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【摘要】:现代的建筑工程施工中,采取桩基础,既节省了施工工期,又保证了工程质量,并取得了相应的经济效益和社会效益。随着现代科学技术的发展,桩的种类和桩基形式、施工工艺和设备以及桩基理论和设计方法,都有了很大的发展。本文阐述了建筑工程施工中桩基的施工技术及发展应用。
【关键词】:建筑施工;桩基应用;施工技术
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
一、桩基的实用与选择
桩基的应用与选择具备一定的条件。对下列建筑工程要求情况,可以考虑选用桩基础方案:不允许地基有过大沉降和不均匀沉的高层建筑或其他重要建筑物;重型工业厂房和荷载过大的建筑物,如仓库、粮仓等;对烟囱、输电塔等高耸高结构建筑物,宜采用桩基以承受较大的上拔力和水平力,或用以防止结构物的倾斜;对精密或大型的设备基础,需要减小基础振动、减弱基础振动对结构的影响,或应控制基础沉降和沉降速率;软弱地基或某些特殊性土上的各类永久性建筑物,或以桩基作为地震区结构抗震措施。
二、樁基处理的一般原则
当桩基发生质量问题后,若处理不及时,结果给工程留下隐患。为了防止类似问题的发生,处理方法如下:
1、处理前应具备的条件事故性质和范围清楚;目的要明确,应有预定处理方案。
2、事故处理应满足的基本条件对事故处理方案要求安全可靠、经济合理。对未施工部分应提出预防和改进措施,防止事故的再次发生。
3、事故应及时处理,防止留下隐患桩成孔后,应检查桩孔嵌入持力层深度、岩石强度、沉渣厚度、桩孔垂直度等数据必须符合设计要求,只要有一项不符合设计要求,就应及时分析解决,方能灌注砼、移动钻机,防止类似问题产生造成不必要的浪费。基桩开挖前必须全面检查成桩记录和桩的测试资料,发现质量上问题,必须经研究后方能挖土,防止基桩开挖后再来处理造成不必要的麻烦。
三、桩基事故的常用处理方法
常用方法有接桩,补桩,补强,扩大承台(梁)等。下面结合事故发生的原因分别介绍几种方法的应用情况。
1、接桩法
当成桩后桩顶标高不足,常采用接桩法处理,方法有以下2种。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(梁)施工前补桩,如钻孔桩距过大,不能承受上部荷载时,可在桩与桩之间补桩。
3、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,强度不够及校长不足,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。高压注浆补强:(1)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。(2)校长不足时,采用钻机钻至持力层标高;对桩长不足部分注浆加固。
四、灌注桩的施工技术
1、沉管灌注桩
沉管灌注桩可采用锤击振动、振动冲击等方法沉管开孔。锤击沉管灌注桩的常用直径(指制桩尖的直径)为300mm-500mm,桩长常在20m以内,可打至硬粘土或中、粗砂层。对直径340mm和480mm的桩,当锤的质量各为1t和2t-3.5t时,单桩轴向承载力分别约为250KN-350KN和500KN-700KN。这种施工设备简单,打桩进度快,成本低,但很容易产生缩颈(桩身截面局部缩小)、断桩、局部夹长、混凝土离析和强度不足等质量事故。其原因是多方面的,缩颈常发生在软硬土层交界处,或软弱土层处。因此,拔管的速度应该放慢,例如为0.8m/min;管内混凝土量应充足,应达到1.10-1.15。沉管灌注桩施工示意图如下
2、钻(冲、磨)孔灌注桩
