软土地基的桩基础施工及质量控制技术的研究

陈明忠

(漳州市龙文区建设工程质量安全站，福建 漳州 363000)

引言

软土地基受自然环境和水文地形因素的影响，具有含水性和软塑性突出的特点，因此，承载能力不强也是在建设施工中必须重点克服的问题。桩基础施工位置在地下，而软土层又有着独特的地下水位，作为软土地基建设的重要环节，必须通过把握施工要点和质量控制技术，确保软土地基承载力满足标准要求。

1 软土地基桩基础施工要点分析

1.1 施工现场勘察

软土地基桩基础施工的现场勘察，既是确保施工顺利进行的必要环节，也是保证质量控制有效性的重要着力点。软土地基地质的空隙要比普通地基的大，由于软土地一般都靠近水源，含水量相对较高，十分容易出现颗粒胶结现象，因此，在夯实时难度较大。而且软土土质具有突出的压缩效果，必须通过现场的实际调查后，才能进行有效处理，否则将会影响整个地基和基桩的承载力以及工程建设的进度及质量。施工现场的软土桩基环境状况不同，要选择相对应的施工方案，在施工现场的前期勘察，能够为桩基施工提供全方位的参考资料，使施工设计和建设人员通过分析现场资料，更科学地选择桩基施工技术。现场勘察的主要对象包括：施工地区的地质条件、水文状况以及自然环境因素等。另外，地下水和土壤土层也需要重点调研，土层的形成机理和性能要进一步分析，确保全面掌握软土地基桩基础施工的现场环境信息，为工程的安全顺利施工开展做好基础。只有做好现场施工的事前勘察，才能有效保证施工建设的质量，提升桩基施工的综合水平[1]。

1.2 施工人员与设备

勘察和调研过后，在确定施工工艺和桩基技术的同时，还要进一步组织好施工技术人员和现场管理人员，在施工前要重点审查建设施工单位，确保各级人员具备合格证明，还要确保各个岗位人员的实际到岗情况，特别是技术人员、档案管理人员、质检人员和安全管理人员等。通过做好施工各环节的沟通，使每一位施工人员能够明确每一环节的施工工序应用的技术和施工标准要求，以确保施工的各个环节和流程能得到科学与合理的衔接。此外，机械设备的选择对基桩成桩质量也有着很大影响，因此，还要科学地选择机械设备，确保根据不同桩型和土层有相适配的施工器械。对于即将在工程应用的各类机械设备，在施工前必须经过全面的检查，并以设备建档的方式，确保不同设备的参数和信息相对完整。施工机械设备的检验要从这三方面入手：第一，桩机记录仪。每一台在工程中应用的桩机都要装配可以控制桩身进度的记录仪，为了防止伪造桩基施工记录，还要仔细记录仪的设定，例如：施工时间、喷粉计量、桩基深度等参数。第二，桩机仪表。电流表、压力表、转速表等必须经过精准校对。第三，桩机钻架。为了保证软土地基桩基的精准度，还要在桩机钻架的垂直面上设置吊线锤，并标记垂直线。

1.3 施工准备

由于软体地基的特殊性，为了确保施工过程的顺利进行，还要做好现场的准备工作。首先，要确保软土地基工程表面的平整，当涉及到高层工程时应采用密布群桩形式，在处理好场地后才能开工，避免影响工程质量；其次，要做好现场的清障工作，在基桩成桩前还要对场地的施工障碍物进行清理，尤其是地下构筑物和废旧管线，确保成桩的顺利进行，避免障碍物对施工进程的干扰；最后，还要准备好现场会应用到的原材料，例如，喷桩水泥，必须要全面检查，确保满足标准化要求，而且还要做好摆放和保管，避免材料被腐蚀，以确保建设材料的安定性和时效性，并严禁使用过期、变质的水泥。除了对于现场环境的施工准备，还要从施工人员、机械设备入手，保证满足桩基础项目需要。为了确保施工安全，顺利达成预期施工目标，还要建立并完善施工管理机制，确保施工人员的操作满足相关标准要求，保证施工安全防护的有效性。

