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摘要:在建筑工程施工中,基础部分的施工尤为重要,特别是遭遇软土地基的时候,如果处理不当,将会对建筑工程的整体质量产生严重的影响,而桩基础可以有效的提高软土地基的承载能力,并且施工速度快,效果良好。
关键词:软土地基;桩基础;施工技术
中图分类号:TU74文献标识码: A
引言
随着城市化建设进程的加快,城市的人口不断增多,城市的土地资源越来越紧张,在这种情况下,为了实现空间的有效利用,高层和超高层建筑开始兴建,由于高层建筑结构较为复杂,而且垂直高度较大,所以对桩基础施工的要求也较高。
一、桩基础施工概述
基础是连接建筑物与地基间的重要枢纽,是荷载传递的关键环节。地基则是指建筑荷载作用下基底下方产生的变形,导致岩土中某一范围内原来的应力状态发生了变化,用以支撑有基础传递的建筑荷载,维护强度保持在一定的稳定环境下,防止建筑沉降度不超越设计要求的范围。地基主要分为两类:天然地基与人工地基。天然地基是以本身的地质构造为基础,加以适当的人工改造,因而埋深通常较浅;人工地基则是以特殊的施工技術而构建起的地基,通常埋深较大,以便于以深部的坚实土层作为荷载支撑,即所谓的桩基础。
桩基础施工质量,尤其是深桩基础是桥梁建设最重要的部分,稍有不慎就会造成质量等安全事故,从而影响项目使用安全,项目成本和进度。桩基础施工地下施工的基础,与地下土质情况密切相关,需要引起人们的重视。
二、桩基础施工前期工作
1、施工规划与技术准备
在进行桩基础施工前,需要根据工程资料及设计图纸来对施工中地下存在的管线及周边结构物采取必要的保护措施,然后再根据项目的具体特点并在总体规划基础上来对制定具体的施工方案,从而合理对施工计划、材料供应及劳动力安排及设备管理等制定具体的计划,确保施工能够有效的达到相关规范和标准的要求,确保施工的质量和安全。然后还要由技术人员和设计人员共同来进行试桩,并在试桩过程中对桩基础施工的具体工艺参数进行掌握。
2、工程现场的准备
在进行桩基础施工时,在施工现场遇到既有障碍物是较为经常发生的问题,其不仅有架空线路,而且周边建筑物的基础结构、地下管线及构筑物等在施工现场都较为常见,这些障碍物如果在施工之前不进行清除,则会对施工中的正常生产操作带来较大的影响,所以需要事先采取必要的防护措施或是整改方案,确保施工项目能够有序的进行,实现施工效率的提升。另外,在高层建筑桩基础施工时需要较多的大型施工机械,这就需要在施工前对场地进行平整和压实,这样不仅可以确保施工机械的稳定性,而且对于桩基础施工的垂直度也有较大的影响。
3、施工放线
因施工操作、机械运行、组织活动可能影响场地内各控制点的准确性,故应对轴线进行复核,待施工完毕后,还需对施工桩的实际位置进行复核。对于施工桩位,应根据设计图纸与施工网格,先行确定场内的控制线,综合考虑项目的设计要求、工程标准,设计、编制具体的基础桩位图纸并逐个进行标记、编号,从而为布桩位置的确定提供轴线、尺寸等数据参数。桩基础施工的过程中,应严格控制成桩标高,每条桩体施工完毕后均需要进行各位置标高的测量、记录。施工所采用的水准点,其布置区域应能保证不会影响到后续的沉桩施工,具体数量应在3个以上,以高层建筑的高程加以控制。
(1)确定定位轴线。为便于施测放线,对于平面成矩形,外形整齐的建筑物一般以外廓墙体中心线作为建筑物定位主轴线,对于平面成弧行,外形不规则的复杂建筑物是以十字轴线和圆心轴线作为定位主轴线。以桩位轴线作为承台桩的定位轴线。
(2)根据桩位平面图所标定的尺寸,建立与建筑物定位主轴线相互平行的施工坐标系统,一般应以建筑物定位矩形控制网西南角的控制点作为坐标系的起算点,其坐标应假设成整数。
