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【摘 要】 在目前高强度要求的建筑施工的过程中,传统的施工技术显然已经能满足建筑荷载规范的要求,这就促使了深层基础施工工艺中的桩基础在更广泛的应用在了建筑施工过程中,这也是目前最为科学、有效的施工手段,在桩基础的施工过程中,通常采用的桩基础技术都是钢筋混凝土所制造的预制桩,以下就对深基础施工工艺中的桩基础施工和钢筋混凝土预制桩的施工过程和施工要点进行全面详细的阐述。
【关键词】 建筑工程;桩基础;施工技术;探究
一、桩的分类
在建筑施工工艺中,桩基础是处于最为基础的建筑施工措施,通常都使用在天然基础自身承重力不足或者天然基础的沉降范围过大的情况之下。桩基础自身是由桩基础以及承重台来组成的,在施工的过程中要将桩身根据要求全部埋入地下或者部分埋入地下,其顶部通过承台梁来作为连接点,使之成为一个整体,最后再在承台梁上开始建造预期设计好的建筑工程。
桩基础的桩身严格按照桩身所承载的性能和功能不同来进行区分,通常分为端承桩、摩擦桩这两个大类。摩擦桩其主要的原理就是桩顶所承载的压力完全由桩身两侧的摩擦助理以及桩端来承受,而端承桩工作原理则是通过桩端自身的轴力来完成荷载工作。桩基础还按照施工过程中所使用的施工工艺不同,区分为灌注桩以及预制桩这两者。与中装通常都是在工厂或者施工现场进行提前制作,而灌注桩则是直接在施工的现场施工的过程中进行制作或者通过人工的方法成孔,最后再灌入适量的混凝土或者钢筋混凝土,经过一段时间的养护,就凝固为结实的混凝土桩基础。在进行桩基础施工的过程中,还要区分不同材料所制造的桩身,通常分为组合材料桩、钢筋混凝土桩、混凝土桩这三种。在进行实际建设的过程中,必须要根据施工现场的地质、土层情况、施工环境、施工技术、施工材料以及需要制造的建筑结构等等作为桩体类型和桩体施工工艺的选择依据。
二、钢筋混凝土预制桩施工
预制桩主要有钢柱桩、预应力混凝土管桩、钢管、钢筋混凝土桩这几种主要的预制桩型。在这几种主要的桩型中,通常应用较多的的就是钢管桩、钢筋混凝土桩、预应力混凝土桩。在我国的应用最为广泛的预制桩型就是钢筋混凝土桩,钢筋混凝土桩自身拥有着许多的优势和特点,它承重能力较强、施工工期短,其桩身的制作完全可以根据实际的需要来改变长度和截面,其桩体本身所需的工艺也极为简单,地下水以及地质高低的变化对于钢筋混凝土预制桩来说没有任何影响。但唯一的缺点是,钢筋混凝土预制桩在进行施工的过程中,会产生极大的噪音,影响周围的生活环境。钢筋混凝土预制桩分为实心方桩和圆形空心管桩两种。方形桩边长一般为200~450mm,管桩一般为400~500mm。单节桩的最大长度取决于打桩架的高度。一般在27m以内,如在工厂制作,长度不宜超过12m。
打(沉)桩方法主要有锤击法、振动法、静压沉桩法等,其中,锤击法是应用最为广泛的,锤击是利用桩锤的冲击力克服土体对桩的阻力,使桩沉到预定深度或达到持力层。它具有速度快、机械化程度高的优点,使用范围广。打桩施工:打沉桩过程一般包括定桩位、桩架移动、吊装和定桩、打桩、接桩、截桩等。桩架就位后即可吊装,垂直对准桩位中心,缓缓放下插入土中,桩插入时的垂直度偏差不超过0.5%。桩就位后,在桩顶安上桩帽,然后放下桩锤轻轻压住桩帽,桩锤、桩帽和桩身中心线应在同一条垂线上。
三、混凝土灌注桩基础质量控制措施
1、混凝土灌注桩质量监控措施。①审查主要施工人员、施工单位所施工过的工程业绩及质量情况;②审查施工工艺是否适合于施工的实际情况,施工中采取了哪些有效的质量保证措施。
