時間:2022-12-21 20:27:42
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇樁基礎技術論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
地面河涌橋,橋寬42米,兩向8車道,為城市主干道。橋兩側存在大量管線、管道。如采用地面托換方式,要交通疏解,管線改遷,河道斷流,且存在跨河道的虹吸管,施工難度非常大。為降低施工成本,減少施工工期,采用礦山法隧道襯砌結構托換群樁基礎施工技術進行施工。即先采用礦山法進行樁基托換處理,再采用盾構法進行剩余隧道施工。
二、施工技術原理
在地下采用礦山法開挖方式開挖出樁基托換空間,將侵入隧道或地下空間設施的既有樁基與新建地下襯砌結構相連接,然后待襯砌結構強度達到100%強度后,再將既有樁基沿襯砌結構面切斷。利用新建的地下結構承受既有樁基傳輸向下的力,受力結構采用托換拱的形式。
三、施工工藝流程及操作要點
(一)施工工藝流程
隧道襯砌結構托換群樁基礎施工工法施工流程主要有施工準備、礦山法施工及樁基保護--既有樁基鉆孔、植筋--綁扎托換拱結構鋼筋---混凝土澆筑--截樁施工。
(二)操作要點
1.施工準備
a.做好地質、管線調查,確定施工方法及方案;
b.組建施工班組、進行崗位培訓、做好技術交底;
c.做好材料采購、設備選型與配置等準備工作;
d.托換樁基位置及附近布設監測點,監控樁基托換過程中的沉降情況。
2.礦山法施工
隧道襯砌結構托換群樁基礎施工工法采用礦山法開挖露出樁基,礦山法開挖施工與常規的礦山法施工相同。需要注意以下幾點要求:
a.根據現場地質情況
采用不同的施工方法。建議采用上下臺階或上中下3臺階法;地質圍巖自穩能力相當差時,建議采用CD或CRD施工方法。
b、遭遇軟臥地層
可采取超前小導管注漿方式進行超前加固。超前小導管長度2.5~3.0m,漿液采用水泥+水玻璃雙液漿,漿液水灰比0.8~1.0,水玻璃波美度38。
c、根據地質情況采取不同的開挖方式
地質較硬時,可采取松動爆破的方式進行土方開挖;地質較軟時,采用人工+機械開挖方式進行土方開挖。樁基周圍采用人工開挖方式進行開挖,以減少對樁基的擾動。
d、土方開挖過程中
如果發生樁基沉降現象,必須對樁基周圍進行注漿加固,待沉降得到控制后,再進行開挖施工。加固方式采用鋼花管注漿加固方式進行。
3.樁基鉆孔及植筋
a、鉆孔
樁基全部露出后,在襯砌結構鋼筋對應位置的樁基上鉆孔,鉆孔工具采用手持水鉆或風鉆。由于地下樁基直徑一般較大,且隧道襯砌結構一般呈拱型,故鉆孔采用兩側往中間對鉆的方式進行施工,使鋼筋以弧形的方式順利穿孔通過。鉆孔數量、孔徑及角度應滿足設計要求。為方便鋼筋順利穿過,鉆孔孔徑控制在結構鋼筋主筋直徑的1.5倍左右。一般分2種:外層鉆孔供1根主筋穿過,鉆孔孔徑控制Φ50mm;內層鉆孔供2根主筋穿過,鉆孔直徑控制Φ70mm。每處鉆孔完成后,使用高壓空氣將鉆孔內吹干凈、吹干燥,然后利用砂漿泵對鉆孔填充M15微膨脹水泥砂漿,砂漿稠度控制在60~80mm,砂采用中砂。鉆孔充填密實后,將結構鋼筋穿過鉆孔,并進行密封處理。
4.托換梁鋼筋綁扎
既有樁基的鉆孔及植筋施工完成后,進行新建襯砌結構的鋼筋綁扎施工。綁扎施工過程中,將樁基上的植筋錨入托換拱的鋼筋中,形成整體。樁基中心兩側各750mm范圍內結構鋼筋應適當加強,增加箍筋設置。鋼筋錨入的位置,不得有鋼筋焊接接頭存在.
