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【摘 要】 由于桩基础工程隐蔽性以及施工中不可预见性较多的特点,在施工中经常出现系列问题而影响成桩质量,因此在施工中应依靠先进的科学技术组织施工并根据丰富的施工经验对出现的问题及时处理来保证最终质量。
【关键词】 桩基;技术;解析
一、常见问题分析
在实际操作中:桩沉入深度不足、桩端未进入设计规定的持力层,但桩深已达设计值、最终贯入度过大、其他,诸如桩倾斜过大、断裂等原因导致单桩承载力下降、勘察报告所提供的地层剖面、地基承载力等有关数据与实际情况不符等会造成单桩承载力低于设计要求。而预制桩质量差,其中桩顶面倾斜和桩尖位置不正或变形,最易造成桩倾斜;桩机安装不正,桩架与地面不垂直;桩锤、桩帽、桩身的中心线不重合,产生锤击偏心;桩端遇石子或坚硬的障碍物;桩距过小,打桩顺序不当而产生强烈的挤土效应;基坑土方开挖不当等会造成桩倾斜过大,以此会出现断桩。除了桩倾斜过大可能产生桩断裂外,其他原因还有三种:①桩堆放、起吊、运输的支点或吊点位置不当;②沉桩过程中,桩身弯曲过大而断裂。如桩制作质量造成的弯曲,或桩长细比过大又遇到较硬土层时,锤击产生的弯曲等③锤击次数过多。如有的设计要求的桩锤击过重,设计贯入度过小,以致于施工时,锤击过度而导致桩断裂。
为了更好地预防和控制这些病害的出现在施工的每一个环节都应做到专业、安全、科学、文明。保质保量达到预期的效果个质量。
二、桩基础施工准备
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(煤气管、上水管、下水管、电缆线等)的分布及距离、埋置深度、使用年限、管径大小、结构情况等,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。
1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,适用的径大约为 300 ~2000mm,而震动沉管灌注桩机则适用于淤泥、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。
2现场准备
要使场地得到平整,高层建筑物的桩基通常都为密布的群桩。另外,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。
3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(含进度计划,劳动力需求计划及材料、设备需求计划);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.
三、桩基础施工中技术要点
1 护筒埋设
护筒埋设一般采用双护筒埋设,其分为内外两层护筒,护筒由两个半圆定型制作,内护筒两个半圆一般采用铁丝连结,外护筒每个半圆由螺栓进行连接,每节护筒间采用法兰连接,其最底一节护筒采用钢板对底口进行加固以利于护筒的埋设,该种连接方法可保证在混凝土浇筑过程中内护筒无法拔出时可将两个半圆的铁丝拉断而将护筒分半取出;护筒的埋设高度应保证高出水面1.0m以保证钻孔内泥浆高度高于水面0.5m的要求,外护筒埋深可埋入河床1m左右即可。
2 钻孔
