论文部分内容阅读
【摘 要】 随着我国经济的飞速发展,城市中的高层建筑越来越多,桩基础与基坑工程被广泛应用于高层建筑的地基建设,其施工技术决定着建筑的整体质量及建后的使用效能,引起了业内人士的高度重视。文章论述了桩基础与基坑工程的施工技术现状,并在此基础上提出了其发展趋势。
【关键词】 桩基础;基坑工程;施工技术;现状;趋势
地基基础是建筑物的根本,属地下隐蔽工程,质量的好坏直接关系到建筑物或构筑物的安危。建筑物的质量事故,很多与地基基础问题密切联系,因此,在工程建设时,对地基基础的合理选择、设计和施工,是保证建筑物使用安全、节约投资的重要环节。地基基础是建筑物的根基,是决定建筑物整体质量及使用效能的主要因素之一,一旦基础施工存在问题势必造成建筑物的严重质量事故,危害使用人的人身安全及社会稳定。桩基础施工过程是一个及其复杂的过程,常会受到现场施工环境的影响,不同的施工设备及地质条件需要采用不同的桩基础施工技术,而不能一味地去套用过去经验,要具体问题具体分析,因此我们必须要对桩基础施工技术进行认真了解,对其现状及发展趋势进行详细探究。
一、桩基础与基坑工程的施工技术现状
地基基础应用技术在我国有几千年的历史,著名的万里长城、河北赵州桥等,从千年前的“三合土”地基处理技术到现在普遍应用的钻孔灌注桩施工技术,取得了突飞猛进的进展,施工技术不断发展,施工工艺不断创新,施工方法不断完善,施工设备不断更新。目前我国常使用的桩基础类型包括埋入式桩、钻孔灌注桩及人工挖孔桩等,施工过程中所用设备多由国内探矿厂提供,机型多样化。
国外18世纪开始采用钻孔桩技术,最早使用钻孔灌注桩的施工工艺是正循环钻进法,后来德、法、日、意等国先后研究成功了泵吸反循环法、贝诺特法、阿斯特利法、长螺旋钻孔法等,从此钻孔桩技术在世界得到广泛的应用。建国初期在水利设施建设上开始应用灌浆技术。随着机械设备制造技术的发展,钻孔灌注桩也开始得到广泛应用。地矿部门进行桩基施工始于80年代初期,在计划内地勘任务不足的情况下,地勘单位转向工程建设市场求生存、求发展。为了推广应用桩基施工技术,先后在广州、峨眉、柳州、上海等地召开了多次工程施工技术会议。90年代,工程施工技术发展迅速,新工艺、新方法、新设备不断出现,较好地满足了工程建设的要求。
桩基础施工在我国已有几千年的历史,埋入式桩可细分为多种类型,应用最多的为中掘施工法桩。所谓中掘施工法桩是把小于桩径30至40mm的长螺旋钻、或钻杆端部装有搅拌翼片的螺旋钻及钻斗钻等插入桩的中空部,在钻头附近的地层连续钻进,使土沿中空部上升,从桩顶排土的同时将桩沉设。在施工中通常将桩端注入压缩空气和水,促进钻进的同时也使桩沉顺利。为使桩获得更大的承载力,桩埋入孔中后可分别采用量终打击方式、桩端加固方式或扩大头加固方式。钻孔灌注桩技术施工工艺种类较多,能应用于各种地层,且具有施工工艺简单,施工成本较低,低噪声,少振动,无地面隆起及入土深等优点,在我国地基施工应用最为广泛。另外,使用钻孔灌注桩技术可有效扩大桩孔底部面积,提高桩基础承载力,有效降低配筋率,减少施工成本。钻孔灌注桩扩底方式可分为反循环扩底、钻斗钻扩底、正循环扩底及潜水钻扩底等。其中反循环扩底方式又分为扩刀上开、扩刀下开、扩刀滑降及扩刀推出等方式;钻斗钻扩底方式又分为水平推出、滑降及下开和水平推出的并用等方式。人工挖孔桩因施工过程需要大量劳动力,工期长,过程复杂,现今很少使用,但在施工环境受到限制的地区仍在使用,最大直径达8m,深度达40m。
二、桩基础与基坑工程的施工技术发展趋势
1、向低公害无污染桩方向发展
国外已显现出用液压打桩锤取代筒式柴油锤的趋势。筒式柴油锤冲击式钢筋混凝土预制桩虽然具有桩身质量较可靠、施工速度快及承载力高等优点,但由于其施工时噪声高、振动大和油污飞溅等缺点,在城区的住宅群及公共建筑群等场地施工中受到很大限制。与筒式柴油锤相比,液压打桩锤具有桩锤短、噪声低、无油烟、省燃料、每一个工作循环中沉桩力持续时间长、打击力大、每一次冲击产生的桩贯入度较大等特点。