5.托換梁混凝土澆筑a模板安裝
由于樁基與隧道相對位置不固定,樁基段襯砌結構無法采用臺車進行模板支護,襯砌結構模板采用55型1.2X0.3m定型組合鋼模板,施工縫擋頭模采用收口網封堵;模板主次梁楞分別采用預制工18工字鋼楞及100X100mm方木;模板支架采用?48×3.0mm扣件式鋼管腳手架滿堂式布置;腳手架縱、橫、豎向鋼管之間采用直角扣件連接,與剪刀撐斜杠采用旋轉扣件連接;腳手架立桿底部下墊10mm厚200X200mm鋼板,立桿頂部及橫向水平桿兩端設置U型可調托撐。b混凝土澆筑襯砌結構混凝土采用商品混凝土,混凝土強度及抗滲等級根據設計要求確定。混凝土采用直接泵送入模方式進行混凝土澆筑施工,澆筑過程中同時進行振搗作業。襯砌模板安裝過程中預留混凝土澆筑窗口,澆筑窗口布置形式為:于隧道兩側拱底、拱墻、拱頂分別預留3處窗口,于隧道拱頂設置混凝土澆筑管;澆筑窗口及澆筑管共設置3環,分別沿隧道縱向1/6、3/6和5/6澆筑長度處設置。混凝土澆筑窗口及澆筑管設置。
6.洞內截樁
托換的隧道襯砌結構混凝土達到設計強度的100%后,對侵入隧道凈空內的樁基進行截除施工。樁基截除可采用繩鋸或鑿除等方式進行。截樁施工遵循“先截斷,再外運,后破碎”的原則。為方便運輸,每段樁基的截除長度控制在1.5m左右,通過龍門吊垂直運輸至地面后采用油壓炮機進行破碎。a截樁作業平臺托換梁混凝土澆筑完成后,靠近樁基附近的2~3排腳手架暫時不拆除,進行加設剪刀撐、連接件、腳手板等必要的加固,以用作截樁施工的作業平臺使用。b截樁施工為防止樁基截除過程中樁基倒塌,進而破壞作業平臺,造成操作人員傷亡,樁基按照從下往上的順序逐段進行截除施工。采用繩鋸或人工手持風鎬由下往上截除樁基。c斷口處理樁基截斷后,襯砌結構內的樁體斷口必須及時沿二襯內輪廓打鑿平整,然后使用砂漿找平、密封,避免斷口部位處的襯砌鋼筋以及樁基主筋長時間暴露而銹蝕。
7.測量與監測
確保工程建設安全的關鍵是全過程監測樁基的沉降情況,及時測量樁基的沉降情況,并與分析計算值比較,及時反饋指導設計和施工。(三)檢測及結果隧道襯砌結構托換樁基基礎施工過程處于安全、穩定、快速、優質的可控狀態。托換過程中,對地面及樁基沉降進行了監測,實測最大沉降-15mm,小于設計的30mm沉降要求。
四、結束語
關鍵詞:巖溶層地區;沖孔樁基礎;沖孔樁施工;溶洞;漏漿;斜樁;卡鉆
Abstract: Punching pile a pile foundation construction operation which widespread used in the construction of the building in recent construction projects, it is less susceptible to the limitations of the construction field, operating flexibility, environmental pollution, such as penetrating power is widely used, this papers combined construction experience, and listed some frequently asked questions and made a number of preventive measures and treatment methods.Key words: karst layer region; punching pile foundation; punching pile; cave; slurry leakage; raking pile; sticking
中圖分類號:TU761文獻標識碼: A 文章編號:
沖孔樁一般適用于工業和大小建筑中,一般在填土層、粘土層、粉土層、淤泥層、砂土層、碎石土層、巖溶地層、裂隙發育地層施工。沖孔樁樁孔直徑一般為600~1500mm,而最大直徑可達2500mm,沖孔樁的深度最大大約可達50m。
建筑工程離不開沖孔樁的施工作業,但在施工過程中也出現各種施工問題,由于地質不同、環境各異也影響著沖孔樁質量,例如;在巖溶地區沖孔樁施工難度較大,質量隱患出現的概率較高,巖溶地層難以控制極易出現卡鉆、漏漿、塌孔、偏孔、斜樁、混凝土流失等問題。
一、沖孔樁基礎
沖孔樁基礎是由沖孔樁機下樁成孔后構成的一種常用的地基形式,由沖孔樁構成,在土建工程方面廣泛用到,樁基礎在工藝上可分為預制樁和沖孔樁灌注樁,是一種擠土擠石成孔的樁深埋入地下作為建筑地基、橋梁基座所用,可保證建筑物的牢穩性。在建筑工程中沖孔樁基礎是重要環節。
二、巖溶地質的情況
巖溶地區地質形成主要由于在灰巖中碳酸鈣類溶解于含有二氧化碳的水中,經過一系列水解、電離等化學反應,灰巖特質改變,形成獨特的巖溶地貌。在熔巖地區易形成溶洞、也有地下暗河的交錯、而且溶洞內的內充填物復雜,不易估測;也有一部分空溶洞,不利于沖孔樁操作。
三、沖孔樁的施工
1、沖孔樁施工前的樁位檢測
施工前要嚴格按照靜壓管樁的定位軸線并參照圖紙進行測量放線,確定樁位中心,確定樁位,在每個樁位打入小木樁,并測出樁位的實際標高,在場地外設2-3個水準點,便于日后檢測。
2、施工的主要流程
沖孔樁位的測量、沖孔樁平臺的的搭建、沖孔樁護筒的制作、樁位的復測檢查、沖孔機鉆進、檢測沖孔樁孔的深度、沖孔鉆頭鉆到終孔處、第一次清孔、檢測孔底沉渣;制作鋼筋籠、鋼筋籠吊裝焊接、吊放導管、第二次清理沖孔樁孔、檢測沖孔樁孔中沉渣的厚度、檢測泥漿比重、灌注混凝土、拔出沖孔樁護筒、檢測成品。
3、在沖孔樁基礎的施工控制技術
沖孔樁基礎中在埋設護筒時,要采用外“十”字的方法,在施工時先挖好護筒坑,要把護筒坑的底面整理平整,再放入護筒并檢查護筒的正確位置,用粘土填充護筒的周圍,保證堅實牢固,在沖孔樁基礎建造中要隨時檢測護筒的位置,防止護筒的偏位,在操作過程中護筒的偏移不得超過50mm。沖孔樁基礎中要避免護筒及樁錘的不良工作狀態,要調試好機位平衡,正常施工中沖孔樁核心的偏差要根據沖孔樁樁長定。
4、沖孔樁的成孔
在巖溶地區,要根據溶洞分布及成分類型,施工過程按照沖孔施工的先易后難、先短后長、先內后外的原則確定施工順序,要避免同時下樁;在單護筒時要注意泥漿的護壁,及早把沖孔中的土石破碎或擠入孔壁中,最好用高壓泥漿泵清除懸浮渣。
5、清潔沖孔
完孔后,用掏渣筒掏渣,之后投入水泥、泥漿、黃土混合物按比例反復掏渣,為使沖孔樁混凝土與孔壁巖體接觸良好,在灌入混凝土之前要用高壓泵沖水沖洗排除殘渣。
6、鋼筋籠的吊裝
鋼筋骨架需要現場制作,在接頭數清后,起鉆、用吊車吊放鋼筋骨架,鋼筋骨架在井口處分段焊接,焊接時注意,在同一截面不大于50%,鋼筋骨架型號,安放位置必須測量準確。
7、注入混凝土
清空后,吊裝鋼筋籠,鋼筋籠要分段裝入孔中,鋼筋籠的接口用搭接焊焊接;根據沖孔樁的深度計算扎入導管的節數,清除樁頂附著的泥漿。
8、砼澆灌樁施工
(1)砼澆筑前,首先檢查樁孔內沉渣清理干凈,要符合監理要求,檢查澆筑砼的支架是符合格,在申請砼澆筑的批注。
(2)澆筑砼是要分段分層進行,砼要自由傾落高度不超過2m,澆筑高度若超過3m時必須采取措施,利用串桶或槽管等。澆筑混凝土應連續進行,在間歇時,間歇時間必需要短,必須在混凝土凝結時澆筑完畢。
(3)素砼樁地基檢測應在樁身強度滿足試驗荷載條件時,再28天后檢測。試驗次數在總樁數的0.5-1%,每個單體工程時點數不少于3點。
五、沖孔樁常見問題
1、漏漿