1.4 工艺试桩

在做好现场勘察、施工人员与设备审查与施工准备的基础上，考虑到不同软土地基基桩施工条件的差异性，为了确保软土地基加固的实际效果，必须做好工艺试桩。应根据施工勘察的相关资料，在不同软土地段和底层确定试桩数量，进一步检验基桩的掺灰量，核对不同地层的工艺流程和持力层的承载情况，为后续喷粉提供各项精确、科学、合理的参数，例如管道压力、钻机速度、拌速等[2]。

2 软土地基桩基础建设质量控制技术分析

2.1 换土垫层基桩技术

换土垫层技术是软土地基桩基建设过程中，处理桩基时最常用技术，当软土地基土层较薄时可以通过粗砂、沙土和水泥土对软土层进行换填，实现对软土层的针对性处理。在进行换土垫层施工中，为了确保软土地基有较好的承载力，需要对施工土层进行压实，可以有效改变软土层持力情况，保证地基的稳定性。在运用该技术时，要全面清除原施工区域内的所有软土，采用硬度更高、抗腐蚀性更好、可压缩性和稳定性更好的碎土、矿渣或砂砾等材料分层填充。同时，还要通过人工或机械设备夯实，以提高填充材料的密度，以保证软土地基的稳固性和硬度。借助换土垫层技术提升地基基地的承载能力，有效避免基桩沉降的状况，提高地基分散压力的能力，促进软土地基排水，防止积水和膨胀土缩胀。

2.2 混凝土预制桩基技术

混凝土桩是目前桩基技术最常用的技术形式，在实际运用中具有比较明显的优势，不仅可以使软土地基更坚固耐用，而且承载能力更强，制作起来更方便，因此被广泛应用，也是很多水利、建筑在地基施工时最常用的施工类型。为了确保混凝土桩基有良好的品质，一方面，必须严格控制预制桩的标准和施工质量，通过全面严格的检测，严格把好混凝土桩预制桩的质量关；另一方面，在施工的过程中还要全面掌握预制桩基的操作环节，要根据不同工程的施工特点，选择预先或现场定制的方法，以确保混凝土强度符合工程标准，满足起吊最低值和运输标准值，以免出现损坏情况。除此之外，还要结合现场的实际情况设计并确定混凝土预制基桩的长度和横截面面积，为了避免变形和桩裂堆砌层数要控制在三层范围内，提高结构的稳定性。

2.3 钢管桩预制与灌注桩基技术

钢管桩预制和灌注桩基也是当前应用比较广泛的软土地基技术，能够有效提高软土地基桩基的强度。在运用钢管桩预制技术时，首先，做好钢材的检验，不仅要保证质量标准，还要满足工艺设计要求，尤其是钢管桩的强度和精密度等指标要做好科学的测量把握(如图1所示)；其次，还要重视钢管桩的生产和在现场的运输，必须要结合施工现场的具体条件，做好保管和遮盖，防止积水和潮湿使钢管柱锈蚀，避免磕碰；最后，在焊接过程中，要降低接口处的误差，提高操作的精细化程度和焊接角度的合理性，焊接好的钢管桩要注意及时清理截面。钢管桩不同于灌注桩基技术，需要在施工现场操作，其中成孔方式是保证桩基质量的关键点，不同的成孔方式针对不同的施工条件，必须根据充分考虑到土质特点选择桩基技术，才能进一步满足质量控制需要，例如，当面对淤泥、砂性和粉土土质时，应采用泥浆护壁成孔的方式；粘性、碎石土质则选择冲击成孔的方式更合适[3]。

