建筑工程土建施工中桩基础施工技术的应用
摘要
关键词
建筑工程;土建施工;桩基础施工技术;具体应用
正文
引言:
桩基础是建筑工程的重要组成部分,通过有效的桩基础施工,可以实现在保障建筑工程稳定性的基础上,减少因地基不均匀沉降而导致的建筑工程结构性损坏,从而达到保障用户生命财产安全的目的。而为了更好地适应城市快速的发展,并解决城市发展中存在的问题,建筑工程也呈现出高层化发展的特点,这进一步增加了桩基础施工的压力,一旦施工不当,都可能会导致建筑工程受力的不均匀传输,从而影响建筑工程施工的质量。因此,虽然桩基础施工技术不是建筑工程施工的核心技术,但其在建筑工程中仍占据着关键性的位置。在桩基础施工技术多元化发展的当下,建筑工程也需要明确桩基础施工技术的价值,加大对桩基础施工技术的研究力度,结合项目的具体情况,选择合适的施工技术,有效解决地基处理的问题,确保工程项目的顺利进行。
1、桩基础施工技术概述与特点
1.1概述
地基是整个建筑工程的基础环节,我国国土面积广阔,且横跨五个温度带,环境的复杂性使得地基也存在明显的差异,当基础层为软土层、普通岩石时,若没有做好地基的处理工作,会增加塌陷等问题发生的概率。桩基础的应用,可以完成建筑物自身重力的分散,通过各个连接桩,将建筑物重力等下传到地面深处,让整个地基更加稳定的同时,也可以有效提升地基的承载力。而且,暴露在地面的桩基础,也可以让建筑中心部位与基础间的联系更加紧密,埋在地下的桩基础,则可以实现地基间的有效连接,提升建筑工程质量的同时,也可以提高建筑物对环境的抵抗能力,使其可以更好地应对地震、泥石流等自然灾害。
1.2特点
(1)支撑力强。桩基础设计的本质目的,就是为了解决地基承载力不足的问题,所以合理地利用桩基础施工技术,可以为地基提供充足的承载力,使其可以更好地支撑建筑上部的静压力与动压力。而且在一些地形复杂的区域,桩基础的应用,还可以解决浅层地基承载力低的问题,确保建筑工程可以灵活地应对不同的区域环境。例如,河道附近容易出现软土地基,而且由于含水量相对较大,所以浅层土壤的承载力都相对不足,而通过桩基础,长桩可以贯穿浅层地面,达到深处的岩层,从而确保建筑工程的稳定性[1]。(2)稳定性好。由于桩基础可以将受力传递到更深的层次,所以若桩基础施工技术使用合理,即使是在地震频发的区域,其也可以有效降低震动对建筑物的影响。例如,在某些大型建筑中,为了抵御大风、地震等极端天气,可以采用深桩技术,避免建筑工程在极端天气下出现变形等问题。(3)沉降量小。建筑工程在建设完成后,由于受力的不稳定性,都会发生一定的沉降,但高质量的施工,可以减少建筑工程的沉降量,并实现对建筑沉降量的精准控制。例如,建筑工程项目中,建筑物的沉降量主要与桩尖的阻力和桩柱侧面的摩擦力有关,所以通过控制桩间的面积与桩体的材料,可以辅助施工单位完成对沉降量的精确控制。
2、建筑工程土建施工中常见的桩基础施工技术
2.1灌注桩施工技术
灌注桩施工技术是当下常见的桩基础施工技术之一,其所具有的适应能力强、承载力强等的优势,使其在建筑工程土建施工中得到了广泛的应用。灌注桩施工是由钻孔、下放钢筋笼、浇筑混凝土等环节构成。在钻孔之前,为了保障钻孔位置的精准性,且符合地质环境的需求,施工单位需要做好护筒的埋设工作,确保其垂直度和偏差都在合理的范围内。而且在钻孔之前,工作人员还需要做好环境的检查工作,选择合适的钻孔设备与模式,避免超挖、欠挖等问题的发生,保障资源利用的合理性与科学性。而在实际操作中,工作人员需要控制好钻孔的深度与垂直度,确保实际施工符合设计的要求。钻孔完成后,就可以进行钢筋笼的制作与安装,并按照施工的要求下放钢筋笼,注入混凝土等,使其可以形成一个柱体,并与周围土层紧密结合,从而让桩基础与周围环境形成一个统一的整体,凸显桩基础施工技术的价值,进而为建筑工程土建施工质量的提升助力。
2.2螺旋钻孔桩施工技术
