刍议软土地基上的桩基础施工技术

【摘要】在桩基础施工过程中，软土地基容易发生变形，使整个结构不均匀沉降（包括瞬时沉降、固结沉降和次固结沉降）并导致结构损坏，在软土地带建造建筑物，必须做到切实可行的技术措施，保证建筑的安全性能和使用性能。软土地基处理方法必须与相对应的地基采取合理处理措施，使地基处理与基础和上部结构之间做到整体的协调统一。本文就软土地基上的桩基础施工技术进行了探讨。

【关键词】软土地基深桩基础分析

中图分类号：TU47 文献标识码：A

一、桩基础施工概述。

基础是连接建筑物与地基间的重要枢纽，是荷载传递的关键环节。地基则是指建筑荷载作用下基底下方产生的变形，导致岩土中某一范围内原来的应力状态发生了变化，用以支撑有基础传递的建筑荷载，维护强度保持在一定的稳定环境下，防止建筑沉降度不超越设计要求的范围。地基主要分为两类：天然地基与人工地基。天然地基是以本身的地质构造为基础，加以适当的人工改造，因而埋深通常较浅；人工地基则是以特殊的施工技术而构建起的地基，通常埋深较大，以便于以深部的坚实土层作为荷载支撑，即所谓的桩基础。

桩基础施工质量，尤其是深桩基础是桥梁建设最重要的部分，稍有不慎就会造成质量等安全事故，从而影响项目使用安全，项目成本和进度。桩基础施工地下施工的基础，与地下土质情况密切相关，需要引起人们的重视。

二、打桩施工技术。

1、先打桩后挖土施工法。在施工过程中工程规模大，施工工期长，基坑长时间暴露，不仅增加了人工降水的费用，而且井点也容易因长时间工作而堵塞或磨损失效；尤其是对于遇雨季，基坑容易被水浸泡，造成基坑边坡失稳塌方。因此桩机很难到坑下作业；若非下坑作业不可，则需铺垫很厚的块石，碎石，桩机下还要采用路基箱，以满足桩机接地压力要求，不仅费工费料，也影响打桩施工效率；由于地基松软，桩机下陷，导杆倾斜，很难保证打桩质量，还容易发生安全事故；软土边坡受打桩振动，容易塌方，给工程施工带来威胁。鉴于此，软土地基上的打桩施工，均采用“先打桩后挖土”施工法，充分利用地表硬壳层，让桩机在原地面行走作业，工作条件好，打桩效率高，成桩质员容易保证，施工费用亦可大大降低。但通过结合工程实践经验，值得注意的是，对于采取“先打桩后挖土”施工法的关键，是解决钢管桩的地下切割的问题。实践证明割桩深度超过6m时，可用“等离子切割机”切割；割桩深度浅于6m时，可用氧气乙炔进行切割。如同一切事物都具两重性—样，“先打桩后挖土”施工法，虽然具有明显的优点，但也存在不容忽视的缺点。这就是，在基坑开挖过程中，容易造成先打入桩的弯曲变形，具体反映在桩顶产生水平位移，严重时还会影响桩的承载力和基础的施工。为了减小桩的变形，挖土过程中，要采取相应的防治措施，首先应制定合理的施工程序，尽量对称挖土，缩短基坑暴露时间；当基坑较大时，须采用分段挖土、分段施工的方法，即挖一段，施工一段，回填一段，尽量缩短基坑的暴露面积和暴露时间，基坑开挖时，挖出的土要随挖随运，不得在边坡顶缘堆土。从工程的实践效果表明，这样可以有效地减小因基坑开挖造成的桩的变形和桩顶位移。

