嚴開義

(中國水利水電第十一工程局有限公司，河南 鄭州 450000)

我國城鎮(zhèn)化的進度在經(jīng)濟飛速發(fā)展的情況下有了明顯加快，城鎮(zhèn)人口的急速增加讓各個城市對高層建筑和超高層建筑的需求有了明顯的增加，這極大地促進了我國高層建筑、超高層建筑的發(fā)展。為了滿足建筑需求，我國對于樁基礎(chǔ)施工的技術(shù)要求明顯提高，樁的種類與施工方法也有了更多的選擇，這就要求我們應(yīng)對樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀進行簡要分析，并根據(jù)分析推斷樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的發(fā)展趨向，以便于更好地促進我國樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的發(fā)展。

1 樁基礎(chǔ)施工技術(shù)概述

1.1 樁基礎(chǔ)施工的概念

樁基礎(chǔ)施工技術(shù)是諸多工程施工的關(guān)鍵一環(huán)，由基樁、樁頂、承臺等幾方面綜合構(gòu)成。通過樁基礎(chǔ)施工技術(shù)能夠有效確保建筑的穩(wěn)定性。這樣在遇到惡劣天氣或者嚴重自然災(zāi)害時，能夠最大限度地減少外力對建筑帶來的負面影響，同時也能夠有效地轉(zhuǎn)移外力帶給建筑物的強大壓力，以此降低外力對建筑物帶來的損害，以保證建筑的穩(wěn)定性。

1.2 樁基礎(chǔ)施工的作用

隨著現(xiàn)代社會的飛速發(fā)展，各類高層建筑、超高層建筑拔地而起，此類建筑樓層高，人流量大，因此對于建筑的負載能力提出了新的需求。通過樁基礎(chǔ)施工技術(shù)可以有效提高地基的承載能力，保證建筑的穩(wěn)定性，有效降低因地基沉降導(dǎo)致的建筑物開裂甚至建筑物倒塌事故出現(xiàn)的可能性，保證建筑的安全質(zhì)量。總的來說，巧妙利用樁基礎(chǔ)施工技術(shù)能夠有效提升高層建筑自身的抗形變能力，最大限度地降低地基沉降、地基變形等事故發(fā)生的可能性。

2 樁基礎(chǔ)施工工藝現(xiàn)狀分析

2.1 樁基礎(chǔ)施工技術(shù)的主要類型

2.1.1 人工挖孔樁

人工挖孔樁通常是采用人工的方法進行造孔施工，即采用人工方法挖設(shè)鉆孔，然后澆筑混凝土。人工挖孔樁是最為常見、出現(xiàn)時間非常早的樁基礎(chǔ)施工技術(shù)，其應(yīng)用經(jīng)驗豐富，可提供的經(jīng)驗借鑒繁多，并且具有價格低廉、環(huán)境友好、資源友好等特點。同時，由于人工挖孔樁對環(huán)境適應(yīng)性極強，很多大型機械無法操作的地方一般都采用該方法，因此目前該技術(shù)仍然應(yīng)用廣泛。

但人工挖孔樁也有其局限性，地質(zhì)條件復(fù)雜、樁徑過小甚至過大都不適合該方法，同時安全風(fēng)險高，易發(fā)生安全事故。因此除了少數(shù)機械無法操作的樁孔外，人工挖孔樁技術(shù)也將逐步被淘汰。

2.1.2 靜力壓樁

靜力壓樁法是指利用靜力樁本身的重力，同時結(jié)合鋼筋砼框架結(jié)構(gòu)，通過反作用力把預(yù)制樁埋入預(yù)定地點。利用靜力性能壓樁法施工，能夠最大限度地消除噪聲污染，同時靜力壓樁也具備人工挖孔樁的操作簡單、環(huán)境友好、資源友好等特點，能夠完美契合目前的綠色施工理念。

但靜力壓樁作為一種較為新型的樁基礎(chǔ)施工技術(shù)，其基礎(chǔ)成本相對其他施工方法而言比較高。除此之外，靜力壓樁方法的使用也有相應(yīng)的地層限制，靜力壓樁方法只適用于地層中存在砂石或是卵石的情況，其他土地條件則不適合使用靜力壓樁方法。