沖孔樁過程中若出現沖孔鉆的進入尺度突然加快并導致漏漿現象,可根據現象判斷,施工過程遇到了溶洞、裂巖地區產生的溝壑、裂隙和空洞,極易架空,在溶洞地區,由于巖溶水侵蝕、機械的坍塌,造成近地水平方向延伸的洞穴。在這種多孔地區由于不明溶洞范圍易發生漏漿,此時應減少沖孔樁的沖程,或者選擇懸距慢慢穿過,在情況嚴重時,往孔中回填粘土塊、碎石至樁位以上2~3米,再進行沖孔,使粘土或碎石擠進溶洞或土洞、裂縫處充當填充物做骨架。再根據沖孔樁基礎中,在特殊巖層和環境地域中,在施工前要預先準備充足的泥漿,做好泥漿的回填工作,并在灌注的過程中向孔中投入粘土或碎石,來加強泥漿的濃度。
2、塌孔:在巖溶地區和流沙中要控制沖孔樁尺寸,要選用比重較大、優質的泥漿,避免碎石擠入沖孔壁中,也要控制好沖孔的高度;經常檢查沖孔樁機的轉向設備的靈活性能,應盡量選用濃度、粘度和比重較大的泥漿,適時掏渣、沖洗孔樁;在用低沖程時,要有時間間斷的更換沖程,沖孔機保持在最佳的工作狀態,有足夠時間避免斜樁。,
3、偏孔
巖溶地帶,遇到空洞,溶洞,不知內填充物時,要采用低沖程沖孔機,減緩沖擊的頻率;在發生斜樁時,應在沖孔中填充碎石糾正樁位,重新鉆孔,再檢測沖孔樁樁位,施工過程中,要經常檢查沖孔樁機底座是否水平安裝,是否存在不均勻的衡沉降現象,如存在應及時調整機位,在遇到孤石或塊狀石造成的偏位斜孔時,應及時填充優質量的粘土快、碎石塊或碎磚塊,將偏斜的孔徑部分填平,根據沖孔樁基礎中的要求改變沖孔機下鉆速度,采用密擊法調控,反復掃孔糾正。
五、卡鉆
在施工中,在地貌處溶洞不知內填充物的情況下,流沙地區,沒掌握好沖孔樁機下鉆的速度,沖程較大或較小容易卡鉆;在施工時樁錘遇見塊石、沉渣也會出現卡鉆現象,依據沖孔樁基礎中,在此情況下:(1)應通過儀器檢測核對出現的碎石來判斷,該施工地的地質情況,一般先采用低沖程施鉆,漸變為高沖程,在此過程中隨時注意沖孔樁機的工作狀態。
(2)再遇塊石時,樁錘容易被施工過程中震下的塊石卡住,在沖孔樁基礎中必須用泥漿清孔,反復提拉鋼絲繩,讓樁錘保持松動,提起樁錘。如果樁錘無法提出,用沖孔樁基礎中的水下爆破法解決,震動卡樁錘的地面使之松動取出樁錘。若樁錘被沉渣砂層埋住,沖孔樁基礎中要利用導管把樁錘以上的沉渣砂層清理去,提出樁錘。
六、個人總結
在建筑過程中很好的掌握沖孔樁基礎,有利于施工隊伍在惡劣的地貌環境中施工減少施工過程出現的不利因素,更好更快的完成建筑工程。在建筑過程中,所面臨重大問題莫過在巖溶地區施工,例如;我所在的廣西壯族自治區屬于喀斯特地貌是在其建筑過程中對施工質量最大的威脅,在沖孔樁基礎中易出現漏漿、偏孔、卡鉆等現象。在此篇論文中有關于在巖溶地區施工過程中出現的一些難題疑點;也闡述了對沖孔樁施工過程出現的漏漿、偏孔、斜樁等一系列問題的解決處理措施。
七、參考文獻
【關鍵詞】鉆孔灌注樁;施工技術;橋梁工程
1引言
基礎施工屬于橋梁工程建設的主要構成部分,基于橋梁工程的特殊性,促使基礎施工項目復雜程度較高,且工程量也相對較大,為確保整體施工質量,需要在施工技術選擇、施工過程控制等幾個方面加強管理。本文主要針對橋梁工程的鉆孔灌注樁基礎施工技術的應用進行了探究,鉆孔灌注樁施工技術屬于橋梁基礎施工環節中常用技術之一,其優勢體現在工藝流程簡單、安全性高、承載力高等幾個方面。
2鉆孔灌注樁基礎施工要求
鉆孔灌注樁施工結構如圖1所示,鉆孔灌注樁基礎施工的要求包括以下幾個方面:(1)骨架存放與運輸方面。鋼筋骨架的存放需要確保施工環境的平整及干燥,在存放期間各加勁筋與地面接觸位置均需要做好鋪墊,且骨架各節需要依照一定順序進行擺放,便于后期裝卸。在運輸期間,需要加強對骨架的保護,避免在運輸過程中基于碰撞而出現變形情況。(2)護筒方面。護筒的埋設屬于基礎施工環節之一,需要確保護筒平面位置與垂直角度的準確性,同時還需要確保護筒周圍與護筒底腳的緊密度及防水效果等[1]。(3)骨架起吊與就位方面。在骨架起吊與就位過程中,首先需要確保骨架不會受到損傷,其次為控制就位點的精準度。