2、锤击沉桩施工中，桩锤的选择锤击沉桩施工，通常可采用柴油锤、蒸汽锤和落锤等。其中柴油锤具有灵活机动、操作容易、维修简便等特点，被广泛地应用于打桩施工中。柴油锤适用于较坚硬土层中的沉桩施工，桩锤连续起爆，锤芯弹跳高，沉桩能力强；蒸汽锤适用于较软土层的沉桩施工；落锤只适用于工程规模较小的短桩的沉桩施工。桩锤的选定，必须根据下列因素综合考虑确定：桩的种类、构造型式、桩的长度、直径、重量以及入土深度等桩自身的特性；沉桩深度范围内土层的力学性质，其中最重要的指标是土层的标准贯入试验N值和静力触探比贯入阻力值Ps。施工场地周围的环境条件，诸如动力，能源的供应；噪声污染的控制等。选择桩锤应遵循重锤低打的原则，在不超过桩身极限强度的情况下，宜尽量采用大桩锤，实践经验证明，这样做，不仅桩头不易损环，而且沉桩效率也高。根据上述原则，工程对于400x400mmx30m的钢筋混凝土方桩和钢管桩的沉桩施工，可优先选用3.5t级柴油锤；当调配确有困难时，亦可选用4．5t级柴油锤，但应限制锤跳高度，不应超过2m；φ550x100mmx40—45m的预应力钢筋混凝土管桩和钢管桩的施工，宜选4.5t级柴油锤。

3、停打标准的确定。停打标准的确定，是桩基施工中一项极其重要的技术工作。停打标准确定得是否合理，将直接影响到桩的承载能力和桩的沉降量，甚而进一步影响到上部建(构)筑物的安全和正常使用，另一方面，它还将影响到打桩的施工进度和油料的消耗以及桩锤的使用寿命。因此，停打标准的确定，历来为设计、施工单位所重视。停打标准要根据场地的工程地质条件，桩的种类和尺寸以及桩锤的性能等各种因素，综合考虑确定。对于受力状态不同的桩，应分别情况，确定不同的停打标准。然而，尽管每个项目在施工前都进行地质勘探，软土层的层位分布已知晓，但毕竟还有起伏，更何况勘探孔布置较远，持力层层面起伏难以控制准确。在这种情况下，桩端是否达到以至进入持力层3—5D，靠什么标准来判断？此时最有效的指标就是贯入度。当桩长接近预计深度，且贯入度开始明显减小，就可以判断，此时桩端已达到了持力层，然后再根据设计需要继续打入3—5D。当然，有时也会遇到持力层坚硬，要达到3—5D确有困难，贯入度极小(贯入度S＜1.0mm)，强行打入常常会带来桩断锤毁的后果，此时可会同设计单位研究处理，在桩身强度能满足设计要求的情况下，可改用大锤施打；当桩身强度受到限制时，可采取桩端加靴等措施。如加靴后施打仍有困难，征得设计院的同意，亦可采取深度和贯入度作为停打标准。

4、施工中管桩弯曲变形。工程实践证明，开挖在软土地基中的深基坑，其边坡会产生蛹变变形。软土边坡位移的结果，产生巨大水平推力，能使数万立方米大型混凝土基础产生侧向位移，给工程带来巨大危害，工程实践发现，位于边坡变形范围内的预先打入的钢管桩，也随边坡位移而弯曲变形。由于钢桩上部弯曲，造成桩顶的水平位移，其水平位移的规律与软土边坡位移规律基本相同。本工程试验结果表明，钢管桩当位移量分别为361和376mm，桩顶分别施加220kN和245.2kN垂直荷载，桩身应力分别达到177.2MPa和196.9MPa，相当于单桩长期设计允许桩身应力137.3MPa的1.29和1.43倍时，该二根位移钢桩均未达到屈服点，表明位移桩的承载能力仍能满足设计要求。

结语：在我国经济快速发展的背景下，高建筑规模愈来愈大，但是堆土软土地基，这给工程带来了巨大的挑战，基础工作的好坏直接关系着整栋建筑的质量。因此文章通过结合某高层商住楼为对象，对桩基在软土地基中的施工进行了具体分析，为软土地基处理工程提供一定的帮助和借鉴。

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