论文部分内容阅读
摘要：桩基是由桩和连接桩顶的桩承台组成的深基础。桩基具有承载力高、沉降量小而较均匀的特点，几乎可以应用于各种工程地质条件和各种类型的工程，尤其是适用于建筑在软弱地基上的重型建（构）筑物。在沿海以及软土、之地疏松地区，桩基得到了非常广泛的应用。本文针对桩基应用、选型以及施工控制方面做了简要探讨。
关键词：建筑工程；桩基；施工技术
Abstract: the pile foundation is by the piles and connection of pile caps on pile top of deep foundation. Pile foundation has high bearing capacity, the settlement small and relatively uniform characteristics, almost can applied in all kinds of engineering geological conditions and various types of engineering, especially suitable for construction in the soft foundation of the heavy structures and buildings in content. In the coastal and soft soil, land in loose, pile foundation obtained very widely. This article in view of the pile foundation application, selection and construction control of discussed briefly.
Keywords: building engineering; Pile foundation; Construction technology
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1桩基的广泛应用
桩基础方案在诸多建筑形式中得以广泛应用，比如：粮仓、仓库等重型工业厂房与荷载过大的建筑物。不允许地基有不均匀沉降和过大沉降的高层建筑或其他霞要建筑物。对大型或精密设备基础，要求减小基础振动、减少基础振动对结构产生的影响，或要控制基础沉降及沉降速率。高耸结构建筑物如输电塔、烟囱等宜采用桩基以承受较大的水平力和上拔力，或用以避免结构物的倾斜。软弱地基或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的建筑物。当地基上部软弱而下部太深处埋藏有坚实地层时，最宜采用桩基。如果软弱土层很厚，桩端达不到良好地层，则应考虑桩基的沉降等问题；通过较好土层而将荷载传到下卧软弱层，反而使桩基沉降增加。总之，桩基设计应该注意满足地基承载力和变形这两项基本要求。在工程实践中，由于设计或施工方面的原因，致使桩基不合要求，甚至酿成重大事故者已非罕见。因此，做好地基勘察，谨慎选择方案。做到精心设计、精心施工，力求方案科学完善、严谨合理。
2桩型使用和选型原则
任何一种桩型都有其适用范围，再好的桩型只要施工中不注意质量或超过其适用范围，都会出现质量问题甚至造成重大事故。通常对桩型的选择要注意以下原则：第一，考虑载荷因素，即上部结构传递给基础的荷载大小是控制单桩承载力要求的主要因素；第二，考虑土层因素，要根据建筑物场地的工程地质条件、地下水位状况和桩端持力层深度等，通过比较各种不同方案桩结构的承载力和技术经济指标，选择桩的类型；第三，考虑环境因素，即考虑设桩过程中对环境的影响，例如打入式预制桩和打入式灌注桩的场合，就要考虑振动、噪声以及油污对周围环境的影响。如果是泥浆护壁钻孔桩和埋入式桩就要考虑泥水、泥土的处理，否则会造成对环境的不利影响。第四，考虑机械、造价等因素，即考虑本地区桩基施工单位现有的桩工机械设备，如确实需要从其他地区引进桩工机械时，则需要考虑其经济合理性。另外要考虑造价因素，采用桩型，其造价应比较低廉；第五，考虑工期因素，当工期紧迫而环境又不允许，可采用打入式预制桩，因其施工速度快；再如施工条件合适，也可采用人工挖孔桩，因该桩型施工作业面可增多，施工进程也较快。
3现代建筑工程桩基工程施工中应注意的要求
3.1施工准备
为了保证现代建筑工程桩基工程保质保量、安全且减少损耗地完成，一定要注意以下几个问题:(1)机械操纵方面。在施工前应先全面检查机械，及时解决相应的问题。检查后还要进行试机，密切注视机械运转是否正常，设备和部件是否安全可靠，要严防机械的倾斜、倾倒及桩锤不工作时，突然下落等事故的发生;各种桩机的行走道路必须平整坚实，保证移动桩机时的安全;各种机械必须遵守安全技术操作要求，保证各项机械设备和部件、零件的正常運转，并加强机械维修保养工作。(2)操作人员方面。施工时，机械操作人员应集中精力，严禁工作人员带病工作，并由专人负责操作;现场施工操作人员要戴安全帽;高处作业人员要携带安全带;高处检修时，不得向下乱丢物件，以防伤人。(3)电气方面。电路要架空设置，不得使用不防水的电线或绝缘层有损伤的电线;电门箱和电动机要有接地装置，加盖防雨罩;电路接头要安全可靠，开关要有保险装置;当使用220V电源引爆时，应设置专用插座和插头。(4)夜间施工时，必须有足够的照明设备;不宜在大风、大雾和大雨时施工。
3.2施工中操作要点
