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摘要：本文主要针对桩基础加固技术及桩基础施工应注意的问题等进行分析，以寻求实际中更好的桩基础方案。
关键词：桩基础；桩基加固；施工操作；受力承重
中图分类号: U416.04
随着社会经济的高速增长，建筑业也得到了蓬勃的发展，各大城市高楼林立，大型公共建筑、工业厂房不断涌现。为提高天然地基的承载能力或加固软弱地基，以满足建筑物上部荷载的要求，确保建筑物（构筑物）的工程质量，桩基的使用已日益普及。桩基础可以采用不同的材料，可以支撑在不同的土层中，可以作为各类工程结构物的基础，因而其受力性状各不相同，承载能力相差悬殊，施工工艺和设备极其多样。桩基技术极为复杂，发展空间相当广阔，成为地基基础领域中一个非常活跃的、具有很强生命力分支领域，50 年来出现了许多新的桩型、新的工艺、新的设计理论和新的科技成果，成为我国工程建设的有力支柱。
一、桩基础施工的内涵和作用
桩基础是由桩和承台构成的深基础。 由基桩和联接于桩顶的承台共同组成。若桩身全部埋于土中，承台底面与土体接触，则称为低承台桩基；若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上，则称为高承台桩基。建筑桩基通常为低承台桩基础。高层建筑中，桩基础应用广泛。
桩支承于坚硬的或较硬的持力层，具有很高的竖向单桩承载力或群桩承载力，足以承担高层建筑的全部竖向荷载。桩基具有很大的竖向单桩刚度或群刚度，在自重或相邻荷载影响下，不产生过大的不均匀沉降，并确保建筑物的倾斜不超过允许范围。凭借巨大的单桩侧向刚度或群桩基础的侧向刚度及其整体抗倾覆能力，抵御由于风和地震引起的水平荷载与力矩荷载，保证高层建筑的抗倾覆稳定性。桩身穿过可液化土层而支承于稳定的坚实土层或嵌固于基岩，在地震造成浅部土层液化与震陷的情况下，桩基凭靠深部稳固土层仍具有足够的抗压与抗拔承载力，从而确保高层建筑的稳定，且不产生过大的沉陷与倾斜。
图1 桩基的平面及剖面图
桩基础是表明地基与基础一体性最突出的实例。在建筑结构设计中，通常是把“桩”作为基础分离的独立构件，并且必须设置桩承台，以便处理基础与桩身的连接问题，所以，从结构设计角度来看，不论什么形式的桩基（包括石灰桩等）均应属承托基础的物质。但是，从土力学角度来看，桩基又把上部建筑物的荷载全部传递给岩土地基，使地基强度与变形经受着考验。在目前技术条件下，可供选择的方案很多，如打桩 、基础换填土、整体式基础等，究竟选择哪种方式，要根据工程地质特征、业主经济能力、设计部门能力、工程所在地的经验、施工单位能力等进行选择。而在诸多方案中预制桩和混凝土灌注桩方案被较多采用。
二、预制桩和灌注桩比较分析
比较维度 预制桩 灌注桩
特点 1、桩的单位面积承载力较高。
2、桩身质量易于保证和检查；适用于水下施工；桩身混凝土的密度大，抗腐蚀性能强；施工功效高。
3、预制桩单价较灌注桩高。用钢量大。接桩事，还需增加相关费用。
4、捶击和振动法下沉的预制桩施工时，震动噪音大，影响周围环境。
5、预制桩是挤土桩，施工时易引起周围地面隆起。
6、受起吊设备能力的限制。长桩需接桩时，接头处形成薄弱环节。
7、不宜穿透较厚的坚硬地层，当坚硬地层下仍存在需穿过的较软弱层时，则需辅以其他施工措施。 1、适用于不同土层。
2、桩长可因地改变，没有接头。