2.1.3 振動沉樁

振動式沉樁技術(shù)，也是目前比較常用的一種樁基礎(chǔ)施工技術(shù)。它主要是利用振搗器長時間震動，再加上樁本身的重量，以提高巖石的密度，從而提高建筑的承載能力。在使用振搗器時應(yīng)當注意穩(wěn)固機身，并且選擇小距離的錘擊，避免出現(xiàn)位移。

施工場所的土質(zhì)粘性越小，采用振動沉樁技術(shù)取得的效果也就更好，所以振動沉樁技術(shù)更適宜使用于軟土、黏土甚至是沙土當中，但并不適宜于在土壤堅硬或者是含水量過多的區(qū)域使用。

2.1.4 鉆孔灌注樁

鉆孔灌注樁是在目前的樁基礎(chǔ)施工技術(shù)中針對設(shè)備依賴性較大的一項施工技術(shù)，目前采用較多的為旋挖鉆機和沖擊鉆機，針對不同的地質(zhì)條件，各有優(yōu)勢。旋挖鉆機成孔效率高，但遇到巖石硬度高的樁孔，施工效率下降嚴重，成本增加較多。沖擊鉆機對地層適應(yīng)度高，施工成本低，但單個鉆機施工效率較低，經(jīng)常需要多臺鉆機操作進行彌補效率不足的問題。鉆孔灌注樁需要進行泥漿護壁，沖擊鉆在黏土地層中可產(chǎn)生一部分泥漿，凈化后可重復(fù)使用，旋挖鉆機鉆孔無法產(chǎn)生泥漿，需要不斷制備和補充。

2.2 常用樁基礎(chǔ)施工工藝選擇的原則

(1)以建筑荷載為主要考慮依據(jù)，也就是上部結(jié)構(gòu)對于地基的壓力大小是控制單樁負載能力的最主要影響因素。

(2)應(yīng)當充分考慮建筑場地的實際土質(zhì)、地質(zhì)情況，還應(yīng)當考慮地下水位的深淺以及樁端持力層的深度等指標，綜合考慮之后，結(jié)合施工工程的預(yù)算選擇最為適合的樁基礎(chǔ)施工工藝。

(3)在選擇樁基礎(chǔ)施工工藝的時候還應(yīng)當考慮到施工單位持有設(shè)備的情況，充分考慮到施工項目的效益。如果必須從其他地方引進相應(yīng)的機械設(shè)備，那么就應(yīng)當充分考慮其經(jīng)濟適用性。

(4)施工工程所處的實際環(huán)境也是樁基礎(chǔ)施工工藝選擇時所必須要考慮的因素。例如打入式預(yù)制樁就需要考慮到振動、噪聲對于周邊環(huán)境的負面影響，做好相應(yīng)的預(yù)防處理措施，避免對周邊環(huán)境產(chǎn)生不利影響。

(5)價格也是選擇施工工藝的主要影響因素，應(yīng)當在保證質(zhì)量的前提之下，采用造價低廉的樁型，以提升工程的效益。

(6)工程的工期對于樁基礎(chǔ)施工工藝的選擇也具有較大的影響。在工期緊迫，環(huán)境條件適宜的情況下，可以采用施工速度較快的打入式預(yù)制樁，在場地條件寬裕情況下，也可以選擇旋挖鉆機成孔工藝，以提升施工的速度。

總而言之，在選擇樁型和施工工藝的時候，不僅應(yīng)當考慮到建筑物本身的特點如荷載量、安全等級等，還應(yīng)當充分考慮工程施工實際環(huán)境，比如地形、地質(zhì)、水文地質(zhì)等情況。除此之外，還應(yīng)當考慮到施工單位的情況，比如持有的器械、工程預(yù)算、人員施工經(jīng)驗等。最后在進行合理選擇時，應(yīng)當注意選擇經(jīng)濟、合理的樁型和施工工藝，以提高項目的經(jīng)濟效益。

2.3 樁基礎(chǔ)施工在我國的應(yīng)用特點

中國土地面積大，土質(zhì)和地形復(fù)雜多變，同時我國東西部經(jīng)濟發(fā)展不平衡，各類工程施工要求復(fù)雜，因此需要提高樁基礎(chǔ)施工的應(yīng)用范圍。

