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摘要:目前我国正处在经济建设的重要时期,经济高速发展,建筑行业空前蓬勃,高层建筑已成为当前社会的主要趋势。高层建筑通常采用的是桩基础,随着建筑高度的增加,基础上部荷载也随之增加,因此,普通的天然地基根本无法满足高层建筑基础的承载力要求。因此,对桩基础施工中所遇到的常见问题进行分析和解决,具有十分重要的现实意义。
关键词:桩基础;质量控制;建筑施工
中图分类号:O213.1 文献标识码: A
引言
我国当前处在社会主义建设的重要时期,经济在高速的发展,建筑行业空前的蓬勃,各种建筑每天都在拔地而起,其中建高层已成为当前社会中的主要趋势。高层建筑所采用的基础多数是桩基础,因为随着高度的增加,上部荷载也在增加,而普通的天然地基不能满足承载力的要求。桩基础已经在现代社会的建设中起着相当重要的作用,它给社会带来了越来越明显的经济效果。
一、桩的分类
桩基础是广义的深基础的一种结构形式,根据使用材料、构造形式和施工技术等条件的差异,有着不同的分类方法。
1、按承载性能分
摩擦型。这种桩是在极限承载力状态下,桩顶荷载全部或主要由桩侧阻力来承受。摩擦型桩又可分为纯摩擦桩和端承摩擦桩两类。前者桩尖部分荷载很小,一般不超过整个荷载的10%。后者是桩顶荷载主要由桩侧阻力来承受,即在外荷载作用下,桩端阻力和侧壁摩擦力都同时发挥各自的作用;
端承型。端承桩分端承桩和摩擦端承桩。端承桩是指在极限承载力状态下,桩顶荷载由桩端阻力承受的桩,它不考虑桩侧摩擦阻力的作用。摩擦端承桩是指在极限承载力条件下,桩顶荷载主要由桩端阻力承受的桩。
2、按桩身材料分
按照桩身的使用材料,桩基础可分为钢筋混凝土桩、钢桩和组合材料桩。按制作工艺分,桩基础可分为预制桩、灌注桩、搅拌桩。
二、桩基础施工中常见的质量问题及原因分析
1、桩基础出现的缺陷
1.1桩基础中部缺陷
实际施工过程中,可能会由于勘探失误,引起混凝土浇灌时突发局部塌孔,阻碍混凝土翻浆,从而造成桩基础的桩身表现出局部缺陷。施工,很多工人由于用力不均匀,拆管时使混凝土受到连续性的扰动,影响到混凝土的质量。导管气密性如果较差,则水下灌注混凝土的导管在进入泥浆后,导管内外压强值会不相等,情况严重时会阻碍混凝土连续下料,影响到正常翻浆工序,进而发生断桩。
1.2桩基础顶部缺陷。
影响桩基顶部质量的主要原因是混凝土的质量问题。首先,水下浇筑混凝土会有沉淀泥浆出现,而沉淀泥浆厚度难以较为准确地测定,但是若超灌桩顶的混凝土缺乏较高的强度,则既有可能表现出夹泥现象,从而进一步影响到混凝土质量;其次,在混凝土浇筑工序完成后,施工人员由于用力不均匀,导致对钢护筒的预埋和拆拔工作较为粗糙,以此对桩顶的混凝土产生了干扰,影响到混凝土的质量;最后,由于凿除混凝土桩头的风镐功率较大,会在一定程度上对声测管附近的混凝土产生扰动,从而影响混凝土的质量。
2、断桩、缩径
造成断桩的主要原因来自于复杂的地质构造。管桩的持力层通常会选在强风化岩层中。当淤泥层或软塑层直接覆盖在基岩上,并且基岩表面强风化层和中风化岩层都较薄,有的甚至缺失。在这种“上软下硬,软硬突变”的地质构造下打桩,管桩迅速穿过软覆盖层遇到坚硬的岩层,阻力加大,使贯入度突然降低,同时由于软覆盖层对管桩的阻力较小,锤冲击力直接作用于桩身,致使桩身容易断裂。而其他如桩体倾斜度过大、桩堆放、运输、起吊的支点或吊点位置不得当、沉桩过程中桩身弯曲较大,锤击产生的弯曲,桩细长且遇到的土层较硬等都可能造成桩的断裂。
3、桩接头断离
由于设计的桩长度比较长,在施工工艺上不可能直接的沉入,这时会在预制时分成几段,然后再分段沉入,各段直接用钢制焊接连接件连接。在施工时,由于沉入预制桩时倾斜过大,桩和桩的连接头会出现大的缝隙,还有在施工时各段桩的中心线不在一条直线上,桩接头施工的技术不达标,质量差使桩接头断裂。
基桩检测问题。基桩检测理论不完善、检测人员素质差、检测方法选用不合适、检测工作不规范等,均有可能对桩基完整性普查及桩基承载力确定给出错误结论与评价。
