河北省石家庄市区大厦施工项目桩基础施工技术
霍南，杜阳宏
（中冀建勘集团有限公司，河北 石家庄 050200）
技术水平是影响工程质量的重要因素，由于桩基础建设是工程核心内容，因此在技术运用方面，必须在兼顾安全管理、细节管理的同时，确保技术运用精准度。然而结合现阶段来看，我国部分土建项目在桩基础技术运用方面，依旧存在不足，规范以及标准无法达到要求。甚至可能会出现严重的安全隐患。我国现已经对桩基础施工技术要点开展系统化研究，例如石存喜[1]认为应该着重关注使用环境的营造，针对施工成孔以及埋设、泥浆制作等强化细节处理，进而保障技术质量。胡建勇[2]认为桩基础要针对倾斜、断桩以及承载力等应加以关注；
李雷[3]则针对桩基础施工特点开展了分析，着重针对人工挖孔、振动沉桩等技术形式进行了系统阐述。Shang[4]对桩基础施工细节进行了系统分析，从宏观的角度对施工技术流程开展了细致研究。以上分析为桩基础技术管控奠定了良好的基础。由此可见，围绕建筑工程土建施工中桩基础施工技术要点加以研究尤为重要，是促进相关行业发展的必然要求。
1.1 工程建设概况
某工程为石家庄市区大厦施工项目，建筑规模约为38 457.25m2，结构设计人员结合当地的实际情况以及施工具体需要将结构形式设计为框架剪力形式，约20 层，总高度为75m。该地区地处河北省石家庄市中心，交通发达，周围包括地铁站，以及公交站，属于重要的交通枢纽区域，因此在施工的过程中要求应该尽可能地降低通过管理等形式减少对周围环境的影响，例如噪声管控、灰尘管理等。从气候条件的角度来看，该地区整体气候适宜，雨季降水量可以达到450mm 左右，夏季最高温在7 月，全年平均温度约为8℃～19℃左右，极端天气的天数较少。
1.2 地基基础条件概况
在工程施工前期，结合现场施工来看，桩基础技术运用需提前布置好建筑区域并加大对泥浆沟槽等位置的关注，并预留出钢筋捆绑以及混凝土浇筑等区域，为后续建设施工奠定良好的基础结合现场数据勘察来看，当地的土层结构为素填土以及粉质黏土，中间含有少量的粉砂夹粉土。为强化建筑施工的整体效果，工程人员认为可运用桩基础技术开展施工，主要形式为钻孔灌注桩，其中桩径型号为Φ800mm 以及Φ850mm，混凝土等级设置为C25，桩长则为25m。施工周期为60d，其中前期的锚桩建设预计一周左右，在30d 之后需要开展施工强度测试，直至符合标准才可继续开展后续建设工作。
1.3 桩基设计概况
本工程由于对结构稳定性的要求较高，因此在桩基设计的过程中对设备运用进行了科学的管控。建筑项目中需运用GPS-17 型号的钻机设备，并结合桩孔的实际情况制作不同的钢筋笼。一般来讲在进入到持力层区域时，需确保深度在2d以上，且要在监理人员确认施工达到标准之后才能够开展后续钻进项目。
具体施工设备配置如表1 所示[5]。
表1 施工设备配置
在建筑工程施工的过程中，技术人员需借助以往经验以及图纸规划情况开展技术运用。在钻孔灌注桩技术运用时，需结合现场的土层情况运用沉淀池泥浆系统进行桩基础施工。
桩基础技术是建筑工程中非常基础的形式之一，在后续发展的过程中已经演变成强化建筑质量的关键内容。在技术运用的过程应该加大对以下技术要点的重视：每一根桩都需要深深地嵌入到地层中，之后通过压力调节与设计的形式，保障建筑的承载能够满足实际情况。目前，常见的桩基础技术包括钻孔、灌注等，具体运用类型需结合工程情况而定。现阶段常见的技术类型如下：第一，振动沉桩技术在土建工程施工的过程中振动沉桩技术运用较多，是指在桩基的底部区域安装工具设备，之后通过振动的形式使桩基能够进入到地层中，从而与地基形成完整的结构类型，增强结构地基的稳定性与安全性。此技术由于运用程序便捷，因此备受青睐，然而在使用的过程中也需要关注噪声管理，否则会形成严重的噪声污染，不利于施工质量管控工作的开展。第二，钻孔灌注桩技术钻孔灌装技术是使用范围最广的一种形式，是指运用设备钻孔的方式开展灌浆处理，之后便可在增强应力的基础上提升土层结构的稳定性。