(3)为避免桩点测设时的混乱,应根据桩位平面布置图对所有桩点进行统一编号,桩点编号应由建筑物的西南角开始,从左到右,从下而上的顺序编号。
(4)根据设计资料计算建筑物定位矩形网、主轴线、桩位轴线和承台桩位测设数据,并把有关数据标注在桩位测量放线图上。
三、软土地基桩施工技术
1、置换法
置换法是将建筑物基础底面以下一定范围内的浅层软弱土或不良土挖去,回填其他无侵蚀性的散体材料,如:砂、灰土、碎石、粉煤灰、水泥土等散粒材料,从而加速软土层的排水固结,防止冻胀和消除膨胀土的胀缩。提高地基承载力,减少沉降量的一种方法。按回填的材料可分为砂石垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、灰土垫层等,在施工过程中应该层层铺筑,层层夯实。垫层的作用是增强持力层的承载力,并可以通过垫层的应力扩散作用,减小垫层下天然土层所承受的压力,这样可以减小地基的沉降量。
2、打桩法
当淤土层较厚,难以大面积进行深处理时,可采用打桩的办法进行加固处理。桩基础技术多种多样,一般在施工时是将钢筋混凝土桩打入或灌注入土中,由桩和桩间土层一起组成复合地基,从而提高地基的承载力,保证了建筑物的安全使用。常见的桩基有:钻孔桩、振动桩等。
3、排水固结法
排水固结法是解决软土地基沉降和稳定问题的有效措施,通过布置砂垫层、塑料多孔排水板等,使软土地基表层或内部形成水平或垂直排水通道,利用地基本身的透水性由排水体集中排水的结构体系。然后采取加压、抽水等措施,加速孔隙水的排出而使土固结和强度增长,提高地基土的稳定性和坚固性,从而避免基础沉降,保证建筑结构的安全性。
4、加固土桩法
当场地周边环境条件允许预制桩施工,桩型采用经济性优于预制钢筋混凝土方桩的高强预应力混凝土加固土桩,不同桩径的桩的长径比均控制在80左右。深层拌和的专用机械将软土地基的局部范围用固化材料加以改善、加固,形成加固桩,使加固桩与桩间土形成复合地基设计加固土桩只考虑其置换与应力集中效应,不考虑其固结排水与挤密作用,加固土桩的深度、直径、间距应经稳定性计算,并应满足工后沉降的要求。
5、深层挤密法
深层挤密法是通过挤密或振动施工范围内的软土,其主要作用是挤密桩周的松软土层,使土层密实。并在振动或挤密过程中回填砂、碎石等,形成砂桩、碎石桩等,当软土层较厚且换填处理比较困难,地基土属于非饱和粘性土或砂土时,采用挤密砂桩或碎石桩加固法,可以使地基土密实,容重增加,孔隙比减少,防止砂土在地震或受震动时液化,提高地基土的抗剪强度和水平抵抗力,减少固结沉降,使地基变均匀,起到置换、挤密、排水作用,防止地基产生滑动破坏,提前完成沉降,减少沉降差。
6、粒料桩
在桩的压入过程中,桩身周围土受剪切而发生重塑,土的强度降低为重塑土的残余强度,当压桩过程出现一定时间的停顿或休止时,扰动土部分强度恢复,压桩力常常大幅度增长,本工程二、三节接桩采用砂、砂砾、碎石、废渣等散粒材料,以专用震动沉管机或水震冲器来成桩,使粒料桩与周围的地基形成复合地基,粒料桩对地基有置换、挤密和竖向排水作用。粒料桩的深度、直径、间距,应经稳定及沉降计算来确定,地质条件对施工方法的适应性不清楚时,应通过试桩加以核查。
结束语
建筑的地基与基础是建筑物的重要组成部分,承载了上部结构传递下来的各种荷载作用,地基与基础是影响建筑结构安全和建筑使用性能的重要因素。应当综合考虑建筑物所处的地形、地质、水文、气候等自然环境条件,根据工程地质条件,选择与建筑物上部结构相适应的基础类型并进行经济且安全的软土地基的处理,才能充分发挥地基、基础的重要作用,才能实现地基基础与上部结构较紧密地配合,提高建筑物的安全性能。
参考文献
[1]陈龙生.高层建筑软土地基桩基础施工处理措施[J].中华建设,2012.
[2]张晓青.浅谈几种软土地基的处理的方法[J].山西建筑,2009.