3、仅承受轴向压力时，只需要装置少量构造钢筋。需配置钢筋笼时按工作荷载进行布置，节约了钢材。
4、单桩承载力大。
5、正常情况下比预制桩经济
6、桩身质量不易控制，容易出现断桩，缩颈，露筋和夹泥的现象
7、桩身直径较大，孔底沉积物不易清除干净（除人工挖孔灌注桩外），因而单桩承载力变化较大。
8、一般不易用于水下桩基，容易出现不良现象。
适用条件 1、持力层上覆盖为松软土层，没有坚硬的夹层。
2、持力层顶面的土质变化不大，桩长易于控制，减少截桩或多次接桩
3、工序简单，工效高，在桩数较多的前提下，可抵消预制价格较高的缺点，节省基建投资。
4、工期比较紧的工程，因已在工厂预制，缩短工期。 1、沉管灌注桩。此类桩的适用条件基本同于预制桩。
2、除了在碎石土，自重湿陷性土，砾石层中不宜使用。
3、螺旋钻孔灌注桩适用于基本无地下水，且桩长有一定限制，一般不能穿过砾石层。
4、人工钻孔灌注桩不适用于砂土、碎石土和较厚的淤泥质土层等。
三、桩基施工过程中遇到的实际问题及防治
1、钻孔灌注桩混凝土施工易出现的问题
（1）导管接送严重漏水，造成断桩。这种故障的后果非常严重，进水，使混凝土形成松散层次或囊体，出现浮浆夹层造成断桩，严重影响混凝土质量，导致废桩重做。
（2）导管轻微漏水、导管埋入混凝土太深，混凝土含砂率偏小、和易性欠佳等因素，可能造成导管的堵塞，导致浇注中断，若重新灌注浇注时，则混凝土内存在浮浆夹层，造成断桩。
（3）护筒外壁冒水，引起地基下沉，护筒倾斜和位移，使桩孔偏斜，無法施工。
（4）孔壁坍塌。施工中发生孔壁坍塌，往往都有前兆。有时是排出的泥浆中不断出现气泡，有时护筒内的水位突然下隆，这都是塌孔的迹象。
图2 桩基的平面及剖面图
2、桩基础施工实际问题的防治方法
（1）各节的安装接头所用的胶热及法兰的对接位置，预先试拼并作好标记，按插导管时须按试拼时的状态对号拦装，所有的法兰盘接头均须垫入5-7毫米厚的橡胶垫圈，安放时须对正放平，拧紧螺栓，严防漏水。
（2）内径应一致，其误差应小于±2毫米，内壁须光滑无阻，组拼后须用球塞、检查锤作通过试验。
（3）最下端一节导管长度要长一些，一般为4米，其底端不得带法兰盘，以便在混凝土内。每节导管的长度要整齐统一，便于丈量长度，并作出标记和记录。
（4）导管使用前做好水密性试验。导管不要埋入混凝土过深，严格控制混凝土配合比、和易性等技术指标。
（5）为保证施工质量，水下混凝土的配合比选用要比设计强度高20%左右，坍塌度宜采用18-22厘米。
（6）注意灌注所需混凝土数量，一般较成孔桩径计算的大，约为设计桩径体积的1.2倍左右。为避免混凝土超灌量，要掌握好各土导的钻孔速度，在正常钻孔作业时，中途不要随便停钻，以避免扩孔导致混凝土超灌量。
四、结语
桩基础在目前土木工程，尤其是高层建筑及道路桥涵工程中日益普及。桩基施工结束后，应根据国家有关规定，请有资质的专业单位，对桩基进行大、小应变测试，若有不合格的桩基，应采取相应的加固措施。桩基础是一个古老而现代的土木工程基础形式，国外在新材料，新技术，新施工方案方面有了更多的发展，而国内这些研发和应用还比较落后，且更新换代形式十分严峻，要求紧急，这成为工程建筑人员今后的重要研究课题。
参考文献：
[1]陈仲颐,叶书麟.基础工程学.中国建筑工业出版社,1990年.
[2]高大钊.桩基础的设计方法与施工技术.机械工业出版社.
[3]段新胜,顾湘.桩基工程.中国地质大学出版社,1998.
