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【摘 要】 桩基是现代建筑技术中应用十分广泛的一种基础结构,通过桩结构,可以将原本作用在建筑物结构平台上的一系列负载进行对地基的转移,实现地基分担平台载荷的目的。桩基是对桩与连接于其上的结构所构成的基础的简称,常见的桩基形式分为两种,一种是由桩与桩承台连接组成的深基础,桩承台(简称承台)与桩直接相连接;另一种由桩基与柱相连接组成,二者构成单桩基础,简称桩基。本文中即针对建筑工程桩基的施工技术做出简要分析。
【关键词】 建筑工程;桩基施工
一、桩基础概念及土建施工技术。
1、桩基础概念。桩基础是通过一定的连接方式,使桩基和柱顶的承台进行连接,所构成的一种深基础,很多建筑高层和超高层建筑一般都会使用这样的基础技术。特别是能够应用在那些地基浅且地基土质构成很松的质量比较差的施工场地,利用这种方法能够保证达到以往的浅基础无法达到建筑物基础强度以及那些在稳定性和变形的方面都不能够满足要求建筑物基础。使用这种方法能够保证工程质量能够大大提高,还能够使建筑中承载力增强而且地层沉降量会逐渐变小,这项技术的应用比浅基础技术应用能够更好,能够有效的使房屋建筑的地基得到加固。
二、桩基施工前准备
1、沉桩施工之前
首先要进行的是对桩基工程施工现场进行踏勘,通过踏勘,可以对施工环境有全面的把握,搜集大量现场资料,为施工方案的编制打下基础,并以踏勘结果为依据确定桩基施工中的机械应用类型、成桩工艺及成桩质量控制方案等。踏勘过程中主要搜集的现场资料有:施工现场自然条件,如气候、地形、地貌等;项目工地现场成桩所处深度范围内土层概况,如土层分布类型、形成年代、物理學性质等;周边建筑物资料,如建构性质、建设年代、位置距离、使用历史、现状等;周边管线资料,如管线的铺设位置、分布距离、埋藏深度、管线型号、使用年限等。
通过现场踏勘及后期分析,可在沉桩阶段前对施工所使用机械进行选择,尔后开展工艺性试桩,试桩成功后方可确定施工机械、施工工艺并选择工艺参数。施工机械确定后,开始依据项目实际情况进行施工方案的编制,明确相应成桩机械的施工方法、施工工序,制定对邻近建筑物以及地下管线的保护措施;同时需制定施工进度计划安排,依据整体工程的总进度确定桩基施工的分进度计划;制定相关规划保障项目施工过程中的施工质量、安全技术,保证文明施工。
2、沉桩阶段技术分析
前期设计工作结束后,方可开始桩基施工中的主要阶段——沉桩阶段。首先进行施工材料的选取以及级配的确定。科学合理的材料应用及级配选择是提高桩基施工质量的关键,普通硅酸水泥以及矿渣硅酸水泥的使用,可以在施工过程中获得很好的收缩值。其中,若是在天气较为寒冷的冬季进行施工,施工水泥最好选用普通硅酸水泥,水泥强度应控制在45级以上,若气温低于5℃,需采取相应措施提高混凝土的抗冻能力,如加入早期防冻剂等。在细骨科砂颗粒的级配确定过程中,《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》有明确的相关规定,故操作应严格依据其进行;粗骨科颗粒级配确定过程中,亦有《普通混凝土碎石或卵石质量标准及检验方法》对所应选用的卵石、碎石等作出了相关规定,需特别注意的是针片状颗粒含量控制,必须不能超过10%。此外,《混凝土外加剂应用技术规范》中对混凝土强度较高情况下,需外加高效减水剂时所要掺入的外加剂标准作出了规定,操作中亦须严格遵循,由于水泥过多会引发过大的温度应力导致温度裂缝,水泥不足会降低混凝土强度,故若要提高使用性能、延长使用寿命,则需特别注意水泥用量,严格配合比。如上所述,水灰比、水泥用量、骨料级配等因素均对施工质量有着较大的影响,应多次试验谨慎确定。
