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摘要：本文通过浅析钢筋混凝土灌注桩与预制管桩在高层结构地基基础中的应用对比，以完善钢筋混凝土灌注桩与预制管桩施工工艺,推广其应用。
关键词：钢筋混凝土桩；预制管桩；高层结构地基基础；对比应用
中图分类号： TU37 文献标识码： A 文章编号：
随着经济的发展,大量开发商为了节约投资及占地面积,建筑物高度越来越高,地基承载力要求也随之增高,复合地基已不能满足承载力要求,加上建筑物抗震等级的提高,基坑深度加深,因此，高层结构地基基坑支炉时，在不同地基中合理选用灌注桩在北方地区已正式成为处理高层、超高层地基最合理最有效的地基处理方式之一。
桩基础
桩基础是一种常用的深基础形式，桩按施工的方式分为灌注桩与预制桩。灌注桩系是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型。预制桩，是在工厂或施工现场制成的各种材料、各种形式的桩（如木桩、混凝土方桩、预制管桩、钢桩等），用沉桩设备将桩打入、压入或振入土中。中国建筑施工领域采用较多的预制桩主要是混凝土预制桩。
2.钢筋混凝土灌注桩与预制管桩的施工要点
2.1钢筋混凝土灌注桩施工
钢筋混凝土灌注桩与沉入桩中的锤击法相比，施工噪声和震动要小的多，能建造比预制桩的直径大的多的桩，并且在各种地基上均可使用。以下是灌注桩施工的基本工序及要求：
2.1.1 钻机安装
钻机一般多采用回旋钻机，施工钻机等机械设备必须置于坚实稳固的填土之上，且工作平台高程要超出施工洪水位或地下水位以上 1米，该工程表面是沉积松散砂，设备无法正常安装，决定采用黄土铺垫0.5 米压实，保证钻机准确就位。
2.1.2 施工顺序
放水塔基础灌注桩设计采用正方形布置，纵向、横向四排，桩距 2米，排距亦为 2 米，密度大，给施工造成一定困难。 该工程采用一台钻机跳桩施工，完成一根，浇注一根，保证浇注质量和进度。灌注桩的施工工艺是：护筒埋设→钻孔→清孔→安放钢筋笼→水下混凝土灌注→桩头处理→桩基检测
2.1.3 护筒埋设
护筒一般采用钢护筒，作用有固定桩位，锥头导向，隔离地面水，保护孔口固壁等作用， 护筒埋设要求顶部与工作平台一致， 护筒高2.0～2.5m，护筒中心线与桩位中心偏差不得超过 5 厘米 ，然后根据护筒的大小挖埋护筒， 护筒应高出地面 30～50㎝， 埋入土中应不小于1.0m。 护筒四周用粘土回填密实，以免冲孔过程中渗透塌陷。
2.1.4 钻孔
开钻前，先在护筒内按 1：1 比例投放粘土及小片石（粒径 15 厘米）并注水，开钻前用钻机小冲程反复冲击，泥浆固壁，钻至深度 2 米以后逐步加大冲程。钻进中钻渣太多，冲击进度明显下降，坚硬土层小于 5-10cm/h，松软土层小于15-30cm/h 时应进行淘渣。正常钻进，每班至少淘渣一次。钻进中若有停顿等情况，应当用检孔器检孔，发现问题及时处理。该工程钻进至底部时必须穿入岩层 2米，必须适当加大泥浆比重，以利钻渣浮起。
2.1.5 清孔
钻进达到设计深度后，应立即清孔。清孔的目的是抽换孔内泥浆，清除钻渣和孔底沉淀层，尽量减少孔底沉淀厚度，防止桩底存留过厚沉淀物而降低桩的承载力。孔底提取的泥浆比重在 1.15-1.25 之间，含砂率应小于 10%为合格。按要求支承桩孔底沉淀厚度不得大于 5 厘米。摩擦桩孔底沉淀厚度不得大于 0.4D（D 为桩直径）。
2.1.6 钢筋骨架安放
安放钢筋骨架应防止碰撞孔壁，要慢起慢落，逐步下行。若下落困难，应查明原因，不得强行下插。钢筋骨架的顶面和底面标高应符合设计要求，误差不得大于±5 厘米。
2.2预制管桩施工
预制管桩能承受较大的荷载、坚固耐久、施工速度快，但对周围环境影响较大。以下是预制管桩的施工工艺：