在桩基础深度达到设计值后应进行冲孔换浆调整泥浆的比重、稠度,应控制泥浆比重在1.1~1.3范围内,含沙率应小于5%,若泥浆比重偏小则其偏稀易造成砂子沉淀,最终导致孔底沉渣量偏大,若泥浆比重偏大则泥浆偏稠而不利于混凝土浇筑。当泥浆比调整到最佳值范围并提出钻杆以后,为保证成孔的顺直,平滑应下部用直径22cm的钢筋制成一端锥形的探孔器,探孔器直径与钻孔直径略小,其长度一般在5~8m,看探孔器能否顺利达到桩底部以保证钢筋笼顺利放入桩内,若施工中发生探孔器被卡住则证明出现缩颈而应根据卡住位置进行重新钻孔。钻孔完成后应检查孔深、孔径以及其垂直度,待其合格后则可在孔内投入1~2袋水泥后用钻锥冲击数次以使钻孔内泥浆、钻渣和水泥形成混合物,之后用掏渣筒进行掏渣,掏渣完成后则可在孔底注入泥浆比重在1.1~1.2的稀泥浆进行换浆,该过程应充分利用钻杆在原位进行第一次清孔,待测得孔底沉渣厚度小于50cm时则可进行钢筋笼安放,第二次清孔是在钢筋龙安放完成后用浇筑混凝土的导管进行,清孔完成后应及时进行混凝土浇筑。
3 钢筋笼制作与安装
钢筋笼吊装可采用混凝土制成饼形保护块,每个块中间留10mm左右小孔,在钢筋笼下放过程中每隔2m左右在钢筋笼主筋上用8mm钢筋穿一饼形保护块,并保证其均匀四周分布,便于在钢筋笼下放过程中由于饼形块的滚动而利于钢筋笼下放;钢筋笼吊装过程中应保证其竖直;每节钢筋笼间的接头必须采用错位连接,其在同一截面内接头数量不应大于钢筋数量的50%,焊接时可采用帮条焊或搭接焊,搭接焊则必须将钢筋弯折以保证其上下两端钢筋中心在同一直线上;钢筋笼沉入完毕后应及时校正钢筋的平面位置和钢筋标高,最后用钢管固定住钢筋笼以防止钢筋笼在混凝土浇筑过程中发生位移或上浮现象。
4 混凝土灌注
成孔质量合格后应尽快灌注混凝土,混凝土灌注一般采用导管法,导管安装完成后应进行第二次清孔并保证孔底沉渣厚度不大于100mm;组成混凝土拌和物的碎石、砂等必须级配良好,最大颗粒尺寸的选择必须适合结构物尺寸、钢筋间距及混凝土拌和、装卸、浇筑及操作标准,集料内杂物含量应符合规范要求,必要时应采取清洗和过筛的方法以去除有害杂质,拌和物拌制时应准确控制各种集料量,拌和时间应不小于2~2.5min,应保证下盘材料在装入前内部的拌和料全部倒空;灌注工作开始后则应保证其连续进行,即连续不断的进行混凝土浇筑,并应尽量缩短拆除导管所占用的时间,应控制中途停工时间不超过15min,灌注过程中应随时探测混凝土高度以及时拆除或提升导管,以保持导管适当埋深。
5 成桩
在桩身混凝土浇筑前必须计算好混凝土的第一次需求量以保证漏斗导管内混凝土从导管底部翻出,混凝土浇筑宜采用水下直升导管法对口浇筑,为保证导管提升方便而应将长度不通的导管长短搭配,导管接头宜采用胶皮垫圈密封,导管连接法的连接螺栓不得小于6组并应保证其连接紧密以免发生漏浆现象产生泥浆与混凝土混合造成桩柱夹泥影响灌注质量;导管下设与漏斗安装结束后可在漏斗与导管的接头部位安设一砂袋栓塞固定在漏斗顶部时期与漏斗内混凝土同时进入导管,当导管内的混凝土浇筑到一定量时可将连接砂袋的铁丝剪断以利用砂袋的整体性与混凝土的自重将导管内的泥浆全部挤压出导管,形成导管内的混凝土状以保证后续浇筑不与泥浆掺杂。
6沉桩
(1)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。
7安全
挖孔桩施工的安全问题特别重要,应在多方面加强安全方面的措施,确保施工过程的安全。建立严格完善的各项管理制度,采取多方位的管理方法,规范全体施工人员的行为。所有的特殊工种必须持有上岗证,方可上岗。孔内或孔底地质情况与勘测设计相差较大时,及时向业主和設计人反映,确定处理意见后,方可继续施工。
总结:桩基础工程施工质量作为工程施工中的重中之重,不仅要加强对桩基础的施工技术的主观和客观两方面的改进,并做好施工前期的准备性工作,并在施工过程中加强管理和监督,防止偏差和失误发生,以提升桩基础施工管理水平。
参考文献:
1. 许立斌,路海东,李森林,焦永. 伟抗滑桩设计原理的探讨及其在滑坡治理设计中的应用[J]. 勘察科学技术,2011,(3) :34-36.
