论文部分内容阅读
摘要:21世纪的建筑工程施工中,采用了桩基础,既可以减短施工周期,同时又能保证工程质量,并取得了相应的经济效益和社会效益。随着房地产业的发展,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取得了很大的进步。桩基已成为在土质不良地区修建各种建筑物特别是高层建筑、重型厂房和具有特殊要求的建筑物所广泛采用的基础形式。本文就建筑工程施工中桩基的施工技术及发展应用进行简要论述。
关键词:建筑施工;桩基;技术应用
中图分类号:TU473.1 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2010)09-0055-02
1桩基的实用性与选择
对下列建筑工程要求情况,可以考虑选用桩基础方案:
(1)不允许地基有过大沉降和不均匀沉降的高层建筑或其他重要建筑物。
(2)重型工业厂房和荷载过大的建筑物,如仓库、粮仓等。
(3)对烟囱、输电塔等高结构建筑物,宜采用桩基以承受较大的E拔力和水平力或用以防止结构物的倾斜。
(4)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。
(5)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。
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,则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,甚至酿成重大事故已非罕见。因此,做好地基勘察,慎重选择方案,精心设计、精心施工,也是桩基工程施工必须遵循的准则。
2桩基处理的一般原则
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:
2.1处理前应具备的条件
(1)事故性质和范围清楚。
(2)目的要明确,应有预定处理方案。
2.2事故处理应满足的基本条件
(1)对事故处理方案要求安全可靠、经济合理。
(2)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。
2.3事故应及时处理,防止留下隐患
(1)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,之后方能灌注砼、移动钻机,防止类似问题产生造成不必要的浪费。
(2)基桩开挖前必须全面检查成桩记录和桩的测试资料,发现质量上的问题,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。
2.4应考虑事故处理对已完成工程质量和后续工程的质量和后续工程的影响
如在事故处理中采取补桩时,应考虑是否会损坏混凝土的强度与附近桩基。
3灌注桩的施工技术
3.1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
300 mm～500 mm,桩长常在20 m以内,可打至硬黏土或中、粗砂层。对直径340 mm和480 mm的桩,当锤的质量各为1 t和2 t～3.5 t时,单桩轴向承载力分别约为250 KN～350 KN和500 KN～700 KN。这种施工设备简单,打桩进度快,成本低,但容易产生缩颈(桩身截面局部缩小)、断桩、局部狭长、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0.8 m/min;管内混凝土量应充足,应达到1.10～1.15。
3.2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600 mm或650 mm钻孔桩,常用回转机具开孔,桩长为10 m～30 m,单桩承载力为1 MN～2 MN。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800 mm、l 000 mm、1 200 mm等,采用的承载力达3 MN～9 MN。
3.3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0.9 m～1.0 m时就浇灌或喷射混凝土护壁,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l m,深度为15 m者,桩径应在1.2 m～1.4 m以上,桩身长度宜限制在30 m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持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、广泛选用的桩基直用最为广泛。
4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。灌注桩在工作条件下的强度计算,原则上和钢筋混凝土预制桩相同。
灌注桩的混凝土强度等级,一般不得低于C15,骨料不大于40 mm,坍落度一般采用50 mm～70 mm;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50 mm,坍落度以160 mm～200 mm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 %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l/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30 mm(抗弯计算时取35 mm),采用水下浇灌注混凝土者不得小于50 mm。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6 mm,间距为200 mm～300 mm,当钢筋笼长度超过4 m时,宜每隔2 m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50 mm;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100 mm以上,其外径应比钻孔直径小l00 mm以上。
灌注桩混凝土浇注要把握这几个要点:砼的连续灌筑、砼的塌落度、导管的埋深等。
5结束语
现代科学技术发展的成就,尤其是电子技术、计算机技术参加了土力学和基础工程学研究,建筑工程基础的桩基施工工艺技术,也在不断发展提高,正向着现代化、机械化、自动化和标准化的方向迈进。
参考文献
1 谢猛、侯克鹏、傅鹤林.等值梁法在深基坑支护设计中的应用[J].土工基础,2008.01
2 李仁民.钉形水泥土双向搅拌桩施工技术及应用[J].建筑施工,2007.04
3 李英民、韩大刚、林文修.锚栓钢板加固法抗弯性能试验及设计方法[J].工程抗震与加固改造,2006.05
4 《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94).北京:中国建筑工业出版社,1995
Application of Construction Pile Foundation
Chen Zhiqiao
Abstract: In the 21st century’s architectural engineering construction, has used the pile foundation, both may lessen the construction cycle, simultaneously and can guarantee the project quality, and has obtained the corresponding economic efficiency and the social efficiency. Along with the real estate industry development, the pile type and the pile foundation form, the construction craft and the equipment as well as the pile foundation theory and the design method make the very big progress. The pile foundation has become in the soil texture bad area constructs each building is specially the high-rise construction, the heavy workshop and has the underlying form which the special request’s building widely uses.
