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摘要:钻孔灌注桩施工技术作为建筑基础施工常见的施工技术,应用越来越广泛,相应的具体施工技术受到人们的广泛关注。为了保证钻孔灌注桩成桩质量,确保桥梁基础工程安全,就必须掌握科学合理的钻孔灌注桩施工技术。 桩基础是建筑工程的一种最为常见的基础形式,是深基础的一种。随着社会的不断进步,经济建设的迅猛发展及建筑技术的日益提高,桩基础在城市建设中也得到了广泛的应用。本文在此从两个方面对桩基础施工技术做了详细的研究。
关键字:桩基础;预制桩;灌注桩
中图分类号:TU473文献标识码: A
桩基础土建施工在整个建筑施工中占据着重要的地位,其施工质量直接影响到整个建筑的施工质量。因此,工作人员要全面了解桩基础土建施工技术,并将其灵活运用于建筑施工当中,不断地研究和开发新的先进的桩基础土建施工技术,才能确保地基的力学强度和承载力,从而使建筑施工质量得到保障。
一、桩基的类型
1、在工程地质学中,由于建筑物的兴建,导致岩土中某一范围内原来的应力发生了变化,建筑荷载作用导致基底下方产生变形,而这部分不能被忽略的土体或岩体就叫作地基。总的来说,地基用于支撑基础传递的上部结构荷载,避免强度的破坏和室温,把基础的沉降控制在建筑设计所允许的范围之内。桩基础,简称桩基,是最常见的深基础,被广泛应用于各种建筑中。桩基础由基桩和连结于桩顶的承台共同组成。桩基础具有承载力强、沉降量小而较均匀的特点,是进行地基加固的良好举措,几乎可应用于各种工程地质条件和各种类型的工程,尤其是适用于建筑在软弱地基上的重型建筑物。因此,桩基础被广泛应用于沿海以及软土地区。
2、根据施工方法分为预制桩和灌注桩
预制桩按将桩沉入土中的方法不同分为打入桩,静力压桩,振动沉桩和水冲桩等。灌入桩是先在桩位处成孔,然后放入钢筋骨架再浇筑混凝土而成的桩,灌注桩按其成孔方法不同分为泥浆护壁成孔、干作业成孔、套管成孔及爆破成孔等几种灌注桩。
3护壁的施工以及护筒的埋设
在开挖孔的过程中,需要埋设护筒或者制作混凝土护壁以保障孔内的清洁,并且保证挖孔工作的顺利进行。现浇混凝土护壁的施工技术较为复杂,要求劳动强度较大,且混凝土护壁的施工质量也不好保证,容易出现蜂窝、渗水的现象。护壁施工采取一节组合式钢模板拼装而成,上一节护壁浇筑完成后,需拆下钢模板用于下一节,可循环周转。
二、预制桩施工工艺技术
1、 沉桩阻力
沉桩阻力的分析工作应首先先分析沉桩的深度、沉桩的接头形式以及项目工程的地质条件,分析完后应选择最合适的桩机设备。影响沉桩阻力的因素主要有桩的数量、桩的距离、施工的顺序、施工地点的土质结构、以及埋入持力层的桩的深度等因素,通常情况下桩尖的阻力以及桩侧的阻力共同组成了沉桩的阻力,由于桩尖阻力与桩侧阻力的比例并不是固定的值,因此在分析沉桩阻力时应视不同情况作不同的分析。
2、 预制桩桩顶的垫材
选用合适的桩顶垫材能够有效的提高沉桩的精度以及打压的效率,还能保证桩帽不被损坏,进行压桩操作时,垫材能够起到均匀和缓和桩头所受压力的作用,垫材同时还将压力均匀的传递给了桩帽。通常使用的垫材主要有桦木、橡木等硬木,垫材的选用也应视不同的情况而定。
3、预制桩的运输、起吊以及堆放的工作
3.1 运输时,管桩的强度等级需达到砼强度等级的 80%才能倒运,达到 100%时才能运输出厂。
3.2 起吊时,要主要防止管桩的碰撞,并且要注意轻吊和轻放,管桩吊运的指点应是通过计算得出的,并且桩与绳索的起吊夹角应不小于 45度。
3.3 堆放时,堆放桩的场地必须是被压实并且是平整的,场地还应设有排水的管道。管桩堆放时,不能随意堆放,应分规格堆放。堆放场地地面的承载力、堆垛和垫木的稳定性能以及管桩本身的强度共同决定了管桩的堆放的层数。
4、预制桩的接桩方法和压桩顺序
