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摘要:在如今的建筑业,伴随着一些高层建筑以及特殊用途的建筑的发展,桩基建造的技术也在快速发展。在桩基的设计与运用中,做好地质勘查、施工设计、方案选择、施工管理,运用良好的桩基施工技术才能保证工程的顺利进行。
关键词:桩基 技术 分析 灌注桩 静力压桩 预制桩
Abstract: in today's construction industry, with some of the high-rise building and special use architecture, pile foundation construction of the technology is also in fast development. In the design of pile foundation and use, completes the geology exploration, construction design, plan selection, construction management, using good pile foundation construction technology to guarantee the smooth engineering.
Keywords: pile foundation pile static piling technical analysis of prefabricated piles
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
引言
对于建造一个稳定、安全的建筑而言,一个良好的基础是必不可少的。在很多地质情况比较特殊或者地质情况不理想的地区,为了建造起高质安全的建筑,桩基础由于其在高效、效果好、节约投资等方面存在优势,已经成为一种必不可少的基础形式。在如今的建筑业,伴随着一些高层建筑以及特殊用途建筑的发展,桩基施工的各种技术也得到了快速的发展。
1、桩基施工中的应用技术
桩基适用于高层建筑以及特殊用途的建筑中,桩基的主要作用是将建筑物的巨大荷载通过桩穿过软弱土层传送到较深的坚硬土层上,从而改善浅层地基因为承载力不够而产生变形的问题。桩基具有承载力高,沉降量小而均匀,沉降速率缓慢等特点。它能承受垂直荷载、水平荷载以及机器的振动或动力作用,在很多工业厂房、桥梁、水利等工程中都有广泛运用。
1.1灌浆加固技术
用钻机在基础上打孔,其深入到需要加固的土层,然后用高压灌浆设备将配制好的水泥化学浆液灌入土层,通过劈裂、挤压作用,使土层与浆液相互胶结,从而达到改善土体结构和性能的目的,提高整个基础所在土层的强度。
1.2静力压桩加固技术
静力压桩是一种利用建筑承重柱的重力作用,将预制桩体压入土层之中的技术。静力压桩在一般情况下是分段预制、分段压入、逐段接长的。这种技术可以有效减少施工噪音,改善整个施工环境。但是静力压桩技术比较适用于在软土层施工,在其他特殊地质环境还要经过详细的考察及分析。
1.3灌注桩的施工技术
1.3.1沉管灌注桩施工技术
沉管灌注桩可采用锤击振动、振动冲击等方法沉管开孔。锤击沉管灌注桩的桩长常在20米以内,可在硬粘土或中、粗砂层中进行施工。这种施工的优势在于,打桩的设备简单,施工进度快,成本低廉。但是这种方法容易引起桩身截面局部缩小、断桩、局部夹长、混凝土离析和强度不足等质量问题。
1.3.2钻(冲、磨)孔灌注桩施工技术
在施工时,无论是哪一种桩基施工,都要把桩孔位置的土排出地面,然后清理其中的残渣,,最后浇灌混凝土。目前,国内的钻(冲)孔灌注桩在钻井时都是利用泥浆保护孔壁,常用桩径为800毫米、1000毫米、1200毫米等,采用的承载力达3MN—9MN。
1.3.3挖孔桩施工技术
挖孔桩可以采用人工或机械挖掘开孔。人工挖土时,在挖深一米左右时就要浇灌混凝土护壁。当孔达到所需深度时,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1米,深度为15米,桩径应在,1.2m—1.4m以上,桩身长度宜限制在30米内。
