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摘要:在土木工程建设中,桩基础是一种重要的基础型式。近年来,随着各种大型、超高型建筑物、构筑物的数量增多、规模变大,对桩基础的要求也越来越高,从而推动了桩基施工工艺的发展和施工技术水平的提高,并出现了一些新的成桩工艺,如预制桩方面有预应力混凝土管桩、钢管桩等,灌注桩方面有鉆孔注浆成桩、挤扩支盘灌注桩、全套管成桩等。本文主要探讨建筑施工中水泥搅拌桩施工技术。
关键词:建筑施工;桩基础;质量控制
泥浆护壁成孔灌注桩由于受施工工艺、施工方法、现场管理、施工操作及地层土质等因素影响,会出现孔底沉渣、桩侧泥皮等现象。孔底沉渣的存在使桩端持力层性质发生变化,形成可压缩的“软垫”,成为影响单桩承载力的重要因素之一[1]。
1 建筑施工中桩基础概述
桩基是一种古老的基础型式。桩工技术经历了几千年的发展过程。现在,无论是桩基材料和桩类型,或者是桩工机械和施工方法都有了巨大的发展,已经形成了现代化基础工程体系。在某些情况下,采用桩基可以大量减少施工现场工作量和材料的消耗。众所周知,桩基础是将上部荷载传递给桩侧和桩底端以下的土(或岩)层,采用挖、钻孔等非挤土方法而成的桩,在成孔过程中将土排除孔外,桩孔周围土的性质并无改善。桩支承于坚硬的(基岩、密实的卵砾石层)或较硬的(硬塑粘性土、中密砂等)持力层,具有很高的竖向单桩承载力或群桩承载力,足以承担高层建筑的全部竖向荷载(包括偏心荷载)。桩基具有很大的竖向单桩刚度(端承桩)或群刚度(摩擦桩),在自重或相邻荷载影响下,不产生过大的不均匀沉降,并确保建筑物的倾斜不超过允许范围。凭借巨大的单桩侧向刚度(大直径桩)或群桩基础的侧向刚度及其整体抗倾覆能力,抵御由于风和地震引起的水平荷载与力矩荷载,保证高层建筑的抗倾覆稳定性。桩身穿过可液化土层而支承于稳定的坚实土层或嵌固于基岩,在地震造成浅部土层液化与震陷的情况下,桩基凭靠深部稳固土层仍具有足够的抗压与抗拔承载力,从而确保高层建筑的稳定,且不产生过大的沉陷与倾斜。“基础不牢,地动山摇”,桩基础对于现代的高层建筑、桥梁以及高架桥的修建都是非常重要的,因此对于桩基础的施工技术需有关部门给与高度重视。
2水泥搅拌桩的施工工艺流程
(1)定位:定位就是利用起重机械设备将搅拌机放置到预先选定的位置。
(2)预拌下沉:这个过程首先要等到冷却水进行正常的循环之后才能开始,这时候启动搅拌机的电机,使得搅拌机能够沿着预先设定的方向开始下沉。
(3)水泥浆的制备:在搅拌机开始下沉之后,就要开始按照设计的比例要求来制备水泥浆。
(4)提升搅拌机:等到水泥搅拌机下沉到一定的深度之后,就可以将水泥浆注入地基之中,在注浆的同时要保证搅拌机的旋转正常地进行,对于搅拌机的提升速度要严格地按照设计要求来进行。
(5)上下搅拌:当搅拌机在提升到加固深度的顶面设计标高的时候,要保证集料斗中的水泥砂浆正好处在一个排空的状态。为了能够达到一个良好的拌和效果,要反复地重复上下两个过程[2]。
2 建筑施工中桩基础质量问题分析