2. 王彩燕. 抗滑桩施工工艺及质量控制措施[J]. 山西建筑,2011,37(15) :89 -90.
【关键词】 桩基;技术;解析
一、常见问题分析
在实际操作中:桩沉入深度不足、桩端未进入设计规定的持力层,但桩深已达设计值、最终贯入度过大、其他,诸如桩倾斜过大、断裂等原因导致单桩承载力下降、勘察报告所提供的地层剖面、地基承载力等有关数据与实际情况不符等会造成单桩承载力低于设计要求。而预制桩质量差,其中桩顶面倾斜和桩尖位置不正或变形,最易造成桩倾斜;桩机安装不正,桩架与地面不垂直;桩锤、桩帽、桩身的中心线不重合,产生锤击偏心;桩端遇石子或坚硬的障碍物;桩距过小,打桩顺序不当而产生强烈的挤土效应;基坑土方开挖不当等会造成桩倾斜过大,以此会出现断桩。除了桩倾斜过大可能产生桩断裂外,其他原因还有三种:①桩堆放、起吊、运输的支点或吊点位置不当;②沉桩过程中,桩身弯曲过大而断裂。如桩制作质量造成的弯曲,或桩长细比过大又遇到较硬土层时,锤击产生的弯曲等③锤击次数过多。如有的设计要求的桩锤击过重,设计贯入度过小,以致于施工时,锤击过度而导致桩断裂。
为了更好地预防和控制这些病害的出现在施工的每一个环节都应做到专业、安全、科学、文明。保质保量达到预期的效果个质量。
二、桩基础施工准备
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(煤气管、上水管、下水管、电缆线等)的分布及距离、埋置深度、使用年限、管径大小、结构情况等,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。
1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,适用的径大约为 300 ~2000mm,而震动沉管灌注桩机则适用于淤泥、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。
2现场准备
要使场地得到平整,高层建筑物的桩基通常都为密布的群桩。另外,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。
3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(含进度计划,劳动力需求计划及材料、设备需求计划);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.
三、桩基础施工中技术要点
1 护筒埋设
护筒埋设一般采用双护筒埋设,其分为内外两层护筒,护筒由两个半圆定型制作,内护筒两个半圆一般采用铁丝连结,外护筒每个半圆由螺栓进行连接,每节护筒间采用法兰连接,其最底一节护筒采用钢板对底口进行加固以利于护筒的埋设,该种连接方法可保证在混凝土浇筑过程中内护筒无法拔出时可将两个半圆的铁丝拉断而将护筒分半取出;护筒的埋设高度应保证高出水面1.0m以保证钻孔内泥浆高度高于水面0.5m的要求,外护筒埋深可埋入河床1m左右即可。
2 钻孔
在桩基础深度达到设计值后应进行冲孔换浆调整泥浆的比重、稠度,应控制泥浆比重在1.1~1.3范围内,含沙率应小于5%,若泥浆比重偏小则其偏稀易造成砂子沉淀,最终导致孔底沉渣量偏大,若泥浆比重偏大则泥浆偏稠而不利于混凝土浇筑。当泥浆比调整到最佳值范围并提出钻杆以后,为保证成孔的顺直,平滑应下部用直径22cm的钢筋制成一端锥形的探孔器,探孔器直径与钻孔直径略小,其长度一般在5~8m,看探孔器能否顺利达到桩底部以保证钢筋笼顺利放入桩内,若施工中发生探孔器被卡住则证明出现缩颈而应根据卡住位置进行重新钻孔。钻孔完成后应检查孔深、孔径以及其垂直度,待其合格后则可在孔内投入1~2袋水泥后用钻锥冲击数次以使钻孔内泥浆、钻渣和水泥形成混合物,之后用掏渣筒进行掏渣,掏渣完成后则可在孔底注入泥浆比重在1.1~1.2的稀泥浆进行换浆,该过程应充分利用钻杆在原位进行第一次清孔,待测得孔底沉渣厚度小于50cm时则可进行钢筋笼安放,第二次清孔是在钢筋龙安放完成后用浇筑混凝土的导管进行,清孔完成后应及时进行混凝土浇筑。