[3]孙健.浅谈民用建筑地基基础和桩基础土建施工技术[J].科技咨询,2011.
关键词:软土地基;桩基础;施工技术
中图分类号:TU74文献标识码: A
引言
随着城市化建设进程的加快,城市的人口不断增多,城市的土地资源越来越紧张,在这种情况下,为了实现空间的有效利用,高层和超高层建筑开始兴建,由于高层建筑结构较为复杂,而且垂直高度较大,所以对桩基础施工的要求也较高。
一、桩基础施工概述
基础是连接建筑物与地基间的重要枢纽,是荷载传递的关键环节。地基则是指建筑荷载作用下基底下方产生的变形,导致岩土中某一范围内原来的应力状态发生了变化,用以支撑有基础传递的建筑荷载,维护强度保持在一定的稳定环境下,防止建筑沉降度不超越设计要求的范围。地基主要分为两类:天然地基与人工地基。天然地基是以本身的地质构造为基础,加以适当的人工改造,因而埋深通常较浅;人工地基则是以特殊的施工技術而构建起的地基,通常埋深较大,以便于以深部的坚实土层作为荷载支撑,即所谓的桩基础。
桩基础施工质量,尤其是深桩基础是桥梁建设最重要的部分,稍有不慎就会造成质量等安全事故,从而影响项目使用安全,项目成本和进度。桩基础施工地下施工的基础,与地下土质情况密切相关,需要引起人们的重视。
二、桩基础施工前期工作
1、施工规划与技术准备
在进行桩基础施工前,需要根据工程资料及设计图纸来对施工中地下存在的管线及周边结构物采取必要的保护措施,然后再根据项目的具体特点并在总体规划基础上来对制定具体的施工方案,从而合理对施工计划、材料供应及劳动力安排及设备管理等制定具体的计划,确保施工能够有效的达到相关规范和标准的要求,确保施工的质量和安全。然后还要由技术人员和设计人员共同来进行试桩,并在试桩过程中对桩基础施工的具体工艺参数进行掌握。
2、工程现场的准备
在进行桩基础施工时,在施工现场遇到既有障碍物是较为经常发生的问题,其不仅有架空线路,而且周边建筑物的基础结构、地下管线及构筑物等在施工现场都较为常见,这些障碍物如果在施工之前不进行清除,则会对施工中的正常生产操作带来较大的影响,所以需要事先采取必要的防护措施或是整改方案,确保施工项目能够有序的进行,实现施工效率的提升。另外,在高层建筑桩基础施工时需要较多的大型施工机械,这就需要在施工前对场地进行平整和压实,这样不仅可以确保施工机械的稳定性,而且对于桩基础施工的垂直度也有较大的影响。
3、施工放线
因施工操作、机械运行、组织活动可能影响场地内各控制点的准确性,故应对轴线进行复核,待施工完毕后,还需对施工桩的实际位置进行复核。对于施工桩位,应根据设计图纸与施工网格,先行确定场内的控制线,综合考虑项目的设计要求、工程标准,设计、编制具体的基础桩位图纸并逐个进行标记、编号,从而为布桩位置的确定提供轴线、尺寸等数据参数。桩基础施工的过程中,应严格控制成桩标高,每条桩体施工完毕后均需要进行各位置标高的测量、记录。施工所采用的水准点,其布置区域应能保证不会影响到后续的沉桩施工,具体数量应在3个以上,以高层建筑的高程加以控制。
(1)确定定位轴线。为便于施测放线,对于平面成矩形,外形整齐的建筑物一般以外廓墙体中心线作为建筑物定位主轴线,对于平面成弧行,外形不规则的复杂建筑物是以十字轴线和圆心轴线作为定位主轴线。以桩位轴线作为承台桩的定位轴线。
(2)根据桩位平面图所标定的尺寸,建立与建筑物定位主轴线相互平行的施工坐标系统,一般应以建筑物定位矩形控制网西南角的控制点作为坐标系的起算点,其坐标应假设成整数。
(3)为避免桩点测设时的混乱,应根据桩位平面布置图对所有桩点进行统一编号,桩点编号应由建筑物的西南角开始,从左到右,从下而上的顺序编号。