该技术运用对专业度的要求较高，需要进行钻孔、钢筋施工以及灌浆等操作，因此在前期需要精准地开展地质分析，在掌握详细数据之后才能加以运用。第三，人工挖孔桩技术人工挖孔桩是指在人工操作的情况下强化桩基础质量。在具体工作中，技术人员需要具备较强的专业度，在做好测量之后精准确认桩基安装的位置并进行开挖以及后期灌注。此种桩基础技术可减少资源的损失与浪费，但是对人力的要求较高，需要较高的时间成本，所以难以保证施工的整体效益。然而相比其他技术，此种技术对地层的破坏度极小，可确保环境的稳定性，因此适合运用在小范围的施工中。
3.1 护筒埋设
施工之前，要先确认好位置，一般来讲护筒安装的直径应该在桩径大小的基础上延长100cm 左右，具体工作中要确保中心线设置的精准度，并仔细核对详细信息，直至确认护筒垂直且位置精准之后才能够夯实压紧。
3.2 成孔施工
成孔施工通常为一次性工程，在施工的过程中成孔与浇筑混凝土工序应该在24h 内结束，因此在实际操作中，需提前设置好槽池系统，并定位钻孔机的位置，确保精准无误。与此同时技术人员需再次测算钻孔设备与护筒之间的偏差情况，需确保在15mm 范围内才能够继续施工。在钻进的过程中若是遇到软土层需要及时调整泥浆的配置，泥浆使用量应该达到地面下方280mm 的位置。由于该工程中钻孔上方区域的土壤稳定性较差，因此在完成操作之后要及时地清理，时间约0.5h。
3.3 钢筋笼制作
钢筋笼制作之前应该结合现场情况按照施工需求加以制作，并反复检验其是否合格，图1 为钢筋笼对接要求。
图1 钢筋笼对接要求
为强化钢筋笼的整体性能，在设计的过程中技术人员还在其中添加了混凝土保护层垫块3 组，每一组约为4 根左右。并且严格对焊接等工序加大关注。结合施工要求，焊接的过程中钢筋的弯曲角度不可高于15°，且需运用单面的方式进行焊接处理，而在主筋等区域则运用点焊。焊接过程中，主筋的接头需要错开，待成型之后单层排放最高不可堆积2 层以上，之后交由现场监理人员检验分析是否合格。表2 为钢筋笼制作尺寸允许偏差。
表2 钢筋笼制作尺寸允许偏差
本工程中的桩基钢筋笼质量约为8.5t，长度约为23.1m。在现场施工的过程中需运用两台机械设备起吊，其中运用50t的设备在前方操作，剩余四个点则由16t 的吊车操作。在抬起3m 左右后，50t 吊车需要继续提升高度，而其余点的高度则不变，从而调整钢筋笼位置使其处于直立的形态，直至全部力均为50t 吊车控制，其他的车辆设备便可脱离吊钩，从而使其顺利安装到指定位置。在安装的过程中要严格地按照控制点把控位置，在确保中心点符合标准之后才能停止施工，一般来讲标高是通过吊筋管控。而吊筋的安装则是要结合显示需要加以焊接，使方钢能够进入到吊环中，从而使钢筋笼悬空到指定区域。在砼浇筑的过程中主要是运用导管技术浇灌。第一，选择导管，导管的长度要结合现场需求而定；
第二，选择导管数量，底部宽度应该为4m 宽，并在终端区域设置1.5m 的导管；
第三，导管的材料为Φ30cm 的钢管，因此在连接的过程中可运用封胶垫保障紧密度。连接时要顺直，并在后续开展闭水测试，防止影响后续运用。
闭水测试工作中，根据要求水压应该在导管最大承载压力P 的1.3 倍，具体计算公式如式（1）：
其中，P为导管内部的压力最大值，单位为kPa；
rc则是砼内物质的重量；
hc是指内砼柱的最大高度值，通常为15m；
rc则是钻孔内部的泥浆量；
hb为井内的泥浆深度，单位为m。在试验的过程中工作人员需先拼装好导管，之后在内部装满水并封堵两端，在压力值达到要求之后持压5min 之后撤离，然后按照上次要求继续反复操作4 次左右，若是此过程中导管并无漏水等情况，则说明达标可继续开展其他操作。
3.4 混凝土配置
在混凝土浇筑之前，需要再次审核混凝土强度，至少应该达到C25 标准。由于混凝土质量直接会影响桩基础的质量，因此在混凝土浇筑的过程中需要先根据前期的设计情况科学地完成配制。此外，为防止施工过程中受到降水等情况的影响，在施工的过程中还要及时关注外部情况若是出现坍塌等情况则要立即的完成加强振捣。