3 钢筋笼制作与安装
钢筋笼吊装可采用混凝土制成饼形保护块,每个块中间留10mm左右小孔,在钢筋笼下放过程中每隔2m左右在钢筋笼主筋上用8mm钢筋穿一饼形保护块,并保证其均匀四周分布,便于在钢筋笼下放过程中由于饼形块的滚动而利于钢筋笼下放;钢筋笼吊装过程中应保证其竖直;每节钢筋笼间的接头必须采用错位连接,其在同一截面内接头数量不应大于钢筋数量的50%,焊接时可采用帮条焊或搭接焊,搭接焊则必须将钢筋弯折以保证其上下两端钢筋中心在同一直线上;钢筋笼沉入完毕后应及时校正钢筋的平面位置和钢筋标高,最后用钢管固定住钢筋笼以防止钢筋笼在混凝土浇筑过程中发生位移或上浮现象。
4 混凝土灌注
成孔质量合格后应尽快灌注混凝土,混凝土灌注一般采用导管法,导管安装完成后应进行第二次清孔并保证孔底沉渣厚度不大于100mm;组成混凝土拌和物的碎石、砂等必须级配良好,最大颗粒尺寸的选择必须适合结构物尺寸、钢筋间距及混凝土拌和、装卸、浇筑及操作标准,集料内杂物含量应符合规范要求,必要时应采取清洗和过筛的方法以去除有害杂质,拌和物拌制时应准确控制各种集料量,拌和时间应不小于2~2.5min,应保证下盘材料在装入前内部的拌和料全部倒空;灌注工作开始后则应保证其连续进行,即连续不断的进行混凝土浇筑,并应尽量缩短拆除导管所占用的时间,应控制中途停工时间不超过15min,灌注过程中应随时探测混凝土高度以及时拆除或提升导管,以保持导管适当埋深。
5 成桩
在桩身混凝土浇筑前必须计算好混凝土的第一次需求量以保证漏斗导管内混凝土从导管底部翻出,混凝土浇筑宜采用水下直升导管法对口浇筑,为保证导管提升方便而应将长度不通的导管长短搭配,导管接头宜采用胶皮垫圈密封,导管连接法的连接螺栓不得小于6组并应保证其连接紧密以免发生漏浆现象产生泥浆与混凝土混合造成桩柱夹泥影响灌注质量;导管下设与漏斗安装结束后可在漏斗与导管的接头部位安设一砂袋栓塞固定在漏斗顶部时期与漏斗内混凝土同时进入导管,当导管内的混凝土浇筑到一定量时可将连接砂袋的铁丝剪断以利用砂袋的整体性与混凝土的自重将导管内的泥浆全部挤压出导管,形成导管内的混凝土状以保证后续浇筑不与泥浆掺杂。
6沉桩
(1)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。
7安全
挖孔桩施工的安全问题特别重要,应在多方面加强安全方面的措施,确保施工过程的安全。建立严格完善的各项管理制度,采取多方位的管理方法,规范全体施工人员的行为。所有的特殊工种必须持有上岗证,方可上岗。孔内或孔底地质情况与勘测设计相差较大时,及时向业主和設计人反映,确定处理意见后,方可继续施工。
总结:桩基础工程施工质量作为工程施工中的重中之重,不仅要加强对桩基础的施工技术的主观和客观两方面的改进,并做好施工前期的准备性工作,并在施工过程中加强管理和监督,防止偏差和失误发生,以提升桩基础施工管理水平。
参考文献:
1. 许立斌,路海东,李森林,焦永. 伟抗滑桩设计原理的探讨及其在滑坡治理设计中的应用[J]. 勘察科学技术,2011,(3) :34-36.
2. 王彩燕. 抗滑桩施工工艺及质量控制措施[J]. 山西建筑,2011,37(15) :89 -90.