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摘要:与常规桩基相比,沉降控制桩基通过承台以及桩基来进行桩基上部结构的承载工作,可以根据实际施工的需要来满足建筑物沉降控制的要求,进而更有效的发挥桩基的承载力,减少桩基数量,降低施工成本,提高施工质量。本文通过对沉降控制符合桩基的介绍,根据具体工程实例进行了沉降控制复合桩基工程应用的探讨。
关键词:沉降控制;复合桩基;工程
一、沉降控制复合桩基概述
(一)复合桩基
桩基工程中的复合桩基一般是指在大桩距的基础上对低承台摩擦桩群进行稀疏布置或者稀疏布置端承作用比较小的端承摩擦群桩,复合桩基的大桩距一般为桩基桩径的5到6倍。在复合桩基结构中,桩基同承台底土一起承担桩基上部荷载,同时,利用复合桩基来进行桩基础施工设计,在一定程度上可以降低桩基施工中桩基的使用数量,进而降低施工成本,提高企业效益。
(二)沉降控制复合桩基
沉降控制复合桩基的特点就是根据不同施工情况的需要对桩基进行升降和控制,侧重于对一些软土基层上建筑物的桩基施工。在一些多层住宅建筑物的桩基施工中,針对软土地基层,合理的进行桩基控制,做好桩基的升降工作是整个建筑物桩基施工的关键。在这种施工条件下,利用传统的“满堂桩”施工设计,不仅在此种土质类型的建筑物施工中达不到满意的施工效果,也大大增加了工程的施工成本。因此,在沉降控制复合桩基施工中,针对不同施工情况下的地基土质状况,可以对桩基的承载力进行合理的分析和设计,最终达到桩基良好的承载效果,将建筑物的沉降控制在合理的范围之内,保证建筑质量的同时采用了较少的桩基,也进一步降低了建筑施工的成本。在沉降控制复合桩基中施工中,承载桩的桩身截面边长一般控制在25公分以内,桩身长细比控制在80公分左右,桩距同样需要控制在桩径的5到6倍左右。
二、沉降控制复合桩基的工程应用
在我国建筑工程的桩基施工中,沉降控制复合桩基主要应用于一些软弱土地区的建筑工程施工中。例如我国的大部分沿海地区以及一些内陆地区等,在这些地区的桩基施工中,施工地段的土壤多为软弱土结构,这些地区土层的强度比较低、渗透性较差、具有较高的压缩性,主要为淤泥以及淤泥质土或者冲填土等土壤类型,在这些软弱土的桩基施工中,建筑物进行设计时,对建筑物沉降的考虑和研究是十分重要的。特别是在一些对建筑物结构有着特殊要求的建筑物建造过程中,对于桩基沉降的控制就显得尤为重要。因此,在这些类型的建筑物桩基施工中,采用沉降控制复合桩基施工技术,就可以很好对软弱土层基础上建筑物的沉降进行控制。通过沉降控制复合桩基来对桩基进行变形和控制,进而实现对建筑物桩基础的合理设计,从而保证良好的建筑施工质量。下面从几个方面对实际建筑物工程施工过程中的沉降控制复合桩基施工方法进行研究。
(一)沉降控制复合桩基在工程应用中的优势
建筑施工中采用沉降控制复合桩基的设计,改变了原有的建筑物桩基施工设计思想,在实际工程应用中,具有很大的优势。
1、利用了沉降控制复合桩基施工法对桩基基础的升降以及控制功能,使桩基的承载力得到合理的设计,在实际工程应用中发挥出最好的承载效用。
2、沉降控制复合桩基施工法在进行建筑物基础承载的时候也合理利用了建筑物天然地基的承载力,有效的降低了桩基的负荷,减少了桩基数量,节约施工成本。
3、在沉降控制复合桩基施工中,合理的分散了建筑物荷载,使建筑物原有地基以及桩基的荷载效用得到了最优组合和最大发挥。
(二)沉降控制复合桩基工程应用实例
本文以某药厂住宅楼的桩基施工为例,进行沉降控制复合桩基施工应用的探讨。
