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摘要: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。
关键词:建筑工程;桩基础;桩承载力;基础施工
中图分类号:TU74文献标识码: A
一、工程概况
某工程存在软土地基,该工程地处平原,与工程建设直接有关的土层,自上而下大致可分为上部粘性土层、中间过渡层和下部砂类土层等三个大层位。上部粘性土层,以海相—滨海相沉积为主,约50-60m厚,主要由亚粘土,淤泥质亚粘土和淤泥质粘土组成。该层土含水量高、孔隙比大、压缩性高、渗透性差,属典型软土。中间过渡层,以溺谷相为主要沉积类型,由亚粘土、粉细砂、交替沉积形成,厚约10m左右。下部砂类土层,以河口一滨海一浅海相沉积为主,厚约20m左右。由于本工程地质条件表明上部存在厚层软土,采用天然地基或浅层处理地基,其容许承裁力和沉降量均不能满足设计要求,故大都采用桩基。对于本工程的桩基础施工,桩的承载力是经过荷载试验后,利用试桩结果根据规范确定的。
二、桩基础技术及桩基础工程
现在我国已经投入使用的桩基础技术的种类主要有人工挖孔桩、静压桩等,这些技术各有其优点,也有其局限性。桩基础工程,它是一种典型的建筑基础形式,一般由基桩和承台衔接在一起构成。它也有很多种,一般情况分为高承台桩和低承台桩两种,第一种工程主要特点是有一半的桩是在土地外面,而另一半的桩埋在土地里面,后一种方法则是将桩全部打进土里。第二种常用的分类方法就是灌注和预制桩,灌注桩是一种比较直接的方法,它一般是在施工现场实行,其实施程序主要是在桩孔里面灌入混凝土,等混凝土凝固后,桩就固定了。而预制桩又可以使用很多方法,比如可以采用锤击的方法,或者使用前文所说的静压的方法,这些方法都可以把管桩打入土里面。为了增强地基的耐力,使用桩基础技术恰到好处,它可以将房屋承受的力量分散到其他周围的土地上。而且桩基础它的纵向承载力很强,这一优点可以有效的抵御外来压力,使建筑物处于比较稳定的状态,特别是对于一些土质疏松及地质灾害多的地方,这一技术的运用更是必不可少。
三、桩基持力层的选择
选择合适的桩基持力层是决定桩基工程成败的关键。确定桩基持力层,一般是由以下因素决定:
1、桩的承载力
对于支承桩,通常要求桩尖穿过表面风化层,进入新鲜岩层或中等风化层,当然进入表面风化层的深度,将取决于桩的形式、材料及沉桩设备的能力。一般可通过试桩来确定,并在工程沉桩时对贯人度加以控制,通常以10击l~2cm为宜。对于摩擦桩,桩基宜选择压缩性较低的土层作为持力层,其承载力可根据桩身范围内的土层摩阻力和桩尖土的承载力理论值预估单桩承载力,并由试桩加以验证。
2、桩基的预估变彤
桩基持力层的确定,在满足单桩承载力的前提下,尚要满足群桩基咄的沉降要求。桩基的变形取决于桩端压缩层深度内土层的压缩性。60年代以前,由于受沉桩设备的限制,桩长及沉桩穿透较硬土层的能力也受到限制,往往只能选择较浅的桩基持力层,而在桩端下压缩层范围内,尚存在较厚的高压缩性软弱土层,以致桩基变形甚大,不能满足要求。因此,必须根据地基的变形要求,确定桩基的持力层。此外,在确定了某一土层作为桩基持力層以后,还有一个桩尖进入该土层的深度问题。许多工程实践证明,选择合适的进入硬土层的深度,对于桩基的变形有很大的影响。当持力层较厚时,一般希望进入多一些;当持力层较薄,或有软弱下卧层时,进入持力层太多,对变形反而不利。
3、沉桩机械设备的条件
确定桩尖持力层,还需从实际出发,根据沉桩机械的能力,以及沉桩在技术上的可能性来确定。在综合考虑了上述因素的基础上,初步确定桩基的持力层,最后通过试桩加以验证,必要时可以按不同的持力层以及进入持力层不同深度的试桩方案进行综合比较,优选桩尖持力层。
四、打桩施工技术
1、混凝土灌注桩
