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摘要:桩基础是工业与民用建筑工程一种常用的基础形式,是深基的一种,它具有承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀、沉降稳定、节省施工工期且能保证工程质量、经济效益和社会效益好等优点,近年来在工民建筑施工中应用广泛。本文就建筑工程施工中桩基的施工技术及发展应用进行简要论述。
关键词:桩基工程;施工技术;工民建筑;应用
随着现代科学技术的发展,桩的种类和桩基形式、施工工艺和设备以及桩基理论和设计方法,都有很大的进步。桩基已成为在土质不良地区修建各种建筑物特别是高层建筑,重型厂房和具有特殊要求的构筑物所广泛采用的基础形式。
打桩机械的种类
目前,常用的打(沉)桩机械设备种类有七种,主要有落锤、单动汽锤、双动汽锤、柴油桩锤、振动桩锤、射水沉桩和静压力桩七种。这几种打(沉)机械的选用范围和优劣比较如下:
落锤
所谓落锤,就是指用人力或卷扬机拉起用钢或木制桩架的桩锤,然后自由落下,利用重夯击桩顶使桩入土。这种桩锤主要选用于打木桩及细长尺寸的混凝土桩,在一般的土层及粘土、含有砾石的土层均可使用。
单动汽锤
指利用蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举及下冲,增加夯击能量。运作时,锤直接放在桩顶,由导柱固定位置,重锤连接在筒内活塞杆上,在筒内滑行,每分钟锤击40~70次,锤重在3~15t。这种机械可用于打各种桩,最常用的是套管法打就地灌注混凝土桩。
双动汽锤
利用蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举。然后自由下落冲击桩顶。这种汽锤适用于打各种桩,也可用于打斜桩。使用压缩空气时可用于水下打桩,也可用于拔桩,吊锤打桩。
4.柴油打桩
利用燃料爆炸,推动活塞,引起锤头跳动夯击桩顶。此种方式有导杆式和筒式两种,多用后者。打桩机带有桩锤、桩架、卷扬机等全部设备,当遇到砂石、砂砾石或其它坚硬土层,锤击法打不穿时,常辅以射水法。这种锤最适用于打钢板桩、木桩、在软地基打20m以下的混凝土桩。
振动桩锤
指利用偏心轮引起激振,通过刚性联结的桩帽传到桩上。沉桩时,使桩头套入振动器连同桩帽或液压夹桩器内夹紧,开动振动箱,使桩在振动和自重下沉入土中。如遇硬土下沉过慢,可加压下沉或将桩略提高一点,然后重新快速下冲。沉桩机需要的激振力根据土的性质、含水性及桩种类、构造而定,约为100-400KN。这种锤设备适用于打钢板桩、钢管桩、长度在15米以内的打入式灌注桩;适用于粉质粘土、松散砂石、砾石和密实的粘性土地基。
射水沉桩
指利用水压力冲刷桩尖处土层,再配以锤击沉桩。这种锤常与锤击法联合使用,适用于大截面积混凝土和空心管桩。可用于多种土层,而以砂土、砂砾土或其它坚硬的土层最适宜。不能用于粗卵石、极坚硬的粘土层或厚度超过半米的泥炭层。
静压力桩
采用液压桩或利用桩架自重及附属设备和重量,通过卷扬机的牵引传至桩顶。将桩逐节压入土中。这种方法沉桩时,桩机就位后,先将钻机转至桩架正前方对准桩位,开动桩机,徐徐钻入,同进经由出土斗排土外运。钻时要保持钻杆不停地旋转,以防卡钻。钻至预定标高后,即可清孔提钻,然后再将打村基水平旋转,使桩机导轨定位。吊桩插于孔中施打,一般钻孔深为8-10米,其余长度用打桩机打入,钻孔后半小时插桩施打,避免塌孔。这种桩适用于软土地基及打桩振动影响邻近建筑物或设备的情况及可压截面60mm×60cm以内的钢筋混凝土和直径60cm以下的空心管桩。
对桩基选用的探究
桩基的选择对工程项目的实施有着决定性的意义,不同的土质,不同的工程项目应选择不同的桩基,做到因地制宜,现根据建筑工程的要求,对桩基的选择做出如下探究。
1.重型工业厂房和荷载过大的建筑物,如仓库、粮仓等。对烟囱、输电塔等高耸高结构的建筑物宜采用桩基以承受较大的上拔力和水平力,或用于防止结构的倾斜。
2.对精密的或大型的设备基础,需要减小基础的振动、减弱基础振动对结构的影响,或应控制基础沉降和沉降速率的结构。
3.软地基或某些特殊性土质上的各类永久性建筑物,或以桩基作为地震区结构抗震措施的建筑。
4.当地基上部软弱而下部太深处埋藏有坚实的土层时最宜采用桩基。如果软土层很厚,桩端达不到良好土层时,则应考虑桩基的沉降问题。通过较好土层而将荷载传到下卧软层。