三、常用处理方法
如果打桩工序中出现了相关的质量问题,施工单位切不可自行进行处理。处理时,需通知有关部门,在经设计单位、监理单位以及相关专业技术部门共同斟酌后在采取针对性的解决办法。出现上述问题,常见的处理方法主要有接桩法、补桩法、纠偏法、补送结合法、钻孔补强法、扩大承台(梁)法和复合地基基础法。由于灌注桩对复杂多变的地质条件要求有很高的应对能力,因此,如果该类型桩出现问题,一般采用原位破除,重新浇灌。先对预制桩常用的处理方法作进一步讨论。
1、接桩法
开挖接桩。挖出桩头,凿去混凝土浮浆及松散层,并凿出钢筋,整理与冲洗干净后用钢筋接长,再浇混凝土至设计标高。
嵌入式接桩。当成桩中出现混凝土停浇事故后,清除已浇混凝土有困难时,可采用此法。
2、补桩法
桩基承台前补桩。当桩距较小时,可采用先钻孔,后植桩,再沉桩的方法。在桩基承台以及地下室的施工完成后,打上静压桩。打静压桩时会让土层的摩擦阻力和桩尖阻力产生结构反力,产生的这些力全部由地下室和承台去承受,不需要再采取其他的相关措施。这种方式的特点是噪声很小,设施过程简单,容易操作,同时还不影响其他工期的正常进行。因此,实际施工中,如果出现断桩和桩承载力不足情况,均可采取该方法加以解决。
3、纠偏法
纠偏法主要是针对桩身倾斜的情况下使用的,使用正确合理的纠偏方法,可使各种原因造成的桩身倾向复位,避免继续施工造成桩身断裂。需要注意的是,纠偏只能是在桩身倾斜,但未断裂,且桩长较短的情况下进行,可采用局部开挖后用千斤顶纠偏复位。如果桩身已经断裂,则不能采取纠偏方法来处理。严禁采用机械方式进行强行纠偏,以免造成桩身断裂。
4、钻孔补强法
此法适应条件是基身混凝土严重蜂窝,离析,松散,强度不够及桩长不足,桩底沉渣过厚等事故,常用高压注浆法来处理,但此法一般不宜采用。桩身混凝土局部有离析,蜂窝时,可用钻机钻到质量缺陷下一倍桩径处,进行清洗后高压注浆。桩长不足时,采用钻机钻至设计持力层标高;对桩长不足部分注浆加固。
5、扩大承台法
扩大承台(梁)法即扩大承台截面的尺寸以满足规范规定的构造要求和承载力要求。以下两方面原因的出现需要扩大承台的尺寸来处理。
桩位偏差过大,原设计的承台(梁)断面宽满足不了规范要求,此时采用扩大承台(梁)来处理。
考虑桩土共同作用,当单桩承载力达不到设计要求,可用扩大承台(梁)并考虑桩与天然地基共同分组上部结构荷载的方法。需要注意的是在扩大承台(梁)断面宽度的同时,适当加大承台(梁)的配筋。
6、复合地基基础法
承台下做换土地基。在桩基承台施工前,挖除一定深度的土,分层夯填砂、石垫层,然后再在人工地基和桩基上施工承台。桩间加水泥土桩。当桩实际承载力达不到设计值时,可采用在桩间土中干喷水泥形成水泥土桩的方法组成复合地基基础。大同市某教学楼(6层一7层框架)桩基事故就采用此法处理,取得了较好的效果。桩与挤密桩合成复合地基。可在桩间用石灰等材料做挤密桩,提高地基承载力,也可适当提高桩周摩阻力。承台周边加做石灰桩。某(7层一9层框架)建筑,灌注桩身混凝土完好率很低,采用此法处理后,取得良好效果,施工也较方便。
结束语
总之,桩基工程是一繁重而复杂的过程,施工人员一定要考虑到每一个环节,统筹兼顾,从各方面使之合理化。好的桩基础不仅仅是能保证建筑物安全,而且能不断地提高施工质量保障和施工进度。
参考文献
[1]何乐生.桩基工程施工中的常见质量问题及处理技术[J].江西建材,2013.04
[2]郭斌.谈桩基础施工常见的质量问题及处理[J].山西建筑,2013.01
[3]刘来贤.浅析桩基施工中的常见质量问题及控制措施[J].2013.01
[4]潘磊,高文君.建筑施工中桩基础质量控制措施探讨[J].现代商贸工业,2012.11
说明:
基金项目:银川能源學院校级科研基金资助项目
作者简介:刘艳(1986年-),女,宁夏永宁人,本科,主要从事结构与地基协同作用方面的研究
吴保存,男,1985年4月生,山西兴县人,结构工程,硕士研究生,从事工程项目管理结构与地基协同作用方面的研究.