各种钻孔桩在施工时都要把桩孔位置的土排出地面,然后清孔底残渣,要放钢筋笼,最后浇灌混凝土。直径为600mm或650mm钻孔桩,常用回转机具开孔,桩长为10m-30m,单桩承载力为1MN-2MN。目前,国内的钻(冲)孔灌注桩在钻进时下钢套筒,而是利用泥浆保护孔壁,以防现孔,常用桩径为800mm、1000mm、1200mm等,采用的承载力达3MN-9MN。钻孔灌注桩施工示意图
3、挖孔桩
挖孔桩可以采用人工或机械挖掘开孔。人工挖土时,要挖深0.9m-1.0m时就浇灌或喷射的圈混凝土护壁,上下圈之间插筋连接。达到所需深度时,再进行扩孔。最后在护壁内安装钢筋笼和浇灌混凝土。挖孔桩的直径不宜小于1m,深度为15m者,桩径应在1.2m-1.4m以上,桩身长度宜限制在30m内。建筑工程的建筑场地,如果浅层的土质不能满足建筑物对地基承载力和变形的要求,而又不适宜采取地基处理措施时,就要考虑下部坚实层或岩层作为特力层的深基础方案了。深基础主要有桩基础、沉进和地下连续墙等几种类型,但其中还是以历史悠久、广泛选用的桩基应用最为广泛。
五、灌注桩工艺的发展
近年来,我国广泛采用灌注桩,积累了不少设计和施工的经验,灌注桩基施工工艺技术也有长足的发展。
灌注桩的混凝土强度等级,一般不得低于C15,骨料不大于40mm,坍落度一般采用50mm-70mm;以水下导管灌注混凝土,混凝土强度等级不得低于C20,骨料粒径应小于管内径的1/4,最大粒径不大于50mm,坍落度以160mm-200mm为宜。当混凝土灌注桩径计算符合要求时,桩身可不配抗压钢筋。桩顶伸入承台起连接作用的插筋,可视需要而定。桩身按计算需要配筋者,对于轴心受压的桩,主筋的最小配筋率不宜小于0.2%,受变时不宜小于0.4%(均对非地震区而言)。如用作抗拔桩时,钢筋应通长配置。当为受变时,主筋长度一般取4.0/a,a为桩身变形系数(单位是1/m)。当桩用上部为软弱土层或可液化土层时,主筋长度最好超过软弱土层或可液化土层的深度。
钢筋混凝土灌注桩的混凝土保护支,厚度一般不小于30mm(抗弯计算时取35mm),采用水下浇灌注混凝土者不得小于50mm。主筋端部不设弯钩,以利钢套管或导管的提升。箍筋宜采用焊接环或螺旋箍筋,直径一般不小于6mm,间距为20Omm-300mm。当钢筋笼长度超过4m时,宜每隔2m左右设一道焊接加劲箍筋。钢筋笼在钢套管内埋设者,箍筋宜放在主盘之内,且钢筋笼外径至少应比套管的内径小50mm;采用导管浇灌水下混凝土者,箍筋应放在钢筋笼之外,钢筋笼内径应比导管联接处的外径大100mm以上,其外径应比钻孔直径小100mm以上。
六、如何有效控制建筑桩基施工质量控制
1、审核承台边缘尺寸是否符合要求
因多种原因,建筑桩基沉桩施工会造成一定的桩位偏差,特别是锤击桩,静压桩相对偏差较小。承台边缘尺寸应满足规范规定的桩位允许偏差的需要,如盖有基础梁的桩,基础梁边缘距桩边应不小于100mm,否则桩位偏差仍在规范允许范围内,而桩身已超出承台梁边缘,这种受力状况显然不合理。
2、桩顶标高超偏处理
桩顶标高属预制桩质量检验的一般项目,允许偏差为±50mm,要求合格点率达到80%及以上。正偏差可通过增加破桩高度解决,对桩的承载力影响甚小;负偏差一般将桩顶四周混凝上垫层局部加深,形成“升箩底”以满足桩顶嵌入承台长度。在浇筑承台混凝上时,须清除积水,确保承台与桩顶连接良好。
结束语
预应力钢筋混凝土预制管桩基础由桩身和连接桩顶的承台组成,其具有承载力大,稳定性好,沉降量小而均匀,施工方便快捷等优点。其适应范围广,除了荷载大、对沉降量要求严格限制的建筑物,以及配备重型吊车的工业厂房,还可以用于对限制倾斜量有特殊要求的建筑物,尤其适用于建造在沿海滩涂等软弱地基上的重型建(构)筑物,因此预应力钢筋混凝土预制管桩基础在全国范围内得到广泛应用。
【参考文献】
[1]丁海波.浅谈建筑施工中桩基的应用[J].黑龙江科技信息,2008,(29).
[2]王强,孙娇.浅谈建筑施工中桩基的应用[J]..黑龙江科技信息,2010,(23).
