建筑工程施工中桩基础技术的应用

1 桩基础技术概述

桩基础技术根据施工工艺和结构形式可分为多种类型，每种类型具有独特的工程特性和适用条件。从施工方式来看，主要分为预制桩和灌注桩两大类。预制桩是指在工厂或施工现场预先制作成型，再通过锤击、振动或静压等方式沉入地下的桩体。其优势在于施工速度快、质量可控性强，特别适用于对工期要求严格的工程。但预制桩在穿越坚硬土层时可能面临沉桩困难的问题，且施工噪音较大，在城市密集区域应用受限。

灌注桩是直接在施工现场钻孔后浇筑混凝土形成的桩基，包括钻孔灌注桩、沉管灌注桩等变体。与预制桩相比，灌注桩能适应更复杂的地质条件，通过调整桩径和桩长可满足不同承载需求。明许在研究中指出“灌注桩技术通过优化混凝土配比和成孔工艺，显著提升了桩身完整性和承载力”。但其施工周期较长，且对地下水位变化较为敏感，需采取相应的护壁措施。

按受力机理划分，桩基础又可分为摩擦桩和端承桩。摩擦桩主要依靠桩身与周围土体的摩擦力承担荷载，适用于软土地基或桩端难以到达坚硬土层的情况。端承桩则将荷载传递至桩端持力层，多用于存在稳定岩层或密实砂层的场地。实际工程中常采用组合型桩基，即同时发挥摩擦和端承作用，以优化承载性能。

特殊桩型方面，微型桩适用于空间受限的加固工程，其直径通常较小但布置密集；扩底桩通过扩大桩端截面积提高端承力；钢管桩则具有抗弯性能好、施工便捷的特点，常用于临时支护或海洋工程。

各类桩基础的选择需综合考虑地质条件、荷载特征、环境限制和经济因素。软土地区宜优先选用摩擦型灌注桩，而岩层浅埋区则适合采用端承桩。对于振动敏感区域，静压桩比锤击桩更具优势；在腐蚀性环境中，需特别关注桩体材料的耐久性。通过科学比选桩型，既能确保工程安全，又能实现成本优化，体现桩基础技术的工程价值。

2 桩基础技术在建筑工程施工中的应用

2.1 桩基础技术在高层建筑中的应用案例分析

在高层建筑工程中，桩基础技术的合理应用对确保结构安全至关重要。某地标性超高层建筑案例中，项目场地为典型的软土地基，地下水位较高且存在较厚淤泥层。设计团队通过对比分析，最终选用钻孔灌注桩与筏板组合的基础形式。灌注桩直径1.2 米，桩长65 米，穿透软弱土层直达稳定砂砾层，单桩竖向承载力特征值达12000kN。施工过程中采用旋挖钻机成孔，配合泥浆护壁和超声波检测技术，有效保障了成桩质量。监测数据显示，建筑竣工后三年内沉降量仅为18 毫米，远低于规范允许值，验证了该技术方案的可靠性。

另一案例为沿海地区的高层综合体，面临台风频发和地震设防要求高的双重挑战。工程采用预应力高强度混凝土管桩（PHC 桩），通过静压法施工完成总计1200 根桩基。该桩型具有抗弯性能好、施工效率高的特点，桩身混凝土强度等级达C80，桩端进入密实砂层不少于5 米。为增强整体性，桩顶与2 米厚筏板刚性连接形成整体基础。经计算分析，该基础体系可使建筑物在8 度地震作用下的层间位移角控制在1/800 以内，满足抗震规范要求。实际台风侵袭期间，建筑倾斜监测数据始终保持在安全范围内。

特殊地质条件下的创新应用案例发生在岩溶发育区某150 米高楼项目。为解决溶洞带来的桩基施工风险，工程采用“超前钻探+注浆加固”组合工艺：先通过地质雷达和钻孔勘探确定溶洞分布，再对桩位处3 倍桩径范围内的溶洞进行水泥浆液填充。成桩阶段选用全套管回转钻机，有效防止塌孔，并创新采用桩端后注浆技术提升端阻力。检测结果表明，经处理的桩基承载力提升约 30% ，差异沉降控制在5 毫米内。该案例为复杂地质条件下的桩基施工提供了可借鉴的技术路线。