螺旋钻孔桩施工技术顾名思义,就是利用螺旋钻机的方式,完成钻孔操作,并通过下放钢筋笼、灌注混凝土等方式,让相关材料可以形成一个桩柱体。该技术的操作相对较为简单,而且对人力的依赖程度相对较低,主要是依靠设备完成施工的。在实际施工中,施工单位需要利用螺旋钻孔机,完成特定区域内土壤的切削工作,而且在钻孔中,工作人员需要做好钻屑的清理工作,确保钻孔可以达到既定深度的同时,也可以保障孔壁的稳定性。钻孔完成后,工作人员需要对钻孔进行检查与清理,而后进行钢筋笼的下放与灌注操作,这个过程与灌注桩施工具有较强的一致性。螺旋钻孔桩施工技术具有对环境影响小、振动小的优势,所以其在对噪音控制严格的区域具有较高的应用价值。
2.3静压力桩施工技术
静压力施工是通过静压力的方式,通过增加设备的配重,实现以重量为基础,将桩基础平稳地压入土层,进而达到提升地基承载力的目的。由于静压力桩施工技术的特殊性,所以该技术的应用,可以有效减少施工中的噪声,与此同时,静压力桩施工技术所采用的桩基础,是通过工厂批量生产的,在出厂之前材料都经过了严格的检查,这可以保障桩基础质量的一致性,减少材料质量对桩基础施工技术影响的同时,也有效避免了不必要的资源浪费。此外,该技术操作难度相对较低,对工作人员技术能力无过高的要求,而且还可以取得较高的施工效果,所以受到施工单位的青睐。在实际施工中,施工单位需要注意施工的连续性,避免施工断层,从而引起地下水压力增加,破坏土层的同时,也影响了桩基础施工价值的发挥。当然,该技术也存在一定的问题,由于其中的施工中,会破坏原来的土壤结构,增加了施工质量等问题发生的概率。所以为了减少静压力施工对环境的影响,企业也需要做好技术应用的评估工作,尽可能将其用于高压缩黏土中,降低桩基础对原有地下环境的影响。、
2.4预制桩基础施工技术
预制桩基础施工技术,与静压力桩施工技术有异曲同工之妙,其都是将提前预制好的桩,通过外部力的作用,将预制桩打入既定的位置,当下常见的打桩技术包括锤击桩、振动桩等。相较于静压力桩基础施工技术来说,预制桩基础施工技术具有动态性的特点,其是通过打桩的方式,完成桩基础的施工。相较于静压力施工技术来说,该技术具有施工简单、施工周期短的优势,在确定好桩基础质量之后,工作人员仅需要考虑施工过程中,打桩的操作以及桩位的测量即可,减少管理人员工作量的同时,也可以实现对施工质量的有效控制。预制桩基础施工基础,是通过机器设备或人工的方式,将桩基础打入特定位置上,这个过程对预制桩的质量要求相对较高,所以预制桩基础,主要是由混凝土、钢材等制作而成,其可以提升桩的承载力,使建筑基础更加稳固。在应用预制桩基础施工技术中,为了保障施工的效果,并降低施工的成本,施工单位需要做好预制方桩和预制管桩的工程量,在施工中严格按照施工的要求,控制好预制桩的标高,确保预制桩施工质量达标[2]。
2.5人工挖孔桩施工技术
人工挖孔桩施工技术是传统桩基础施工技术的代表之一,其是通过人工成孔的方式,完成成孔作业。该施工技术具有成本低、灵活性高的优势,但同样其对人力的依赖程度也相对较高,这也导致其工作效率远不如机械施工,这也是该技术应用范围不断缩减的原因。但在某些特殊的环境下,该技术仍具有较高的应用价值,这也使得该技术的应用范围不断增加。人工挖孔桩施工作业程序较为简单,工作人员需要先做好洞口的防护工作,而后进行土方开挖。由于该操作无法短时间内完成,而且在操作中,也可能会出现护壁坍塌的问题,所以施工人员需要做好施工工序的划分工作,在第一段土方施工完成后,直接对护壁进行防护处理,而后再进行第二段施工,通过一段施工一段防护的方式,避免开挖过程中,出现孔隙坍塌的问题,直至孔深符合要求后,方可停止施工。由于人工挖孔施工技术具有较强的灵活性,所以其常被用于复杂环境建设中,尤其是在地形复杂,施工设备无法到达现场的区域,人工挖掘施工技术,可以实现对资源的有效替代,是保障建筑工程项目顺利进行的核心所在。
3、桩基础施工技术在建筑工程土建施工中的应用
3.1桩型选择与施工准备