钻孔操作是桩基施工中十分重要的一个步骤,贯穿项目始终,关系到项目质量。故钻孔过程中需配合严格的监督机制。每次钻孔之前,需对桩位以及标高进行重新复核,确保复核结果不出现误差,还要对终孔的孔深、孔斜度、孔径、二次清孔之后的沉渣厚度、沉浆密度进行检测。对于施工深度要开展及时的检查,并将检测结果与地质勘探报告进行对比,确定其是否达到设计的持力层,若到达,则需确定进入深度。由于实际施工中有时会发生复杂的地质变化,导致实际进入的持力层深度无法满足设计需求,此时,应当对具体情况作出分析,进行适当加深来保障设计承载力的实现,加深深度为0.5m-1.5m。沉渣厚度需控制在100mm以内,沉浆密度亦应符合规范要求。
三、常用桩基技术。
1、静力压桩技术。静力压桩技术是指通过静力作用利用桩机自重与桩架配重作反力,将预制桩直接压入土中的施工技术。这种技术的特点是在施工过程中无噪音、无冲击力、无振动、造价低、工艺简单、质量可靠优点,这项技术主要应用在高压缩性或砂性较轻软质土层。但在利用的过程中,容易破坏土层结构,使地下水对土层产生一种超孔隙水压力,就要停止工作。
2、振动沉桩技术。振动沉桩技术是指通过在桩顶部安装固定振动器,使得预制桩在自身重力与振动效果的共同作用下,是桩逐渐沉入基地的过程。振动沉柱技术具有利用的设备装置简单、设备体积小、设备的重量轻、打桩效果理想等优点,能够有效的降低施工强度。但是这种技术在利用中会产生一定的噪音,影响工地周围人们的生活。令一方面这种施工方式造价比较高。
四、桩基施工中的质量控制要点
1、检测原材料
在施工过程中应该对原材料进行严格检查,如水泥的细度、安定性、初凝终凝时间以及抗折抗压强度;对钢筋进行拉伸、弯曲实验;检查砂石的级配、含水率等。对于商品混凝土,则应当检测坍落度、水灰比及其抗压强度,以此来保证施工原材料的合格。
2、钻孔过程的复核与检测
应严格按照设计文件上的要求进行桩标高,桩长进行控制。在双控开挖的过程中,时刻观察地基土的状况,如果出现软弱地层,根据勘探的地质报告,为保证桩基的承载力和其正常受力,应当将持力层的距离眼神0.8-1.0m,以便符合规范要求。 3、钢筋笼的检测
在施工过程中,应对钢筋笼的钢筋焊接质量、直径、搭接长度进行严格检查,其长度也应该与桩基的深度相适应,桩基过长可以采取搭接的形式。焊接接头应该错开使其不在一个平面之上。为了避免施工过程中钢筋笼上浮以及灌注时导管挂笼的状况发生,可将笼底钢筋制作成喇叭状。对终端的配筋桩,笼顶的标高如果低于地面时可通过吊筋焊接来保证其牢固。
4、钢筋混凝土预制桩和钢筋混凝土灌注桩施工技术
预制桩,是指在工厂或施工现场制成的各种材料、各种形式的桩,用沉桩设备将桩打入、压入或振入土中预制桩分为管桩和实心桩。管桩即空心桩,用离心方法预制生产,所使用的混凝土强度较高。
灌注桩系是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔,并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩,依照成孔方法不同,灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。
5、钢筋混凝土预制桩施工技术
1)钢筋混凝土预制桩的制作