3鉆孔灌注樁基礎技術在橋梁工程中的應用流程
3.1工程簡述
以Y橋梁工程為例,整個橋梁長度約為15266m,為雙向四車道,寬度約為25m。在基礎施工過程中,選擇鉆孔灌注樁基礎施工技術,實踐證實對于此種技術的應用有助于對成本的控制,且技術的適應性較強,施工工藝較為簡單。
3.2埋設護筒
一般條件下,護筒內徑應大于樁徑約30cm,且在護筒周圍需要設置加勁筋,上端加設1道溢漿口。Y工程的護筒埋設施工環節中,結合工程需要,其深度需要控制在1.5m之內,頂部高出施工地面約0.3m,高出地下水位約1.5m。另外,施工期間需要維持護筒的垂直狀態,其中心與設計中心樁基礎中心偏差要控制在50mm之內,傾斜度誤差控制在1%之內。埋設施工完成后,需要對護筒的角度進行調整,確保位置無誤后進行回填及固定,避免后續鉆孔施工期間護筒出現下降的情況[2]。
3.3鉆孔施工
結合Y工程來講,在鉆孔施工環節中,Y工程選擇泥漿護壁,泥漿構成材料為黏土、水、添加劑,依據一定比例進行配制[3]。鉆孔實際施工之前,需要明確開孔位置,盡量以勻速緩慢鉆進,開動泥漿泵同步循環鉆進,鉆進期間需要對鉆進尺寸進行嚴格控制。鉆進到護筒底部時,需要應用低檔慢速鉆進策略,在鉆頭或導向部位完全進入地層后,轉變為快速鉆進策略。
3.4鋼筋籠安裝
鋼筋籠制作期間,需要將鉆架高度及設計尺寸作為參考,選擇分節、整體制作手段,在整個制作施工環節中,需要在清孔之前完成。鋼筋籠分節制作可保障其不會出現變形情況,但各節之間接頭需要錯開。在鋼筋籠外側應設置墊塊,結合實際施工情況,橫向分布4個,豎向分布間隔距離為2m。若鋼筋籠存在節點不良或是彎曲等情況,將會導致鋼筋籠與樁孔的接觸過緊,為此,需要在制作期間嚴格控制鋼筋籠的精準度[4]。
3.5混凝土灌注
混凝土初次灌注期間,工程選擇連續關注方式,具體操作為:混凝土到場后,結合預先設定的方案明確初次灌注質量,將充足的混凝土放置到漏斗中,快速打開閥門,促使混凝土能夠快速下落,確保其可在壓力充足的條件下將套筒中的水壓出,且借助中和水的壓力,確保混凝土順利封底。初次灌注完成后,綜合施工設備及施工環境條件等調節灌注,在混凝土初步凝固前完成整個灌注施工。
4結語
關鍵詞:鉆孔灌注樁;質量問題;解決措施
Abstract: bored pile foundation is a kind of can adapt to various geological conditions of the foundation, bored pile with low noise, small vibration, no soil compaction, little impact on the surrounding environment and adjacent buildings, can pass through the complex formation and the formation of the bearing capacity of single pile is larger, can adapt to various geological conditions and different size of buildings and so on, but not handled properly will be a lot of quality problems. Prevention and treatment measures of the main quality problems of bored pile foundation are discussed in detail, for reference.