综上所述,桩基设计应该注意满足地基承载力和变形这两项基本要求。在工程实践中,由于设计或施工方面的原因,致使桩基不合要求,甚至酿成重大事故已非罕见。因此,做好地质勘察,慎重选择方案,精心设计施工,也是桩基工程中重要的一点。
对灌注桩施工技术的探究
挖孔桩
挖孔桩可以采用人工或机械挖掘开孔。人工挖土时,要挖深0.9m—1.0m时就浇灌或喷射的圈混凝土护壁,上下圈之间插筋连接。达到所需深度时,再进行扩孔,最后在护壁内安装钢筋笼和浇灌混凝土。挖孔桩的直径不宜小于1m,深度为15 m,桩径应在1.2m—1.4m以上。桩身长度宜限制在30m内。
沉管灌注桩
沉管灌柱桩采用锤击振动、振动冲击等方沉管开孔。锤击学管灌注桩的常用直径(指制桩尖的直径)为300mm—500mm,桩长应在20m以内,可打至硬粘土中、粗砂层。对直径为340mm和480mm的桩,当锤的质量各为1t和2t-3.5t时,单桩轴向承载力分别约为250KN和700kN。这种施工设备简单,打桩速度快,成本低,但很容易产生缩颈(桩身截面局部缩小)、断桩、局部夹长、混凝土离析和强度不足等质量事故,其原因是多方面的,缩颈常发生在软硬土层交界处,或软土层处。因此管的速度应该放慢,例如为0.8m/min;管内混凝土量应充足。
钻(冲、磨)孔灌注桩
各种钻孔桩在施工时都有要把桩孔位置的土排出地面,然后清孔底残渣,要放钢筋笼,最后浇灌混凝土。直径为600mm或650mm的钻孔桩,常用回转机具开孔,桩长为10m—30m,单桩承载力为1MN—2MN。目前,国内的钻(冲、磨)孔灌注桩在钻进时下钢套筒,是利用泥浆保护孔壁,以防现孔,常用桩径为800mm、1000mm、1200mm等,采用承載力达3MN—9MN。
结语:
对于工民建筑中的桩基,保证将上部分荷载传至持力层是施工时须控制的重点和难点。施工前,对地质的勘探数据务求准确;因该数据是控制桩长及桩端阻力特征值的重要依据。设计阶段,对桩的设计应尽可能考虑施工的可行性,施工阶段,对施工质量的控制要求很高,因为桩基施工涉及地下许多未知的地质情况,所以要求对施工时出现的问题要及时、有效地处理,同时对施工人员的知识和经验有着较高的要求。对持力层的判断,一定要有相关执业资格的人员进行,提供有效、可靠的书面结论,为下一步的施工提供准确、有效的依据。钻孔灌注桩的施工,只要抓住将上部荷载传至持力层的重点、难点,保证桩身施工质量,合理安排施工工艺,确保施工质量,便可有效地达到设计要求。
关键词:桩基工程;施工技术;工民建筑;应用
随着现代科学技术的发展,桩的种类和桩基形式、施工工艺和设备以及桩基理论和设计方法,都有很大的进步。桩基已成为在土质不良地区修建各种建筑物特别是高层建筑,重型厂房和具有特殊要求的构筑物所广泛采用的基础形式。
打桩机械的种类
目前,常用的打(沉)桩机械设备种类有七种,主要有落锤、单动汽锤、双动汽锤、柴油桩锤、振动桩锤、射水沉桩和静压力桩七种。这几种打(沉)机械的选用范围和优劣比较如下:
落锤
所谓落锤,就是指用人力或卷扬机拉起用钢或木制桩架的桩锤,然后自由落下,利用重夯击桩顶使桩入土。这种桩锤主要选用于打木桩及细长尺寸的混凝土桩,在一般的土层及粘土、含有砾石的土层均可使用。
单动汽锤
指利用蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举及下冲,增加夯击能量。运作时,锤直接放在桩顶,由导柱固定位置,重锤连接在筒内活塞杆上,在筒内滑行,每分钟锤击40~70次,锤重在3~15t。这种机械可用于打各种桩,最常用的是套管法打就地灌注混凝土桩。
双动汽锤
利用蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举。然后自由下落冲击桩顶。这种汽锤适用于打各种桩,也可用于打斜桩。使用压缩空气时可用于水下打桩,也可用于拔桩,吊锤打桩。
4.柴油打桩
利用燃料爆炸,推动活塞,引起锤头跳动夯击桩顶。此种方式有导杆式和筒式两种,多用后者。打桩机带有桩锤、桩架、卷扬机等全部设备,当遇到砂石、砂砾石或其它坚硬土层,锤击法打不穿时,常辅以射水法。这种锤最适用于打钢板桩、木桩、在软地基打20m以下的混凝土桩。
振动桩锤