制作预制桩是钢筋混凝土预制桩最核心的工序,质量是否合格,直接影响到后续的施工和应用。不合格的桩基会影响其受力性能,甚至会给整个建筑物埋下重大的安全隐患。制作过程中,应该注意以下几个问题:第一,保证预制场地平整且不能积水,具有完善的排水系统,以此来达到一个良好的施工和养护环境;第二,浇筑混凝土时,应保证连续施工,中途不能随意停止浇筑,否则会造成断层现象的发生,对桩身的质量产生重大影响;第三,应保证桩身表面的平整密实,局部蜂窝麻面和掉角的面积应控制在桩总面积的5‰以内,并且不应过于集中在同一个部位,另外,因为桩顶、桩尖位置特殊,不得出现蜂窝和麻面、掉角现象,一旦发生,即为不合格产品;第四,应将桩的主筋和钢筋网连为一体,在打桩的过程中,桩基收到巨大的冲击力,连为一体才能使之更好的承受在打桩时巨大的锤击力。
2)钢筋混凝土预制桩的起吊、运输和堆放
对于混凝土预制桩而言,只有在其混凝土强度达到设计强度的70%以上才能进行吊装作业。吊点的个数和吊点的位置都有严格的规定,应该按照相关要求进行计算,严格按照计算结果进行起吊。通常来说,桩长小于15m的桩起吊时吊点,吊点应设置在距离桩顶为桩长的0.293倍的位置;15m以上25m以下的许设置两个吊点,近桩尖端的吊点应设置在距离桩尖的为桩长的0.207倍的位置,近桩顶端的吊點应设置在距离桩尖的为桩长的0.207倍的位置;超过25m的桩体应设置三个或四个吊点,吊点的位置设置应该依照相关规定进行计算确定。桩在运输环节也是很容易出现问题的,在运输之前务必检查桩的混凝土强度、质量、尺寸等指标是否符合要求。短距离运输时,可在桩身下垫上滚筒进行运输;长距离运输时则必须借用平板拖车来进行运输。桩基的堆放也应按照相应要求进行:堆放场地应干净平整,且应坚硬牢固,桩身下部应垫有垫木以防止桩身滚动,堆放的层数不宜过多,以不超过四层为佳,桩身表面应在醒目的位置贴上标有规格型号等的铭牌。
3)钢筋混凝土预制桩的打桩技术
常见的混凝土预制桩打桩机械是打桩机、桩锤、桩架,打桩前应充分做好以下几个准备工作:第一,确定好桩基轴线的轴线;第二,在桩点临近地区设置好标准水准点,对装维进一步复核,确保无误后开始打桩。在打桩的过程应注意以下规定:第一,开始打桩时,不宜重打,尽量将桩锤落距控制在0.5~0.8m之间;第二,当桩身已进入土体一定深度轴线固定方之后,才考虑加大撞锤落距,并进行重击;第三,桩基在打桩时,应对其严格进行实时观测并做好记录,以留备用;第四,打桩过程中会出现许多突发情况,一旦发生,切勿慌乱,应冷静处理。例如施工过程中桩基发生偏离或者扭转,轻微时可以人工进行逐步修正,便宜过大时应该将桩拔起重新打入,锤击过大造成桩身混凝土破裂时,首先应采用钢箍夹将其夹紧,然后对其进京补强焊固。
4)钢筋混凝土预制桩的压桩技术相对于锤击打桩来说,静力压桩具有噪音低、无振动、不干扰临近建筑物等优良特点,但其也具有很大的局限性,只适用于软土地基和垂直桩,通常适用于人口密集的城市中心区域。
5)桩头处理技术
由于施工现场存在诸多不确定性因素,如出现岩石地基,则预制桩基可能会出现过程,如遇软弱地基,则有可能造成桩身长度不足。通常混凝土预制桩在打入地基之后,桩头会留有一部分多余,为了正常的使用,应该将其凿去。常采用风镐、无声爆破等方法,施工过程中一定要注意,不得将混凝土桩身凿裂,同时应将桩身主筋锚固在承台内部。当预制桩长度不足,桩顶标高未达到设计标高时,应采取焊接措施,将桩顶混凝土清除,焊接主筋至设计要求标高,并采用与预制桩桩身同种强度、同种型号的混凝土进行浇筑、养护。
结语:
桩基础技术在我国已经进行广泛使用,要注意上文中涉及的注意事项,在施工中要细心,对发生的困难要尽量去克服,这样才能够保证施工质量,为我国建筑事业发展做出更大贡献。
参考文献:
[1]尤林强.建筑工程土建施工中桩基础技术的应用[J].建材与装饰,2012(14):113.