中国工业化在解放后不断发展壮大,钢板桩在现今的建筑工程中的应用十分广泛,对于这样的技术和工艺有着越来越严格的要求,而且在施工项目中这种技术使用的愈加频繁且使用率在不断地增加,可见桩基础技术的重要性。但是钢板桩这个行业在技术标准、生产工艺、行业规范都处在一个发展摸索的时期,存在很多问题需要深入研究分析,有着很大的改良空间。现如今对于我们国内的一些建筑工程所需要的钢板桩主要以进口为主,但是国内同样出现给了许多以冷弯型的钢板桩为代表的生厂商,这种冷弯版型的钢板桩对于潜基坑有很大的应用作用,又因为它的成本比较低,所以现在成为了热轧钢板桩的有效替代品,但是它也有自身的缺陷所在,由于锁扣工艺、受弯折程度等等这些客观因素而言,它很难控制其精准度、不断上升的重量也使它无法发挥其优点,这也成了它没有被广泛的推广原因之一。我国缺乏对钢板桩同一标准的度量和对相应行业的规范体系,导致了国内钢板桩的推广受到了很大制约[2]。同样从另一个角度来说,差距就是有发展的空间,目前中国的钢板桩的推广和应用与与在市场上中国几年前 H 型钢的推广和应用有着很多的相似点。对于中国的经济发展现在就是一个大发展的时期,国家的相关部门正在着手编写管理钢板桩的标准,既相应的标准对于推动钢板桩的推广有着重要的意义。许多国内钢铁企业追踪分析钢板时长的发展,瞄准了我国今后的潜在市场,为大规模近军国内市场做相关准备。对于我国的钢板桩市场做合理的分析和探索对于社会经济发展有着巨大而广阔的空间[3]。
3 建筑施工中桩基础质量控制措施
近年桩端注浆桩在工程中的应用不断拓展,按使用功能主要包括以下几个方面:用于
工业民用建筑(高层建筑)、公共设施建筑的基础桩;用于边坡支护桩或基坑支护的帷幕
桩;在基础托换工程中用注浆桩提高荷载增量下的地基承载力;用于桥基或旧桥改造加固
工程。
桩基础施工中大量采用了机械施工作业,且施工中不可避免地产生振动、重物吊运等作业过程,因此桩基础工程施工中应注意以下几方面内容:(1)机具进场要注意危桥、陡坡、陷地和防止碰撞电杆、房屋等,以免造成事故。(2)施工前应全面检查机械,发现问题要及时解决,严禁带病作业。(3)在打桩过程中遇有地坪隆起或下陷时,应随时对机架及路轨调整垫平。(4)机械司机在施工操作时要思想集中,服从指挥信号,不得随便离开岗位,并经常注意机械运转情况,发现异常情况要及时纠正。(5)打桩时桩头垫料严禁用手拨正,不要在桩锤未打到桩顶即起锤或过早刹车,以免损坏桩机设备[3]。(6)钻孔灌注桩在已钻成的孔尚未浇筑混凝土前,必须用盖板封严;钢管桩打桩后必须及时加盖临时桩帽;预制混凝土桩送桩入土后的桩孔必须及时用砂子或其他材料填灌,以免发生人身事故[4]。
水泥搅拌桩施工采用二喷四搅工艺。第一次下钻时为避免堵管可带浆下钻,喷浆量应小于总量的1/2,严禁带水下钻第一次下钻和提钻时一律采用低档操作,复搅时可提高一个档位侮根桩的正常成桩时间应不少于40分钟,喷浆压力不小于0.4MPa。为保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量,第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30秒,进行磨桩端,余浆上提过程中全部喷入桩体,且在桩顶部位进行磨桩头,停留时间为30秒。在搅拌桩施工过程中采用“叶缘喷浆”的搅拌头。这种搅拌头的喷浆口位于搅拌叶片的最外缘,当浆液离开叶片向桩体中心环状空间运移时,随着叶片的转动和切削,浆液能较均匀地散布在桩体中的土中长期使用证明,“叶缘喷浆”搅拌头能较好地解决喷浆中的搅拌不均问题。
结论
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。
参考文献:
[1]郭大威. 深层水泥搅拌桩止水帷幕在深基坑支护中的应用分析[J]. 科技创新与应用,2014,07:205.
[2]苗壮. 水泥搅拌桩复合地基若干关键问题研究评述[J]. 山西建筑,2014,03:96-97.
[3]张力. 建筑施工中水泥搅拌桩质量控制要点[J]. 今日科苑,2013,23:115.