[3]夏丹丹,刘蕾.浅谈建筑施工中桩基的应用[J].黑龙江科技信息,2010,(27).
【关键词】:建筑施工;桩基应用;施工技术
中图分类号:TU74 文献标识码:A 文章编号:
一、桩基的实用与选择
桩基的应用与选择具备一定的条件。对下列建筑工程要求情况,可以考虑选用桩基础方案:不允许地基有过大沉降和不均匀沉的高层建筑或其他重要建筑物;重型工业厂房和荷载过大的建筑物,如仓库、粮仓等;对烟囱、输电塔等高耸高结构建筑物,宜采用桩基以承受较大的上拔力和水平力,或用以防止结构物的倾斜;对精密或大型的设备基础,需要减小基础振动、减弱基础振动对结构的影响,或应控制基础沉降和沉降速率;软弱地基或某些特殊性土上的各类永久性建筑物,或以桩基作为地震区结构抗震措施。
二、樁基处理的一般原则
当桩基发生质量问题后,若处理不及时,结果给工程留下隐患。为了防止类似问题的发生,处理方法如下:
1、处理前应具备的条件事故性质和范围清楚;目的要明确,应有预定处理方案。
2、事故处理应满足的基本条件对事故处理方案要求安全可靠、经济合理。对未施工部分应提出预防和改进措施,防止事故的再次发生。
3、事故应及时处理,防止留下隐患桩成孔后,应检查桩孔嵌入持力层深度、岩石强度、沉渣厚度、桩孔垂直度等数据必须符合设计要求,只要有一项不符合设计要求,就应及时分析解决,方能灌注砼、移动钻机,防止类似问题产生造成不必要的浪费。基桩开挖前必须全面检查成桩记录和桩的测试资料,发现质量上问题,必须经研究后方能挖土,防止基桩开挖后再来处理造成不必要的麻烦。
三、桩基事故的常用处理方法
常用方法有接桩,补桩,补强,扩大承台(梁)等。下面结合事故发生的原因分别介绍几种方法的应用情况。
1、接桩法
当成桩后桩顶标高不足,常采用接桩法处理,方法有以下2种。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(梁)施工前补桩,如钻孔桩距过大,不能承受上部荷载时,可在桩与桩之间补桩。
3、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,强度不够及校长不足,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。高压注浆补强:(1)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。(2)校长不足时,采用钻机钻至持力层标高;对桩长不足部分注浆加固。
四、灌注桩的施工技术
1、沉管灌注桩
沉管灌注桩可采用锤击振动、振动冲击等方法沉管开孔。锤击沉管灌注桩的常用直径(指制桩尖的直径)为300mm-500mm,桩长常在20m以内,可打至硬粘土或中、粗砂层。对直径340mm和480mm的桩,当锤的质量各为1t和2t-3.5t时,单桩轴向承载力分别约为250KN-350KN和500KN-700KN。这种施工设备简单,打桩进度快,成本低,但很容易产生缩颈(桩身截面局部缩小)、断桩、局部夹长、混凝土离析和强度不足等质量事故。其原因是多方面的,缩颈常发生在软硬土层交界处,或软弱土层处。因此,拔管的速度应该放慢,例如为0.8m/min;管内混凝土量应充足,应达到1.10-1.15。沉管灌注桩施工示意图如下
2、钻(冲、磨)孔灌注桩
各种钻孔桩在施工时都要把桩孔位置的土排出地面,然后清孔底残渣,要放钢筋笼,最后浇灌混凝土。直径为600mm或650mm钻孔桩,常用回转机具开孔,桩长为10m-30m,单桩承载力为1MN-2MN。目前,国内的钻(冲)孔灌注桩在钻进时下钢套筒,而是利用泥浆保护孔壁,以防现孔,常用桩径为800mm、1000mm、1200mm等,采用的承载力达3MN-9MN。钻孔灌注桩施工示意图