綜合而言，中國常用樁型的特點有如下幾點。

(1)樁型的選擇多采用混合形式。

(2)針對同一樁型的施工采用不同工藝混合的方法。

(3)先進的機械設(shè)備與陳舊的機械設(shè)備并存。

由此可見，不同的樁型在我國都有較大的應(yīng)用全景，能找到適合的施工土質(zhì)與環(huán)境需求。所以，任何一種樁型都不是萬能的，在選擇時一定要進行全面的考察，以確保樁基礎(chǔ)施工的效果。

3 樁基礎(chǔ)施工技術(shù)發(fā)展趨勢

3.1 樁的尺寸存在向大、向長發(fā)展的趨勢

我國高層建筑的數(shù)量有了明顯的增加，大型橋梁工程等也得到了一定的發(fā)展，對于建筑承載力提出了新的需求。因此，為了滿足承載需要，柱徑勢必會越來越大、樁深越來越長，只有這樣，才能從根本上提升地基的承載力，從而保證建筑的穩(wěn)固性。

3.2 施工向低公害方向發(fā)展

隨著綠色施工概念的提出與廣泛宣傳，樁基礎(chǔ)施工勢必會遵循綠色施工理念，盡量做到無污染。

比如，簡式柴油錘沖擊式鋼筋混凝土預(yù)制樁雖然具有高質(zhì)量、效率高、承載強的優(yōu)點，但是其施工時機器聲音較大，容易形成噪聲污染，除此之外還容易形成較大震動、造成油污飛濺，對于周邊的環(huán)境有較大的影響。在城區(qū)或者人群密集的場地就會受到極大的限制。因此，目前國內(nèi)外基本會采用液壓打樁錘代替?zhèn)鹘y(tǒng)的簡式柴油錘。液壓打樁錘是簡式柴油錘的環(huán)境友好版，具有振動小、噪音小、節(jié)省資源的優(yōu)勢，并且能夠長時間持續(xù)工作，打擊力度大，能夠保證施工質(zhì)量。

又如，泥漿護壁鉆沖孔灌注樁雖然能夠完美適應(yīng)地下水位高的地區(qū)施工，但是在施工過程中，泥漿會不可避免地造成一定環(huán)境污染，同時針對于大口徑柱而言，這種方法也會延緩施工進度。目前國內(nèi)外基本采用鉆斗成孔灌注樁，其具有成孔速度快、穩(wěn)定性好、對于環(huán)境十分友好的特點，在橋梁柱施工中得到了較為廣泛的應(yīng)用。

3.3 向擴孔樁方面發(fā)展

我們以國內(nèi)普遍采用的普通柱為基準，試驗發(fā)現(xiàn)與相同樁身直徑的樁相比，普通直徑鉆孔擴底灌注樁的荷載極限明顯高于前者，甚至最高數(shù)值能高達4倍。相比之下，擴底樁的承載能力更高，同時明顯縮小了承臺的面積，因此也得到了更為廣泛的應(yīng)用。

擴孔的成形工藝分為鉆擴、夯擴、壓擴、注擴、擠擴等多個類別。其中應(yīng)用較為廣泛的就是注擴。注擴指的是利用樁端加壓注漿樁測加壓注漿樁和樁端樁測的聯(lián)合注漿樁。壓力漿液還可以有效的改變樁和土間的邊界條件，因而解決了虛土隱患，從而達到提高建筑承重能力的目的，降低柱基沉降發(fā)生的可能性。

3.4 向異型柱方向發(fā)展

異型樁相對于普通柱而言單柱承擔(dān)力有了明顯的提升，廣義的說，異型樁包括橫向界面異化和縱向界面異化兩類，橫向界面異化類包括三角型樁、六角型樁、X型樁、T型樁等；縱相異化包括根型樁、多節(jié)樁、螺旋樁、擴底樁等，我國應(yīng)用較為廣泛的異型柱是DX擠擴灌注樁，屬于橫向界面異化。