水下混凝土灌注导管直径在200以上,每节2-3m, 下端节4-6m, 漏斗下配0.5m、1m导管,管间用法兰连接。对混凝土要求:试验室设计配合比、良好和易性、坍落度18-22cm;水泥用量大于360kg/m3、施工用料应乘1.2的充盈系数。
先拌制0.1-0.2m3水泥砂浆放到导管内隔水塞上,也可作混凝土表面保护层。然后封住漏斗口贮存混凝土,待一定量后打开封口灌注,同时,专人负责测量导管埋深及管内外混凝土面高差, 并严格填写灌注记录。保证导管埋深的前提下,边浇注边提升导管。水下浇注连续进行,每桩最少制作1组试块。最后一次浇注应超设计标高1.2m,等新混凝土面出现才停止灌注。护筒未拔出前,先人工清理混浆层。
2、锤击沉桩施工中
桩锤的选择锤击沉桩施工,通常可采用柴油锤、蒸汽锤和落锤等。其中柴油锤具有灵活机动、操作容易、维修简便等特点,被广泛地应用于打桩施工中。柴油锤适用于较坚硬土层中的沉桩施工,桩锤连续起爆,锤芯弹跳高,沉桩能力强;蒸汽锤适用于较软土层的沉桩施工;落锤只适用于工程规模较小的短桩的沉桩施工。桩锤的选定,必须根据下列因素综合考虑确定:桩的种类、构造型式、桩的长度、直径、重量以及入土深度等桩自身的特性;沉桩深度范围内土层的力学性质,其中最重要的指标是土层的标准贯入试验N值和静力触探比贯入阻力值Ps。施工场地周围的环境条件,诸如动力,能源的供应;噪声污染的控制等。选择桩锤应遵循重锤低打的原则,在不超过桩身极限强度的情况下,宜尽量采用大桩锤,实践经验证明,这样做,不仅桩头不易损环,而且沉桩效率也高。根据上述原则,工程对于400x400mmx30m的钢筋混凝土方桩和钢管桩的沉桩施工,可优先选用3.5t级柴油锤;当调配确有困难时,亦可选用4.5t级柴油锤,但应限制锤跳高度,不应超过2m;φ550x100mmx40—45m的预应力钢筋混凝土管桩和钢管桩的施工,宜选4.5t级柴油锤。
3、停打标准的确定
停打标准的确定,是桩基施工中一项极其重要的技术工作。停打标准确定得是否合理,将直接影响到桩的承载能力和桩的沉降量,甚而进一步影响到上部建(构)筑物的安全和正常使用,另一方面,它还将影响到打桩的施工进度和油料的消耗以及桩锤的使用寿命。因此,停打标准的确定,历来为设计、施工单位所重视。停打标准要根据场地的工程地质条件,桩的种类和尺寸以及桩锤的性能等各种因素,综合考虑确定。对于受力状态不同的桩,应分别情况,确定不同的停打标准。
然而,尽管沿海一带软土层的层位分布比较稳定,但毕竟还有起伏,更何况勘探孔布置较远,持力层层面起伏难以控制准确。在这种情况下,桩端是否达到以至进入持力层3-5D,靠什么标准来判断?此时最有效的指标就是贯入度。当桩长接近预计深度,且贯入度开始明显减小,就可以判断,此时桩端已达到了持力层,然后再根据设计需要继续打入3-5D。当然,有时也会遇到持力层坚硬,要达到3-5D确有困难,贯入度极小(贯入度S<1.0mm),强行打入常常会带来桩断锤毁的后果,此时可会同设计单位研究处理,在桩身强度能满足设计要求的情况下,可改用大锤施打;当桩身强度受到限制时,可采取桩端加靴等措施。如加靴后施打仍有困难,征得设计院的同意,亦可采取深度和贯入度作为停打标准。
结束语
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。
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.2013(09)
[2]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,2013(10):28-34.
[3]王大超,陈国辉.工业厂房地基基础与桩基础土建施工技术[J].民营科技,2014(5).
[4]高善峰.浅谈桩基施工技术发展概况及未来趋势[J].中国科技信息,2014(2).
