建筑工程中桩基施工技术要点论文
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试论建筑工程中桩基的施工技术要点【摘要】本文结合桩基处理的原则及选择应用,阐述了建筑工程施工中桩基的施工技术要点,并分析了桩基常见质量问题及处理措施,以供同行参考。
【关键词】建筑工程;桩基;施工技术要点
引言
现代建筑工程中桩基施工也成为一种常用的基础形式。桩基础作为一种深基础,具有承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀、沉降稳定快、良好的抗震性能等特性,因此在各类建筑工程中得到广泛应用。
1 桩基的实用与选择
对下列建筑工程要求情况,可以考虑选用桩基础方案: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。重型工业厂房和荷载过大的建筑物,如仓库、粮仓等。对烟囱、输电塔等高耸高结构建筑物,宜采用桩基以承受较大的上拔力和水平力,或用以防止结构物的倾斜。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。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,甚至酿成重大事故者已非罕见。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
事故性质和范围清楚;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
对事故处理方案要求安全可靠、经济合理。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
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,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。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。
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300mm~500mm,桩长常在20m以内,可打至硬粘土或中、粗砂层。
对直径340mm和480mm的桩,当锤的质量各为1t和2t~3.5t 时,单桩轴向承载力分别约为250kn~350kn和500kn~700kn。这种施工设备简单,打桩进度快,成本低,但很容易产生缩颈(桩身截面局部缩小)、断桩、局部夹长、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0.8m/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600mm或650mm钻孔桩,常用回转机具开孔,桩长为10m~30m,单桩承载力为1mn~2mn。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800mm、1000mm、1200mm等,采用的承载力达3mn~9mn。
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
0.9m~1.0m时就浇灌或喷射的圈混凝土护壁,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1m,深度为15m者,桩径应在1.2m~-1.4m以上,桩身长度宜限制在30m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特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、广泛选用的桩基应用最为广泛。
4 常见质量问题类别及原因分析
打(压)桩工程常见质量问题有:单桩承载力低于设计值,桩倾斜过大、断桩、桩接头断离、桩位偏离过大等五大类。造成以上问题的原因有:
4.1 单桩承载力低于设计要求的常见原因
a.桩沉入深度不足。
b.桩端未进入设计规定的持力层,但桩深已达设计值。
c.最终贯入度过大。
d.其他,诸如桩倾斜过大、断裂等原因导致单桩承载力下降。
e.勘察报告所提供的地层剖面、地基承载力等有关数据与实际情况不符。
4.2 桩倾斜过大的常见原因
a.预制桩质量差,其中桩顶面倾斜和桩尖位置不正或变形,最易造成桩倾斜。
b.桩机安装不正,桩架与地面不垂直。
c.桩锤、桩帽、桩身的中心线不重合,产生锤击偏心。
d.桩端遇石子或坚硬的障碍物。
e.桩距过小,打桩顺序不当而产生强烈的挤土效应。
f.基坑土方开挖不当。
4.3 出现断桩的常见原因
除了桩倾斜过大可能产生桩断裂外,其他原因还有三种:a.桩堆放、起吊、运输的支点或吊点位置不当。b.沉桩过程中,桩身弯曲过大而断裂。如桩制作质量造成的弯曲,或桩细长又遇到较硬土层由锤击产生的弯曲等。c.锤击次数过多。如有的设计要求的桩锤击过重,设计贯入度过小,以致于施工时锤击过度导致桩断裂。
4.4 桩接头断离的常见原因
设计桩较长时,因施工工艺的需要,桩分段预制,分段沉入,各段之间常用钢制焊接连接件做桩接头。这种桩接头的断离现象也较常见。其原因除桩倾斜过大的常见原因外,还有上下节中心线不重合;桩接头施工质量差,如焊缝尺寸不足等原因。
4.5 桩位偏差过大的常见原因
测量放线差错、沉桩工艺不良,如桩身倾斜造成竣工桩位出现较大偏差。
5 常用处理方法
打桩过程中,发现质量问题,施工单位切忌自行处理,必须报监理、业主,然后会同设计、勘察等有关部门分析、研究,做出正确的处理方案。由设计部门出具修改设计通知。一般处理方法有:补沉法、补桩法、送补结合法、纠偏法、扩大承台法、复合地基法等,下面分别简要介绍:
5.1 补沉法
预制桩入土深度不足时,或打入桩因土体隆起将桩上抬时,均