论文部分内容阅读
【摘要】:本文主要从桩基础的施工过程中各阶段的施工技术以及其施工技术要点进行具体释。以提升我国的桩基础施工水平。
【关键词】:桩基础; 施工技术; 要点
一、桩基础的施工过程具体可分为施工前准备阶段和沉桩阶段。
1、桩基础施工前阶段。在桩基础施工前,应做好现场踏勘工作,做好技术准备与资源准备工作,以保证打桩施工的顺利进行。
1.1施工现场及周边环境的踏勘现场踏勘调查的主要内容包括:查明施工现场的地形、地貌、气候及其它自然条件;查阅地质勘察报告,了解施工现场成桩深度范围内土层的分布情况、形成年代以及各层土的物理力学性能指标;了解施工现场区域内人为和自然地质现象,地震、溶岩、矿岩、古塘、暗滨以及地下构筑物、障碍物等;了解邻近建筑物的位置、距离、结构性质、现状以及目前使用情况;了解沉桩区域附近地下管线的分布及距离、埋置深度、使用年限、管径大小、结构情况等。在施工前,对桩基施工的现场进行全面踏勘,以便为编制施工方案提供必要的资料,也为机械选择、成桩工艺的确定及成桩质量控制提供依据。
1.2技术准备;桩基础施工前应:编制施工方案,明确成桩机械、成桩方法、施工顺序、邻近建筑物或地下管线的保护措施等;计划施工进度,根据工程总进度计划确定桩基施工计划;制定质量保证、安全技术及文明施工等措施;进行工艺试桩,确定合理的施工工艺,确定工艺参数。
1.3机械设备准备;施工前应根据设计的桩型及土层状况,选择好相应的机械设备,并进行工艺试桩。比如螺旋钻机适用于水位以上粘性土、粉土、沙土、膨胀土等,适用的直径大约为300~2000mm,而震动沉管钻机则适用于淤泥、一般粘土、松散砂土、素填土等,适用直径约为400~500mm。选好合适的机型才能正确的施工。
1.4现场准备;施工现场首先应清除现场障碍物,成桩前应清除现场妨碍施工的高空和地下障碍物,如施工区域内的电杆、跨越施工区的电线、旧建筑的基础或其他地下构筑物等,这对保证顺利成桩是十分重要的。其次,要使场地平整,高层建筑物的桩基通常为密布的群桩,在桩机进场前,必须对整个作业区进行平整,以保证桩机的垂直度,便于其稳定行走。
2、沉桩阶段
2.1预制混凝土桩与钢桩的沉桩
预制混凝土桩的形式有方桩及管桩两类,钢桩则有H型钢桩及钢管桩两类,它们的沉桩方法主要有锤击打入法、静力压桩法及水冲沉桩法,有时也采用振动沉桩方法。
2.2灌注桩成桩
灌注桩成孔方法主要有泥浆护壁成孔、沉管成孔及干作业成孔等几种。在成孔后放置钢筋笼、浇筑混凝土,形成灌注桩。
二、桩基础施工要点主要在控制桩的偏差和对特殊情况的处理。
1、严格控制桩的偏差
1.1桩的竖向偏差;根据JGJ94-94第7.4.12条之规定:按标高控制的桩,桩顶标高的允许偏差为-50~+100mm。但实际施工过程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,特别对于预应力混凝土管桩等空心桩来说,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。设计人员在设计过程中对施工误差亦应有所考虑,建议针对目前的施工质量,设计中可以考虑2mm左右的偏差容许,这样就可以免除大量小偏差桩的劈桩,这在实践工程中具有相当的可操作性。
1.2桩位的偏差;根据JGJ94-94第7.4.11条之规定严格控制各桩位的偏差,施工过程中若发现桩位偏差较大则应及时进行处理。例如根据JGJ94-94规范第7.4.11条之规定:桩数为4~16根桩基中的桩,其桩位的允许偏差为1/3桩径或1/3边长。而根据GB50202-2002第5.1.3条之规定:桩数为4~16根桩基中的桩,其桩位的允许偏差为1/2桩径或边长。这显然是矛盾的,在实际施工过程中很容易与施工验收方产生不同的理解,因此强调在设计过程中可以明确桩位偏差允许值所执行的标准。
