土建施工中桩基础技术的应用研究[J]，中国住宅设施，2020（07）：114+116.

[2]马建新，建筑工程土建施工中桩基础技术的应用浅析[J]，建筑工程技术与设计，2019（09）：113.

[3]张照琪，滑杰，车洪庆，杨月，试论建筑工程土建施工中桩基础技术的应用[J]，绿色环保建材，2020（9）

武汉轻工大学 430023