关键词:桩基础;质量控制;建筑施工
中图分类号:O213.1 文献标识码: A
引言
我国当前处在社会主义建设的重要时期,经济在高速的发展,建筑行业空前的蓬勃,各种建筑每天都在拔地而起,其中建高层已成为当前社会中的主要趋势。高层建筑所采用的基础多数是桩基础,因为随着高度的增加,上部荷载也在增加,而普通的天然地基不能满足承载力的要求。桩基础已经在现代社会的建设中起着相当重要的作用,它给社会带来了越来越明显的经济效果。
一、桩的分类
桩基础是广义的深基础的一种结构形式,根据使用材料、构造形式和施工技术等条件的差异,有着不同的分类方法。
1、按承载性能分
摩擦型。这种桩是在极限承载力状态下,桩顶荷载全部或主要由桩侧阻力来承受。摩擦型桩又可分为纯摩擦桩和端承摩擦桩两类。前者桩尖部分荷载很小,一般不超过整个荷载的10%。后者是桩顶荷载主要由桩侧阻力来承受,即在外荷载作用下,桩端阻力和侧壁摩擦力都同时发挥各自的作用;
端承型。端承桩分端承桩和摩擦端承桩。端承桩是指在极限承载力状态下,桩顶荷载由桩端阻力承受的桩,它不考虑桩侧摩擦阻力的作用。摩擦端承桩是指在极限承载力条件下,桩顶荷载主要由桩端阻力承受的桩。
2、按桩身材料分
按照桩身的使用材料,桩基础可分为钢筋混凝土桩、钢桩和组合材料桩。按制作工艺分,桩基础可分为预制桩、灌注桩、搅拌桩。
二、桩基础施工中常见的质量问题及原因分析
1、桩基础出现的缺陷
1.1桩基础中部缺陷
实际施工过程中,可能会由于勘探失误,引起混凝土浇灌时突发局部塌孔,阻碍混凝土翻浆,从而造成桩基础的桩身表现出局部缺陷。施工,很多工人由于用力不均匀,拆管时使混凝土受到连续性的扰动,影响到混凝土的质量。导管气密性如果较差,则水下灌注混凝土的导管在进入泥浆后,导管内外压强值会不相等,情况严重时会阻碍混凝土连续下料,影响到正常翻浆工序,进而发生断桩。
1.2桩基础顶部缺陷。
影响桩基顶部质量的主要原因是混凝土的质量问题。首先,水下浇筑混凝土会有沉淀泥浆出现,而沉淀泥浆厚度难以较为准确地测定,但是若超灌桩顶的混凝土缺乏较高的强度,则既有可能表现出夹泥现象,从而进一步影响到混凝土质量;其次,在混凝土浇筑工序完成后,施工人员由于用力不均匀,导致对钢护筒的预埋和拆拔工作较为粗糙,以此对桩顶的混凝土产生了干扰,影响到混凝土的质量;最后,由于凿除混凝土桩头的风镐功率较大,会在一定程度上对声测管附近的混凝土产生扰动,从而影响混凝土的质量。
2、断桩、缩径
造成断桩的主要原因来自于复杂的地质构造。管桩的持力层通常会选在强风化岩层中。当淤泥层或软塑层直接覆盖在基岩上,并且基岩表面强风化层和中风化岩层都较薄,有的甚至缺失。在这种“上软下硬,软硬突变”的地质构造下打桩,管桩迅速穿过软覆盖层遇到坚硬的岩层,阻力加大,使贯入度突然降低,同时由于软覆盖层对管桩的阻力较小,锤冲击力直接作用于桩身,致使桩身容易断裂。而其他如桩体倾斜度过大、桩堆放、运输、起吊的支点或吊点位置不得当、沉桩过程中桩身弯曲较大,锤击产生的弯曲,桩细长且遇到的土层较硬等都可能造成桩的断裂。
3、桩接头断离
由于设计的桩长度比较长,在施工工艺上不可能直接的沉入,这时会在预制时分成几段,然后再分段沉入,各段直接用钢制焊接连接件连接。在施工时,由于沉入预制桩时倾斜过大,桩和桩的连接头会出现大的缝隙,还有在施工时各段桩的中心线不在一条直线上,桩接头施工的技术不达标,质量差使桩接头断裂。
基桩检测问题。基桩检测理论不完善、检测人员素质差、检测方法选用不合适、检测工作不规范等,均有可能对桩基完整性普查及桩基承载力确定给出错误结论与评价。
三、常用处理方法