Key words: construction; pile foundation; technical application
关键词:建筑施工;桩基;技术应用
中图分类号:TU473.1 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2010)09-0055-02
1桩基的实用性与选择
对下列建筑工程要求情况,可以考虑选用桩基础方案:
(1)不允许地基有过大沉降和不均匀沉降的高层建筑或其他重要建筑物。
(2)重型工业厂房和荷载过大的建筑物,如仓库、粮仓等。
(3)对烟囱、输电塔等高结构建筑物,宜采用桩基以承受较大的E拔力和水平力或用以防止结构物的倾斜。
(4)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。
(5)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。
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,则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,甚至酿成重大事故已非罕见。因此,做好地基勘察,慎重选择方案,精心设计、精心施工,也是桩基工程施工必须遵循的准则。
2桩基处理的一般原则
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:
2.1处理前应具备的条件
(1)事故性质和范围清楚。
(2)目的要明确,应有预定处理方案。
2.2事故处理应满足的基本条件
(1)对事故处理方案要求安全可靠、经济合理。
(2)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。
2.3事故应及时处理,防止留下隐患
(1)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,之后方能灌注砼、移动钻机,防止类似问题产生造成不必要的浪费。
(2)基桩开挖前必须全面检查成桩记录和桩的测试资料,发现质量上的问题,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。
2.4应考虑事故处理对已完成工程质量和后续工程的质量和后续工程的影响
如在事故处理中采取补桩时,应考虑是否会损坏混凝土的强度与附近桩基。
3灌注桩的施工技术
3.1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
300 mm～500 mm,桩长常在20 m以内,可打至硬黏土或中、粗砂层。对直径340 mm和480 mm的桩,当锤的质量各为1 t和2 t～3.5 t时,单桩轴向承载力分别约为250 KN～350 KN和500 KN～700 KN。这种施工设备简单,打桩进度快,成本低,但容易产生缩颈(桩身截面局部缩小)、断桩、局部狭长、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0.8 m/min;管内混凝土量应充足,应达到1.10～1.15。
3.2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600 mm或650 mm钻孔桩,常用回转机具开孔,桩长为10 m～30 m,单桩承载力为1 MN～2 MN。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800 mm、l 000 mm、1 200 mm等,采用的承载力达3 MN～9 MN。
3.3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0.9 m～1.0 m时就浇灌或喷射混凝土护壁,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l m,深度为15 m者,桩径应在1.2 m～1.4 m以上,桩身长度宜限制在30 m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持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、广泛选用的桩基直用最为广泛。
4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。灌注桩在工作条件下的强度计算,原则上和钢筋混凝土预制桩相同。
灌注桩的混凝土强度等级,一般不得低于C15,骨料不大于40 mm,坍落度一般采用50 mm～70 mm;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50 mm,坍落度以160 mm～200 mm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 %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l/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30 mm(抗弯计算时取35 mm),采用水下浇灌注混凝土者不得小于50 mm。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6 mm,间距为200 mm～300 mm,当钢筋笼长度超过4 m时,宜每隔2 m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50 mm;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100 mm以上,其外径应比钻孔直径小l00 mm以上。
灌注桩混凝土浇注要把握这几个要点:砼的连续灌筑、砼的塌落度、导管的埋深等。
5结束语
现代科学技术发展的成就,尤其是电子技术、计算机技术参加了土力学和基础工程学研究,建筑工程基础的桩基施工工艺技术,也在不断发展提高,正向着现代化、机械化、自动化和标准化的方向迈进。
参考文献
1 谢猛、侯克鹏、傅鹤林.等值梁法在深基坑支护设计中的应用[J].土工基础,2008.01
2 李仁民.钉形水泥土双向搅拌桩施工技术及应用[J].建筑施工,2007.04
3 李英民、韩大刚、林文修.锚栓钢板加固法抗弯性能试验及设计方法[J].工程抗震与加固改造,2006.05
4 《建筑桩基技术规范》(JGJ94-94).北京:中国建筑工业出版社,1995
Application of Construction Pile Foundation
Chen Zhiqiao
Abstract: In the 21st century’s architectural engineering construction, has used the pile foundation, both may lessen the construction cycle, simultaneously and can guarantee the project quality, and has obtained the corresponding economic efficiency and the social efficiency. Along with the real estate industry development, the pile type and the pile foundation form, the construction craft and the equipment as well as the pile foundation theory and the design method make the very big progress. The pile foundation has become in the soil texture bad area constructs each building is specially the high-rise construction, the heavy workshop and has the underlying form which the special request’s building widely uses.
Key words: construction; pile foundation; technical application