4.1分段压入以及逐节接长的方式一般为静压法沉桩的方法。接桩的方法主要有浆锚法和焊接法两种方法。进行接桩时,首先应检查下节桩的顶部,如果发现有损伤的情况,应及时进行修复,并清除其上面的杂物。发现有结构变形了的桩,也应及时进行修理合格后才能够使用。沉桩操作时不能够中断,应连续进行施打的操作。
4.2确定压桩的顺序时,应综合考虑项目中的各种因素以及施工的客观条件,还应符合工程的要求,选用打桩顺序的宗旨应尽量选择打击效率高并且对周围的环境的影响最小的打桩顺序。
三、灌注桩施工工艺技术
1、钻孔灌注桩的施工技术
钻孔灌注桩在施工时首先应注意把桩孔位置上的土排出地面,接着应清楚孔底部的残渣,然后进行放置钢筋笼,最后才能进行浇注混凝土的操作。对于直径为650mm或是600mm的钻孔桩,开孔的使用设备通常为回转机。目前,我国的施工单位进行钻孔灌注桩的施工时,钻进时一般不是下钢套筒保护孔壁,而是利用泥浆的粘着力有效的保护孔壁。我国较为常采用的桩的直径有 800mm,1000mm 等多种,常采用的承载力为3MN-9MN 不等。
2、挖孔灌注桩的施工技术
人工挖掘开孔以及机械挖掘开孔是挖空灌注桩通常采用的施工方法。人工进行挖掘开孔时,挖土在挖到1m时,就应该进行喷射或者浇注一圈混凝土护壁,应用插筋的方式进行上下圈的连接,当达到所要求的深度时方能进行扩孔的施工。扩孔完成之后还应在混凝土护壁的内部安装钢筋笼以及浇注混凝土。挖孔灌注桩的直径应该大于 1m,当其深度大于 15m 时,挖空灌注桩的桩身的长度应该小于 30m 并且其直径必须在1.2m 以上。
3、沉管灌注桩的施工技术
沉管灌注桩的沉管开孔时主要有振动冲击以及锤击振动两种方法进行开孔。锤击沉管灌注桩的桩长应控制在20m 以内并且直径的范围应该为 300-500mm,可打至粗砂层、中砂层或是硬粘土。对于直径为340mm 以及 480mm 的沉管灌注桩,锤的质量应分别为 1t 以及 2t-3.5t,这时单桩的轴向承载力则分别为300KN 以及 600KN。沉管灌注桩的施工设备具有操作简单、成本低和打桩进度快等优点,但其也具有一些缺點,如使用这种设备施工时容易产生桩身截面局部缩小、桩身局部夹长、混凝土离析、桩身强度不足和断桩等质量事故。当然产生这些质量事故的原因也是多方面的,桩身界面局部缩小的现场通常都是发生在软质土层和硬质土层的交界处的或软弱的土层处。所以在进行沉管灌注桩的施工时,拔管的速度应该尽量放慢并且应确保管内的混凝土的含量是充足的。
四、桩基础设计施工出现的问题与解决策略
1、桩基达到其极限承载力而无法压至设计标高
目前的桩基础设计过程,往往受到时间的约束首先根据地质报告提供的参数确定单桩承载力设计值,根据这个估算的单桩承载力直接进行桩基础设计并施工,等工程桩施工结束后再挑选试桩进行静载荷试验。这个过程具有相当的不科学性,结果符合估算要求,则皆大欢喜,否则因工程已施工完毕补桩也会很困难,且有时因地质报告有出入会给施工中带来相当的不便。
2、关于桩基竖向偏差的控制和处理
根据JGJ94-94第7.4.12条我们控制桩顶标高的允许偏差为-50~+100mm,但实际施工中偏差这么大将引起繁重的施工任务及损失。当桩顶标高高于设计标高,则需要劈桩,特别对于预应力管桩等空心桩来说,桩顶有桩帽劈桩既困难又不经济;而当桩顶标高低于设计标高时,又需要补桩头,这既影响工期又浪费金钱。这就要求施工单位在施工过程中必须严格控制桩顶标高,尽可能地使工程桩标高同设计一致,特别是施工过程中必须考虑到桩在卸载后的回降量,否则不加考虑则每根桩都将高于设计标高。
五、结束语
总之,建筑工程桩基础施工是一项十分复杂的工程体系,是保证上部建筑安全的关键。因此,施工前必须建立科学的施工管理体系,制定科学的施工方案,设计、施工、监理各方的密切配合,建立完善的质量保证体系,依据现行的施工及验收规范,控制施工和验收,确保工程质量符合设计要求。
参考文献:
【1】JGJ94-2008,建筑桩基技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002
【2】万祥;浅谈施工钻孔灌注桩质量控制及问题处理[J];科技信息;2009年35期
【3】武树春,杨军霞.地基与基础工程[M].北京:中国建筑工业出版社,2008
关键字:桩基础;预制桩;灌注桩
中图分类号:TU473文献标识码: A
桩基础土建施工在整个建筑施工中占据着重要的地位,其施工质量直接影响到整个建筑的施工质量。因此,工作人员要全面了解桩基础土建施工技术,并将其灵活运用于建筑施工当中,不断地研究和开发新的先进的桩基础土建施工技术,才能确保地基的力学强度和承载力,从而使建筑施工质量得到保障。
一、桩基的类型
1、在工程地质学中,由于建筑物的兴建,导致岩土中某一范围内原来的应力发生了变化,建筑荷载作用导致基底下方产生变形,而这部分不能被忽略的土体或岩体就叫作地基。总的来说,地基用于支撑基础传递的上部结构荷载,避免强度的破坏和室温,把基础的沉降控制在建筑设计所允许的范围之内。桩基础,简称桩基,是最常见的深基础,被广泛应用于各种建筑中。桩基础由基桩和连结于桩顶的承台共同组成。桩基础具有承载力强、沉降量小而较均匀的特点,是进行地基加固的良好举措,几乎可应用于各种工程地质条件和各种类型的工程,尤其是适用于建筑在软弱地基上的重型建筑物。因此,桩基础被广泛应用于沿海以及软土地区。
2、根据施工方法分为预制桩和灌注桩
预制桩按将桩沉入土中的方法不同分为打入桩,静力压桩,振动沉桩和水冲桩等。灌入桩是先在桩位处成孔,然后放入钢筋骨架再浇筑混凝土而成的桩,灌注桩按其成孔方法不同分为泥浆护壁成孔、干作业成孔、套管成孔及爆破成孔等几种灌注桩。
3护壁的施工以及护筒的埋设
在开挖孔的过程中,需要埋设护筒或者制作混凝土护壁以保障孔内的清洁,并且保证挖孔工作的顺利进行。现浇混凝土护壁的施工技术较为复杂,要求劳动强度较大,且混凝土护壁的施工质量也不好保证,容易出现蜂窝、渗水的现象。护壁施工采取一节组合式钢模板拼装而成,上一节护壁浇筑完成后,需拆下钢模板用于下一节,可循环周转。
二、预制桩施工工艺技术
1、 沉桩阻力
沉桩阻力的分析工作应首先先分析沉桩的深度、沉桩的接头形式以及项目工程的地质条件,分析完后应选择最合适的桩机设备。影响沉桩阻力的因素主要有桩的数量、桩的距离、施工的顺序、施工地点的土质结构、以及埋入持力层的桩的深度等因素,通常情况下桩尖的阻力以及桩侧的阻力共同组成了沉桩的阻力,由于桩尖阻力与桩侧阻力的比例并不是固定的值,因此在分析沉桩阻力时应视不同情况作不同的分析。
2、 预制桩桩顶的垫材
选用合适的桩顶垫材能够有效的提高沉桩的精度以及打压的效率,还能保证桩帽不被损坏,进行压桩操作时,垫材能够起到均匀和缓和桩头所受压力的作用,垫材同时还将压力均匀的传递给了桩帽。通常使用的垫材主要有桦木、橡木等硬木,垫材的选用也应视不同的情况而定。
3、预制桩的运输、起吊以及堆放的工作
3.1 运输时,管桩的强度等级需达到砼强度等级的 80%才能倒运,达到 100%时才能运输出厂。
3.2 起吊时,要主要防止管桩的碰撞,并且要注意轻吊和轻放,管桩吊运的指点应是通过计算得出的,并且桩与绳索的起吊夹角应不小于 45度。
3.3 堆放时,堆放桩的场地必须是被压实并且是平整的,场地还应设有排水的管道。管桩堆放时,不能随意堆放,应分规格堆放。堆放场地地面的承载力、堆垛和垫木的稳定性能以及管桩本身的强度共同决定了管桩的堆放的层数。
4、预制桩的接桩方法和压桩顺序
4.1分段压入以及逐节接长的方式一般为静压法沉桩的方法。接桩的方法主要有浆锚法和焊接法两种方法。进行接桩时,首先应检查下节桩的顶部,如果发现有损伤的情况,应及时进行修复,并清除其上面的杂物。发现有结构变形了的桩,也应及时进行修理合格后才能够使用。沉桩操作时不能够中断,应连续进行施打的操作。