2、钻孔灌注桩施工质量控制钻孔灌注桩的施工工程种类繁多,技术含量高,影响因素多。是桩基础中常见的一种基础形式,广泛应用于房屋建筑,具有施工速度快、占地少、相邻干扰小、承载力大等优点。在施工过程中,容易出现孔底沉渣偏多、桩位偏差过大、钢筋笼上浮、断桩、桩体混凝土离析、夹泥等质量问题,这些质量问题往往使成桩难以满足设计要求,必须加强施工准备、成孔、清孔、下钢筋笼、灌注水下混凝土等施工全过程中各环节的质量监控,不能完全通过事后检查来判断存在的问题,采取各种有效预防措施,才能保证或提高钻孔灌注桩的成桩质量。
3、桩底地基承载力不足。桩端没有支承在持力层上导致桩底地基承载力不足。此现象在复杂地层比较常见,通常先取芯检验,若无法钻孔取芯,则必须整合钻速、邻近取芯情况、泥浆返上的岩屑及钻进情况等进行综合分析再作决断。
4、桩底沉渣量过大。未二次清孔或清孔不彻底,检查不细致,会造成桩底沉渣量过大。出现此问题以后,一要借助测锤和测绳准确施测;二是在首次清孔后如达不到规范要求,可通过改善提高泥浆性能或延长清孔时间来做出改进。下完钢筋笼后对沉渣量进行检查,如超出设计要求则要借助导管实施二次清孔。除此之外的清孔装置还包括一个清孔接头、一头接胶管、一头可接导管,下完导管后提离孔底0.4米,在泥浆泵上接入胶管开始泥浆循环,如此操作可达到彻底清孔的目的,确保桩底无杂物。
5、断桩与夹泥层。泥浆过稠,导管漏水或导管提漏而二次下球都是造成夹泥层的主要原因。其防治措施如下:①注意防止孔壁坍塌,严格按照施工规范做好清孔工作。②加快混凝土浇注速度:在混凝土浇筑初期,尽量加大混凝土的通过量,使其借助大量混凝土产生的冲击力降低泥浆阻力。其次要一次浇筑成型,保持浆体混凝土的流动性,以免堵塞导管。③按照指定位置提升导管,导管埋深是浇筑阶段的质量控制重点,严格按设计要求和施工规范浇筑。④灌注水下混凝土前先对导管质量进行检查,确保其不弯曲、不漏水,尽量在开工前消除一切不利因素。
6、钢筋笼上浮。当混凝土浇筑到钢筋笼下,此时提升导管,钢筋笼与导管底端相距约1米时,混凝土从导管流出后产生很强的冲击力会推动钢筋笼上浮;另一方面,由于混凝土灌注至钢筋笼且导管埋深较大时,其上层混凝土因浇注时间比较接近初凝时间,致使表面形成硬壳,混凝土与钢筋笼有一定握裹力,在这种情况下,如果没有及时将导管底端提升到钢筋笼底部以上,流出后向上顶升的混凝土会带动钢筋笼上移。其质量管理措施如下:①除認真清孔外,当灌注的混凝土面距钢筋骨架底部1m左右时,应降低灌注速度。②灌注混凝土时,要实时观测导管埋深和混凝土浇注标高。混凝土埋过钢筋笼底端2~3米就要适时提升导管。③当发现钢筋笼开始上浮时,应立即停止浇注,并准确计算导管埋深和已浇混凝土标高,提升导管后再进行浇注,上浮现象即可消除。
四、结语
桩基础施工中常见的问题除了技术上的,还有环境方面的,桩基础施工,尤其是在沉桩过程中,常常产生过多的噪音,建筑是创造更适宜居住的环境,即使一定要有一定的环境牺牲,也要将牺牲控制在最小的范围,这一点,需要施工人员做好施工时间安排和减噪措施。桩基础的广泛应用和技术的不断进步,必然使桩基础施工工艺得到更进一步的发展,使工作量和材料得到更大的节约。
参考文献:
[1]周丽萍,宋早雪,李慧民等.信息熵在建筑工程管理中的应用[J].西安建筑科技大学学报,2006(4).
[2]王东,于静,原胜利.管桩沉桩施工方案选择的探索与实践[J].山西建筑,2006(24).
[3]刘东.高速公路大桥旋挖钻孔灌注桩基础的施工技术[J].铁道建筑,2011(03).
[4]李玉.复杂地质条件下高层建筑灌注桩基础持力层的确定[J].岩土工程学报,2010(8).