[4]厉见芬,代国忠,李书进. 干湿法水泥搅拌桩加固软土地基工程实例对比分析研究[J]. 混凝土与水泥制品,2013,09:39-41.
关键词:建筑施工;桩基础;质量控制
泥浆护壁成孔灌注桩由于受施工工艺、施工方法、现场管理、施工操作及地层土质等因素影响,会出现孔底沉渣、桩侧泥皮等现象。孔底沉渣的存在使桩端持力层性质发生变化,形成可压缩的“软垫”,成为影响单桩承载力的重要因素之一[1]。
1 建筑施工中桩基础概述
桩基是一种古老的基础型式。桩工技术经历了几千年的发展过程。现在,无论是桩基材料和桩类型,或者是桩工机械和施工方法都有了巨大的发展,已经形成了现代化基础工程体系。在某些情况下,采用桩基可以大量减少施工现场工作量和材料的消耗。众所周知,桩基础是将上部荷载传递给桩侧和桩底端以下的土(或岩)层,采用挖、钻孔等非挤土方法而成的桩,在成孔过程中将土排除孔外,桩孔周围土的性质并无改善。桩支承于坚硬的(基岩、密实的卵砾石层)或较硬的(硬塑粘性土、中密砂等)持力层,具有很高的竖向单桩承载力或群桩承载力,足以承担高层建筑的全部竖向荷载(包括偏心荷载)。桩基具有很大的竖向单桩刚度(端承桩)或群刚度(摩擦桩),在自重或相邻荷载影响下,不产生过大的不均匀沉降,并确保建筑物的倾斜不超过允许范围。凭借巨大的单桩侧向刚度(大直径桩)或群桩基础的侧向刚度及其整体抗倾覆能力,抵御由于风和地震引起的水平荷载与力矩荷载,保证高层建筑的抗倾覆稳定性。桩身穿过可液化土层而支承于稳定的坚实土层或嵌固于基岩,在地震造成浅部土层液化与震陷的情况下,桩基凭靠深部稳固土层仍具有足够的抗压与抗拔承载力,从而确保高层建筑的稳定,且不产生过大的沉陷与倾斜。“基础不牢,地动山摇”,桩基础对于现代的高层建筑、桥梁以及高架桥的修建都是非常重要的,因此对于桩基础的施工技术需有关部门给与高度重视。
2水泥搅拌桩的施工工艺流程
(1)定位:定位就是利用起重机械设备将搅拌机放置到预先选定的位置。
(2)预拌下沉:这个过程首先要等到冷却水进行正常的循环之后才能开始,这时候启动搅拌机的电机,使得搅拌机能够沿着预先设定的方向开始下沉。
(3)水泥浆的制备:在搅拌机开始下沉之后,就要开始按照设计的比例要求来制备水泥浆。
(4)提升搅拌机:等到水泥搅拌机下沉到一定的深度之后,就可以将水泥浆注入地基之中,在注浆的同时要保证搅拌机的旋转正常地进行,对于搅拌机的提升速度要严格地按照设计要求来进行。
(5)上下搅拌:当搅拌机在提升到加固深度的顶面设计标高的时候,要保证集料斗中的水泥砂浆正好处在一个排空的状态。为了能够达到一个良好的拌和效果,要反复地重复上下两个过程[2]。
2 建筑施工中桩基础质量问题分析
中国工业化在解放后不断发展壮大,钢板桩在现今的建筑工程中的应用十分广泛,对于这样的技术和工艺有着越来越严格的要求,而且在施工项目中这种技术使用的愈加频繁且使用率在不断地增加,可见桩基础技术的重要性。但是钢板桩这个行业在技术标准、生产工艺、行业规范都处在一个发展摸索的时期,存在很多问题需要深入研究分析,有着很大的改良空间。现如今对于我们国内的一些建筑工程所需要的钢板桩主要以进口为主,但是国内同样出现给了许多以冷弯型的钢板桩为代表的生厂商,这种冷弯版型的钢板桩对于潜基坑有很大的应用作用,又因为它的成本比较低,所以现在成为了热轧钢板桩的有效替代品,但是它也有自身的缺陷所在,由于锁扣工艺、受弯折程度等等这些客观因素而言,它很难控制其精准度、不断上升的重量也使它无法发挥其优点,这也成了它没有被广泛的推广原因之一。