土建施工中桩基础技术运用分析

引言：高层建筑、大型综合体等复杂建筑项目对建筑物的稳定性与安全性提出了更高的要求。桩基础技术作为建筑工程中最为常见的基础类型，其合理应用能够显著提升建筑地基的承载能力与抗变形能力，从而确保建筑物的整体稳定性。然而桩基础施工具有技术要求高、施工难度大等特点，需要科学运用。

一、桩基础技术概述

（一）技术原理与特点

桩基础技术主要通过桩身将上部结构的荷载（包括竖向力、水平力及弯矩）传递至地下较硬土层或岩层（持力层），利用深层土体的高承载力分散荷载，避免地基沉降或失稳。其主要结构为桩基和桩顶承台，承台连接桩群与上部结构，形成整体受力体系。在实际运用中，桩基础一般设置在基岩、致密的卵砾岩或者是硬质黏土、中密沙岩等持力层上，以基岩为主要支撑，因此常规桩基础常采用竖向和群桩组合，其承载力较强，能够有效承载建筑的竖向荷载。

（二）实际应用价值

桩基础技术在高层、超高层建筑、桥梁等关键工程中应用广泛，主要原因在于桩基础技术能有效应对软弱地基和复杂的地质条件，桩基通过深埋至稳定土层中，能显著提升建筑物抵抗沉降、倾斜及自然灾害的能力。同时该技术适用于多种地质环境，如软土、砂土、岩层等，且施工方法多样，可根据场地条件灵活选择。尽管初期投入较高，但通过减少地基处理量、缩短工期及降低后期维护成本，全生命周期均可产生经济效益。此外，低噪音、低振动的施工技术减少了对周边居民和既有建筑的影响，符合绿色施工要求[1]。

二、土建施工中桩基础技术的运用

（一）项目概况

某地区一教学楼项目位于城市中心地带，占地面积约 4750 平方米，建筑面积约为 14250 平方米，共三层，属于框架结构建筑。项目地下二层埋深约 11 米，室内地坪相对高度为-8.5 米，基础底面积单位面积荷载设计值为 1000KN/m² 。该工程的建设目的是为了满足当地教育需求，提供现代化教学设施，因此对建筑的稳定性和安全性要求较高。

工程所在地的地质构造复杂，主要由第四系沉积物组成，包括黏土、粉质黏土、细砂和中砂等土层。根据地质勘察报告，场地内地层分布不均，表层为厚度约 2-3 米的杂填土，其下依次为粉质黏土层和细砂层，其中细砂层厚度较大且局部存在液化可能性。地下水埋深约为 5-6 米，水位受季节性降雨影响明显。

（二）施工准备

建筑结构的特点和功能需求对桩基础选型与施工工艺提出了具体要求：该工程由于地处城市中心区域，施工时间受到严格限制；该区域存在深厚的软土层以及较高的地下水位；建筑为一座高层住宅楼，设计要求其能够承受较大的竖向荷载，并具备一定的抗震能力，同时考虑到施工场地狭小且周边环境敏感，静力压桩等噪音较大的施工工艺被排除。最终选择灌注桩技术。

在桩基础施工开始前，施工团队对施工现场进行了全面勘察，并利用先进测量设备对现场的地质结构进行了深入探测，发现该区域存在多层粉土和黏土层，地下水位较高且分布不均。基于现场勘察结果，制定详细的施工方案并准备必要的机械设备和材料，并据此编制了详细的施工流程图和时间表。在该项目中，施工团队选用了高精度的水准仪和放线设备，以确保桩基定位的准确性。此外，还对泥浆原材料的质量进行了严格把关，防止不合格产品进入施工环节。通过这些措施，施工团队为后续成桩作业奠定了坚实的基础。