Keywords: bored pile; quality problems; Solutions
中圖分類號:U443.15+4文獻標識碼:A 文章編號:2095-2104(2013)
一、鉆孔灌注樁基礎所具有的優越性
在建筑工程施工建設中,因鉆孔灌注樁基礎能夠滿足于不同地質條件的需求,有著良好的地質適應性,因此在近年來被廣泛的應用于建筑工程的樁基礎施工中。其優越性主要表現在以下幾方面:1.受地下水帶來的影響較小,在地勢低洼、軟土地區同樣能夠發揮出較好的穩定性;2.較預制樁而言,鉆孔灌注樁基礎具有孔徑大、樁身長、鉆進和旋削在鉆頭使用中可同時進行等的特點,因此在實際的施工操作過程中,對于任何地質結構條件都能夠正常的發揮出其效能性;3.由于在鉆孔完成后可以實現立即澆筑的效果,因此鉆孔灌注樁基礎較其他樁基礎施工具有施工工期短的優勢;4.良好的抗凍能力主要表現在由于深埋于凍層之下的鉆孔灌注樁基礎在施工中,受到樁體地下部位粗糙率較大以及所受接觸土壤阻力較大的影響,對樁基礎的變形具有較好的抵制形;5.通過導管和自重原理,鉆孔灌注樁基礎能夠將水與混凝土進行較好的分離,便于水下澆筑能夠取得較好的效果。
二、鉆孔過程中的質量通病問題及相應的應對措施
2.1 鋼筋籠的上浮問題及措施
a.對鋼筋籠初始位置的確定及與孔口的固定。保證導管在孔位的中心之上是進行導管下放時的重點,當混凝土接近籠時,不僅要注意 1.5~2.0m 是控制導管埋深的標準, 更應注意灌注混凝土時不能將導管出口和鋼筋骨架底端平齊,同時還應對導管埋深與混凝土的灌注標高進行隨時掌控;b.按照標準要求進行混凝土的配比,在灌注混凝土時為確保灌注狀態的持續性和快速性,可適當的對其加入一定量的緩凝劑;c.做好施工前的各項準備工作,以保證施工開始后能夠正常有序的進行,特別要注意對于相關電氣的檢查工作,以防止在施工開始后出現電氣停運而影響工程的施工;d.為防止鋼筋籠的上浮,可在灌注樁上部設定相關的固定裝置;e. 通過在澆筑過程中對混凝土澆筑速度的控制,將導管進行單向旋轉和上下反復搖晃可有效防止鋼筋籠在灌注過程中的上浮問題;f. 在對導管進行埋深時為改善混凝土的和易性,可將埋深度調整至3-8m,以降低因導管埋深過大而導致的鋼筋籠上升問題;g. 如果鋼筋籠上升問題不能有效的進行控制,應立即停工,上報工程項目部和技術部,做報廢處理。
2.2 斷樁的問題及措施
①對混凝土的配合比、坍落度和粗骨料粒徑在灌裝前進行嚴格控制和檢測。如果出現標號、品種的更換,應進行標樣的實驗以保證灌裝混凝土的質量;
②保證從導管內灌注混凝土的足量性、連續性、快速性和節奏性,為防止斷樁問題的發生,應根據首次混凝土的灌入量對綁扎水泥隔水塞的鐵絲進行選擇和定量;
③良好的抗拉強度是保證導管能承載混凝土灌裝重量的前提,同時在對導管的選擇上應以內直徑在30cm以上內徑壁均勻無阻礙的導管為宜,當然進行必要的小球通過實驗對導管進行施工前檢測還是十分必要的;為便于在混凝土中拔起,導管最下一節應控制在 4m左右的長度且低端不帶有法蘭盤;
④為保證清孔后泥漿的密度符合設計要求,應及時調整孔內泥漿在清孔過程中的密度;
⑤清孔是成孔后最重要的一項工作,根據孔內的沉渣情況來確定清孔時間,當孔邸沉渣不大于標準要求后,才可進行混凝土灌裝操作。
2.3 孔壁坍陷的問題及措施
①在對地層結構進行分析研究后進行施工方法及機具進行成孔操作;
②注重對護筒強度和尺寸的選擇;
③做好成孔后清孔工作,在孔底沉渣不大于規范要求、孔壁牢固的基礎上,進行混凝土的灌裝;
④控制施工過程中鉆頭的進鉆速度和空轉時間,注重確保水頭的穩定性;
⑤不超過3小時為成孔待灌的最佳控制時間標準;
⑥防止鋼筋籠在吊裝搬運的過程中發生變形,安放時一方面要避免碰撞,另一方面要進行孔位的對準;