指利用偏心轮引起激振,通过刚性联结的桩帽传到桩上。沉桩时,使桩头套入振动器连同桩帽或液压夹桩器内夹紧,开动振动箱,使桩在振动和自重下沉入土中。如遇硬土下沉过慢,可加压下沉或将桩略提高一点,然后重新快速下冲。沉桩机需要的激振力根据土的性质、含水性及桩种类、构造而定,约为100-400KN。这种锤设备适用于打钢板桩、钢管桩、长度在15米以内的打入式灌注桩;适用于粉质粘土、松散砂石、砾石和密实的粘性土地基。
射水沉桩
指利用水压力冲刷桩尖处土层,再配以锤击沉桩。这种锤常与锤击法联合使用,适用于大截面积混凝土和空心管桩。可用于多种土层,而以砂土、砂砾土或其它坚硬的土层最适宜。不能用于粗卵石、极坚硬的粘土层或厚度超过半米的泥炭层。
静压力桩
采用液压桩或利用桩架自重及附属设备和重量,通过卷扬机的牵引传至桩顶。将桩逐节压入土中。这种方法沉桩时,桩机就位后,先将钻机转至桩架正前方对准桩位,开动桩机,徐徐钻入,同进经由出土斗排土外运。钻时要保持钻杆不停地旋转,以防卡钻。钻至预定标高后,即可清孔提钻,然后再将打村基水平旋转,使桩机导轨定位。吊桩插于孔中施打,一般钻孔深为8-10米,其余长度用打桩机打入,钻孔后半小时插桩施打,避免塌孔。这种桩适用于软土地基及打桩振动影响邻近建筑物或设备的情况及可压截面60mm×60cm以内的钢筋混凝土和直径60cm以下的空心管桩。
对桩基选用的探究
桩基的选择对工程项目的实施有着决定性的意义,不同的土质,不同的工程项目应选择不同的桩基,做到因地制宜,现根据建筑工程的要求,对桩基的选择做出如下探究。
1.重型工业厂房和荷载过大的建筑物,如仓库、粮仓等。对烟囱、输电塔等高耸高结构的建筑物宜采用桩基以承受较大的上拔力和水平力,或用于防止结构的倾斜。
2.对精密的或大型的设备基础,需要减小基础的振动、减弱基础振动对结构的影响,或应控制基础沉降和沉降速率的结构。
3.软地基或某些特殊性土质上的各类永久性建筑物,或以桩基作为地震区结构抗震措施的建筑。
4.当地基上部软弱而下部太深处埋藏有坚实的土层时最宜采用桩基。如果软土层很厚,桩端达不到良好土层时,则应考虑桩基的沉降问题。通过较好土层而将荷载传到下卧软层。
综上所述,桩基设计应该注意满足地基承载力和变形这两项基本要求。在工程实践中,由于设计或施工方面的原因,致使桩基不合要求,甚至酿成重大事故已非罕见。因此,做好地质勘察,慎重选择方案,精心设计施工,也是桩基工程中重要的一点。
对灌注桩施工技术的探究
挖孔桩
挖孔桩可以采用人工或机械挖掘开孔。人工挖土时,要挖深0.9m—1.0m时就浇灌或喷射的圈混凝土护壁,上下圈之间插筋连接。达到所需深度时,再进行扩孔,最后在护壁内安装钢筋笼和浇灌混凝土。挖孔桩的直径不宜小于1m,深度为15 m,桩径应在1.2m—1.4m以上。桩身长度宜限制在30m内。
沉管灌注桩
沉管灌柱桩采用锤击振动、振动冲击等方沉管开孔。锤击学管灌注桩的常用直径(指制桩尖的直径)为300mm—500mm,桩长应在20m以内,可打至硬粘土中、粗砂层。对直径为340mm和480mm的桩,当锤的质量各为1t和2t-3.5t时,单桩轴向承载力分别约为250KN和700kN。这种施工设备简单,打桩速度快,成本低,但很容易产生缩颈(桩身截面局部缩小)、断桩、局部夹长、混凝土离析和强度不足等质量事故,其原因是多方面的,缩颈常发生在软硬土层交界处,或软土层处。因此管的速度应该放慢,例如为0.8m/min;管内混凝土量应充足。
钻(冲、磨)孔灌注桩
各种钻孔桩在施工时都有要把桩孔位置的土排出地面,然后清孔底残渣,要放钢筋笼,最后浇灌混凝土。直径为600mm或650mm的钻孔桩,常用回转机具开孔,桩长为10m—30m,单桩承载力为1MN—2MN。目前,国内的钻(冲、磨)孔灌注桩在钻进时下钢套筒,是利用泥浆保护孔壁,以防现孔,常用桩径为800mm、1000mm、1200mm等,采用承載力达3MN—9MN。
结语:
对于工民建筑中的桩基,保证将上部分荷载传至持力层是施工时须控制的重点和难点。施工前,对地质的勘探数据务求准确;因该数据是控制桩长及桩端阻力特征值的重要依据。设计阶段,对桩的设计应尽可能考虑施工的可行性,施工阶段,对施工质量的控制要求很高,因为桩基施工涉及地下许多未知的地质情况,所以要求对施工时出现的问题要及时、有效地处理,同时对施工人员的知识和经验有着较高的要求。对持力层的判断,一定要有相关执业资格的人员进行,提供有效、可靠的书面结论,为下一步的施工提供准确、有效的依据。钻孔灌注桩的施工,只要抓住将上部荷载传至持力层的重点、难点,保证桩身施工质量,合理安排施工工艺,确保施工质量,便可有效地达到设计要求。