[4]林天健,熊厚金,王利群.桩基础设计指南.中国建筑工业出版社,1999.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。
关键词：桩基础；桩基加固；施工操作；受力承重
中图分类号: U416.04
随着社会经济的高速增长，建筑业也得到了蓬勃的发展，各大城市高楼林立，大型公共建筑、工业厂房不断涌现。为提高天然地基的承载能力或加固软弱地基，以满足建筑物上部荷载的要求，确保建筑物（构筑物）的工程质量，桩基的使用已日益普及。桩基础可以采用不同的材料，可以支撑在不同的土层中，可以作为各类工程结构物的基础，因而其受力性状各不相同，承载能力相差悬殊，施工工艺和设备极其多样。桩基技术极为复杂，发展空间相当广阔，成为地基基础领域中一个非常活跃的、具有很强生命力分支领域，50 年来出现了许多新的桩型、新的工艺、新的设计理论和新的科技成果，成为我国工程建设的有力支柱。
一、桩基础施工的内涵和作用
桩基础是由桩和承台构成的深基础。 由基桩和联接于桩顶的承台共同组成。若桩身全部埋于土中，承台底面与土体接触，则称为低承台桩基；若桩身上部露出地面而承台底位于地面以上，则称为高承台桩基。建筑桩基通常为低承台桩基础。高层建筑中，桩基础应用广泛。
桩支承于坚硬的或较硬的持力层，具有很高的竖向单桩承载力或群桩承载力，足以承担高层建筑的全部竖向荷载。桩基具有很大的竖向单桩刚度或群刚度，在自重或相邻荷载影响下，不产生过大的不均匀沉降，并确保建筑物的倾斜不超过允许范围。凭借巨大的单桩侧向刚度或群桩基础的侧向刚度及其整体抗倾覆能力，抵御由于风和地震引起的水平荷载与力矩荷载，保证高层建筑的抗倾覆稳定性。桩身穿过可液化土层而支承于稳定的坚实土层或嵌固于基岩，在地震造成浅部土层液化与震陷的情况下，桩基凭靠深部稳固土层仍具有足够的抗压与抗拔承载力，从而确保高层建筑的稳定，且不产生过大的沉陷与倾斜。
图1 桩基的平面及剖面图
桩基础是表明地基与基础一体性最突出的实例。在建筑结构设计中，通常是把“桩”作为基础分离的独立构件，并且必须设置桩承台，以便处理基础与桩身的连接问题，所以，从结构设计角度来看，不论什么形式的桩基（包括石灰桩等）均应属承托基础的物质。但是，从土力学角度来看，桩基又把上部建筑物的荷载全部传递给岩土地基，使地基强度与变形经受着考验。在目前技术条件下，可供选择的方案很多，如打桩 、基础换填土、整体式基础等，究竟选择哪种方式，要根据工程地质特征、业主经济能力、设计部门能力、工程所在地的经验、施工单位能力等进行选择。而在诸多方案中预制桩和混凝土灌注桩方案被较多采用。
二、预制桩和灌注桩比较分析
比较维度 预制桩 灌注桩
特点 1、桩的单位面积承载力较高。
2、桩身质量易于保证和检查；适用于水下施工；桩身混凝土的密度大，抗腐蚀性能强；施工功效高。
3、预制桩单价较灌注桩高。用钢量大。接桩事，还需增加相关费用。
4、捶击和振动法下沉的预制桩施工时，震动噪音大，影响周围环境。
5、预制桩是挤土桩，施工时易引起周围地面隆起。
6、受起吊设备能力的限制。长桩需接桩时，接头处形成薄弱环节。
7、不宜穿透较厚的坚硬地层，当坚硬地层下仍存在需穿过的较软弱层时，则需辅以其他施工措施。 1、适用于不同土层。
2、桩长可因地改变，没有接头。
3、仅承受轴向压力时，只需要装置少量构造钢筋。需配置钢筋笼时按工作荷载进行布置，节约了钢材。
4、单桩承载力大。
5、正常情况下比预制桩经济