[2]江平.建筑工程土建施工中桩基础技术的应用探究[J].山西建筑,2012,38(36):58~59.
[3]杨绍立.论建筑工程土建施工中桩基础技术的应用[J].中国房地产业,2013(3):173.
【关键词】 建筑工程;桩基施工
一、桩基础概念及土建施工技术。
1、桩基础概念。桩基础是通过一定的连接方式,使桩基和柱顶的承台进行连接,所构成的一种深基础,很多建筑高层和超高层建筑一般都会使用这样的基础技术。特别是能够应用在那些地基浅且地基土质构成很松的质量比较差的施工场地,利用这种方法能够保证达到以往的浅基础无法达到建筑物基础强度以及那些在稳定性和变形的方面都不能够满足要求建筑物基础。使用这种方法能够保证工程质量能够大大提高,还能够使建筑中承载力增强而且地层沉降量会逐渐变小,这项技术的应用比浅基础技术应用能够更好,能够有效的使房屋建筑的地基得到加固。
二、桩基施工前准备
1、沉桩施工之前
首先要进行的是对桩基工程施工现场进行踏勘,通过踏勘,可以对施工环境有全面的把握,搜集大量现场资料,为施工方案的编制打下基础,并以踏勘结果为依据确定桩基施工中的机械应用类型、成桩工艺及成桩质量控制方案等。踏勘过程中主要搜集的现场资料有:施工现场自然条件,如气候、地形、地貌等;项目工地现场成桩所处深度范围内土层概况,如土层分布类型、形成年代、物理學性质等;周边建筑物资料,如建构性质、建设年代、位置距离、使用历史、现状等;周边管线资料,如管线的铺设位置、分布距离、埋藏深度、管线型号、使用年限等。
通过现场踏勘及后期分析,可在沉桩阶段前对施工所使用机械进行选择,尔后开展工艺性试桩,试桩成功后方可确定施工机械、施工工艺并选择工艺参数。施工机械确定后,开始依据项目实际情况进行施工方案的编制,明确相应成桩机械的施工方法、施工工序,制定对邻近建筑物以及地下管线的保护措施;同时需制定施工进度计划安排,依据整体工程的总进度确定桩基施工的分进度计划;制定相关规划保障项目施工过程中的施工质量、安全技术,保证文明施工。
2、沉桩阶段技术分析
前期设计工作结束后,方可开始桩基施工中的主要阶段——沉桩阶段。首先进行施工材料的选取以及级配的确定。科学合理的材料应用及级配选择是提高桩基施工质量的关键,普通硅酸水泥以及矿渣硅酸水泥的使用,可以在施工过程中获得很好的收缩值。其中,若是在天气较为寒冷的冬季进行施工,施工水泥最好选用普通硅酸水泥,水泥强度应控制在45级以上,若气温低于5℃,需采取相应措施提高混凝土的抗冻能力,如加入早期防冻剂等。在细骨科砂颗粒的级配确定过程中,《普通混凝土用砂质量标准及检验方法》有明确的相关规定,故操作应严格依据其进行;粗骨科颗粒级配确定过程中,亦有《普通混凝土碎石或卵石质量标准及检验方法》对所应选用的卵石、碎石等作出了相关规定,需特别注意的是针片状颗粒含量控制,必须不能超过10%。此外,《混凝土外加剂应用技术规范》中对混凝土强度较高情况下,需外加高效减水剂时所要掺入的外加剂标准作出了规定,操作中亦须严格遵循,由于水泥过多会引发过大的温度应力导致温度裂缝,水泥不足会降低混凝土强度,故若要提高使用性能、延长使用寿命,则需特别注意水泥用量,严格配合比。如上所述,水灰比、水泥用量、骨料级配等因素均对施工质量有着较大的影响,应多次试验谨慎确定。