测量定位:由业主提供坐标主控制点及高程控制点,并出具书面移交手续,压桩前先放好桩位,并经检查、复核、报验合格后方可施工。2)桩尖就位、对中、调直:用压桩机自身配备的起重机将桩垂直吊入压桩机的夹持框内,起动压桩机的纵向和横向行走油缸,将桩尖对准桩位;起动压桩油缸将桩压入土中1 m左右停止,用吊锤及主机驾驶室内水平仪调整桩在两个方向的垂直度。第一、二行程压桩是否垂直,是保证压桩质量的关键。3)压桩:通过夹持油缸将桩夹紧,然后压桩油缸伸程,将压力施加到桩上,根据压力表读数以判断桩的质量和承载力是否达到设计要求。4)接桩:当下一节桩压到露出地面0. 5 m~1. 0 m时,接上一节桩。采用端板焊接连接,接桩时上下桩段保持对直,上下端板表面用铁刷子等清理干净,并清除油污和铁锈。焊接时先在坡口周围上对称点焊4点~6点,待上下桩节固定后再分层施焊,施焊时对称进行。5)送桩:如果桩顶接近地面,而压桩力尚未达到规定值,则可以用专制的送桩器进行送桩。6)压桩结束:当桩长达到设计要求或压力表读数达到规定值,便可停止压桩。
桩基础的适用性
桩基作为广泛采用的方式,在土质不良地区修建各种建筑物特别是高层建筑、重型厂房以及有特殊要求的构筑或工程中实施。随着桩基础的种类和形式、施工工艺和设备以及桩基理论和设计方法的发展,工程中的桩基方案也都有了很大的演进。以下对不同情况,分别对桩基础方案进行选用。
对于高层建筑。不允许地基有过大沉降和不均匀沉降的高层建筑或其他重要建筑物,要考虑桩基础方案;
对于厂房和仓库。重型的工业厂房和荷载过大的仓库、料仓等,要考虑桩基础方案;
(3)对于烟囱、输电塔等高耸结构物。此类建筑宜采用桩基以承受较大的上拔力和水平力,或用以防止结构的倾斜时。
4.结语
综上所述，近年来,建筑基坑向着大深度的方向不断地快速发展。此外,由于城市中建筑密度不断加大,基坑周围环境日趋复杂,对相邻建筑的影响控制越发严格,因此，基坑支护成为基坑工程施工中必须慎重对待的关鍵问题，而在高层结构地基基础中合理应用钢筋混凝土灌注桩与预制管桩是解决此问题的关键环节。
参考文献：
［1］黄家强．浅谈建筑结构设计中的概念设计[J]．中国科技信息，2006，（14）．
［2］李文清．钢筋混凝土异形柱结构抗震设计研究[D]．天津大学， 2003．
［3］黄智勇，郭颜凤．钢筋混凝土高层结构设计常见问题探讨．民营科技，2008，（11）．
关键词：钢筋混凝土桩；预制管桩；高层结构地基基础；对比应用
中图分类号： TU37 文献标识码： A 文章编号：
随着经济的发展,大量开发商为了节约投资及占地面积,建筑物高度越来越高,地基承载力要求也随之增高,复合地基已不能满足承载力要求,加上建筑物抗震等级的提高,基坑深度加深,因此，高层结构地基基坑支炉时，在不同地基中合理选用灌注桩在北方地区已正式成为处理高层、超高层地基最合理最有效的地基处理方式之一。
桩基础
桩基础是一种常用的深基础形式，桩按施工的方式分为灌注桩与预制桩。灌注桩系是指在工程现场通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔，并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩，依照成孔方法不同，灌注桩又可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等几类。钻孔灌注桩是按成桩方法分类而定义的一种桩型。预制桩，是在工厂或施工现场制成的各种材料、各种形式的桩（如木桩、混凝土方桩、预制管桩、钢桩等），用沉桩设备将桩打入、压入或振入土中。中国建筑施工领域采用较多的预制桩主要是混凝土预制桩。
2.钢筋混凝土灌注桩与预制管桩的施工要点
2.1钢筋混凝土灌注桩施工
钢筋混凝土灌注桩与沉入桩中的锤击法相比，施工噪声和震动要小的多，能建造比预制桩的直径大的多的桩，并且在各种地基上均可使用。以下是灌注桩施工的基本工序及要求：
2.1.1 钻机安装
钻机一般多采用回旋钻机，施工钻机等机械设备必须置于坚实稳固的填土之上，且工作平台高程要超出施工洪水位或地下水位以上 1米，该工程表面是沉积松散砂，设备无法正常安装，决定采用黄土铺垫0.5 米压实，保证钻机准确就位。
2.1.2 施工顺序
放水塔基础灌注桩设计采用正方形布置，纵向、横向四排，桩距 2米，排距亦为 2 米，密度大，给施工造成一定困难。 该工程采用一台钻机跳桩施工，完成一根，浇注一根，保证浇注质量和进度。灌注桩的施工工艺是：护筒埋设→钻孔→清孔→安放钢筋笼→水下混凝土灌注→桩头处理→桩基检测
