浅析岩土工程勘察与桩基础的选择

李佳炫

（湖南化工地质工程勘察院有限责任公司，湖南 长沙 410000）

一、岩土工程勘察与桩基选型的重要性概述

近年来，随着国家经济的飞速发展，城市面积的不断扩大，人口逐渐迁移集中到各大城市中去。因而，城市的建筑物不断地向高、大、密集发展。对建筑物基础的荷载要求，基础结构及地基稳定性和安全性的要求越来越高。越是高大的建筑物，越是需要提供大荷载的建筑基础，越倾向于选择和使用桩基础。不同的桩基形式适用于不同力学和性质的岩土层及地下水形态，有的场地岩土性质及地下水形态能够发挥出特定桩基的优势，而有的场地岩土性质及地下水形态在桩基施工的过程中，对桩基能否顺利施工、成型，对桩身质量影响非常大。于是，现代建筑工艺对岩土工程勘察与桩基础的选择提出了更高效、精准、适宜、经济性的要求。

二、浅述岩土地层情况与桩基分类选择

（一）预应力混凝土管桩

预应力混凝土管桩简称预应力管桩，又称PC管桩，是一种常用的预制混凝土桩。其在常用施工中的成桩方式一般有锤击法、静压法与钻孔法（既引孔工艺）等。

预应力混凝土管桩的优点是造价较低，施工速度快，能够提供的桩端承载力较高，对周围环境影响较小，无污染。缺点是预应力混凝土管桩在施工过程中，容易对周边岩土层产生明显的挤土效应，打入式管桩在其施工时的振动对周边建筑物（特别是浅基础建筑物）及埋地建（构）筑物的基础产生影响较大。虽然静压式管桩所产生的振动及噪音较小，但是其穿透力较打入式管桩大大减弱，其施工设备的占地面积比较大，移动也不便，在人口密集区域、周边建筑物密集区域需要慎用采用该桩基形式。

预应力混凝土管桩适用于碎石土、沙土层较厚的地区的以摩擦力为主的桩。

（二）机械旋挖成孔灌注桩

机械旋挖成孔灌注桩基施工相比于预应力混凝土桩基施工产生的噪声更小，穿透力更强，因此适用性更加广泛，可以穿越较为坚硬的土层、岩层，达到较深的桩端持力层。能建造比预制桩的直径大得多的桩，因而提供更大的单桩承载力。基础施工进度快，适用于更多种地基。与预制桩相比不需要接桩与截桩，可一次成型。缺点是混凝土在泥水中灌注，施工过程中容易出现断桩、缩径、离析、夹泥等现象，造成桩身质量较难控制；以及桩端虚土沉渣较难清除等质量问题。且费工费时，场地污染和废浆排放问题容易加重。地下水会对灌注桩钻孔过程有影响，如成孔困难，塌孔等。

机械旋挖成孔灌注桩适用于有稳定持力岩、土层地区的以端承力为主的桩。

（三）机械成孔长螺旋灌注桩

长螺旋灌注桩可施工的桩径比预应力桩大，稳定性较好，能够在不同类型的地基上使用，施工效率高，但对土层的穿透力比旋挖桩差，对于含地下水较丰富的区域，长螺旋桩成孔不需要泥浆护壁。长螺旋灌注桩不需要像预制管桩一样需要接桩与截桩，可一次成型，也不像旋挖成孔灌注桩需要稳定持力岩、土层，长螺旋灌注桩可适用于软土地区的摩擦类桩。其在施工过程中对质量管理与把控要求比较严格，若钻杆提速过快，会导致输送管内混凝土数量不足而易造成桩身夹泥、中空、断桩、缩径等，造成桩身质量较难控制；以及其桩端虚土沉渣较难清除等问题。由于大型机械施工，对场地的空间也有一定要求，亦需要考虑场地污染和废渣排放问题。

机械成孔长螺旋灌注桩适用于有砂土、软土较厚的地区的以摩擦类桩。

（四）人工挖孔桩施工

人工挖孔桩基的施工成本更低，施工流程也更加简便，设备简单。人工挖孔桩施工在保证质量的前提下，减少了大型机械设备的使用开销，单独的桩基直径较大，易清除桩端虚土，能直接观察地层土质变化，长度较短，稳定性好。但是人工挖孔作业往往要付出巨大的劳动力，工作强度较高，人工挖孔的效率比不上机械挖孔，而且相比于机械操作，人工挖孔的安全性较低，因此在施工过程中，必须做好安全防护工作，在遇到地下水时要格外注意，尤其是水位较高的区域，开工前必须进行抽水操作，以降低安全事故的发生概率。此外，人工挖孔还会明显地受到外界环境因素的干扰，比如在雨雪天气，人工挖孔成桩很难进行下去。

人工挖孔桩适用于无地下水或地下水较少的场地，有稳定岩、土层的区域的端承类桩（见图1）。

图1 人工挖孔桩

三、岩土勘察与桩基础选择注意事项

（一）相关注意事项

在桩基工程施工前期准备阶段，应在现场进行试成桩，目的是为了核实施工条件及相应的桩底持力层，成桩的可行性进行核实，并对设计的单桩承载力进行复核。施工人员需要对成桩孔的可能性进行判断，以此为基础确定需采取的支护措施。大直径端承桩施工前应在每个桩位进行持力层检测钻探，探至桩端以下3d或5m，其中d为桩的直径，以查明桩端持力层范围内是否有软弱、破碎夹层，灰岩地区是否存在溶洞等情况。如果发现软弱、破碎夹层、溶洞，要采取相应的处理措施。

（二）水文条件对桩基施工的影响

地下水会给桩基础施工将带来一定的影响，其具体表现为，对旋挖成孔灌注桩来说，地下水的影响主要是造成其成孔护壁的难度；旋挖桩及长螺旋桩在灌注成桩时若地下水过大，易造成跑浆、离析等。对于人工挖孔桩，地下水影响桩基施工工人的安全性，地下水较大区域人工挖孔桩施工前需进行有效的降水止水措施，以确保施工安全。此外，在雨季或丰水期施工时应考虑水位上升可能对基础施工造成的影响，应采取相应的降水与排水措施（见图2）。

图2 旋挖桩成桩后

（三）规范岩土勘察工作

岩土工程勘察流程的规范是确保勘察工作质量的重要依据，特别是一些企业或行业协会受到政府委托制定的相关地区的技术标准。对各地区区域的勘察工作流程的规范和更新，补充建立了符合当地情况的岩土工程勘察标准及实施细则，提升岩土工程勘察流程的标准水平和要求。因此要求设计人员在实际勘察过程中结合勘察地点的实际情况，严格按照岩土工程勘察规范规程执行，确保岩土工程勘察的质量，结合地区区域桩基类型及成桩经验，为桩基顺利施工打下良好的基础。

四、结束语

综上所述，本文已经对岩体工程勘察与桩基础的选择进行了详细的分析，充分结合了地质和水文条件，对桩基选择方案进行论述。在实际桩基选型过程中，应充分了解具体场地的岩土分布情况及工程力学性质，根据场地实际情况灵活选择桩型，确保桩基选型的适合和匹配，在具体项目中能够发挥其应有的优势和作用。