[5]王博一.浅谈建筑工程砼灌注桩基础常见质量事故的产生原因及防治措施[J].科技信息,2011(07).
[6]王昕宇.桩基工程施工特点及具体施工工艺的若干思考[J].价值工程,2010(12).
【关键词】 建筑工程;桩基础;施工技术;探究
一、桩的分类
在建筑施工工艺中,桩基础是处于最为基础的建筑施工措施,通常都使用在天然基础自身承重力不足或者天然基础的沉降范围过大的情况之下。桩基础自身是由桩基础以及承重台来组成的,在施工的过程中要将桩身根据要求全部埋入地下或者部分埋入地下,其顶部通过承台梁来作为连接点,使之成为一个整体,最后再在承台梁上开始建造预期设计好的建筑工程。
桩基础的桩身严格按照桩身所承载的性能和功能不同来进行区分,通常分为端承桩、摩擦桩这两个大类。摩擦桩其主要的原理就是桩顶所承载的压力完全由桩身两侧的摩擦助理以及桩端来承受,而端承桩工作原理则是通过桩端自身的轴力来完成荷载工作。桩基础还按照施工过程中所使用的施工工艺不同,区分为灌注桩以及预制桩这两者。与中装通常都是在工厂或者施工现场进行提前制作,而灌注桩则是直接在施工的现场施工的过程中进行制作或者通过人工的方法成孔,最后再灌入适量的混凝土或者钢筋混凝土,经过一段时间的养护,就凝固为结实的混凝土桩基础。在进行桩基础施工的过程中,还要区分不同材料所制造的桩身,通常分为组合材料桩、钢筋混凝土桩、混凝土桩这三种。在进行实际建设的过程中,必须要根据施工现场的地质、土层情况、施工环境、施工技术、施工材料以及需要制造的建筑结构等等作为桩体类型和桩体施工工艺的选择依据。
二、钢筋混凝土预制桩施工
预制桩主要有钢柱桩、预应力混凝土管桩、钢管、钢筋混凝土桩这几种主要的预制桩型。在这几种主要的桩型中,通常应用较多的的就是钢管桩、钢筋混凝土桩、预应力混凝土桩。在我国的应用最为广泛的预制桩型就是钢筋混凝土桩,钢筋混凝土桩自身拥有着许多的优势和特点,它承重能力较强、施工工期短,其桩身的制作完全可以根据实际的需要来改变长度和截面,其桩体本身所需的工艺也极为简单,地下水以及地质高低的变化对于钢筋混凝土预制桩来说没有任何影响。但唯一的缺点是,钢筋混凝土预制桩在进行施工的过程中,会产生极大的噪音,影响周围的生活环境。钢筋混凝土预制桩分为实心方桩和圆形空心管桩两种。方形桩边长一般为200~450mm,管桩一般为400~500mm。单节桩的最大长度取决于打桩架的高度。一般在27m以内,如在工厂制作,长度不宜超过12m。
打(沉)桩方法主要有锤击法、振动法、静压沉桩法等,其中,锤击法是应用最为广泛的,锤击是利用桩锤的冲击力克服土体对桩的阻力,使桩沉到预定深度或达到持力层。它具有速度快、机械化程度高的优点,使用范围广。打桩施工:打沉桩过程一般包括定桩位、桩架移动、吊装和定桩、打桩、接桩、截桩等。桩架就位后即可吊装,垂直对准桩位中心,缓缓放下插入土中,桩插入时的垂直度偏差不超过0.5%。桩就位后,在桩顶安上桩帽,然后放下桩锤轻轻压住桩帽,桩锤、桩帽和桩身中心线应在同一条垂线上。
三、混凝土灌注桩基础质量控制措施
1、混凝土灌注桩质量监控措施。①审查主要施工人员、施工单位所施工过的工程业绩及质量情况;②审查施工工艺是否适合于施工的实际情况,施工中采取了哪些有效的质量保证措施。
2、钻孔灌注桩施工质量控制钻孔灌注桩的施工工程种类繁多,技术含量高,影响因素多。是桩基础中常见的一种基础形式,广泛应用于房屋建筑,具有施工速度快、占地少、相邻干扰小、承载力大等优点。在施工过程中,容易出现孔底沉渣偏多、桩位偏差过大、钢筋笼上浮、断桩、桩体混凝土离析、夹泥等质量问题,这些质量问题往往使成桩难以满足设计要求,必须加强施工准备、成孔、清孔、下钢筋笼、灌注水下混凝土等施工全过程中各环节的质量监控,不能完全通过事后检查来判断存在的问题,采取各种有效预防措施,才能保证或提高钻孔灌注桩的成桩质量。