(4)根据设计资料计算建筑物定位矩形网、主轴线、桩位轴线和承台桩位测设数据,并把有关数据标注在桩位测量放线图上。
三、软土地基桩施工技术
1、置换法
置换法是将建筑物基础底面以下一定范围内的浅层软弱土或不良土挖去,回填其他无侵蚀性的散体材料,如:砂、灰土、碎石、粉煤灰、水泥土等散粒材料,从而加速软土层的排水固结,防止冻胀和消除膨胀土的胀缩。提高地基承载力,减少沉降量的一种方法。按回填的材料可分为砂石垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、灰土垫层等,在施工过程中应该层层铺筑,层层夯实。垫层的作用是增强持力层的承载力,并可以通过垫层的应力扩散作用,减小垫层下天然土层所承受的压力,这样可以减小地基的沉降量。
2、打桩法
当淤土层较厚,难以大面积进行深处理时,可采用打桩的办法进行加固处理。桩基础技术多种多样,一般在施工时是将钢筋混凝土桩打入或灌注入土中,由桩和桩间土层一起组成复合地基,从而提高地基的承载力,保证了建筑物的安全使用。常见的桩基有:钻孔桩、振动桩等。
3、排水固结法
排水固结法是解决软土地基沉降和稳定问题的有效措施,通过布置砂垫层、塑料多孔排水板等,使软土地基表层或内部形成水平或垂直排水通道,利用地基本身的透水性由排水体集中排水的结构体系。然后采取加压、抽水等措施,加速孔隙水的排出而使土固结和强度增长,提高地基土的稳定性和坚固性,从而避免基础沉降,保证建筑结构的安全性。
4、加固土桩法
当场地周边环境条件允许预制桩施工,桩型采用经济性优于预制钢筋混凝土方桩的高强预应力混凝土加固土桩,不同桩径的桩的长径比均控制在80左右。深层拌和的专用机械将软土地基的局部范围用固化材料加以改善、加固,形成加固桩,使加固桩与桩间土形成复合地基设计加固土桩只考虑其置换与应力集中效应,不考虑其固结排水与挤密作用,加固土桩的深度、直径、间距应经稳定性计算,并应满足工后沉降的要求。
5、深层挤密法
深层挤密法是通过挤密或振动施工范围内的软土,其主要作用是挤密桩周的松软土层,使土层密实。并在振动或挤密过程中回填砂、碎石等,形成砂桩、碎石桩等,当软土层较厚且换填处理比较困难,地基土属于非饱和粘性土或砂土时,采用挤密砂桩或碎石桩加固法,可以使地基土密实,容重增加,孔隙比减少,防止砂土在地震或受震动时液化,提高地基土的抗剪强度和水平抵抗力,减少固结沉降,使地基变均匀,起到置换、挤密、排水作用,防止地基产生滑动破坏,提前完成沉降,减少沉降差。
6、粒料桩
在桩的压入过程中,桩身周围土受剪切而发生重塑,土的强度降低为重塑土的残余强度,当压桩过程出现一定时间的停顿或休止时,扰动土部分强度恢复,压桩力常常大幅度增长,本工程二、三节接桩采用砂、砂砾、碎石、废渣等散粒材料,以专用震动沉管机或水震冲器来成桩,使粒料桩与周围的地基形成复合地基,粒料桩对地基有置换、挤密和竖向排水作用。粒料桩的深度、直径、间距,应经稳定及沉降计算来确定,地质条件对施工方法的适应性不清楚时,应通过试桩加以核查。
结束语
建筑的地基与基础是建筑物的重要组成部分,承载了上部结构传递下来的各种荷载作用,地基与基础是影响建筑结构安全和建筑使用性能的重要因素。应当综合考虑建筑物所处的地形、地质、水文、气候等自然环境条件,根据工程地质条件,选择与建筑物上部结构相适应的基础类型并进行经济且安全的软土地基的处理,才能充分发挥地基、基础的重要作用,才能实现地基基础与上部结构较紧密地配合,提高建筑物的安全性能。
参考文献
[1]陈龙生.高层建筑软土地基桩基础施工处理措施[J].中华建设,2012.
[2]张晓青.浅谈几种软土地基的处理的方法[J].山西建筑,2009.
[3]孙健.浅谈民用建筑地基基础和桩基础土建施工技术[J].科技咨询,2011.