3.2.1桩机方面要点
各种桩机的行走道路必须平整坚实，保证移动桩机时的安全;吊桩就位时，起吊要慢，拉住尾绳，防止桩头撞击桩架，撞坏桩身;应加强检查，发现问题，及时加以处理。打桩施工、定锤吊桩是保证施工安全的重要因素。打桩时，应“重锤低击”“低提重打”，便可取得良好效果。桩开始打入时，桩锤落距宜低，一般为0．5m～0．8m，以便能正常沉入土中。待桩沉入土中到一定的深度，桩尖不易发生偏移时，可适当增加落距并逐渐提高到规定数值，继续锤击。打混凝土管桩，最大落距不得大于1．5m。打混凝土实心桩不得大于1．8m。桩尖遇到孤石或穿过硬夹层时，为了把孤石挤开和防止桩尖开裂，桩锤落距不得大于0．8m。采用旋挖钻机取土成孔，成桩工艺:定桩位→埋护筒→注泥浆→钻进取土→一次清孔→放钢筋笼→插入导管→二次清孔→混凝土灌注→拔出护筒。施工中最大的难题是钻孔作业至4m～10m亚粘土层时，桩孔缩径现象严重及成桩过程中孔的坍塌。经研究发现，除操作手在控制钻进尺度及回转斗提升速度等方面显得经验不足外，最大的影响在于静态泥浆的配比、钻具的结构及护筒的埋护不合理，易造成护壁泥皮过薄、钻具下方负压过高及孔口渗透，从而引起坍塌事故。
3.2.2静态泥浆的配比方面
泥浆是保证孔壁稳定的重要因素，因为钻机施工中泥浆可以起到防止孔壁坍塌、抑制地下水、悬浮钻渣等作用。静态泥浆作为成孔过程的稳定液，主要作用是护壁，可在孔壁处形成一薄层泥皮，使水无法从内向外或从外向内渗透。针对工程的地质情况，由于地基岩土中又夹有亚粘土层、砂层的特点，调制出良好泥浆的各项性能指标很重要，重新调整泥浆配比，控制泥浆比重，提高泥粉质量，增加粘性及润滑感，添加处理剂，增强絮凝能力，可保护孔壁泥皮的厚度及强度。在初次注入泥浆时，尽量竖直向下冲击在桩孔中间，避免泥浆沿护筒侧壁下流冲塌护筒根部，造成护筒根部基土的松软。正式钻进前，再倒入2袋～3袋膨润土，启动钻机的高速甩土功能，进行充分搅拌，提高膨润土的含量，增大护筒底部同基土结合处护壁泥皮的厚度，防止钻进过程孔口渗漏坍塌。
3.2.3护筒的埋护方面
针对现场地质情况，定制专门的护筒。护筒内径尺寸较大，则能贮存足够的泥浆，在钻杆提出桩孔时就可确保护筒内的水压、维护孔壁泥皮的稳定。如果单边铡隙达到200mm则可有效避免回转斗升降过程碰撞、刮拉护筒，保护孔口的稳固。但钻进过程中，操作手往往凭经验目测对孔定位，工作强度加大，易于疲劳，且精度低，容易造成孔的偏差及混凝土的超方。某些公司的钻机具有快速回转自动定位功能，每个工作循环均能精确对孔定位，既降低了操作手的劳动强度，同时也保证成孔质量，有效解决了大护筒带来的负面影响。特制4m超高护筒，可以埋至粘土层以下500mm，能有效防止孔口渗漏坍塌及周围环境振动、冲击对桩孔的影响。
3.2.4钻机的钻进控制方面
首先在开始钻进时，应当控制钻进进尺以避免埋钻事故。在护筒刃脚处，应低挡慢速钻进使刃脚处有坚固的泥皮护壁;钻至刃脚下1m后，可按土质以正常速度钻进;其次应适当控制回转斗的提升速度。施工实践表明:800mm的桩径，升降速度宜保持在0．75m/s～0．85m/s。如果提升速度过快，泥浆在回转斗与孔壁之间高速流过，冲刷孔壁，破坏泥皮，对孔壁的稳定不利，容易引起坍塌;在粘土中钻进，由于泥浆粘性大，钻锥所受阻力也大，易糊钻，宜选用尖底钻锥、中等转速、大泵量、稀泥浆钻进;在砂土或软土层钻进时，易坍孔，宜选用平底钻锥，控制进尺，轻压，低挡慢速，大泵量，稠泥浆钻进;在轻亚粘土或亚粘土夹卵、砾石层中钻进时，因土层太硬，会引起钻锥跳动和钻杆摆动加大及钻锥偏斜等现象，易使钻机超负荷损坏。宜采用低挡慢速，优质泥浆，大泵量，两级钻进的方法钻进。
参考文献：
[1]胡金会.桩基设计中计算公式的应用[J].山西建筑.2007(06)
[2]高进科.桩基设计应注意的几个问题[J].交通世界(建养.机械).2008(Z1)
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。
关键词：建筑工程；桩基；施工技术
Abstract: the pile foundation is by the piles and connection of pile caps on pile top of deep foundation. Pile foundation has high bearing capacity, the settlement small and relatively uniform characteristics, almost can applied in all kinds of engineering geological conditions and various types of engineering, especially suitable for construction in the soft foundation of the heavy structures and buildings in content. In the coastal and soft soil, land in loose, pile foundation obtained very widely. This article in view of the pile foundation application, selection and construction control of discussed briefly.