⑦一旦發生孔壁坍陷的問題應立即停工,對問題產生的原因及部位進行認真分析,不能采取補救的措施的應將其回填后在鉆;
⑧孔壁坍陷發生在清孔或者鋼筋籠的吊裝過程中時,應立即停工并吊出鋼筋籠,添漿護壁對塌陷物清理后,如果不繼續發生塌陷后可重新進行鋼筋籠的吊裝及清孔工作。
2.4 護筒冒水的問題及措施
①根據地質條件特點,選用適宜的粘土對坑底及四周壁進行分層夯實處理后,進行護筒的埋設;
②護筒高度控制在1.0~1.5m為最佳的開孔高度;
③為防止碰撞刮傷護筒,應選派技術嫻熟的施工人員對鉆頭的起落進行實時監控;
④一旦出現護筒冒水的問題,應立即停止施工,用適宜的粘土進行坑四壁的分層加固;
⑤當護筒嚴重移位下沉時,立即停工后應對護筒進行重新安裝。
2.5 縮頸的問題及措施
①應嚴格控制所選用泥漿的質量;
②在起鉆和鉆進時將一定數量的合金刀片焊接于導正器外側,可有效起到掃孔的作用;
③成孔時加大泵量,提高成孔的速度,這樣孔壁在成孔一段時間內會形成泥皮,孔壁則不會滲水和引起膨脹;
④采用上下反復掃孔的辦法擴大孔徑消除縮頸。
2.6 鉆孔樁身偏斜的問題及措施
①加強技術管理, 減少人為的技術性失誤, 放樣和機械定位須根據技術參數反復校核;
②鉆入斜狀巖層、土質不均勻地層、孤石或碰到明顯阻礙地層時,須調慢鉆速,不能一味快進;
③鉆孔前須平整場地,并夯實硬化,枕木應均勻著地盡量找平;
④在松散易坍地層鉆孔時,應盡可能加固地層,鉆速不宜過快,注意觀察鉆桿角度和樁位偏差;
⑤應對一般的偏斜情況,可用鉆頭上下反復掃鉆數次削去硬土,如效果不佳,回填粘土至高出偏孔處0.5m以上重新鉆入;
⑥如偏差較大,應通知監理及設計人員鑒核。
2.7 樁底沉渣量過多的問題及措施
①吊放鋼筋籠,樁中心與鋼筋籠中心要保持一致,吊裝速度不宜過快,應控制好不碰撞孔壁;
②泥漿的質量要選好并控制好泥漿的粘度和比重,不能用清水替代。混凝土灌注時,導管底部至孔底距離最好控制在30~40mm,混凝土儲備量充足,導管一次最好埋入混凝土面下超過1.0m,以利用混凝土的巨大沖擊力清除孔底沉渣;
③成孔后鉆頭在孔底10~20cm上保持慢速空轉,循環清孔要超過30分鐘。
2.8 卡管的問題及措施
①控制粗骨料的最大粒徑必須小于鋼筋籠主筋和導管直徑最小凈距的 1/4 并小于 40mm;
②隔水栓直徑要與導管內徑相配,同時兼顧良好的隔水性能以保證順利排出;
③灌注混凝土時必須加強對混凝土坍落度和混凝土攪拌時間的控制。坍落度宜控制在 16~22cm,保證良好的和易性;
④必要時可摻入適量緩凝劑,以改善混凝土的流動性、和易性和緩凝;
⑤導管使用前應試拼裝試壓,試水壓力為 0.6~1.0MPa,以保證導管連接部位的密封性。在灌注過程中,為了避免在導管內形成高壓氣塞,混凝土要緩緩倒入漏斗的導管。
三、結束語
綜上所述,鉆孔灌注樁基礎是一種能適應各種地質條件的基礎形式,鉆孔灌注樁基礎屬隱蔽工程,且影響其質量的因素較多,如不抓住重點進行有效防控,就有可能發生質量問題,甚至質量事故,對社會和施工企業本身都造成重大影響。因此,在實際的施工中必須引起足夠的重視。
參考文獻:
[1]李定宇;廉黎明;鉆孔灌注樁質量通病的形成及防治措施[A];河南省建筑業行業優秀論文集(2008)[C];2008 年
論文摘要:樁基礎是一種古老、傳統的基礎型式,又是一種應用廣泛、發展迅速、生命力很強的基礎型式。近二十年來,由于工程建設和工業技術的發展,樁的類型和成樁工藝,樁的承載力與樁體結構完整性的檢測,樁基的設計水平,都有較大的提高。然而,由于土的變異性及樁基與土相互作用的復雜性,迄今成樁質量的控制與檢測,樁基的計算理論與方法,仍然是不夠完善而有待研究發展的。本文對單樁和群樁的沉降計算方法進行了綜述,并闡述了它們的適用條件。