因为建筑工程所在场地的不同,其地理特质、土层特性以及土地成分都不一样。在桩基施工中要根据不同的要求设计和应用不同的桩基施工技术。例如在我国厦门某建筑工程,就采用了冲孔灌注桩以及人工挖孔灌注桩技术。
2、桩基施工常见问题
桩基施工是用钢筋混凝土、钢、木材等制成柱状桩体后,用沉桩机械打入或压入地层内直至坚实土壤,或先成孔后再浇筑成混凝土柱状桩体,借此加强桩承台承载力的工艺。影响桩基施工质量问题的因素有很多,如:地质勘查报告是否详尽、设计取值是否合理、施工过程是否严格按照规范进行等等,只有在施工中及时发现并处理相关隐患,才能确保桩基施工的质量与建筑结构的安全。
2.1桩基顶部缺陷
由于在水下混凝土浇筑过程中有泥浆沉淀,浮浆厚度难以准确估计,在桩顶混凝土浇灌不足时,混凝土中难免有夹泥现象产生,影响混凝土质量。其次,在混凝土浇筑完毕后,拆拔预埋钢护筒时,用力过猛或者左右用力不均衡,都会扰动桩顶混凝土,影响混凝土质量。最后,在进行凿除桩头混凝土的过程中,由于风镐功率过大,对声测管周围混凝土有不同程度的扰动现象,对混凝土质量也有一定的影响。
2.2桩基中部缺陷
首先,由于地质条件差,在灌注混凝土过程中出现局部塌孔现象,局部阻止混凝土翻浆,导致局部缺陷。其次,在拆拔导管过程中用力过猛,扰动了混凝土连续性,影响混凝土质量。最后,导管气密性差,由于在水下混凝土灌注中导管进入泥浆,破坏导管内外压强差,轻者影响混凝土质量的连续性,严重的阻碍混凝土下料,不能正常翻浆,导致断桩。
2.3桩基底部缺陷
由于地基沉降等原因,桩基底部与实际设计数据出现偏差,发生桩位偏差问题。由于孔壁的泥皮对整个桩基的摩擦力减弱,也影响整个桩基的承载作用力。
2.4漏浆、塌孔、地面沉陷问题
3、桩基施工的原则和技术特点
3.1桩基的选择原则
因为桩基的种类与作用力度不同,在选择桩基是要注重很多细节因素。由于场地的地基条件以及施工设计技术的要求,如何选择桩基变得非常重要。可以说,选择稍有不慎,会对整个工程带来巨大的损失。我们应当注意以下几个细节。
(1)对于硬质岩嵌岩桩,从目前国内一些设备总结来看,冲击钻优于旋转钻进。
(2)持力层过深的话,对于人工挖孔桩很不利,首先是作业较困难,其次是成本较高,排水困难。
(3)一些岩石风化物具有浸水易软化的特点,针对这一特点,我们在对于预应力管桩选型方面就应考虑这个因素。另外,在挖孔桩清底时,也要考虑该问题。
(4)场地岩土工程地质条件对桩基础施工的影响很大,不能很好的保障施工安全的同时,由于持力层埋藏太深所以很难发挥管桩的经济优势。
3.2桩基选型及特点
3.2.1预制桩
预制桩的主要特点是單位面积内的承载力强,是一种常用的挤土桩,打桩过程中对于周围土层的处理紧密,所以桩基的承载力就非常好。一般来说,在一些持力土层较为松散的夹层中适合使用。另外,由于预制桩的承载力强的特点在水下桩基工程中也经常用到。在一些工期比较紧的工程中,预制桩有着缩短工期的效果。最后,预制桩的工序相对简单,价格也合理,所以是很多桩基工程的主要选择。
3.2.2灌注桩
灌注桩的主要特点是桩的长度可以根据不同的地理因素来调整,施工过程节约钢材,单桩承载力大,单打工艺和复打工艺都会被用到。目前,灌浆桩在高层住宅中还经常用到。灌注桩可分为水钻灌注桩和螺旋钻孔灌注桩,两种不同的桩基适应不用的施工条件。
在桩基的设计与应用过程中,要尽量考虑土层特性以及建筑功能需求。首先就要满足地基承载力和变形这两项基本要求。另外,考虑环境因素,即考虑设桩过程中对环境的影响,例如打入式预制桩和打入式灌注桩的场合,就要考虑振动、噪声以及油污对周围环境的影响。还要考虑机械、造价等因素,即考虑本地区桩基施工单位现有的桩工机械设备,如确实需要从其他地区引进桩工机械时,则需要考虑其经济合理性。所以做好地基勘察、精心设计施工方案、慎重的选择最优方案、精心的施工等过程具有重要的现实意义,同时也是桩基工程施工必须遵循的重要准则。
3.3施工顺序的合理原则