4.2确定压桩的顺序时,应综合考虑项目中的各种因素以及施工的客观条件,还应符合工程的要求,选用打桩顺序的宗旨应尽量选择打击效率高并且对周围的环境的影响最小的打桩顺序。
三、灌注桩施工工艺技术
1、钻孔灌注桩的施工技术
钻孔灌注桩在施工时首先应注意把桩孔位置上的土排出地面,接着应清楚孔底部的残渣,然后进行放置钢筋笼,最后才能进行浇注混凝土的操作。对于直径为650mm或是600mm的钻孔桩,开孔的使用设备通常为回转机。目前,我国的施工单位进行钻孔灌注桩的施工时,钻进时一般不是下钢套筒保护孔壁,而是利用泥浆的粘着力有效的保护孔壁。我国较为常采用的桩的直径有 800mm,1000mm 等多种,常采用的承载力为3MN-9MN 不等。
2、挖孔灌注桩的施工技术
人工挖掘开孔以及机械挖掘开孔是挖空灌注桩通常采用的施工方法。人工进行挖掘开孔时,挖土在挖到1m时,就应该进行喷射或者浇注一圈混凝土护壁,应用插筋的方式进行上下圈的连接,当达到所要求的深度时方能进行扩孔的施工。扩孔完成之后还应在混凝土护壁的内部安装钢筋笼以及浇注混凝土。挖孔灌注桩的直径应该大于 1m,当其深度大于 15m 时,挖空灌注桩的桩身的长度应该小于 30m 并且其直径必须在1.2m 以上。
3、沉管灌注桩的施工技术
沉管灌注桩的沉管开孔时主要有振动冲击以及锤击振动两种方法进行开孔。锤击沉管灌注桩的桩长应控制在20m 以内并且直径的范围应该为 300-500mm,可打至粗砂层、中砂层或是硬粘土。对于直径为340mm 以及 480mm 的沉管灌注桩,锤的质量应分别为 1t 以及 2t-3.5t,这时单桩的轴向承载力则分别为300KN 以及 600KN。沉管灌注桩的施工设备具有操作简单、成本低和打桩进度快等优点,但其也具有一些缺點,如使用这种设备施工时容易产生桩身截面局部缩小、桩身局部夹长、混凝土离析、桩身强度不足和断桩等质量事故。当然产生这些质量事故的原因也是多方面的,桩身界面局部缩小的现场通常都是发生在软质土层和硬质土层的交界处的或软弱的土层处。所以在进行沉管灌注桩的施工时,拔管的速度应该尽量放慢并且应确保管内的混凝土的含量是充足的。
四、桩基础设计施工出现的问题与解决策略
1、桩基达到其极限承载力而无法压至设计标高
目前的桩基础设计过程,往往受到时间的约束首先根据地质报告提供的参数确定单桩承载力设计值,根据这个估算的单桩承载力直接进行桩基础设计并施工,等工程桩施工结束后再挑选试桩进行静载荷试验。这个过程具有相当的不科学性,结果符合估算要求,则皆大欢喜,否则因工程已施工完毕补桩也会很困难,且有时因地质报告有出入会给施工中带来相当的不便。
2、关于桩基竖向偏差的控制和处理
根据JGJ94-94第7.4.12条我们控制桩顶标高的允许偏差为-50~+100mm,但实际施工中偏差这么大将引起繁重的施工任务及损失。当桩顶标高高于设计标高,则需要劈桩,特别对于预应力管桩等空心桩来说,桩顶有桩帽劈桩既困难又不经济;而当桩顶标高低于设计标高时,又需要补桩头,这既影响工期又浪费金钱。这就要求施工单位在施工过程中必须严格控制桩顶标高,尽可能地使工程桩标高同设计一致,特别是施工过程中必须考虑到桩在卸载后的回降量,否则不加考虑则每根桩都将高于设计标高。
五、结束语
总之,建筑工程桩基础施工是一项十分复杂的工程体系,是保证上部建筑安全的关键。因此,施工前必须建立科学的施工管理体系,制定科学的施工方案,设计、施工、监理各方的密切配合,建立完善的质量保证体系,依据现行的施工及验收规范,控制施工和验收,确保工程质量符合设计要求。
参考文献:
【1】JGJ94-2008,建筑桩基技术规范[S].北京:中国建筑工业出版社,2002
【2】万祥;浅谈施工钻孔灌注桩质量控制及问题处理[J];科技信息;2009年35期
【3】武树春,杨军霞.地基与基础工程[M].北京:中国建筑工业出版社,2008