3、挖孔桩
挖孔桩可以采用人工或机械挖掘开孔。人工挖土时,要挖深0.9m-1.0m时就浇灌或喷射的圈混凝土护壁,上下圈之间插筋连接。达到所需深度时,再进行扩孔。最后在护壁内安装钢筋笼和浇灌混凝土。挖孔桩的直径不宜小于1m,深度为15m者,桩径应在1.2m-1.4m以上,桩身长度宜限制在30m内。建筑工程的建筑场地,如果浅层的土质不能满足建筑物对地基承载力和变形的要求,而又不适宜采取地基处理措施时,就要考虑下部坚实层或岩层作为特力层的深基础方案了。深基础主要有桩基础、沉进和地下连续墙等几种类型,但其中还是以历史悠久、广泛选用的桩基应用最为广泛。
五、灌注桩工艺的发展
近年来,我国广泛采用灌注桩,积累了不少设计和施工的经验,灌注桩基施工工艺技术也有长足的发展。
灌注桩的混凝土强度等级,一般不得低于C15,骨料不大于40mm,坍落度一般采用50mm-70mm;以水下导管灌注混凝土,混凝土强度等级不得低于C20,骨料粒径应小于管内径的1/4,最大粒径不大于50mm,坍落度以160mm-200mm为宜。当混凝土灌注桩径计算符合要求时,桩身可不配抗压钢筋。桩顶伸入承台起连接作用的插筋,可视需要而定。桩身按计算需要配筋者,对于轴心受压的桩,主筋的最小配筋率不宜小于0.2%,受变时不宜小于0.4%(均对非地震区而言)。如用作抗拔桩时,钢筋应通长配置。当为受变时,主筋长度一般取4.0/a,a为桩身变形系数(单位是1/m)。当桩用上部为软弱土层或可液化土层时,主筋长度最好超过软弱土层或可液化土层的深度。
钢筋混凝土灌注桩的混凝土保护支,厚度一般不小于30mm(抗弯计算时取35mm),采用水下浇灌注混凝土者不得小于50mm。主筋端部不设弯钩,以利钢套管或导管的提升。箍筋宜采用焊接环或螺旋箍筋,直径一般不小于6mm,间距为20Omm-300mm。当钢筋笼长度超过4m时,宜每隔2m左右设一道焊接加劲箍筋。钢筋笼在钢套管内埋设者,箍筋宜放在主盘之内,且钢筋笼外径至少应比套管的内径小50mm;采用导管浇灌水下混凝土者,箍筋应放在钢筋笼之外,钢筋笼内径应比导管联接处的外径大100mm以上,其外径应比钻孔直径小100mm以上。
六、如何有效控制建筑桩基施工质量控制
1、审核承台边缘尺寸是否符合要求
因多种原因,建筑桩基沉桩施工会造成一定的桩位偏差,特别是锤击桩,静压桩相对偏差较小。承台边缘尺寸应满足规范规定的桩位允许偏差的需要,如盖有基础梁的桩,基础梁边缘距桩边应不小于100mm,否则桩位偏差仍在规范允许范围内,而桩身已超出承台梁边缘,这种受力状况显然不合理。
2、桩顶标高超偏处理
桩顶标高属预制桩质量检验的一般项目,允许偏差为±50mm,要求合格点率达到80%及以上。正偏差可通过增加破桩高度解决,对桩的承载力影响甚小;负偏差一般将桩顶四周混凝上垫层局部加深,形成“升箩底”以满足桩顶嵌入承台长度。在浇筑承台混凝上时,须清除积水,确保承台与桩顶连接良好。
结束语
预应力钢筋混凝土预制管桩基础由桩身和连接桩顶的承台组成,其具有承载力大,稳定性好,沉降量小而均匀,施工方便快捷等优点。其适应范围广,除了荷载大、对沉降量要求严格限制的建筑物,以及配备重型吊车的工业厂房,还可以用于对限制倾斜量有特殊要求的建筑物,尤其适用于建造在沿海滩涂等软弱地基上的重型建(构)筑物,因此预应力钢筋混凝土预制管桩基础在全国范围内得到广泛应用。
【参考文献】
[1]丁海波.浅谈建筑施工中桩基的应用[J].黑龙江科技信息,2008,(29).
[2]王强,孙娇.浅谈建筑施工中桩基的应用[J]..黑龙江科技信息,2010,(23).
[3]夏丹丹,刘蕾.浅谈建筑施工中桩基的应用[J].黑龙江科技信息,2010,(27).