3.5 二次清孔以及灌注
在钢筋笼安装无误之后，需要再次安装混凝土导管，并完成彻底清理，清理之后的沉渣应该在10cm 以内，并根据标准完成泥浆的配置。一般来讲，浓浆配比应该为1:3。在二次清理的过程中，需运用3PNL 设备完成换浆，以此确保工程质量。为进一步强化孔壁区域堤程的安全性，防止出现坍塌等事故，在清理时要严格把控时间，在1.5h 以内为最佳。在浇筑混凝土时也要关注准备工作，每一个桩基础在浇灌的过程中不可大于7h，且灌注之后要做好养护工作，并在30d 之后再次分析结构情况。
3.6 桩偏差的控制与处理要点
在桩基础施工的过程中，偏差管控尤为关键，尤其是对于条形桩等区域，偏差的大小会直接影响内部的内力状况导致结构出现安全隐患。对于桩位偏差管控来讲，质量管控主要分为两个方面：一方面为竖向，按照要求偏差范围应该在-50～100mm 范围内。结合现阶段来看，若是在施工的过程中存在严重的偏差情况，则很有可能会加大工作量，甚至产生严重的资源浪费与损失。在实际工作中，若是桩顶标高大于前期规划，则会通过劈桩的方式调整桩的大小。尤其需要注意预应力管桩，由于上端存在桩帽结构，因此在劈桩的过程中难度较大。而若是标高低于预期设计，则需要继续补充高度，这也会影响工期。因此在施工的过程中必须精准地控制标高，尽可能地确保实际情况能够满足预期设计要求，二者之间没有明显的误差情况。与此同时，要加大对桩卸载过程中所产生的回降量，否则最终的标高情况一定会高于预期。目前，大多数建设工程的设计人员在前期便会充分关注误差情况，结合工程数据来看，前期设计误差最佳范围应该在2mm 左右，这样便可从源头上降低劈桩等工序的产生，可强化技术的操作性，减少不必要的时间花费。另一方面则是水平偏差管控。根据标准水平偏差的主要处理形式应该为补桩技术。然而以5～15 根的桩基为例，在常规标准中要求水平偏差需要控制在1/3 桩径大小，然而在其他标准中也存在不可大于1/2 桩径的要求，因此施工中为避免矛盾情况的产生，要求在设计的过程中需要先确认允许偏差数值。
此外，对于小的桩基，应该在原有标准管控的基础上，细化标准内容。例如对于承台桩台来讲，允许误差需要控制在60mm 左右，而对于条形桩等则应该50mm 左右，实际情况要结合现场需求所制定。对于桩位允许偏差设定来讲，其核心目的在于管控桩基施工，使其能够满足施工验收标准，并不关注此过程中的损失问题。因此在实际工作中若是依旧存在问题，则可通过安装配筋等工作解决问题，以此降低经济损失。
3.7 管桩施工技术重点
预应力管桩强度更高，且生产时间较短，因此相比于其他的预制桩来讲运用范围更加广泛，但是在使用过程中也经常会出现不足。例如在实际工作中，工作人员经常会发现因为水平偏差等情况产生的管壁裂缝，严重影响了工程质量。例如我国某工程在施工前期因为回填了3m 土壤，以至于在后续施压的过程中重力出现了不均匀的情况，导致偏离了预期的方向出现了裂缝。为此要求工作人员在遇见此类问题时应先完成纠偏处理，之后再灌注材料，这样便可以有效管控裂缝的产生。对于现阶段的工程来讲，很多项目需要同步开展试桩与工程桩，为强化桩的承载质量，需提前开展静荷载测试，从而通过测试工作强化桩基础施工效果。若是试验中存在异常问题则要结合实际情况加以研究，不可随意处置，以此规避其他风险问题。
综上所述，对于土建施工来讲，桩基础施工人员必须加大对前期准备、施工管理以及后期管控方面的关注，并结合实际需要设计施工方案，选定技术运用，确保设备选择以及操作能够达到标准。与此同时在后续的工作中，技术人员应树立正确意识，积极借鉴国内外经验，实现技术创新，以此为桩基础施工优化提供有力的保障。
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