1.3桩的倾斜度偏差;根据JGJ94-94第7.4.13条之规定:斜桩倾斜度的偏差,不得大于倾斜角正切值的15%。所以在施工过程中若发现桩出现倾斜应立即进行纠正,否则,其傾斜程度会随着桩长的不断加大而愈来愈严重。
2.认真处理特殊情况;施工过程中常常会发生各种不可欲知的特殊情况,应时刻做好准备以应付各种特殊情况。
2.1桩基施工时压桩力远低于设计承载力
某高层楼房采用20m长直径为400mm的预应力混凝土管桩,根据地质勘察报告单桩竖向抗压承载力设计值为700KN,进行工程桩试打时连续4根桩的最大压桩力均仅为400KN,远远小于设计承载力。我们仔细分析了勘察报告,认为报告所提供的各土层特性基本准确,而从周边其他工程的地质报告也证明勘察报告无误,因此我们分析可能是由于压桩机械的压桩速度偏快,而土层的粘聚力又偏小,故压桩时桩将土直接剪坏,引起压桩力偏低,随着时间增长土能恢复固结,15天后在进行的试桩,证明我们的判断是正确的,试验承载力满足设计要求。这一点也从侧面说明了先进行静载荷试桩的重要性。
2.2桩基达到其极限承载力而无法压至设计标高
这里可能存在两种情况,其一是地质报告有误,桩实际承载力大于计算值,必须先做试桩以确定其合理的桩长及承载力;其二则可能是由于土层本身的原因,譬如说饱和砂土产生的孔隙水压力使桩基根本无法压入,这就需要我们从施工措施上去解决。首先是必须制定合理的施工顺序,譬如采用跳打,使先期施工的桩产生的水压力消散后再施工下一根桩;其次对静力压桩来说必须选择有足够压桩力的施工机械,要避免抬机等现象出现;另外可以采取引孔、设置排水孔等措施尽量减少空隙水压力。当然压桩时必须注意压桩力应控制在桩身极限强度范围以内,且应注意压桩挤土作用对周边建筑物的影响。
三、结束语
我国桩基础施工技术相对于美日等发达国家相比还存在着一定的差距,主客观方面都存在着诸多差距。因此应加强对于桩基础施工技术的主观和客观两方面的改进,做好施工前期的准备工作,以及在具体施工时加强监管,防止不应有的偏差和失误产生,以提升桩基础施工管理水平。
【关键词】:桩基础; 施工技术; 要点
一、桩基础的施工过程具体可分为施工前准备阶段和沉桩阶段。
1、桩基础施工前阶段。在桩基础施工前,应做好现场踏勘工作,做好技术准备与资源准备工作,以保证打桩施工的顺利进行。
1.1施工现场及周边环境的踏勘现场踏勘调查的主要内容包括:查明施工现场的地形、地貌、气候及其它自然条件;查阅地质勘察报告,了解施工现场成桩深度范围内土层的分布情况、形成年代以及各层土的物理力学性能指标;了解施工现场区域内人为和自然地质现象,地震、溶岩、矿岩、古塘、暗滨以及地下构筑物、障碍物等;了解邻近建筑物的位置、距离、结构性质、现状以及目前使用情况;了解沉桩区域附近地下管线的分布及距离、埋置深度、使用年限、管径大小、结构情况等。在施工前,对桩基施工的现场进行全面踏勘,以便为编制施工方案提供必要的资料,也为机械选择、成桩工艺的确定及成桩质量控制提供依据。
1.2技术准备;桩基础施工前应:编制施工方案,明确成桩机械、成桩方法、施工顺序、邻近建筑物或地下管线的保护措施等;计划施工进度,根据工程总进度计划确定桩基施工计划;制定质量保证、安全技术及文明施工等措施;进行工艺试桩,确定合理的施工工艺,确定工艺参数。
1.3机械设备准备;施工前应根据设计的桩型及土层状况,选择好相应的机械设备,并进行工艺试桩。比如螺旋钻机适用于水位以上粘性土、粉土、沙土、膨胀土等,适用的直径大约为300~2000mm,而震动沉管钻机则适用于淤泥、一般粘土、松散砂土、素填土等,适用直径约为400~500mm。选好合适的机型才能正确的施工。
1.4现场准备;施工现场首先应清除现场障碍物,成桩前应清除现场妨碍施工的高空和地下障碍物,如施工区域内的电杆、跨越施工区的电线、旧建筑的基础或其他地下构筑物等,这对保证顺利成桩是十分重要的。其次,要使场地平整,高层建筑物的桩基通常为密布的群桩,在桩机进场前,必须对整个作业区进行平整,以保证桩机的垂直度,便于其稳定行走。