通过对上文分析可知,桩基础施工技术具有多元化的特点,不同的桩基础施工技术,其适用范围也存在一定的差异性,所以在建筑工程土建施工中,选择合适的桩型,也是建筑工程施工至关重要的组成部分。桩型的选择需要考虑地质条件、工程要求、荷载特性等诸多内容,所以施工单位也需要做好信息的采集与分析工作,找到合适的桩型。地质条件是桩型选择的基础,通过地质勘查等,企业可以快速地了解到岩层的分布情况、土壤性质等,而且通过筛选等,工作人员可以确定适用的桩型,最后借助经济效益分析等,即可确定具体的桩型。比如,灌注桩对环境的要求相对较低,对于土壤容易变形的软土环境下,灌注桩施工技术是不错的选择。若在硬岩地区,可以选择多种桩基础施工技术,但从经济、施工效率等角度来看,预制桩基础施工技术,具有施工速度快、施工质量可控的特点,拥有更强的契合度[3]。建筑工程的承载力、高度、结构等,也决定了桩型的选择。例如,对于高层建筑来说,其静荷载与动荷载都非常大,而不同桩型的承载力存在一定的差异性,所以在桩型选择中,需要尽可能选择承载力较高的桩型。而对于小型的建筑,采用承载力较高的桩型,会造成资源的浪费,所以工作人员需要从经济效益的角度出发,尽可能选择灌注桩等简便、操作难度低、成本低的桩型。
建筑工程土建施工本身就具有复杂性的特点,而且需要多个部门之间的协调配合,若缺乏有效的前期规划,不仅会增加部门之间的摩擦,还会影响施工的质量。所以在建筑工程土建施工应用桩基础施工技术时,企业也需要做好前期的准备工作,通过系统性的规划,完成对问题的前置处理,确保施工可以按照既定的轨迹顺利进行。场地清理是桩基础施工技术的重要组成部分,做好场地清理工作,可以让施工机器顺利进场操作,也为后续桩基础施工技术的应用,提供了一个良好的操作平台。更重要的是,做好场地的清理工作,可以让施工现场一览无余,工作人员可以快速地找到自己所需要的材料,避免材料丢失、损毁等问题。因此施工单位需要明确场地清理的价值,清除场地内部的杂物、旧建筑等,在现场清理完成后,施工人员还需要做好场地的平整工作,确保后续桩基础深度的一致性。精准的测量定位,可以让工作人员明确施工的位置,因此在前期准备阶段,施工单位需要安排专业的施工人员,借助专业的测量仪器与设备进行测量,保障测量结果的精准性,为保障桩基础受力的均衡性助力。此外,施工单位也需要结合桩型,提前准备好施工需要的设备,确保施工前,需要使用的设备都已到位且已调试完成,以满足施工的需求。
3.2施工方法与工艺
桩基础施工技术的工艺与施工方法,决定了建筑工程土建施工的质量,不同的桩型其施工方法也会存在差异性,但其都遵循统一的原则,所以在确定桩基础施工技术后,管理人员需要做好技术交底工作,明确施工中的要点与重点,在实际施工中,做好关键施工的把控工作,确保桩基础可以准确、垂直地安装到既定的位置。本文以预制桩基础施工技术为例。
预制桩基础施工基础包括预制桩制作、预制桩运输、接桩施工、振动沉桩施工等[4]。(1)预制桩的制作。预制桩的制作管控的核心,其决定了预制桩的质量。钢筋混凝土预制桩是预制桩常见的类型,而钢筋混凝土预制桩的构成相对较为复杂,包括水泥、粗骨料、钢筋等材料,任何一个环节出现问题,都会影响预制桩最终的效果。所以在预制桩制作中,企业可以安排质检人员驻场,做好对供应商制作环节的监控,针对其存在的问题,第一时间进行处理。比如,预制桩制作中,对钢筋的布置、钢筋的位置等,都进行了明确的规定,若钢筋位置不合理,会影响整个预制桩的承载力,严重的甚至会导致预制桩出现变形。而通过工作人员驻场,可以实现对施工流程的全面监控,确保钢筋的绑扎方式、位置等,都与设计图纸一致,确保钢筋施工效果的准确无误。混凝土的制备,与混凝土的刚度、硬度等有着密切的关系,其也决定了预制桩的承载力,所以在预制桩制作中,工作人员需要对混凝土的制备中的比例、投料的工序、搅拌的时间等进行严格的监控,确保混凝土的密度、强度等都符合要求。(2)预制桩的起吊与运输。预制桩的起吊与运输,都会对预制桩结构产生一定的作用力,当作用力超过预制桩承载极限后,就会出现破裂的问题。