3、桩底地基承载力不足。桩端没有支承在持力层上导致桩底地基承载力不足。此现象在复杂地层比较常见,通常先取芯检验,若无法钻孔取芯,则必须整合钻速、邻近取芯情况、泥浆返上的岩屑及钻进情况等进行综合分析再作决断。
4、桩底沉渣量过大。未二次清孔或清孔不彻底,检查不细致,会造成桩底沉渣量过大。出现此问题以后,一要借助测锤和测绳准确施测;二是在首次清孔后如达不到规范要求,可通过改善提高泥浆性能或延长清孔时间来做出改进。下完钢筋笼后对沉渣量进行检查,如超出设计要求则要借助导管实施二次清孔。除此之外的清孔装置还包括一个清孔接头、一头接胶管、一头可接导管,下完导管后提离孔底0.4米,在泥浆泵上接入胶管开始泥浆循环,如此操作可达到彻底清孔的目的,确保桩底无杂物。
5、断桩与夹泥层。泥浆过稠,导管漏水或导管提漏而二次下球都是造成夹泥层的主要原因。其防治措施如下:①注意防止孔壁坍塌,严格按照施工规范做好清孔工作。②加快混凝土浇注速度:在混凝土浇筑初期,尽量加大混凝土的通过量,使其借助大量混凝土产生的冲击力降低泥浆阻力。其次要一次浇筑成型,保持浆体混凝土的流动性,以免堵塞导管。③按照指定位置提升导管,导管埋深是浇筑阶段的质量控制重点,严格按设计要求和施工规范浇筑。④灌注水下混凝土前先对导管质量进行检查,确保其不弯曲、不漏水,尽量在开工前消除一切不利因素。
6、钢筋笼上浮。当混凝土浇筑到钢筋笼下,此时提升导管,钢筋笼与导管底端相距约1米时,混凝土从导管流出后产生很强的冲击力会推动钢筋笼上浮;另一方面,由于混凝土灌注至钢筋笼且导管埋深较大时,其上层混凝土因浇注时间比较接近初凝时间,致使表面形成硬壳,混凝土与钢筋笼有一定握裹力,在这种情况下,如果没有及时将导管底端提升到钢筋笼底部以上,流出后向上顶升的混凝土会带动钢筋笼上移。其质量管理措施如下:①除認真清孔外,当灌注的混凝土面距钢筋骨架底部1m左右时,应降低灌注速度。②灌注混凝土时,要实时观测导管埋深和混凝土浇注标高。混凝土埋过钢筋笼底端2~3米就要适时提升导管。③当发现钢筋笼开始上浮时,应立即停止浇注,并准确计算导管埋深和已浇混凝土标高,提升导管后再进行浇注,上浮现象即可消除。
四、结语
桩基础施工中常见的问题除了技术上的,还有环境方面的,桩基础施工,尤其是在沉桩过程中,常常产生过多的噪音,建筑是创造更适宜居住的环境,即使一定要有一定的环境牺牲,也要将牺牲控制在最小的范围,这一点,需要施工人员做好施工时间安排和减噪措施。桩基础的广泛应用和技术的不断进步,必然使桩基础施工工艺得到更进一步的发展,使工作量和材料得到更大的节约。
参考文献:
[1]周丽萍,宋早雪,李慧民等.信息熵在建筑工程管理中的应用[J].西安建筑科技大学学报,2006(4).
[2]王东,于静,原胜利.管桩沉桩施工方案选择的探索与实践[J].山西建筑,2006(24).
[3]刘东.高速公路大桥旋挖钻孔灌注桩基础的施工技术[J].铁道建筑,2011(03).
[4]李玉.复杂地质条件下高层建筑灌注桩基础持力层的确定[J].岩土工程学报,2010(8).
[5]王博一.浅谈建筑工程砼灌注桩基础常见质量事故的产生原因及防治措施[J].科技信息,2011(07).
[6]王昕宇.桩基工程施工特点及具体施工工艺的若干思考[J].价值工程,2010(12).