合理的施工顺序,能减少施工难度,所以,在施工方案中要认真统筹,依据实际情况合理安排。在可能的条件,先浅后深。因为,一般情况下,桩孔愈深,难度愈大,较浅的桩孔施工后,既可以加固上部土层的稳定性,也减少了深孔施工时的压力。在建造群桩时,应从中央开始逐渐向四周施工。而建造排桩时,应从中间往两头施工,也可以进行分段施工。如果工程附近有其他建筑物时,应该从邻近建筑物一侧向无建筑物一侧施工。
4、桩基施工的质量管理
桩基的质量关系到整个建筑物的质量,桩基工程施工工序多,工艺要求高。常见质量问题有:单桩承载力低于设计值,桩倾斜过大、断桩、桩接头断离、桩位偏差过大等,进行质量管理的方法如下。
4.1补沉法
主要用于预制桩人土深度不足或打入桩因土体隆起将桩上抬时。
4.2补桩法
此法的优点是可以利用承台或地下室结构承受静压桩的施工反力,设施简单,操作方便,保证工期。
4.3纠偏法
桩身倾斜,但未断裂,且桩长较短,或因基坑开挖造成桩身倾斜,而未断裂,可采用局部开挖后用千斤顶纠偏复位法处理。
4.4扩大承台法
由于原有的桩基承台平面尺寸满足不了构造要求或基础承载力的要求,而需要扩大桩基承台的面积;桩位偏差大。原设计的承台平面尺寸满足不了规范规定的构造要求;考虑桩土共同作用。当单桩承载力达不到设计要求,需要扩大承台并考虑桩与天然地质共同分担上部结构荷载。桩基质量管理除了上述方法以有很多。例如、底板架空、复合地基法、上部结构卸荷、结构验算等,每一种方法都要因地因时制宜,不能生搬硬套,必须保证建筑工程质量和人员安全。
结束语
虽然在桩基建造时的设计与选择有很多不同的理念和思想,但是在建筑设计时,一定不能改变桩基建造的基本原则。根据不同的地质以及建筑的不同要求,选择合适的桩基建造方案,采用合理的方案以及技术才能更好地保证建筑工程的安全实施。在桩基的设计与运用中,做好地质勘查、施工设计、方案选择、施工管理是关键。
参考文献
[1]丁海波.浅谈建筑施工中桩基的应用[J].黑龙江科技信息,2008,(29).
[2] 胡金会. 桩基设计中计算公式的应用[J]. 山西建筑. 2007,(06).
[3]王强,孙娇.浅谈建筑施工中樁基的应用[J].黑龙江科技信息,2010,(23).
[4]任会军.浅谈建筑施工中桩基的应用[J].黑龙江科技信息,2011,(16).
关键词:桩基 技术 分析 灌注桩 静力压桩 预制桩
Abstract: in today's construction industry, with some of the high-rise building and special use architecture, pile foundation construction of the technology is also in fast development. In the design of pile foundation and use, completes the geology exploration, construction design, plan selection, construction management, using good pile foundation construction technology to guarantee the smooth engineering.
Keywords: pile foundation pile static piling technical analysis of prefabricated piles
中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:
引言
对于建造一个稳定、安全的建筑而言,一个良好的基础是必不可少的。在很多地质情况比较特殊或者地质情况不理想的地区,为了建造起高质安全的建筑,桩基础由于其在高效、效果好、节约投资等方面存在优势,已经成为一种必不可少的基础形式。在如今的建筑业,伴随着一些高层建筑以及特殊用途建筑的发展,桩基施工的各种技术也得到了快速的发展。
1、桩基施工中的应用技术