我国缺乏对钢板桩同一标准的度量和对相应行业的规范体系,导致了国内钢板桩的推广受到了很大制约[2]。同样从另一个角度来说,差距就是有发展的空间,目前中国的钢板桩的推广和应用与与在市场上中国几年前 H 型钢的推广和应用有着很多的相似点。对于中国的经济发展现在就是一个大发展的时期,国家的相关部门正在着手编写管理钢板桩的标准,既相应的标准对于推动钢板桩的推广有着重要的意义。许多国内钢铁企业追踪分析钢板时长的发展,瞄准了我国今后的潜在市场,为大规模近军国内市场做相关准备。对于我国的钢板桩市场做合理的分析和探索对于社会经济发展有着巨大而广阔的空间[3]。
3 建筑施工中桩基础质量控制措施
近年桩端注浆桩在工程中的应用不断拓展,按使用功能主要包括以下几个方面:用于
工业民用建筑(高层建筑)、公共设施建筑的基础桩;用于边坡支护桩或基坑支护的帷幕
桩;在基础托换工程中用注浆桩提高荷载增量下的地基承载力;用于桥基或旧桥改造加固
工程。
桩基础施工中大量采用了机械施工作业,且施工中不可避免地产生振动、重物吊运等作业过程,因此桩基础工程施工中应注意以下几方面内容:(1)机具进场要注意危桥、陡坡、陷地和防止碰撞电杆、房屋等,以免造成事故。(2)施工前应全面检查机械,发现问题要及时解决,严禁带病作业。(3)在打桩过程中遇有地坪隆起或下陷时,应随时对机架及路轨调整垫平。(4)机械司机在施工操作时要思想集中,服从指挥信号,不得随便离开岗位,并经常注意机械运转情况,发现异常情况要及时纠正。(5)打桩时桩头垫料严禁用手拨正,不要在桩锤未打到桩顶即起锤或过早刹车,以免损坏桩机设备[3]。(6)钻孔灌注桩在已钻成的孔尚未浇筑混凝土前,必须用盖板封严;钢管桩打桩后必须及时加盖临时桩帽;预制混凝土桩送桩入土后的桩孔必须及时用砂子或其他材料填灌,以免发生人身事故[4]。
水泥搅拌桩施工采用二喷四搅工艺。第一次下钻时为避免堵管可带浆下钻,喷浆量应小于总量的1/2,严禁带水下钻第一次下钻和提钻时一律采用低档操作,复搅时可提高一个档位侮根桩的正常成桩时间应不少于40分钟,喷浆压力不小于0.4MPa。为保证水泥搅拌桩桩端、桩顶及桩身质量,第一次提钻喷浆时应在桩底部停留30秒,进行磨桩端,余浆上提过程中全部喷入桩体,且在桩顶部位进行磨桩头,停留时间为30秒。在搅拌桩施工过程中采用“叶缘喷浆”的搅拌头。这种搅拌头的喷浆口位于搅拌叶片的最外缘,当浆液离开叶片向桩体中心环状空间运移时,随着叶片的转动和切削,浆液能较均匀地散布在桩体中的土中长期使用证明,“叶缘喷浆”搅拌头能较好地解决喷浆中的搅拌不均问题。
结论
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。
参考文献:
[1]郭大威. 深层水泥搅拌桩止水帷幕在深基坑支护中的应用分析[J]. 科技创新与应用,2014,07:205.
[2]苗壮. 水泥搅拌桩复合地基若干关键问题研究评述[J]. 山西建筑,2014,03:96-97.
[3]张力. 建筑施工中水泥搅拌桩质量控制要点[J]. 今日科苑,2013,23:115.
[4]厉见芬,代国忠,李书进. 干湿法水泥搅拌桩加固软土地基工程实例对比分析研究[J]. 混凝土与水泥制品,2013,09:39-41.