1、工程基本概况
该药厂住宅楼建筑主要为多层混合结构,在建筑物基础的结构类型方面,住宅楼建筑基础的建筑类型为片筏型(建筑物平面图见图1)。其中,整体住宅建筑物基础的总长度约为53.2m,基础总宽度约为13.2m,整个住宅建筑物的总实际占地面积约为720平方米。另外,在建筑物设计中,建筑的室外地面标高设计为-0.45米,建筑物基础底面标高设计为-1.65米,建筑物主要建立在粘性土层基础上,土层的地下水位标高为-0.95米。此外,建筑物施工场地的其它工程地质情况分析如下表:
2、建筑物工程施工设计
从上图该工程施工地段的地质资料中可以了解到,该地段土层基础属于典型的淤泥土质,对整个建筑物的荷载会产生较大的影响,常规的桩基施工中建筑物的沉降比较大。但是针对该药厂住宅建筑施工实际,建筑物体型较小,工程产生的实际荷载也不是特别大,因此,在该工程项目的施工中,利用沉降控制复合桩基施工进行施工时,可以合理的减少桩数量,针对工程地质的实际情况以及建筑物的结构形态等因素来进行桩长、桩径等方面的设计,线面利用图表(表2)来展示不同桩长以及不同桩数量对工程建筑基础沉降的影响。
通过对表2中相关计算结果的分析,可以得出以下结论:针对建筑物的桩基设计,如果在不同桩长设计的基础上,通过桩数量来对整个建筑基础进行调节,调节效果是比较有限的。因此,沉降控制复合桩基施工中,桩基长度以及桩基数量的控制都是十分重要的。例如,在该工程项目中,桩基础长度设计为8米,这个时候无论怎样调节桩基数量,整个建筑物基础的沉降范围始终都保持在26公分,在这个过程中,单纯的改变桩数量只能起到改善桩间土枢密程度的作用,并不能扩大和减少建筑物基础的沉降范围。可见,桩基长度在沉降控制复合桩基工程施工中对建筑物沉降控制的作用。下面利用图表,以8米桩以及19米桩为例,来得出桩数量与建筑基础沉降间的关系。如图2、图3。
根据上图对桩基数量的分析,接下来可以对桩以及承台板的手里情况进行分析。在桩以及承台板受力状况合理的情况下,桩基基础同样会得到合理的控制。
在这种情况下,建筑物基础荷载在逐渐增大的过程中,建筑物的承载力主要由桩来进行承担,建筑物的沉降在桩基上发生。这个时候,建筑物的基础底板承受整个桩基承台的荷载力,但是,当桩基的荷载力超过了桩基的极限之后,超过极限的那部分荷载力转而由建筑物的基础土地承载,这个时候建筑物的沉降发生在桩以及基础土层两个方面发生。同样,建筑物的基础底板承受桩基承台以及基础土地的荷载力。在这种情况下,沉降控制复合桩基的桩距需要进行合理控制,控制在桩径的5到6倍以上,使桩距对建筑物承载力的影响降到最低,促使相邻各个桩基荷载力的最大发挥。在桩基设置完成之后,还需要对桩基的荷载重心等关键部位进行确定,从而对整个桩基群的位置进行调整,桩基荷载重心的偏心率需要控制在1.5%之内,进而确定桩基群位置的最终确定(图4)。通过对桩基荷载重心的确定,进而对桩基沉降进行计算,最终确定合理的桩基数量,达到最优的建筑物沉降控制效果。
结语
随着我国经济的发展,工程建设数量显著增多,在工程建设工程中,在注重工程质量的同时,也需要对项目的经济效益进行保证,合理的控制施工成本显得十分重要。在桩基工程施工中,采用沉降复合桩基施工技术可以很好的解决桩基施工中的一些问题,可以在保证工作质量的基础上,合理的结合实际工程需要,控制桩基数量,从而降低施工成本,实现桩基施工的效益,提高施工企业的施工技术,促进我国建设事业的发展。
参考文献:
[1]朱杰江.沉降控制复合桩基沉降影响因素的有限元分析[J].徐州工程学院院报:自然科学版,2012(1)