2、沉桩阶段
2.1预制混凝土桩与钢桩的沉桩
预制混凝土桩的形式有方桩及管桩两类,钢桩则有H型钢桩及钢管桩两类,它们的沉桩方法主要有锤击打入法、静力压桩法及水冲沉桩法,有时也采用振动沉桩方法。
2.2灌注桩成桩
灌注桩成孔方法主要有泥浆护壁成孔、沉管成孔及干作业成孔等几种。在成孔后放置钢筋笼、浇筑混凝土,形成灌注桩。
二、桩基础施工要点主要在控制桩的偏差和对特殊情况的处理。
1、严格控制桩的偏差
1.1桩的竖向偏差;根据JGJ94-94第7.4.12条之规定:按标高控制的桩,桩顶标高的允许偏差为-50~+100mm。但实际施工过程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,特别对于预应力混凝土管桩等空心桩来说,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。设计人员在设计过程中对施工误差亦应有所考虑,建议针对目前的施工质量,设计中可以考虑2mm左右的偏差容许,这样就可以免除大量小偏差桩的劈桩,这在实践工程中具有相当的可操作性。
1.2桩位的偏差;根据JGJ94-94第7.4.11条之规定严格控制各桩位的偏差,施工过程中若发现桩位偏差较大则应及时进行处理。例如根据JGJ94-94规范第7.4.11条之规定:桩数为4~16根桩基中的桩,其桩位的允许偏差为1/3桩径或1/3边长。而根据GB50202-2002第5.1.3条之规定:桩数为4~16根桩基中的桩,其桩位的允许偏差为1/2桩径或边长。这显然是矛盾的,在实际施工过程中很容易与施工验收方产生不同的理解,因此强调在设计过程中可以明确桩位偏差允许值所执行的标准。
1.3桩的倾斜度偏差;根据JGJ94-94第7.4.13条之规定:斜桩倾斜度的偏差,不得大于倾斜角正切值的15%。所以在施工过程中若发现桩出现倾斜应立即进行纠正,否则,其傾斜程度会随着桩长的不断加大而愈来愈严重。
2.认真处理特殊情况;施工过程中常常会发生各种不可欲知的特殊情况,应时刻做好准备以应付各种特殊情况。
2.1桩基施工时压桩力远低于设计承载力
某高层楼房采用20m长直径为400mm的预应力混凝土管桩,根据地质勘察报告单桩竖向抗压承载力设计值为700KN,进行工程桩试打时连续4根桩的最大压桩力均仅为400KN,远远小于设计承载力。我们仔细分析了勘察报告,认为报告所提供的各土层特性基本准确,而从周边其他工程的地质报告也证明勘察报告无误,因此我们分析可能是由于压桩机械的压桩速度偏快,而土层的粘聚力又偏小,故压桩时桩将土直接剪坏,引起压桩力偏低,随着时间增长土能恢复固结,15天后在进行的试桩,证明我们的判断是正确的,试验承载力满足设计要求。这一点也从侧面说明了先进行静载荷试桩的重要性。
2.2桩基达到其极限承载力而无法压至设计标高
这里可能存在两种情况,其一是地质报告有误,桩实际承载力大于计算值,必须先做试桩以确定其合理的桩长及承载力;其二则可能是由于土层本身的原因,譬如说饱和砂土产生的孔隙水压力使桩基根本无法压入,这就需要我们从施工措施上去解决。首先是必须制定合理的施工顺序,譬如采用跳打,使先期施工的桩产生的水压力消散后再施工下一根桩;其次对静力压桩来说必须选择有足够压桩力的施工机械,要避免抬机等现象出现;另外可以采取引孔、设置排水孔等措施尽量减少空隙水压力。当然压桩时必须注意压桩力应控制在桩身极限强度范围以内,且应注意压桩挤土作用对周边建筑物的影响。
三、结束语
我国桩基础施工技术相对于美日等发达国家相比还存在着一定的差距,主客观方面都存在着诸多差距。因此应加强对于桩基础施工技术的主观和客观两方面的改进,做好施工前期的准备工作,以及在具体施工时加强监管,防止不应有的偏差和失误产生,以提升桩基础施工管理水平。