Keywords: building engineering; Pile foundation; Construction technology
中图分类号：TU74文献标识码：A 文章编号：
1桩基的广泛应用
桩基础方案在诸多建筑形式中得以广泛应用，比如：粮仓、仓库等重型工业厂房与荷载过大的建筑物。不允许地基有不均匀沉降和过大沉降的高层建筑或其他霞要建筑物。对大型或精密设备基础，要求减小基础振动、减少基础振动对结构产生的影响，或要控制基础沉降及沉降速率。高耸结构建筑物如输电塔、烟囱等宜采用桩基以承受较大的水平力和上拔力，或用以避免结构物的倾斜。软弱地基或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的建筑物。当地基上部软弱而下部太深处埋藏有坚实地层时，最宜采用桩基。如果软弱土层很厚，桩端达不到良好地层，则应考虑桩基的沉降等问题；通过较好土层而将荷载传到下卧软弱层，反而使桩基沉降增加。总之，桩基设计应该注意满足地基承载力和变形这两项基本要求。在工程实践中，由于设计或施工方面的原因，致使桩基不合要求，甚至酿成重大事故者已非罕见。因此，做好地基勘察，谨慎选择方案。做到精心设计、精心施工，力求方案科学完善、严谨合理。
2桩型使用和选型原则
任何一种桩型都有其适用范围，再好的桩型只要施工中不注意质量或超过其适用范围，都会出现质量问题甚至造成重大事故。通常对桩型的选择要注意以下原则：第一，考虑载荷因素，即上部结构传递给基础的荷载大小是控制单桩承载力要求的主要因素；第二，考虑土层因素，要根据建筑物场地的工程地质条件、地下水位状况和桩端持力层深度等，通过比较各种不同方案桩结构的承载力和技术经济指标，选择桩的类型；第三，考虑环境因素，即考虑设桩过程中对环境的影响，例如打入式预制桩和打入式灌注桩的场合，就要考虑振动、噪声以及油污对周围环境的影响。如果是泥浆护壁钻孔桩和埋入式桩就要考虑泥水、泥土的处理，否则会造成对环境的不利影响。第四，考虑机械、造价等因素，即考虑本地区桩基施工单位现有的桩工机械设备，如确实需要从其他地区引进桩工机械时，则需要考虑其经济合理性。另外要考虑造价因素，采用桩型，其造价应比较低廉；第五，考虑工期因素，当工期紧迫而环境又不允许，可采用打入式预制桩，因其施工速度快；再如施工条件合适，也可采用人工挖孔桩，因该桩型施工作业面可增多，施工进程也较快。
3现代建筑工程桩基工程施工中应注意的要求
3.1施工准备
为了保证现代建筑工程桩基工程保质保量、安全且减少损耗地完成，一定要注意以下几个问题:(1)机械操纵方面。在施工前应先全面检查机械，及时解决相应的问题。检查后还要进行试机，密切注视机械运转是否正常，设备和部件是否安全可靠，要严防机械的倾斜、倾倒及桩锤不工作时，突然下落等事故的发生;各种桩机的行走道路必须平整坚实，保证移动桩机时的安全;各种机械必须遵守安全技术操作要求，保证各项机械设备和部件、零件的正常運转，并加强机械维修保养工作。(2)操作人员方面。施工时，机械操作人员应集中精力，严禁工作人员带病工作，并由专人负责操作;现场施工操作人员要戴安全帽;高处作业人员要携带安全带;高处检修时，不得向下乱丢物件，以防伤人。(3)电气方面。电路要架空设置，不得使用不防水的电线或绝缘层有损伤的电线;电门箱和电动机要有接地装置，加盖防雨罩;电路接头要安全可靠，开关要有保险装置;当使用220V电源引爆时，应设置专用插座和插头。(4)夜间施工时，必须有足够的照明设备;不宜在大风、大雾和大雨时施工。
3.2施工中操作要点
3.2.1桩机方面要点