[2]陈新.软土地基沉降控制复合桩基的设计计算[J].中国市政工程,2012(1)
[3]赵树青.沉降控制复合桩基承载力发挥性状研究[J].公路,2008(8)
关键词:沉降控制;复合桩基;工程
一、沉降控制复合桩基概述
(一)复合桩基
桩基工程中的复合桩基一般是指在大桩距的基础上对低承台摩擦桩群进行稀疏布置或者稀疏布置端承作用比较小的端承摩擦群桩,复合桩基的大桩距一般为桩基桩径的5到6倍。在复合桩基结构中,桩基同承台底土一起承担桩基上部荷载,同时,利用复合桩基来进行桩基础施工设计,在一定程度上可以降低桩基施工中桩基的使用数量,进而降低施工成本,提高企业效益。
(二)沉降控制复合桩基
沉降控制复合桩基的特点就是根据不同施工情况的需要对桩基进行升降和控制,侧重于对一些软土基层上建筑物的桩基施工。在一些多层住宅建筑物的桩基施工中,針对软土地基层,合理的进行桩基控制,做好桩基的升降工作是整个建筑物桩基施工的关键。在这种施工条件下,利用传统的“满堂桩”施工设计,不仅在此种土质类型的建筑物施工中达不到满意的施工效果,也大大增加了工程的施工成本。因此,在沉降控制复合桩基施工中,针对不同施工情况下的地基土质状况,可以对桩基的承载力进行合理的分析和设计,最终达到桩基良好的承载效果,将建筑物的沉降控制在合理的范围之内,保证建筑质量的同时采用了较少的桩基,也进一步降低了建筑施工的成本。在沉降控制复合桩基中施工中,承载桩的桩身截面边长一般控制在25公分以内,桩身长细比控制在80公分左右,桩距同样需要控制在桩径的5到6倍左右。
二、沉降控制复合桩基的工程应用
在我国建筑工程的桩基施工中,沉降控制复合桩基主要应用于一些软弱土地区的建筑工程施工中。例如我国的大部分沿海地区以及一些内陆地区等,在这些地区的桩基施工中,施工地段的土壤多为软弱土结构,这些地区土层的强度比较低、渗透性较差、具有较高的压缩性,主要为淤泥以及淤泥质土或者冲填土等土壤类型,在这些软弱土的桩基施工中,建筑物进行设计时,对建筑物沉降的考虑和研究是十分重要的。特别是在一些对建筑物结构有着特殊要求的建筑物建造过程中,对于桩基沉降的控制就显得尤为重要。因此,在这些类型的建筑物桩基施工中,采用沉降控制复合桩基施工技术,就可以很好对软弱土层基础上建筑物的沉降进行控制。通过沉降控制复合桩基来对桩基进行变形和控制,进而实现对建筑物桩基础的合理设计,从而保证良好的建筑施工质量。下面从几个方面对实际建筑物工程施工过程中的沉降控制复合桩基施工方法进行研究。
(一)沉降控制复合桩基在工程应用中的优势
建筑施工中采用沉降控制复合桩基的设计,改变了原有的建筑物桩基施工设计思想,在实际工程应用中,具有很大的优势。
1、利用了沉降控制复合桩基施工法对桩基基础的升降以及控制功能,使桩基的承载力得到合理的设计,在实际工程应用中发挥出最好的承载效用。
2、沉降控制复合桩基施工法在进行建筑物基础承载的时候也合理利用了建筑物天然地基的承载力,有效的降低了桩基的负荷,减少了桩基数量,节约施工成本。
3、在沉降控制复合桩基施工中,合理的分散了建筑物荷载,使建筑物原有地基以及桩基的荷载效用得到了最优组合和最大发挥。
(二)沉降控制复合桩基工程应用实例
本文以某药厂住宅楼的桩基施工为例,进行沉降控制复合桩基施工应用的探讨。
1、工程基本概况