从90年代出发到现在,静压桩在很多地区都有应用,尤其在软土地区,比如浙江温州一带以及武汉的地区,从我国的应用情况来看,静压桩基础除了在一般建筑之外,还用于多层和高层(20-35层)建筑中,压桩机的革新使静压桩进入了全新的年代。湖南山河智能机械股份有限公司生产的系列静力压桩机是新型的环保型建筑基础施工设备,具有无污染、无噪声、无振动、压桩速度快、成桩质量高等显著特点,技术水平国际领先。有ZYJ(抱压式)和ZYDJ(顶压式)两大系列,20多个品种,压桩力从800至12000kN,采用静压法施工的桩长已达70m以上。实践表明,用步履式全液压静力压桩机施工开口预应力管桩(PC桩)和预应力高强度管桩(PHC桩)是桩机和桩型的优化组合,也是具有中国特色的施工方法。泥浆护壁法钻、冲孔灌注桩在地下水位高的软土地区虽然被较广泛地采用,但由于泥浆的使用造成施工现场不文明及泥浆排除(称为二次公害)的困难,成为施工者头痛之事。
贝特诺灌注桩由于环保效果好,噪声低,振动小,无泥浆污染与排放,施工现场文明,在海内外广泛采用,我国香港地区此类桩型的市场份额约占45%,昆明、温州及北京地区十余个工地已成功地采用此类桩型。从2001年起,在深圳、南京、杭州及天津等地13个地铁车站中采用捷程牌全套管钻机施工咬合桩成功地取代地下连续墙,为业主节省大量造价。
2、向微型桩方向发展
基于老城区改造、老基础托换加固、建筑物纠偏加固、建筑物增层以及补桩等需要,微型桩及锚杆静压桩技术日趋成熟,应用广泛。微型桩是法国索勒唐舍(SOLETANCHE)公司开发的一种灌注技术。微型桩实质上是直径压力注浆桩;桩径为70至250mm(国内多用250mm),长径比大于30(国内桩长多用8至12m,长径比通常为50左右),采用钻孔(国内多用螺旋钻成孔)、强配筋(配筋率大于1%)和压力注浆(注浆压力为1.0至2.5MPa)工藝施工。 3、向大直径超长方向发展
中国基础建设的加强,使得高层建筑层出不穷,随着建筑高度的增加,基础的承载力也越来越大,形势的必然要求使得桩的长度和直径朝着深和大的方向发展。在发达国家的建筑资料来看,其桩的直接有的达到了2500mm左右,而其长度达到100m之外,就拿日本横滨的一座大桥而言,其桩基础的直径超过9m。我国此类桩应用的典型便是上海金茂大厦,桩直径达到910mm,长度更是达到80m;另外,温州地区静压式钢筋混凝土预制桩长度也已达70m以上,桩径为600mm;郑州某工程反循环钻成孔灌注桩桩长77.6m,直径为1000至1100mm;温州世贸中心采用了80到120m不等的钻孔灌注桩;杭州钱塘江六桥采用的钻孔灌注桩更长达130m;襄樊西部铁路桩基础最长达139m;厦门某大厦反循环钻成孔灌注桩深度达103m;南京长江二桥主塔墩基础反循环钻成孔灌注桩直径为3m,深度150m。
4、向組合桩方向发展
就组合桩来说,通常分为刚柔桩的组合、长短桩的组合以及咬合桩的组合。
所谓刚性桩,通常是长桩,利用混凝土桩打入刚性的持力层。所谓柔性桩,通常是短装,由水泥搅拌桩以及摩擦桩来构成。刚性桩与柔性桩的组合,既能控制沉降,又能协调变形,充分发挥两者自身的优势。所谓长短桩组合,桩的材料使用混凝土桩,充分考虑基础上部的荷载特性以及当地地质条件来设计不同的桩长和持力层。即桩身材料同为混凝土桩,但根据上部荷载的特点和地质条件选择不同的桩长和不同的持力层。长短桩最大的特点便是均匀分布桩基础受力,但是对于沉降的控制并不明显。所谓咬合桩的组合,即不同类型的桩之间进行组合,达到更好的支护效果。比如灌注桩之间相互咬合,混凝土桩与其他桩之间进行咬合合,可以是混凝土桩与水泥搅拌桩之间的咬合等等。对于咬合桩的组合而言,其一般用在基坑支护桩中。
三、结束语
随着我国经济的飞速发展,建筑市场不断对外开放,企业竞争也就愈加强烈,要在激烈的市场竞争中处于不败之地,必须对影响建筑整体质量的主要因素桩基础与基坑工程建设的施工技术现状及发展趋势进行详细探究和把握。
参考文献:
[1]苏利.浅析桩基础施工技术[J].工会博览,2009,(09):67-67.