桩基适用于高层建筑以及特殊用途的建筑中,桩基的主要作用是将建筑物的巨大荷载通过桩穿过软弱土层传送到较深的坚硬土层上,从而改善浅层地基因为承载力不够而产生变形的问题。桩基具有承载力高,沉降量小而均匀,沉降速率缓慢等特点。它能承受垂直荷载、水平荷载以及机器的振动或动力作用,在很多工业厂房、桥梁、水利等工程中都有广泛运用。
1.1灌浆加固技术
用钻机在基础上打孔,其深入到需要加固的土层,然后用高压灌浆设备将配制好的水泥化学浆液灌入土层,通过劈裂、挤压作用,使土层与浆液相互胶结,从而达到改善土体结构和性能的目的,提高整个基础所在土层的强度。
1.2静力压桩加固技术
静力压桩是一种利用建筑承重柱的重力作用,将预制桩体压入土层之中的技术。静力压桩在一般情况下是分段预制、分段压入、逐段接长的。这种技术可以有效减少施工噪音,改善整个施工环境。但是静力压桩技术比较适用于在软土层施工,在其他特殊地质环境还要经过详细的考察及分析。
1.3灌注桩的施工技术
1.3.1沉管灌注桩施工技术
沉管灌注桩可采用锤击振动、振动冲击等方法沉管开孔。锤击沉管灌注桩的桩长常在20米以内,可在硬粘土或中、粗砂层中进行施工。这种施工的优势在于,打桩的设备简单,施工进度快,成本低廉。但是这种方法容易引起桩身截面局部缩小、断桩、局部夹长、混凝土离析和强度不足等质量问题。
1.3.2钻(冲、磨)孔灌注桩施工技术
在施工时,无论是哪一种桩基施工,都要把桩孔位置的土排出地面,然后清理其中的残渣,,最后浇灌混凝土。目前,国内的钻(冲)孔灌注桩在钻井时都是利用泥浆保护孔壁,常用桩径为800毫米、1000毫米、1200毫米等,采用的承载力达3MN—9MN。
1.3.3挖孔桩施工技术
挖孔桩可以采用人工或机械挖掘开孔。人工挖土时,在挖深一米左右时就要浇灌混凝土护壁。当孔达到所需深度时,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1米,深度为15米,桩径应在,1.2m—1.4m以上,桩身长度宜限制在30米内。
因为建筑工程所在场地的不同,其地理特质、土层特性以及土地成分都不一样。在桩基施工中要根据不同的要求设计和应用不同的桩基施工技术。例如在我国厦门某建筑工程,就采用了冲孔灌注桩以及人工挖孔灌注桩技术。
2、桩基施工常见问题
桩基施工是用钢筋混凝土、钢、木材等制成柱状桩体后,用沉桩机械打入或压入地层内直至坚实土壤,或先成孔后再浇筑成混凝土柱状桩体,借此加强桩承台承载力的工艺。影响桩基施工质量问题的因素有很多,如:地质勘查报告是否详尽、设计取值是否合理、施工过程是否严格按照规范进行等等,只有在施工中及时发现并处理相关隐患,才能确保桩基施工的质量与建筑结构的安全。
2.1桩基顶部缺陷
由于在水下混凝土浇筑过程中有泥浆沉淀,浮浆厚度难以准确估计,在桩顶混凝土浇灌不足时,混凝土中难免有夹泥现象产生,影响混凝土质量。其次,在混凝土浇筑完毕后,拆拔预埋钢护筒时,用力过猛或者左右用力不均衡,都会扰动桩顶混凝土,影响混凝土质量。最后,在进行凿除桩头混凝土的过程中,由于风镐功率过大,对声测管周围混凝土有不同程度的扰动现象,对混凝土质量也有一定的影响。
2.2桩基中部缺陷
首先,由于地质条件差,在灌注混凝土过程中出现局部塌孔现象,局部阻止混凝土翻浆,导致局部缺陷。其次,在拆拔导管过程中用力过猛,扰动了混凝土连续性,影响混凝土质量。最后,导管气密性差,由于在水下混凝土灌注中导管进入泥浆,破坏导管内外压强差,轻者影响混凝土质量的连续性,严重的阻碍混凝土下料,不能正常翻浆,导致断桩。
2.3桩基底部缺陷
由于地基沉降等原因,桩基底部与实际设计数据出现偏差,发生桩位偏差问题。由于孔壁的泥皮对整个桩基的摩擦力减弱,也影响整个桩基的承载作用力。
2.4漏浆、塌孔、地面沉陷问题
3、桩基施工的原则和技术特点
3.1桩基的选择原则
因为桩基的种类与作用力度不同,在选择桩基是要注重很多细节因素。由于场地的地基条件以及施工设计技术的要求,如何选择桩基变得非常重要。可以说,选择稍有不慎,会对整个工程带来巨大的损失。我们应当注意以下几个细节。
(1)对于硬质岩嵌岩桩,从目前国内一些设备总结来看,冲击钻优于旋转钻进。