对比分析显示，不同桩型的选择需重点考虑三项因素：一是地质勘察数据的准确性，直接关系到桩端持力层的确定；二是施工环境限制，如城市中心区需优先选用低噪音工法；三是全生命周期成本，包括施工效率、材料损耗和维护费用等综合评估。某商业大厦项目原设计采用灌注桩，经比选后改为预制方桩，不仅缩短工期45天，还节省造价约 15% ，体现了技术经济分析的实践价值。

2.2 桩基础技术在特殊地质条件下的施工技术

在特殊地质条件下进行桩基础施工面临诸多技术挑战，需要采取针对性的解决方案。软土地基是最常见的特殊地质情况之一，其特点是承载力低、压缩性大。针对这种条件，通常采用长摩擦桩或复合地基处理技术。施工时需特别注意控制沉桩速率，避免过快导致土体扰动。对于含水量高的软土区，常采用预压排水固结法配合桩基施工，通过设置竖向排水体加速孔隙水排出，提高土体强度后再进行沉桩作业。某沿海软土区工程案例表明，采用静压预制桩配合预压处理，可使单桩承载力提升约 40% 。

岩溶发育地区桩基施工需重点解决溶洞带来的成桩困难问题。施工前需进行详细地质勘探，采用跨孔CT 等技术精确探测溶洞分布。对于小型溶洞，可采用全套管钻机成孔，通过套管隔离不稳定地层；遇到大型溶洞时，则需先进行注浆填充处理。某高铁站房工程中，创新采用“一桩一勘”方法，对每个桩位进行单独勘探，再根据溶洞情况调整施工方案，成功解决了岩溶区成桩质量不稳定的难题。

高水位砂层地质条件下，灌注桩施工易出现塌孔、缩颈等问题。针对这种情况，通常采用优质膨润土泥浆护壁，保持孔内水头压力平衡。对于流动性强的砂层，可添加聚合物改良泥浆性能，形成致密泥皮保护孔壁。某跨江大桥主塔基础施工中，采用双套管工艺配合气举反循环清孔，有效解决了厚砂层成孔难题，桩身完整性检测优良率达到 98% 。

冻土地区桩基施工需考虑冻融循环的影响。在多年冻土区，一般采用热桩技术，通过桩内循环冷却介质保持地基土冻结状态；在季节冻土区，则需将桩端埋置在冻深以下，并采取防冻胀措施。青藏铁路某桥梁工程中，采用混凝土灌注桩配合热棒技术，成功控制了冻土融化沉降，保障了工程长期稳定性。

湿陷性黄土地基处理需特别注意水的影响。施工中要严格做好排水措施，避免水浸引发湿陷。常用处理方法包括灰土挤密桩复合地基、预浸水法等。西北某机场扩建工程中，采用DDC（孔内深层强夯）技术处理湿陷性黄土，使地基承载力提高3 倍以上，有效消除了湿陷风险。

针对上述特殊地质条件，桩基施工质量控制要点包括：施工前详细勘探地质情况，制定专项方案；施工中加强过程监测，及时调整工艺参数；完工后严格进行承载力检测和完整性测试。通过采取这些针对性措施，可确保特殊地质条件下桩基础工程的施工质量和安全可靠性。

结语

研究表明，合理选用桩型与施工工艺能显著提升建筑物稳定性，特别是在软土地基、高荷载及复杂地质条件下表现突出。预制桩与灌注桩等主流技术各具优势，前者施工效率高且质量可控，后者适应性强且承载力大，二者在高层建筑和特殊地质工程中均展现出良好的适用性。通过典型案例分析可见，科学的桩基方案不仅能有效控制沉降，还能缩短工期并降低工程风险。

参考文献

[1] 朱剑桢.建筑工程土建施工中桩基础技术中的应用探究[J].《城市建设与规划》,2024.

[2] 赵印.建筑工程土建施工中桩基础技术的应用研究[J].《工程学研究与实用》,2021.

[3] 陈意兴.建筑工程土建施工中桩基础技术研究[J].《工程施工新技术》,2024.