钻孔操作是桩基施工中十分重要的一个步骤,贯穿项目始终,关系到项目质量。故钻孔过程中需配合严格的监督机制。每次钻孔之前,需对桩位以及标高进行重新复核,确保复核结果不出现误差,还要对终孔的孔深、孔斜度、孔径、二次清孔之后的沉渣厚度、沉浆密度进行检测。对于施工深度要开展及时的检查,并将检测结果与地质勘探报告进行对比,确定其是否达到设计的持力层,若到达,则需确定进入深度。由于实际施工中有时会发生复杂的地质变化,导致实际进入的持力层深度无法满足设计需求,此时,应当对具体情况作出分析,进行适当加深来保障设计承载力的实现,加深深度为0.5m-1.5m。沉渣厚度需控制在100mm以内,沉浆密度亦应符合规范要求。
三、常用桩基技术。
1、静力压桩技术。静力压桩技术是指通过静力作用利用桩机自重与桩架配重作反力,将预制桩直接压入土中的施工技术。这种技术的特点是在施工过程中无噪音、无冲击力、无振动、造价低、工艺简单、质量可靠优点,这项技术主要应用在高压缩性或砂性较轻软质土层。但在利用的过程中,容易破坏土层结构,使地下水对土层产生一种超孔隙水压力,就要停止工作。
2、振动沉桩技术。振动沉桩技术是指通过在桩顶部安装固定振动器,使得预制桩在自身重力与振动效果的共同作用下,是桩逐渐沉入基地的过程。振动沉柱技术具有利用的设备装置简单、设备体积小、设备的重量轻、打桩效果理想等优点,能够有效的降低施工强度。但是这种技术在利用中会产生一定的噪音,影响工地周围人们的生活。令一方面这种施工方式造价比较高。
四、桩基施工中的质量控制要点
1、检测原材料
在施工过程中应该对原材料进行严格检查,如水泥的细度、安定性、初凝终凝时间以及抗折抗压强度;对钢筋进行拉伸、弯曲实验;检查砂石的级配、含水率等。对于商品混凝土,则应当检测坍落度、水灰比及其抗压强度,以此来保证施工原材料的合格。
2、钻孔过程的复核与检测
应严格按照设计文件上的要求进行桩标高,桩长进行控制。在双控开挖的过程中,时刻观察地基土的状况,如果出现软弱地层,根据勘探的地质报告,为保证桩基的承载力和其正常受力,应当将持力层的距离眼神0.8-1.0m,以便符合规范要求。 3、钢筋笼的检测
在施工过程中,应对钢筋笼的钢筋焊接质量、直径、搭接长度进行严格检查,其长度也应该与桩基的深度相适应,桩基过长可以采取搭接的形式。焊接接头应该错开使其不在一个平面之上。为了避免施工过程中钢筋笼上浮以及灌注时导管挂笼的状况发生,可将笼底钢筋制作成喇叭状。对终端的配筋桩,笼顶的标高如果低于地面时可通过吊筋焊接来保证其牢固。
4、钢筋混凝土预制桩和钢筋混凝土灌注桩施工技术
预制桩,是指在工厂或施工现场制成的各种材料、各种形式的桩,用沉桩设备将桩打入、压入或振入土中预制桩分为管桩和实心桩。管桩即空心桩,用离心方法预制生产,所使用的混凝土强度较高。
灌注桩系是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔,并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩,依照成孔方法不同,灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。
5、钢筋混凝土预制桩施工技术
1)钢筋混凝土预制桩的制作
制作预制桩是钢筋混凝土预制桩最核心的工序,质量是否合格,直接影响到后续的施工和应用。不合格的桩基会影响其受力性能,甚至会给整个建筑物埋下重大的安全隐患。制作过程中,应该注意以下几个问题:第一,保证预制场地平整且不能积水,具有完善的排水系统,以此来达到一个良好的施工和养护环境;第二,浇筑混凝土时,应保证连续施工,中途不能随意停止浇筑,否则会造成断层现象的发生,对桩身的质量产生重大影响;第三,应保证桩身表面的平整密实,局部蜂窝麻面和掉角的面积应控制在桩总面积的5‰以内,并且不应过于集中在同一个部位,另外,因为桩顶、桩尖位置特殊,不得出现蜂窝和麻面、掉角现象,一旦发生,即为不合格产品;第四,应将桩的主筋和钢筋网连为一体,在打桩的过程中,桩基收到巨大的冲击力,连为一体才能使之更好的承受在打桩时巨大的锤击力。