2.1.3 护筒埋设
护筒一般采用钢护筒，作用有固定桩位，锥头导向，隔离地面水，保护孔口固壁等作用， 护筒埋设要求顶部与工作平台一致， 护筒高2.0～2.5m，护筒中心线与桩位中心偏差不得超过 5 厘米 ，然后根据护筒的大小挖埋护筒， 护筒应高出地面 30～50㎝， 埋入土中应不小于1.0m。 护筒四周用粘土回填密实，以免冲孔过程中渗透塌陷。
2.1.4 钻孔
开钻前，先在护筒内按 1：1 比例投放粘土及小片石（粒径 15 厘米）并注水，开钻前用钻机小冲程反复冲击，泥浆固壁，钻至深度 2 米以后逐步加大冲程。钻进中钻渣太多，冲击进度明显下降，坚硬土层小于 5-10cm/h，松软土层小于15-30cm/h 时应进行淘渣。正常钻进，每班至少淘渣一次。钻进中若有停顿等情况，应当用检孔器检孔，发现问题及时处理。该工程钻进至底部时必须穿入岩层 2米，必须适当加大泥浆比重，以利钻渣浮起。
2.1.5 清孔
钻进达到设计深度后，应立即清孔。清孔的目的是抽换孔内泥浆，清除钻渣和孔底沉淀层，尽量减少孔底沉淀厚度，防止桩底存留过厚沉淀物而降低桩的承载力。孔底提取的泥浆比重在 1.15-1.25 之间，含砂率应小于 10%为合格。按要求支承桩孔底沉淀厚度不得大于 5 厘米。摩擦桩孔底沉淀厚度不得大于 0.4D（D 为桩直径）。
2.1.6 钢筋骨架安放
安放钢筋骨架应防止碰撞孔壁，要慢起慢落，逐步下行。若下落困难，应查明原因，不得强行下插。钢筋骨架的顶面和底面标高应符合设计要求，误差不得大于±5 厘米。
2.2预制管桩施工
预制管桩能承受较大的荷载、坚固耐久、施工速度快，但对周围环境影响较大。以下是预制管桩的施工工艺：
测量定位:由业主提供坐标主控制点及高程控制点,并出具书面移交手续,压桩前先放好桩位,并经检查、复核、报验合格后方可施工。2)桩尖就位、对中、调直:用压桩机自身配备的起重机将桩垂直吊入压桩机的夹持框内,起动压桩机的纵向和横向行走油缸,将桩尖对准桩位;起动压桩油缸将桩压入土中1 m左右停止,用吊锤及主机驾驶室内水平仪调整桩在两个方向的垂直度。第一、二行程压桩是否垂直,是保证压桩质量的关键。3)压桩:通过夹持油缸将桩夹紧,然后压桩油缸伸程,将压力施加到桩上,根据压力表读数以判断桩的质量和承载力是否达到设计要求。4)接桩:当下一节桩压到露出地面0. 5 m~1. 0 m时,接上一节桩。采用端板焊接连接,接桩时上下桩段保持对直,上下端板表面用铁刷子等清理干净,并清除油污和铁锈。焊接时先在坡口周围上对称点焊4点~6点,待上下桩节固定后再分层施焊,施焊时对称进行。5)送桩:如果桩顶接近地面,而压桩力尚未达到规定值,则可以用专制的送桩器进行送桩。6)压桩结束:当桩长达到设计要求或压力表读数达到规定值,便可停止压桩。
桩基础的适用性
桩基作为广泛采用的方式,在土质不良地区修建各种建筑物特别是高层建筑、重型厂房以及有特殊要求的构筑或工程中实施。随着桩基础的种类和形式、施工工艺和设备以及桩基理论和设计方法的发展,工程中的桩基方案也都有了很大的演进。以下对不同情况,分别对桩基础方案进行选用。
对于高层建筑。不允许地基有过大沉降和不均匀沉降的高层建筑或其他重要建筑物,要考虑桩基础方案;
对于厂房和仓库。重型的工业厂房和荷载过大的仓库、料仓等,要考虑桩基础方案;
(3)对于烟囱、输电塔等高耸结构物。此类建筑宜采用桩基以承受较大的上拔力和水平力,或用以防止结构的倾斜时。
4.结语
综上所述，近年来,建筑基坑向着大深度的方向不断地快速发展。此外,由于城市中建筑密度不断加大,基坑周围环境日趋复杂,对相邻建筑的影响控制越发严格,因此，基坑支护成为基坑工程施工中必须慎重对待的关鍵问题，而在高层结构地基基础中合理应用钢筋混凝土灌注桩与预制管桩是解决此问题的关键环节。
参考文献：
［1］黄家强．浅谈建筑结构设计中的概念设计[J]．中国科技信息，2006，（14）．
［2］李文清．钢筋混凝土异形柱结构抗震设计研究[D]．天津大学， 2003．
［3］黄智勇，郭颜凤．钢筋混凝土高层结构设计常见问题探讨．民营科技，2008，（11）．