如果打桩工序中出现了相关的质量问题,施工单位切不可自行进行处理。处理时,需通知有关部门,在经设计单位、监理单位以及相关专业技术部门共同斟酌后在采取针对性的解决办法。出现上述问题,常见的处理方法主要有接桩法、补桩法、纠偏法、补送结合法、钻孔补强法、扩大承台(梁)法和复合地基基础法。由于灌注桩对复杂多变的地质条件要求有很高的应对能力,因此,如果该类型桩出现问题,一般采用原位破除,重新浇灌。先对预制桩常用的处理方法作进一步讨论。
1、接桩法
开挖接桩。挖出桩头,凿去混凝土浮浆及松散层,并凿出钢筋,整理与冲洗干净后用钢筋接长,再浇混凝土至设计标高。
嵌入式接桩。当成桩中出现混凝土停浇事故后,清除已浇混凝土有困难时,可采用此法。
2、补桩法
桩基承台前补桩。当桩距较小时,可采用先钻孔,后植桩,再沉桩的方法。在桩基承台以及地下室的施工完成后,打上静压桩。打静压桩时会让土层的摩擦阻力和桩尖阻力产生结构反力,产生的这些力全部由地下室和承台去承受,不需要再采取其他的相关措施。这种方式的特点是噪声很小,设施过程简单,容易操作,同时还不影响其他工期的正常进行。因此,实际施工中,如果出现断桩和桩承载力不足情况,均可采取该方法加以解决。
3、纠偏法
纠偏法主要是针对桩身倾斜的情况下使用的,使用正确合理的纠偏方法,可使各种原因造成的桩身倾向复位,避免继续施工造成桩身断裂。需要注意的是,纠偏只能是在桩身倾斜,但未断裂,且桩长较短的情况下进行,可采用局部开挖后用千斤顶纠偏复位。如果桩身已经断裂,则不能采取纠偏方法来处理。严禁采用机械方式进行强行纠偏,以免造成桩身断裂。
4、钻孔补强法
此法适应条件是基身混凝土严重蜂窝,离析,松散,强度不够及桩长不足,桩底沉渣过厚等事故,常用高压注浆法来处理,但此法一般不宜采用。桩身混凝土局部有离析,蜂窝时,可用钻机钻到质量缺陷下一倍桩径处,进行清洗后高压注浆。桩长不足时,采用钻机钻至设计持力层标高;对桩长不足部分注浆加固。
5、扩大承台法
扩大承台(梁)法即扩大承台截面的尺寸以满足规范规定的构造要求和承载力要求。以下两方面原因的出现需要扩大承台的尺寸来处理。
桩位偏差过大,原设计的承台(梁)断面宽满足不了规范要求,此时采用扩大承台(梁)来处理。
考虑桩土共同作用,当单桩承载力达不到设计要求,可用扩大承台(梁)并考虑桩与天然地基共同分组上部结构荷载的方法。需要注意的是在扩大承台(梁)断面宽度的同时,适当加大承台(梁)的配筋。
6、复合地基基础法
承台下做换土地基。在桩基承台施工前,挖除一定深度的土,分层夯填砂、石垫层,然后再在人工地基和桩基上施工承台。桩间加水泥土桩。当桩实际承载力达不到设计值时,可采用在桩间土中干喷水泥形成水泥土桩的方法组成复合地基基础。大同市某教学楼(6层一7层框架)桩基事故就采用此法处理,取得了较好的效果。桩与挤密桩合成复合地基。可在桩间用石灰等材料做挤密桩,提高地基承载力,也可适当提高桩周摩阻力。承台周边加做石灰桩。某(7层一9层框架)建筑,灌注桩身混凝土完好率很低,采用此法处理后,取得良好效果,施工也较方便。
结束语
总之,桩基工程是一繁重而复杂的过程,施工人员一定要考虑到每一个环节,统筹兼顾,从各方面使之合理化。好的桩基础不仅仅是能保证建筑物安全,而且能不断地提高施工质量保障和施工进度。
参考文献
[1]何乐生.桩基工程施工中的常见质量问题及处理技术[J].江西建材,2013.04
[2]郭斌.谈桩基础施工常见的质量问题及处理[J].山西建筑,2013.01
[3]刘来贤.浅析桩基施工中的常见质量问题及控制措施[J].2013.01
[4]潘磊,高文君.建筑施工中桩基础质量控制措施探讨[J].现代商贸工业,2012.11
说明:
基金项目:银川能源學院校级科研基金资助项目
作者简介:刘艳(1986年-),女,宁夏永宁人,本科,主要从事结构与地基协同作用方面的研究
吴保存,男,1985年4月生,山西兴县人,结构工程,硕士研究生,从事工程项目管理结构与地基协同作用方面的研究.