关键词:建筑工程;桩基础;桩承载力;基础施工
中图分类号:TU74文献标识码: A
一、工程概况
某工程存在软土地基,该工程地处平原,与工程建设直接有关的土层,自上而下大致可分为上部粘性土层、中间过渡层和下部砂类土层等三个大层位。上部粘性土层,以海相—滨海相沉积为主,约50-60m厚,主要由亚粘土,淤泥质亚粘土和淤泥质粘土组成。该层土含水量高、孔隙比大、压缩性高、渗透性差,属典型软土。中间过渡层,以溺谷相为主要沉积类型,由亚粘土、粉细砂、交替沉积形成,厚约10m左右。下部砂类土层,以河口一滨海一浅海相沉积为主,厚约20m左右。由于本工程地质条件表明上部存在厚层软土,采用天然地基或浅层处理地基,其容许承裁力和沉降量均不能满足设计要求,故大都采用桩基。对于本工程的桩基础施工,桩的承载力是经过荷载试验后,利用试桩结果根据规范确定的。
二、桩基础技术及桩基础工程
现在我国已经投入使用的桩基础技术的种类主要有人工挖孔桩、静压桩等,这些技术各有其优点,也有其局限性。桩基础工程,它是一种典型的建筑基础形式,一般由基桩和承台衔接在一起构成。它也有很多种,一般情况分为高承台桩和低承台桩两种,第一种工程主要特点是有一半的桩是在土地外面,而另一半的桩埋在土地里面,后一种方法则是将桩全部打进土里。第二种常用的分类方法就是灌注和预制桩,灌注桩是一种比较直接的方法,它一般是在施工现场实行,其实施程序主要是在桩孔里面灌入混凝土,等混凝土凝固后,桩就固定了。而预制桩又可以使用很多方法,比如可以采用锤击的方法,或者使用前文所说的静压的方法,这些方法都可以把管桩打入土里面。为了增强地基的耐力,使用桩基础技术恰到好处,它可以将房屋承受的力量分散到其他周围的土地上。而且桩基础它的纵向承载力很强,这一优点可以有效的抵御外来压力,使建筑物处于比较稳定的状态,特别是对于一些土质疏松及地质灾害多的地方,这一技术的运用更是必不可少。
三、桩基持力层的选择
选择合适的桩基持力层是决定桩基工程成败的关键。确定桩基持力层,一般是由以下因素决定:
1、桩的承载力
对于支承桩,通常要求桩尖穿过表面风化层,进入新鲜岩层或中等风化层,当然进入表面风化层的深度,将取决于桩的形式、材料及沉桩设备的能力。一般可通过试桩来确定,并在工程沉桩时对贯人度加以控制,通常以10击l~2cm为宜。对于摩擦桩,桩基宜选择压缩性较低的土层作为持力层,其承载力可根据桩身范围内的土层摩阻力和桩尖土的承载力理论值预估单桩承载力,并由试桩加以验证。
2、桩基的预估变彤
桩基持力层的确定,在满足单桩承载力的前提下,尚要满足群桩基咄的沉降要求。桩基的变形取决于桩端压缩层深度内土层的压缩性。60年代以前,由于受沉桩设备的限制,桩长及沉桩穿透较硬土层的能力也受到限制,往往只能选择较浅的桩基持力层,而在桩端下压缩层范围内,尚存在较厚的高压缩性软弱土层,以致桩基变形甚大,不能满足要求。因此,必须根据地基的变形要求,确定桩基的持力层。此外,在确定了某一土层作为桩基持力層以后,还有一个桩尖进入该土层的深度问题。许多工程实践证明,选择合适的进入硬土层的深度,对于桩基的变形有很大的影响。当持力层较厚时,一般希望进入多一些;当持力层较薄,或有软弱下卧层时,进入持力层太多,对变形反而不利。
3、沉桩机械设备的条件
确定桩尖持力层,还需从实际出发,根据沉桩机械的能力,以及沉桩在技术上的可能性来确定。在综合考虑了上述因素的基础上,初步确定桩基的持力层,最后通过试桩加以验证,必要时可以按不同的持力层以及进入持力层不同深度的试桩方案进行综合比较,优选桩尖持力层。
四、打桩施工技术
1、混凝土灌注桩