[2]杨树民.浅谈桥梁钻孔桩基础施工技术[J].山西建筑,2009,(07):305-306.
[3]汤捷.大直径灌注桩施工技术的现状及发展研究[D].中国地质大学,2005(12):346-348
【关键词】 桩基础;基坑工程;施工技术;现状;趋势
地基基础是建筑物的根本,属地下隐蔽工程,质量的好坏直接关系到建筑物或构筑物的安危。建筑物的质量事故,很多与地基基础问题密切联系,因此,在工程建设时,对地基基础的合理选择、设计和施工,是保证建筑物使用安全、节约投资的重要环节。地基基础是建筑物的根基,是决定建筑物整体质量及使用效能的主要因素之一,一旦基础施工存在问题势必造成建筑物的严重质量事故,危害使用人的人身安全及社会稳定。桩基础施工过程是一个及其复杂的过程,常会受到现场施工环境的影响,不同的施工设备及地质条件需要采用不同的桩基础施工技术,而不能一味地去套用过去经验,要具体问题具体分析,因此我们必须要对桩基础施工技术进行认真了解,对其现状及发展趋势进行详细探究。
一、桩基础与基坑工程的施工技术现状
地基基础应用技术在我国有几千年的历史,著名的万里长城、河北赵州桥等,从千年前的“三合土”地基处理技术到现在普遍应用的钻孔灌注桩施工技术,取得了突飞猛进的进展,施工技术不断发展,施工工艺不断创新,施工方法不断完善,施工设备不断更新。目前我国常使用的桩基础类型包括埋入式桩、钻孔灌注桩及人工挖孔桩等,施工过程中所用设备多由国内探矿厂提供,机型多样化。
国外18世纪开始采用钻孔桩技术,最早使用钻孔灌注桩的施工工艺是正循环钻进法,后来德、法、日、意等国先后研究成功了泵吸反循环法、贝诺特法、阿斯特利法、长螺旋钻孔法等,从此钻孔桩技术在世界得到广泛的应用。建国初期在水利设施建设上开始应用灌浆技术。随着机械设备制造技术的发展,钻孔灌注桩也开始得到广泛应用。地矿部门进行桩基施工始于80年代初期,在计划内地勘任务不足的情况下,地勘单位转向工程建设市场求生存、求发展。为了推广应用桩基施工技术,先后在广州、峨眉、柳州、上海等地召开了多次工程施工技术会议。90年代,工程施工技术发展迅速,新工艺、新方法、新设备不断出现,较好地满足了工程建设的要求。
桩基础施工在我国已有几千年的历史,埋入式桩可细分为多种类型,应用最多的为中掘施工法桩。所谓中掘施工法桩是把小于桩径30至40mm的长螺旋钻、或钻杆端部装有搅拌翼片的螺旋钻及钻斗钻等插入桩的中空部,在钻头附近的地层连续钻进,使土沿中空部上升,从桩顶排土的同时将桩沉设。在施工中通常将桩端注入压缩空气和水,促进钻进的同时也使桩沉顺利。为使桩获得更大的承载力,桩埋入孔中后可分别采用量终打击方式、桩端加固方式或扩大头加固方式。钻孔灌注桩技术施工工艺种类较多,能应用于各种地层,且具有施工工艺简单,施工成本较低,低噪声,少振动,无地面隆起及入土深等优点,在我国地基施工应用最为广泛。另外,使用钻孔灌注桩技术可有效扩大桩孔底部面积,提高桩基础承载力,有效降低配筋率,减少施工成本。钻孔灌注桩扩底方式可分为反循环扩底、钻斗钻扩底、正循环扩底及潜水钻扩底等。其中反循环扩底方式又分为扩刀上开、扩刀下开、扩刀滑降及扩刀推出等方式;钻斗钻扩底方式又分为水平推出、滑降及下开和水平推出的并用等方式。人工挖孔桩因施工过程需要大量劳动力,工期长,过程复杂,现今很少使用,但在施工环境受到限制的地区仍在使用,最大直径达8m,深度达40m。
二、桩基础与基坑工程的施工技术发展趋势
1、向低公害无污染桩方向发展
国外已显现出用液压打桩锤取代筒式柴油锤的趋势。筒式柴油锤冲击式钢筋混凝土预制桩虽然具有桩身质量较可靠、施工速度快及承载力高等优点,但由于其施工时噪声高、振动大和油污飞溅等缺点,在城区的住宅群及公共建筑群等场地施工中受到很大限制。与筒式柴油锤相比,液压打桩锤具有桩锤短、噪声低、无油烟、省燃料、每一个工作循环中沉桩力持续时间长、打击力大、每一次冲击产生的桩贯入度较大等特点。