各种桩机的行走道路必须平整坚实，保证移动桩机时的安全;吊桩就位时，起吊要慢，拉住尾绳，防止桩头撞击桩架，撞坏桩身;应加强检查，发现问题，及时加以处理。打桩施工、定锤吊桩是保证施工安全的重要因素。打桩时，应“重锤低击”“低提重打”，便可取得良好效果。桩开始打入时，桩锤落距宜低，一般为0．5m～0．8m，以便能正常沉入土中。待桩沉入土中到一定的深度，桩尖不易发生偏移时，可适当增加落距并逐渐提高到规定数值，继续锤击。打混凝土管桩，最大落距不得大于1．5m。打混凝土实心桩不得大于1．8m。桩尖遇到孤石或穿过硬夹层时，为了把孤石挤开和防止桩尖开裂，桩锤落距不得大于0．8m。采用旋挖钻机取土成孔，成桩工艺:定桩位→埋护筒→注泥浆→钻进取土→一次清孔→放钢筋笼→插入导管→二次清孔→混凝土灌注→拔出护筒。施工中最大的难题是钻孔作业至4m～10m亚粘土层时，桩孔缩径现象严重及成桩过程中孔的坍塌。经研究发现，除操作手在控制钻进尺度及回转斗提升速度等方面显得经验不足外，最大的影响在于静态泥浆的配比、钻具的结构及护筒的埋护不合理，易造成护壁泥皮过薄、钻具下方负压过高及孔口渗透，从而引起坍塌事故。
3.2.2静态泥浆的配比方面
泥浆是保证孔壁稳定的重要因素，因为钻机施工中泥浆可以起到防止孔壁坍塌、抑制地下水、悬浮钻渣等作用。静态泥浆作为成孔过程的稳定液，主要作用是护壁，可在孔壁处形成一薄层泥皮，使水无法从内向外或从外向内渗透。针对工程的地质情况，由于地基岩土中又夹有亚粘土层、砂层的特点，调制出良好泥浆的各项性能指标很重要，重新调整泥浆配比，控制泥浆比重，提高泥粉质量，增加粘性及润滑感，添加处理剂，增强絮凝能力，可保护孔壁泥皮的厚度及强度。在初次注入泥浆时，尽量竖直向下冲击在桩孔中间，避免泥浆沿护筒侧壁下流冲塌护筒根部，造成护筒根部基土的松软。正式钻进前，再倒入2袋～3袋膨润土，启动钻机的高速甩土功能，进行充分搅拌，提高膨润土的含量，增大护筒底部同基土结合处护壁泥皮的厚度，防止钻进过程孔口渗漏坍塌。
3.2.3护筒的埋护方面
针对现场地质情况，定制专门的护筒。护筒内径尺寸较大，则能贮存足够的泥浆，在钻杆提出桩孔时就可确保护筒内的水压、维护孔壁泥皮的稳定。如果单边铡隙达到200mm则可有效避免回转斗升降过程碰撞、刮拉护筒，保护孔口的稳固。但钻进过程中，操作手往往凭经验目测对孔定位，工作强度加大，易于疲劳，且精度低，容易造成孔的偏差及混凝土的超方。某些公司的钻机具有快速回转自动定位功能，每个工作循环均能精确对孔定位，既降低了操作手的劳动强度，同时也保证成孔质量，有效解决了大护筒带来的负面影响。特制4m超高护筒，可以埋至粘土层以下500mm，能有效防止孔口渗漏坍塌及周围环境振动、冲击对桩孔的影响。
3.2.4钻机的钻进控制方面
首先在开始钻进时，应当控制钻进进尺以避免埋钻事故。在护筒刃脚处，应低挡慢速钻进使刃脚处有坚固的泥皮护壁;钻至刃脚下1m后，可按土质以正常速度钻进;其次应适当控制回转斗的提升速度。施工实践表明:800mm的桩径，升降速度宜保持在0．75m/s～0．85m/s。如果提升速度过快，泥浆在回转斗与孔壁之间高速流过，冲刷孔壁，破坏泥皮，对孔壁的稳定不利，容易引起坍塌;在粘土中钻进，由于泥浆粘性大，钻锥所受阻力也大，易糊钻，宜选用尖底钻锥、中等转速、大泵量、稀泥浆钻进;在砂土或软土层钻进时，易坍孔，宜选用平底钻锥，控制进尺，轻压，低挡慢速，大泵量，稠泥浆钻进;在轻亚粘土或亚粘土夹卵、砾石层中钻进时，因土层太硬，会引起钻锥跳动和钻杆摆动加大及钻锥偏斜等现象，易使钻机超负荷损坏。宜采用低挡慢速，优质泥浆，大泵量，两级钻进的方法钻进。
参考文献：
[1]胡金会.桩基设计中计算公式的应用[J].山西建筑.2007(06)
[2]高进科.桩基设计应注意的几个问题[J].交通世界(建养.机械).2008(Z1)
注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。