水下混凝土灌注导管直径在200以上,每节2-3m, 下端节4-6m, 漏斗下配0.5m、1m导管,管间用法兰连接。对混凝土要求:试验室设计配合比、良好和易性、坍落度18-22cm;水泥用量大于360kg/m3、施工用料应乘1.2的充盈系数。
先拌制0.1-0.2m3水泥砂浆放到导管内隔水塞上,也可作混凝土表面保护层。然后封住漏斗口贮存混凝土,待一定量后打开封口灌注,同时,专人负责测量导管埋深及管内外混凝土面高差, 并严格填写灌注记录。保证导管埋深的前提下,边浇注边提升导管。水下浇注连续进行,每桩最少制作1组试块。最后一次浇注应超设计标高1.2m,等新混凝土面出现才停止灌注。护筒未拔出前,先人工清理混浆层。
2、锤击沉桩施工中
桩锤的选择锤击沉桩施工,通常可采用柴油锤、蒸汽锤和落锤等。其中柴油锤具有灵活机动、操作容易、维修简便等特点,被广泛地应用于打桩施工中。柴油锤适用于较坚硬土层中的沉桩施工,桩锤连续起爆,锤芯弹跳高,沉桩能力强;蒸汽锤适用于较软土层的沉桩施工;落锤只适用于工程规模较小的短桩的沉桩施工。桩锤的选定,必须根据下列因素综合考虑确定:桩的种类、构造型式、桩的长度、直径、重量以及入土深度等桩自身的特性;沉桩深度范围内土层的力学性质,其中最重要的指标是土层的标准贯入试验N值和静力触探比贯入阻力值Ps。施工场地周围的环境条件,诸如动力,能源的供应;噪声污染的控制等。选择桩锤应遵循重锤低打的原则,在不超过桩身极限强度的情况下,宜尽量采用大桩锤,实践经验证明,这样做,不仅桩头不易损环,而且沉桩效率也高。根据上述原则,工程对于400x400mmx30m的钢筋混凝土方桩和钢管桩的沉桩施工,可优先选用3.5t级柴油锤;当调配确有困难时,亦可选用4.5t级柴油锤,但应限制锤跳高度,不应超过2m;φ550x100mmx40—45m的预应力钢筋混凝土管桩和钢管桩的施工,宜选4.5t级柴油锤。
3、停打标准的确定
停打标准的确定,是桩基施工中一项极其重要的技术工作。停打标准确定得是否合理,将直接影响到桩的承载能力和桩的沉降量,甚而进一步影响到上部建(构)筑物的安全和正常使用,另一方面,它还将影响到打桩的施工进度和油料的消耗以及桩锤的使用寿命。因此,停打标准的确定,历来为设计、施工单位所重视。停打标准要根据场地的工程地质条件,桩的种类和尺寸以及桩锤的性能等各种因素,综合考虑确定。对于受力状态不同的桩,应分别情况,确定不同的停打标准。
然而,尽管沿海一带软土层的层位分布比较稳定,但毕竟还有起伏,更何况勘探孔布置较远,持力层层面起伏难以控制准确。在这种情况下,桩端是否达到以至进入持力层3-5D,靠什么标准来判断?此时最有效的指标就是贯入度。当桩长接近预计深度,且贯入度开始明显减小,就可以判断,此时桩端已达到了持力层,然后再根据设计需要继续打入3-5D。当然,有时也会遇到持力层坚硬,要达到3-5D确有困难,贯入度极小(贯入度S<1.0mm),强行打入常常会带来桩断锤毁的后果,此时可会同设计单位研究处理,在桩身强度能满足设计要求的情况下,可改用大锤施打;当桩身强度受到限制时,可采取桩端加靴等措施。如加靴后施打仍有困难,征得设计院的同意,亦可采取深度和贯入度作为停打标准。
结束语
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。
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.2013(09)
[2]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,2013(10):28-34.
[3]王大超,陈国辉.工业厂房地基基础与桩基础土建施工技术[J].民营科技,2014(5).
[4]高善峰.浅谈桩基施工技术发展概况及未来趋势[J].中国科技信息,2014(2).