(2)持力层过深的话,对于人工挖孔桩很不利,首先是作业较困难,其次是成本较高,排水困难。
(3)一些岩石风化物具有浸水易软化的特点,针对这一特点,我们在对于预应力管桩选型方面就应考虑这个因素。另外,在挖孔桩清底时,也要考虑该问题。
(4)场地岩土工程地质条件对桩基础施工的影响很大,不能很好的保障施工安全的同时,由于持力层埋藏太深所以很难发挥管桩的经济优势。
3.2桩基选型及特点
3.2.1预制桩
预制桩的主要特点是單位面积内的承载力强,是一种常用的挤土桩,打桩过程中对于周围土层的处理紧密,所以桩基的承载力就非常好。一般来说,在一些持力土层较为松散的夹层中适合使用。另外,由于预制桩的承载力强的特点在水下桩基工程中也经常用到。在一些工期比较紧的工程中,预制桩有着缩短工期的效果。最后,预制桩的工序相对简单,价格也合理,所以是很多桩基工程的主要选择。
3.2.2灌注桩
灌注桩的主要特点是桩的长度可以根据不同的地理因素来调整,施工过程节约钢材,单桩承载力大,单打工艺和复打工艺都会被用到。目前,灌浆桩在高层住宅中还经常用到。灌注桩可分为水钻灌注桩和螺旋钻孔灌注桩,两种不同的桩基适应不用的施工条件。
在桩基的设计与应用过程中,要尽量考虑土层特性以及建筑功能需求。首先就要满足地基承载力和变形这两项基本要求。另外,考虑环境因素,即考虑设桩过程中对环境的影响,例如打入式预制桩和打入式灌注桩的场合,就要考虑振动、噪声以及油污对周围环境的影响。还要考虑机械、造价等因素,即考虑本地区桩基施工单位现有的桩工机械设备,如确实需要从其他地区引进桩工机械时,则需要考虑其经济合理性。所以做好地基勘察、精心设计施工方案、慎重的选择最优方案、精心的施工等过程具有重要的现实意义,同时也是桩基工程施工必须遵循的重要准则。
3.3施工顺序的合理原则
合理的施工顺序,能减少施工难度,所以,在施工方案中要认真统筹,依据实际情况合理安排。在可能的条件,先浅后深。因为,一般情况下,桩孔愈深,难度愈大,较浅的桩孔施工后,既可以加固上部土层的稳定性,也减少了深孔施工时的压力。在建造群桩时,应从中央开始逐渐向四周施工。而建造排桩时,应从中间往两头施工,也可以进行分段施工。如果工程附近有其他建筑物时,应该从邻近建筑物一侧向无建筑物一侧施工。
4、桩基施工的质量管理
桩基的质量关系到整个建筑物的质量,桩基工程施工工序多,工艺要求高。常见质量问题有:单桩承载力低于设计值,桩倾斜过大、断桩、桩接头断离、桩位偏差过大等,进行质量管理的方法如下。
4.1补沉法
主要用于预制桩人土深度不足或打入桩因土体隆起将桩上抬时。
4.2补桩法
此法的优点是可以利用承台或地下室结构承受静压桩的施工反力,设施简单,操作方便,保证工期。
4.3纠偏法
桩身倾斜,但未断裂,且桩长较短,或因基坑开挖造成桩身倾斜,而未断裂,可采用局部开挖后用千斤顶纠偏复位法处理。
4.4扩大承台法
由于原有的桩基承台平面尺寸满足不了构造要求或基础承载力的要求,而需要扩大桩基承台的面积;桩位偏差大。原设计的承台平面尺寸满足不了规范规定的构造要求;考虑桩土共同作用。当单桩承载力达不到设计要求,需要扩大承台并考虑桩与天然地质共同分担上部结构荷载。桩基质量管理除了上述方法以有很多。例如、底板架空、复合地基法、上部结构卸荷、结构验算等,每一种方法都要因地因时制宜,不能生搬硬套,必须保证建筑工程质量和人员安全。
结束语
虽然在桩基建造时的设计与选择有很多不同的理念和思想,但是在建筑设计时,一定不能改变桩基建造的基本原则。根据不同的地质以及建筑的不同要求,选择合适的桩基建造方案,采用合理的方案以及技术才能更好地保证建筑工程的安全实施。在桩基的设计与运用中,做好地质勘查、施工设计、方案选择、施工管理是关键。
参考文献
[1]丁海波.浅谈建筑施工中桩基的应用[J].黑龙江科技信息,2008,(29).
[2] 胡金会. 桩基设计中计算公式的应用[J]. 山西建筑. 2007,(06).
[3]王强,孙娇.浅谈建筑施工中樁基的应用[J].黑龙江科技信息,2010,(23).
[4]任会军.浅谈建筑施工中桩基的应用[J].黑龙江科技信息,2011,(16).