该药厂住宅楼建筑主要为多层混合结构,在建筑物基础的结构类型方面,住宅楼建筑基础的建筑类型为片筏型(建筑物平面图见图1)。其中,整体住宅建筑物基础的总长度约为53.2m,基础总宽度约为13.2m,整个住宅建筑物的总实际占地面积约为720平方米。另外,在建筑物设计中,建筑的室外地面标高设计为-0.45米,建筑物基础底面标高设计为-1.65米,建筑物主要建立在粘性土层基础上,土层的地下水位标高为-0.95米。此外,建筑物施工场地的其它工程地质情况分析如下表:
2、建筑物工程施工设计
从上图该工程施工地段的地质资料中可以了解到,该地段土层基础属于典型的淤泥土质,对整个建筑物的荷载会产生较大的影响,常规的桩基施工中建筑物的沉降比较大。但是针对该药厂住宅建筑施工实际,建筑物体型较小,工程产生的实际荷载也不是特别大,因此,在该工程项目的施工中,利用沉降控制复合桩基施工进行施工时,可以合理的减少桩数量,针对工程地质的实际情况以及建筑物的结构形态等因素来进行桩长、桩径等方面的设计,线面利用图表(表2)来展示不同桩长以及不同桩数量对工程建筑基础沉降的影响。
通过对表2中相关计算结果的分析,可以得出以下结论:针对建筑物的桩基设计,如果在不同桩长设计的基础上,通过桩数量来对整个建筑基础进行调节,调节效果是比较有限的。因此,沉降控制复合桩基施工中,桩基长度以及桩基数量的控制都是十分重要的。例如,在该工程项目中,桩基础长度设计为8米,这个时候无论怎样调节桩基数量,整个建筑物基础的沉降范围始终都保持在26公分,在这个过程中,单纯的改变桩数量只能起到改善桩间土枢密程度的作用,并不能扩大和减少建筑物基础的沉降范围。可见,桩基长度在沉降控制复合桩基工程施工中对建筑物沉降控制的作用。下面利用图表,以8米桩以及19米桩为例,来得出桩数量与建筑基础沉降间的关系。如图2、图3。
根据上图对桩基数量的分析,接下来可以对桩以及承台板的手里情况进行分析。在桩以及承台板受力状况合理的情况下,桩基基础同样会得到合理的控制。
在这种情况下,建筑物基础荷载在逐渐增大的过程中,建筑物的承载力主要由桩来进行承担,建筑物的沉降在桩基上发生。这个时候,建筑物的基础底板承受整个桩基承台的荷载力,但是,当桩基的荷载力超过了桩基的极限之后,超过极限的那部分荷载力转而由建筑物的基础土地承载,这个时候建筑物的沉降发生在桩以及基础土层两个方面发生。同样,建筑物的基础底板承受桩基承台以及基础土地的荷载力。在这种情况下,沉降控制复合桩基的桩距需要进行合理控制,控制在桩径的5到6倍以上,使桩距对建筑物承载力的影响降到最低,促使相邻各个桩基荷载力的最大发挥。在桩基设置完成之后,还需要对桩基的荷载重心等关键部位进行确定,从而对整个桩基群的位置进行调整,桩基荷载重心的偏心率需要控制在1.5%之内,进而确定桩基群位置的最终确定(图4)。通过对桩基荷载重心的确定,进而对桩基沉降进行计算,最终确定合理的桩基数量,达到最优的建筑物沉降控制效果。
结语
随着我国经济的发展,工程建设数量显著增多,在工程建设工程中,在注重工程质量的同时,也需要对项目的经济效益进行保证,合理的控制施工成本显得十分重要。在桩基工程施工中,采用沉降复合桩基施工技术可以很好的解决桩基施工中的一些问题,可以在保证工作质量的基础上,合理的结合实际工程需要,控制桩基数量,从而降低施工成本,实现桩基施工的效益,提高施工企业的施工技术,促进我国建设事业的发展。
参考文献:
[1]朱杰江.沉降控制复合桩基沉降影响因素的有限元分析[J].徐州工程学院院报:自然科学版,2012(1)
[2]陈新.软土地基沉降控制复合桩基的设计计算[J].中国市政工程,2012(1)
[3]赵树青.沉降控制复合桩基承载力发挥性状研究[J].公路,2008(8)