所以预制桩的起吊与运输,也是预制桩施工技术应用的核心,在起吊之前,工作人员需要做好预制桩的检查工作,确保预制桩桩身无裂缝等。在预制桩运输中,企业需要做好运输路况的分析工作,尽可能实现在保障路况平坦的基础上,减少运输的时间与距离,避免运输不当而对预制桩产生较大的冲击。运输中,工作人员需要做好预制桩的固定,通过平结等捆扎手法,将预制桩桩身牢牢固定在运输车辆上,避免桩身出现滑动或倾倒[5]。(3)接桩施工。一体成桩的方式,会增加运输的风险,而且其适用性不强,会增加桩基础施工的成本,所以在施工中,经常会遇到接桩的情况,因此接桩的效果,也决定了预制桩的稳定性与承载能力。在接桩中,为了保护桩的一体性,企业需要做好内部的连接,其是通过机械连接、法兰连接的方式(如图1所示),将上节桩和下节桩连接到一起。在连接中,施工人员需要做好材料的选择,通过质量达标的连接件,保障上节桩与下节桩连接的质量。
图 1 预应力管桩法兰连接示意图
在施工工艺方面,施工人员需要重点关注施工的顺序、速度与质量,从整体的角度出发,做好施工顺序的优化,尽可能减少交叉施工的问题,借助合理的施工顺序控制,确保施工过程的高效性和连续性。比如,在实际施工之前,施工人员需要结合选择的桩基础施工技术,快速确定的施工流程,而在实际施工之前,工作人员需要对设计的施工工艺进行评估,结合桩的密集程度、基坑大小、桩的规格等,对桩基础施工中的问题进行规避与处理,确保施工方案设计的合理性。针对施工中遇到的问题,则需要结合具体的情况,进行适当的调整与优化,保障整个桩基础施工的灵活性。
3.3施工过程的质量控制
质量控制是保障工程质量与安全性的基础,而且建筑工程土建施工是一个动态性的过程,加之其始终处于开放性的环境下,增加了施工质量问题发生的概率。所以在应用桩基础施工技术的过程中,管理人员需要做好施工现场的管理工作,采取一系列措施,严格控制桩基础施工的质量。施工之前,管理人员需要对图纸进行全面的分析,结合地质勘查的报告,对施工图纸进行评估,若发现图纸设计与实际存在不符的问题,需要及时与设计人员沟通,通过设计变更等方式,保障设计图纸与施工环境的契合性。施工中,管理人员需要明确桩位、桩径等关键参数,以及施工中的关键点,推动责任制度的落实,通过责任机制与管理的结合,确保施工人员可以严格按照既定的操作标准进行施工。桩基础施工技术对施工的精度要求较高,所以施工过程的质量测量,也是施工质量控制的重要内容。在建筑工程土建施工中,施工人员需要定期对桩体的垂直度、位置等进行测量,若在测量中,发现质量不达标的桩基础,需要第一时间进行处理或更换。对于施工中的关键技术,管理人员需要进行动态的监督,实时跟进施工的情况,针对无法进行现场实时管理的情况,可以借助视频监控等,完成对施工的远程监督管理,及时发现并处理潜在的质量问题,保障施工操作的规范性与精准性[6]。
3.4施工过程中的节能措施
经济的发展与环境污染问题如影随形,在经济快速发展的当下,环境污染问题,也成为限制我国发展的重要原因,所以国家对环保的重视程度不断提升。而建筑工程具有高能耗、高污染的特点,所以提升建筑工程施工的环保性,也是建筑企业发展的重要方向。所以在应用桩基础施工技术中,施工人员需要融入环保性的理念,尽可能减少桩基础施工技术的环境的影响,并降低桩基础施工的能耗。在材料方面,施工单位需要优先选择环保性材料,减少施工中污染的排放。在设备方面,企业需要尽可能选择新的设备,并做好施工过程的处理,借助低噪音、低振动的设备,减少桩基础施工对周围居民的影响。比如,钻孔过程中,会产生大量的粉尘,其不仅会影响施工人员的身体健康,也会影响周围居民的生活质量,所以在钻孔中,施工人员需要选择合适的设备之外,还可以采用湿式作业法,减少粉尘的产生。针对施工中所产生的废水,可以将其收集起来,进行基础性的沉降、过滤处理等,减少废水随意排放所产生的土壤污染、水污染等。
4、提升桩基础施工技术应用质量的措施
4.1做好桩基础施工与其他工序的配合