从90年代出发到现在,静压桩在很多地区都有应用,尤其在软土地区,比如浙江温州一带以及武汉的地区,从我国的应用情况来看,静压桩基础除了在一般建筑之外,还用于多层和高层(20-35层)建筑中,压桩机的革新使静压桩进入了全新的年代。湖南山河智能机械股份有限公司生产的系列静力压桩机是新型的环保型建筑基础施工设备,具有无污染、无噪声、无振动、压桩速度快、成桩质量高等显著特点,技术水平国际领先。有ZYJ(抱压式)和ZYDJ(顶压式)两大系列,20多个品种,压桩力从800至12000kN,采用静压法施工的桩长已达70m以上。实践表明,用步履式全液压静力压桩机施工开口预应力管桩(PC桩)和预应力高强度管桩(PHC桩)是桩机和桩型的优化组合,也是具有中国特色的施工方法。泥浆护壁法钻、冲孔灌注桩在地下水位高的软土地区虽然被较广泛地采用,但由于泥浆的使用造成施工现场不文明及泥浆排除(称为二次公害)的困难,成为施工者头痛之事。
贝特诺灌注桩由于环保效果好,噪声低,振动小,无泥浆污染与排放,施工现场文明,在海内外广泛采用,我国香港地区此类桩型的市场份额约占45%,昆明、温州及北京地区十余个工地已成功地采用此类桩型。从2001年起,在深圳、南京、杭州及天津等地13个地铁车站中采用捷程牌全套管钻机施工咬合桩成功地取代地下连续墙,为业主节省大量造价。
2、向微型桩方向发展
基于老城区改造、老基础托换加固、建筑物纠偏加固、建筑物增层以及补桩等需要,微型桩及锚杆静压桩技术日趋成熟,应用广泛。微型桩是法国索勒唐舍(SOLETANCHE)公司开发的一种灌注技术。微型桩实质上是直径压力注浆桩;桩径为70至250mm(国内多用250mm),长径比大于30(国内桩长多用8至12m,长径比通常为50左右),采用钻孔(国内多用螺旋钻成孔)、强配筋(配筋率大于1%)和压力注浆(注浆压力为1.0至2.5MPa)工藝施工。 3、向大直径超长方向发展
中国基础建设的加强,使得高层建筑层出不穷,随着建筑高度的增加,基础的承载力也越来越大,形势的必然要求使得桩的长度和直径朝着深和大的方向发展。在发达国家的建筑资料来看,其桩的直接有的达到了2500mm左右,而其长度达到100m之外,就拿日本横滨的一座大桥而言,其桩基础的直径超过9m。我国此类桩应用的典型便是上海金茂大厦,桩直径达到910mm,长度更是达到80m;另外,温州地区静压式钢筋混凝土预制桩长度也已达70m以上,桩径为600mm;郑州某工程反循环钻成孔灌注桩桩长77.6m,直径为1000至1100mm;温州世贸中心采用了80到120m不等的钻孔灌注桩;杭州钱塘江六桥采用的钻孔灌注桩更长达130m;襄樊西部铁路桩基础最长达139m;厦门某大厦反循环钻成孔灌注桩深度达103m;南京长江二桥主塔墩基础反循环钻成孔灌注桩直径为3m,深度150m。
4、向組合桩方向发展
就组合桩来说,通常分为刚柔桩的组合、长短桩的组合以及咬合桩的组合。
所谓刚性桩,通常是长桩,利用混凝土桩打入刚性的持力层。所谓柔性桩,通常是短装,由水泥搅拌桩以及摩擦桩来构成。刚性桩与柔性桩的组合,既能控制沉降,又能协调变形,充分发挥两者自身的优势。所谓长短桩组合,桩的材料使用混凝土桩,充分考虑基础上部的荷载特性以及当地地质条件来设计不同的桩长和持力层。即桩身材料同为混凝土桩,但根据上部荷载的特点和地质条件选择不同的桩长和不同的持力层。长短桩最大的特点便是均匀分布桩基础受力,但是对于沉降的控制并不明显。所谓咬合桩的组合,即不同类型的桩之间进行组合,达到更好的支护效果。比如灌注桩之间相互咬合,混凝土桩与其他桩之间进行咬合合,可以是混凝土桩与水泥搅拌桩之间的咬合等等。对于咬合桩的组合而言,其一般用在基坑支护桩中。
三、结束语
随着我国经济的飞速发展,建筑市场不断对外开放,企业竞争也就愈加强烈,要在激烈的市场竞争中处于不败之地,必须对影响建筑整体质量的主要因素桩基础与基坑工程建设的施工技术现状及发展趋势进行详细探究和把握。
参考文献:
[1]苏利.浅析桩基础施工技术[J].工会博览,2009,(09):67-67.
[2]杨树民.浅谈桥梁钻孔桩基础施工技术[J].山西建筑,2009,(07):305-306.
[3]汤捷.大直径灌注桩施工技术的现状及发展研究[D].中国地质大学,2005(12):346-348