6、桩身质量不易控制，容易出现断桩，缩颈，露筋和夹泥的现象
7、桩身直径较大，孔底沉积物不易清除干净（除人工挖孔灌注桩外），因而单桩承载力变化较大。
8、一般不易用于水下桩基，容易出现不良现象。
适用条件 1、持力层上覆盖为松软土层，没有坚硬的夹层。
2、持力层顶面的土质变化不大，桩长易于控制，减少截桩或多次接桩
3、工序简单，工效高，在桩数较多的前提下，可抵消预制价格较高的缺点，节省基建投资。
4、工期比较紧的工程，因已在工厂预制，缩短工期。 1、沉管灌注桩。此类桩的适用条件基本同于预制桩。
2、除了在碎石土，自重湿陷性土，砾石层中不宜使用。
3、螺旋钻孔灌注桩适用于基本无地下水，且桩长有一定限制，一般不能穿过砾石层。
4、人工钻孔灌注桩不适用于砂土、碎石土和较厚的淤泥质土层等。
三、桩基施工过程中遇到的实际问题及防治
1、钻孔灌注桩混凝土施工易出现的问题
（1）导管接送严重漏水，造成断桩。这种故障的后果非常严重，进水，使混凝土形成松散层次或囊体，出现浮浆夹层造成断桩，严重影响混凝土质量，导致废桩重做。
（2）导管轻微漏水、导管埋入混凝土太深，混凝土含砂率偏小、和易性欠佳等因素，可能造成导管的堵塞，导致浇注中断，若重新灌注浇注时，则混凝土内存在浮浆夹层，造成断桩。
（3）护筒外壁冒水，引起地基下沉，护筒倾斜和位移，使桩孔偏斜，無法施工。
（4）孔壁坍塌。施工中发生孔壁坍塌，往往都有前兆。有时是排出的泥浆中不断出现气泡，有时护筒内的水位突然下隆，这都是塌孔的迹象。
图2 桩基的平面及剖面图
2、桩基础施工实际问题的防治方法
（1）各节的安装接头所用的胶热及法兰的对接位置，预先试拼并作好标记，按插导管时须按试拼时的状态对号拦装，所有的法兰盘接头均须垫入5-7毫米厚的橡胶垫圈，安放时须对正放平，拧紧螺栓，严防漏水。
（2）内径应一致，其误差应小于±2毫米，内壁须光滑无阻，组拼后须用球塞、检查锤作通过试验。
（3）最下端一节导管长度要长一些，一般为4米，其底端不得带法兰盘，以便在混凝土内。每节导管的长度要整齐统一，便于丈量长度，并作出标记和记录。
（4）导管使用前做好水密性试验。导管不要埋入混凝土过深，严格控制混凝土配合比、和易性等技术指标。
（5）为保证施工质量，水下混凝土的配合比选用要比设计强度高20%左右，坍塌度宜采用18-22厘米。
（6）注意灌注所需混凝土数量，一般较成孔桩径计算的大，约为设计桩径体积的1.2倍左右。为避免混凝土超灌量，要掌握好各土导的钻孔速度，在正常钻孔作业时，中途不要随便停钻，以避免扩孔导致混凝土超灌量。
四、结语
桩基础在目前土木工程，尤其是高层建筑及道路桥涵工程中日益普及。桩基施工结束后，应根据国家有关规定，请有资质的专业单位，对桩基进行大、小应变测试，若有不合格的桩基，应采取相应的加固措施。桩基础是一个古老而现代的土木工程基础形式，国外在新材料，新技术，新施工方案方面有了更多的发展，而国内这些研发和应用还比较落后，且更新换代形式十分严峻，要求紧急，这成为工程建筑人员今后的重要研究课题。
参考文献：
[1]陈仲颐,叶书麟.基础工程学.中国建筑工业出版社,1990年.
[2]高大钊.桩基础的设计方法与施工技术.机械工业出版社.
[3]段新胜,顾湘.桩基工程.中国地质大学出版社,1998.
[4]林天健,熊厚金,王利群.桩基础设计指南.中国建筑工业出版社,1999.
注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。