2)钢筋混凝土预制桩的起吊、运输和堆放
对于混凝土预制桩而言,只有在其混凝土强度达到设计强度的70%以上才能进行吊装作业。吊点的个数和吊点的位置都有严格的规定,应该按照相关要求进行计算,严格按照计算结果进行起吊。通常来说,桩长小于15m的桩起吊时吊点,吊点应设置在距离桩顶为桩长的0.293倍的位置;15m以上25m以下的许设置两个吊点,近桩尖端的吊点应设置在距离桩尖的为桩长的0.207倍的位置,近桩顶端的吊點应设置在距离桩尖的为桩长的0.207倍的位置;超过25m的桩体应设置三个或四个吊点,吊点的位置设置应该依照相关规定进行计算确定。桩在运输环节也是很容易出现问题的,在运输之前务必检查桩的混凝土强度、质量、尺寸等指标是否符合要求。短距离运输时,可在桩身下垫上滚筒进行运输;长距离运输时则必须借用平板拖车来进行运输。桩基的堆放也应按照相应要求进行:堆放场地应干净平整,且应坚硬牢固,桩身下部应垫有垫木以防止桩身滚动,堆放的层数不宜过多,以不超过四层为佳,桩身表面应在醒目的位置贴上标有规格型号等的铭牌。
3)钢筋混凝土预制桩的打桩技术
常见的混凝土预制桩打桩机械是打桩机、桩锤、桩架,打桩前应充分做好以下几个准备工作:第一,确定好桩基轴线的轴线;第二,在桩点临近地区设置好标准水准点,对装维进一步复核,确保无误后开始打桩。在打桩的过程应注意以下规定:第一,开始打桩时,不宜重打,尽量将桩锤落距控制在0.5~0.8m之间;第二,当桩身已进入土体一定深度轴线固定方之后,才考虑加大撞锤落距,并进行重击;第三,桩基在打桩时,应对其严格进行实时观测并做好记录,以留备用;第四,打桩过程中会出现许多突发情况,一旦发生,切勿慌乱,应冷静处理。例如施工过程中桩基发生偏离或者扭转,轻微时可以人工进行逐步修正,便宜过大时应该将桩拔起重新打入,锤击过大造成桩身混凝土破裂时,首先应采用钢箍夹将其夹紧,然后对其进京补强焊固。
4)钢筋混凝土预制桩的压桩技术相对于锤击打桩来说,静力压桩具有噪音低、无振动、不干扰临近建筑物等优良特点,但其也具有很大的局限性,只适用于软土地基和垂直桩,通常适用于人口密集的城市中心区域。
5)桩头处理技术
由于施工现场存在诸多不确定性因素,如出现岩石地基,则预制桩基可能会出现过程,如遇软弱地基,则有可能造成桩身长度不足。通常混凝土预制桩在打入地基之后,桩头会留有一部分多余,为了正常的使用,应该将其凿去。常采用风镐、无声爆破等方法,施工过程中一定要注意,不得将混凝土桩身凿裂,同时应将桩身主筋锚固在承台内部。当预制桩长度不足,桩顶标高未达到设计标高时,应采取焊接措施,将桩顶混凝土清除,焊接主筋至设计要求标高,并采用与预制桩桩身同种强度、同种型号的混凝土进行浇筑、养护。
结语:
桩基础技术在我国已经进行广泛使用,要注意上文中涉及的注意事项,在施工中要细心,对发生的困难要尽量去克服,这样才能够保证施工质量,为我国建筑事业发展做出更大贡献。
参考文献:
[1]尤林强.建筑工程土建施工中桩基础技术的应用[J].建材与装饰,2012(14):113.
[2]江平.建筑工程土建施工中桩基础技术的应用探究[J].山西建筑,2012,38(36):58~59.
[3]杨绍立.论建筑工程土建施工中桩基础技术的应用[J].中国房地产业,2013(3):173.