建筑工程土建施工是一个复杂的过程中,涉及多个专业,因此作为建筑工程土建施工中的重要组成部分,桩基础施工也并不是独立存在的,其与其他施工环节,也有着密切的联系,其他环节施工质量不达标,也会影响桩基础施工技术应用的成效。所以在进行桩基础施工中,施工单位需要从整体的角度出发,明确桩基础施工与其他环节施工的关联性,主动与其他部门合作,确保其他施工环节的合理性,减少其他环节施工对桩基础施工质量的影响。例如,桩基础施工与土方开挖有着密切的关系,在桩基础施工完成后,就需要进行土方开挖,因此土方开挖的质量,也会影响桩基础施工的效果。所以在桩基础施工完成后,施工人员需要主动与土方施工人员沟通,并将桩基础的位置、标高等信息,准确无误地传递给土方施工人员,使其在施工中,可以将桩基础的情况考虑其中,保障土方施工的合理性。当然,在土方施工完成后,土方施工的工作人员,也需要与后续施工人员沟通,完成土方量、土质等信息的高效传递,打破传统施工信息壁垒的影响,实现在各方主体的共同协助下,保障桩基础施工的成效[7]。
桩基础施工与水电安装、装饰安装等也有着密切的关系,在桩基础施工中,若没有充分考虑后续施工的问题,会增加返工等问题的发生概率,影响施工进度、施工质量的同时,也增加了施工的成本。所以在桩基础施工中,施工人员需要依托自己的经验,提前预留出水电安装的通道与位置,实现建筑工程结构与质量的平衡。桩基础施工人员与其他部门的沟通,实际上就是信息整合、反馈的过程,其可以让工作人员明确桩基础施工中的问题,确保各项措施得到有效执行的同时,也可以及时处理潜在的问题。
4.2做好现代化技术的引进工作
科技是推动生产力提升的重要途径,在信息技术快速发展的当下,信息技术的先进性也成为推动各行业发展的重要动力,其可以实现技术赋能。所以为了提升桩基础施工技术应用的效果,施工单位也需要重视技术的引进与应用,为桩基础施工质量控制提供支持。例如,在桩基础施工技术中,桩基础受力不均,会影响建筑工程土建施工的质量,所以做好桩基础受力情况的分析十分重要。而由于传统技术的限制,管理人员无法精准地获得桩基础的信息。而BIM技术与大数据技术等的应用,可以完成对现场数据的快速采集与分析,实现以现场数据为技术,构建三维信息模型,完成桩基础受力情况的精准分析,通过技术分析的方式,辅助管理人员及时发现部分人眼难以发现的问题,实现对整个桩基础高度、位置等的微调,进而为质量控制提供有力的数据支持。此外,施工单位还可以引入智能监测设备,通过智能监测设备,实现对建筑物情况的实时监督,及时发现建筑物出现不均匀沉降等问题,快速处理施工质量问题。所以在建筑工程土建施工中,为了实现桩基础施工技术价值的最大化,企业需要重视及时创新与质量控制的结合,利用先进的技术,提升施工的质量。
4.3制定完善的应急处理预案
为了更好地应对突发问题,减少问题所造成的影响,企业需要制定完善的应急处理措施。在确定桩型后,施工人员可以结合具体的桩基础施工技术,针对施工中遇到的问题,制定相对应的应急处理措施,在应急处理预案中,企业需要明确应急组织机构、人员职责等,确保在问题发生后,工作人员可以快速找准自己的位置,迅速有效地处理问题。为了提升应急响应的能力与水平,企业也需要做好人员的培训工作,定期组织应急演练,并在演练中,模拟各种可能会出现的施工事故场景,通过持续的培训,使工作人员熟悉问题发生后的处理流程,推动质量管理与安全管理的深化[8]。
结语:
综上所述,桩基础施工是建筑工程土建施工的重要组成部分,随着建筑工程的不断发展,桩基础的价值也愈发凸显,合理地利用桩基础施工技术,可以提升桩基础施工与建筑工程的契合性,真正实现在提升施工质量的基础上,提升工程的整体性能,对于推动我国建筑工程的质量与效率有着深远的意义。所以企业也需要明确桩基础施工技术的价值,明确桩基础施工技术的种类,并实现对桩基础施工技术的合理利用,进而为推动建筑工程行业的发展助力。
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