（三）成桩施工

灌注桩施工主要包括钻孔、清孔、钢筋笼制作与安放以及混凝土灌注等关键步骤。在钻孔阶段，需根据地质条件选择合适的钻孔设备，并严格控制钻进速度与深度，以避免孔壁坍塌或孔径偏差等问题。针对淤泥层与砂层交替的地质条件，施工团队选用旋挖钻机搭配泥浆护壁工艺，有效防止孔壁坍塌。针对局部孤石区域，采用冲击钻机辅助破碎，确保钻进效率与成孔质量。根据地质报告动态调整钻进参数，软土层控制钻进速度 ⩽0.8mh ，砂层采用低转速大扭矩钻进，孤石层采用“慢进快转”操作，避免钻头偏移。

清孔作业则是保证灌注质量的重要环节，该项目采用反循环清孔工艺，利用泥浆泵将孔底沉渣随泥浆循环排出，清孔效率得到了提升。清孔后实测沉渣厚度 ⩽50mm ，满足设计要求（ ⩽100mm ）。同时添加膨润土与纤维素调整泥浆比重 1.15-1.25g/cm³ ）、粘度（22-28s），有效平衡护壁效果与清孔效率，避免因泥浆比重过大导致沉渣悬浮困难。

钢筋笼的制作与安放需严格按照设计要求进行，特别是在焊接接头处应加强质量控制，以保证其整体强度与稳定性。针对主筋焊接接头强度不足问题，项目采用双面搭接焊，焊缝长度 ≥10d （钢筋直径），并抽样进行拉伸试验，合格率由 85% %提升至 100‰ 。钢筋笼安放时采用定位导向架，确保笼中心与孔中心偏差 ⩽20mm ，保护层厚度通过预制混凝土垫块控制[2]。

最后，在混凝土灌注阶段，首批混凝土灌注量计算准确，确保导管埋深 ⩾1m ；后续灌注速度控制在 3⋅4m³/h ，导管埋深维持在 2-6m，避免埋管或拔空。此外，导管的下放与提升也需遵循规范操作，以防止泥浆混入混凝土中。通过以上步骤，能够显著提升灌注桩的施工质量。

（四）施工质量控制

桩位偏差是影响桩基础施工质量的重要因素之一，因此必须采取有效措施确保桩位准确并控制偏差在允许范围内。在施工过程中，可通过水准点与桩位放线定位的方式确定桩基的高度、深度及宽度，并对每个桩位进行编号管理，以实现精准控制。此外，还应在施工过程中定期检查桩位的偏移情况，并及时调整施工参数以避免累积误差。该项目中，施工团队通过引入智能化监测设备实时跟踪桩位变化，成功将偏差控制在 ±50mm 以内，达到了设计要求。

保证桩身完整性、强度及其他质量指标是桩基础施工的核心目标，为此，需从原材料检验、施工工艺控制及后期检测等多个方面入手，全面确保桩身质量。例如，在该项目的灌注桩施工中，应严格控制混凝土的配合比设计与灌注速度，以避免因离析或气泡导致的桩身缺陷。同时，还需加强对钢筋笼制作与安装过程的质量监督，确保其位置准确且固定牢固，以防止桩身因振动或碰撞引发变形。

（五）运用效果评估

项目采用钻孔灌注桩技术后，建筑物的沉降量被有效控制在设计允许范围内，且未出现不均匀沉降现象，二次清孔作业的实施进一步提高了成桩质量，确保了孔底沉渣厚度符合规范要求（ ⩽50mm ），从而显著增强了桩身的承载能力。设备方面，由于采用了 GPS-18/20 反循环泥浆钻机并结合气举反循环清孔工艺，缩短了单桩施工周期，施工效率得到了显著提升。同时，施工前的充分准备和现场管理优化也减少了因设备故障或材料供应不足导致的停工现象。

结论：综上所述，桩基础技术能够有效提升建筑地基的稳定性和安全性，特别是在复杂地质条件下，合理选择桩型及施工工艺可以显著缓解岩土变形问题，控制工程沉降量，施工过程中的严格质量控制还确保了桩位偏差在允许范围内，通过科学管理减少了桩身缺陷的发生概率。

参考文献：

[1]孙小强.建筑工程土建施工中桩基础技术的应用分析[J].建材发展导向,2025,23(01):109-111.

[2]黄秋旭,吕章章.钻孔灌注桩技术在土建施工中的应用[J].住宅与房地产,2025,(20):108-110.