DX擠擴灌注樁型是指在鉆機成樁后，向孔內(nèi)下入的液壓擠擴設(shè)備經(jīng)過在地面液壓站中對該設(shè)備的弓進行擴大與縮小調(diào)整，按承載能力需要與地質(zhì)特殊條件，在樁身的各個部分擠出2岔、3岔或多岔式均勻分布的擴大頭腔或近似圓錐盤形的擴大頭腔室，裝入鋼筋籠，成為由樁體、分岔、承力盤等共同支撐的樁型。

DX擠擴灌注樁具有單柱承載力高，相對節(jié)省造價，并且能夠有效縮短工期的優(yōu)點，在我國的各類工程之中得到了廣泛應(yīng)用。

3.5 向組合式樁的方向發(fā)展

現(xiàn)代社會建筑承載力大，考慮到承載需要和工程實際施工的土地、水文條件等，單一工藝的樁型沒有辦法完全滿足工程的實際需要，此時就應(yīng)當采用組合式樁以滿足工程的建設(shè)要求。例如，鉆孔擴底灌注樁就有成直孔和擴孔兩種工藝；樁端壓力注漿樁有成孔成樁以及向樁端地層注射漿料兩種工序；預(yù)鉆孔打入式的預(yù)制樁則有鉆孔、注射漿料、插樁和輕打等工序。

3.6 向高強度樁方向發(fā)展

由于對打入式預(yù)制樁需求日益提高，如高承載力承受較大的沖擊內(nèi)部應(yīng)力和快速交貨等特點，一般鋼筋混凝土樁(簡述RC樁，混凝土承載力級別為C25～C40)已無法達到以上需求，故預(yù)應(yīng)力高強鋼筋水泥管樁(簡述PC樁，混凝土承載力級別為C60)和預(yù)應(yīng)力高強度鋼筋混凝土管樁(簡述PHC樁，混凝土承載力級別不小于C80)的應(yīng)用也日漸增多。

近十年來，中國的樁產(chǎn)業(yè)迎來了發(fā)展的黃金時期，其主要表現(xiàn)包括以下幾點。

(1)產(chǎn)品布局面廣、品種和規(guī)格全。

(2)制造工藝技術(shù)成熟、配套應(yīng)用技術(shù)體系日趨完善。

(3)國產(chǎn)化技術(shù)裝備和原材料充分適應(yīng)現(xiàn)代生產(chǎn)要求。

(4)產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴大。

(5)依靠科學(xué)技術(shù)進步求效益、求發(fā)展質(zhì)量意識不斷提高。

(6)質(zhì)量保證體系日趨完善。

(7)公司逐步向多元化規(guī)?；?jīng)營發(fā)展。

3.7 向多種樁身材料方向發(fā)展

以灌注樁為例樁體材質(zhì)類型亦出現(xiàn)了多元化發(fā)展，常用水泥、超流態(tài)混凝土、無砂水泥、玻璃纖維水泥、自流平混凝土和微膨脹混凝土等。打入式樁中也有組合材料樁，如鋼殼加水泥內(nèi)壁的綜合樁等。

鉆機壓灌超流態(tài)水泥樁就是利用經(jīng)過改造后的長螺旋鉆機至設(shè)計深度并在提鉆的同時，通過鉆桿內(nèi)室并經(jīng)鉆機上的噴頭向孔底澆灌規(guī)定數(shù)的水泥，提起鉆桿邊用混凝土泵壓入超流態(tài)水泥至規(guī)定高度并在毫無塌孔風(fēng)險的情況下提起鉆桿并向孔中放入鋼筋籠至樁頂?shù)氖┕じ叨龋詈髮⒊鲬B(tài)水泥壓灌至樁頂?shù)氖┕じ叨?，即成樁?/p>

4 結(jié) 語

綜上所述，在建設(shè)工程施工中，樁基礎(chǔ)的施工品質(zhì)和工程總體品質(zhì)之間有著不可分割的關(guān)聯(lián)，所以施工單位應(yīng)該對樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量給予充分的關(guān)注，在具體施工中針對環(huán)境條件和要求之間的差異選用合理的施工方法，以提高樁基礎(chǔ)施工的品質(zhì)，從而提高建筑工程總體質(zhì)量，從根本上推動中國建筑行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展。