图1 钢管柱基础示意图

2.4 排水固结技术

软土地基一般具有粘性的特点，在进行土方开挖的过程中会受到地基中水的影响，不利于施工的顺利进行，因此，在土方开挖之前，可以通过排水固结技术对软土地基进行轻型井点降水处理。在应用该技术时，需要施用深层水泥搅拌桩，并通过地表加载预压和竖向排版地基等方法，将桩基下方和两边空隙的水分快速排除，以此来提高软土地基的硬度和强度，保证稳定性和平整性，确保土层地基均匀分布。由于不同工程现场的软土地基的具体情况不同，为了确保排水固结技术的针对性和排水过程的效率水平，还要坚持具体情况具体分析的技术应用原则，相关的工程建设单位还要进一步研究技术的创新应用，提高综合能力，以便更好地解决软土地基施工的积水问题，满足桩基础结构稳固性和安全性的要求，确保突出技术优势。

2.5 加固土桩技术

软土地基的桩基础施工一般都是采用预制桩，预制桩桩型相比于钢筋混凝土的方桩有着更强的预应力，为了更好地发挥预制桩优势，可以采用混凝土加固土桩技术。在应用该技术时，土桩的长径比数值应控制在80左右，为了提高桩基础结构的稳定性，还需要应用深层搅拌机械，通过对软土地基的局部桩基础使用固化材料，改善桩型结构，形成加固型混凝土桩，使加固桩和桩间土性的适配度更高，满足软土地基的设计需要。相应地考虑到置换和应力集中效应的影响，在应用加固土桩技术时，还要从软土地基施工后的沉降要求出发，合理控制加固土桩之间的间距和每个土桩的直径与深度。加固土桩技术具有较强的适应性，为了更好地发挥该技术的优势，有效改进加固效果，还要保证相关施工技术人员的专业技术水平，保证土桩定位、数量和尺寸的精确性[4]。

2.6 碎石桩加固与挤密砂桩技术

在施工过程中受软土地基自身特性的影响，对桩基础的沉桩工艺的标准要求较高，为了保证沉桩质量应选择碎石桩加固和挤密砂桩加固，以此来降低软土层的施工难度，通过碎石和挤密砂桩提高软土地基整体的抗剪性和水平抵抗强度，保证地基的稳定性，降低沉降状况发生的概率。在碎石桩加固的过程中地基土层会实现更均匀且密实的效果，其排水性能也会大幅度提升，增强桩基的稳定性。如图2所示。

图2 碎石桩加固效果示意图

需要注意的是在施工中会有不确定因素的影响，例如，在桩压过程中受周边图纸模板的影响会出现重塑的情况，强度也不再是碎石桩和挤密砂桩自身强度等级，而会降低至重塑土桩的强度。不仅如此，在施工程序暂停时，扰动土的压桩力也会随之提升，这时则需要采用砂砾、碎石等散粒材料，以振动沉降和水震冲器的方式来成桩，以此来形成具有置换，竖向排水功能以及挤密性的复合型地基。在桩基础施工运用该技术时有两个要点需要注意：第一，要明确软土地基的土层地质特点，如果难以确定，则需要反复试桩核查确定，以此保护沉桩加固操作的有效性。第二，对于散粒的桩料，应通过准确计算与实际核查确定其直径、深度和间距的适用性。

3 总 结

综上所述，做好桩基础施工对软土地基建设项目具有重要意义。软土地基工程的建设周期长，在实际施工的过程中受自然环境和季节条件影响较大，为了提高软土地基的承载力和稳固性，必须从桩基施工入手，通过统筹好各个施工环节，严格把握质量控制技术，提高软土地基的整体强度。相关施工建设单位一方面要把握施工现场勘察要点，做好施工人员与设备的准备工作，完成工艺试桩；另一方面，还要提高软土地基桩基础建设质量控制技术的应用水平，熟练运用换土垫层基桩技术、混凝土预制桩基技术、钢管桩预制与灌注桩基技术、排水固结技术、加固土桩技术、碎石桩加固与挤密砂桩技术等。同时，坚持具体情况具体分析原则，采取多元化的施工技术应用手段，确保软土地基桩基础施工的质量效果，不断提高工程的整体质量控制水平。