樁基礎在房屋建筑中是一種很常用的基礎,在樁基設計中,最主要的是確定豎樁的承載力與沉降,盡管在過去漫長的時間內,從事巖土工程的研究者和工程師們,為了精確計算和預測樁基的沉降,曾進行過大量的研究,提出過一系列的計算樁基沉降的方法,但時至今日,對樁基沉降的預估仍然不熊充分地反映真實的情況。
1單樁的沉降分析計算
1.1荷載傳遞分析法
荷載傳遞分析法是單樁荷載一變形分析最常用的一種方法,這種方法是從規定的荷載變形傳遞方式來計算樁對荷載的反應。其基本的概念是:將樁離散為一系列等長的樁段(彈性單元),每一樁段與土之間的聯系用非線性彈簧來模擬,樁端處土體也用非線性彈簧與樁端聯系。
在運用荷載傳遞曲線中,該法假定任意點的樁位移僅與那一點的摩阻力有關,而與樁其它位置的摩阻力無關,故沒有考慮土體的連續性,所以對分析樁群的荷載沉降關系是不合適的。
為了獲得現場的荷載傳遞曲線,需要安裝許多的儀器進行樁的荷載試驗,且試驗成果推廣到另外場地并不一定是完全成功的。
1.2剪切變形傳遞法
Cooke(1974)提出了摩擦樁荷載傳遞的物理模型,該模型為了簡化計算,作了一系列假定并認為:當荷載水平p/pu較小時,樁在軸向荷載尸作用下沉降較小,樁土之間不產生相對位移,亦即樁沉降時周圍土體亦隨之產生剪切變形,剪應力從樁側表面沿徑向向四周擴散到周圍土體中;摩擦樁一般在工作荷載作用時,樁端承擔的荷載比例較小,沉降主要是由樁側傳遞的荷載所引起。
1.3彈性理論法
彈性理論法是對樁土系統用彈性理論方法來研究單樁在豎向荷載作用下樁土之間的作用力與位移之間的關系,進而得到樁對土,土對樁,樁對樁以及土對土的共同作用模式。以彈性理論法為根據發展出一些計算單樁沉降的方法,這些解法雖略有不同,但一般都基于樁的位移與臨近土位移的協調條件,為此,借助于軸向荷載下樁身的壓縮求得樁的位移,又應用荷載作用于半無限體內某一點所產生的Mindlin位移解求得樁周土體的位移。由于彈性理論假定樁土界面普遍滿足彈性即界面不發生滑移這一條件,沿界面諸相鄰點的樁位移應與土位移相等,由此即可求得樁身摩阻力和樁端阻力的分布,并進而求得樁的位移分布。
1.4單向壓縮分層總和法
單向壓縮分層總和法就是根據各土層的參數分別計算各層的沉降后總和求得總的沉降量。這種淺基礎的最終沉降量的常用計算方法在樁基設計中,主要用于大直徑的的單樁(墩),考慮到其樁側阻力的荷載分擔比相對較小,樁端底面積大且其荷載分擔比也較大,因此可仿照擴展基礎采用單向壓縮分層總和法計算沉降。當用以計算深基沉降的其它條件相同時,用明氏應力分布求得的最終沉降與實側推算結果較為接近;而用布氏公式算得的值要比實測值大1/2至1/3,并且給出的實用應辦計算公式及附加應力系數表格。用分層總和法分析單樁沉降時,要考慮壓縮層的計算深度,可參照文獻[17][20]的有關規定確定,或按照一些實甩的經驗公式確定。
2群樁的沉降分析計算
2.1彈性理論法
彈性理論法群樁沉降分析的塞本假定與單樁相同,其主要依據是Mindlin解的位移與應力解,以此為基礎形成位移法和應力法,此外還發展了一種簡化彈性理論位移法,以位移解為基本解,但采用應力法中關子樁側摩阻力為線性的假定,在位移基本解的積分中舍去高階無窮小量。以Poulos,Buterfield,Davis,Geddes等的群樁沉降彈性分析理論為基礎的計算體系中,疊加法是比較成熟和應用較廣的一種簡化方法,詳細闡述了其原理和計算過程,該法在忽略樁對土位移的加強效應簡單的假定基礎上,把單樁的分析擴展到樁群,
2.2實體深基礎(等代墩基)法
實體深基礎法是現在工程界應用最廣泛的一種計算群樁沉降的方法該計算模式是將承臺下的群樁及樁間土看作一個等效墩基的一個實體深基礎,在此等代墩基范圍內,樁間土不產生壓縮如同實體墩基一樣工作,然后按照擴展基礎的沉降計算方法來計算群樁的沉降。
由于計算時考慮的前提條件不同,研究者提出和使用著計算的不同模式,其主要差別在于選用的假想實體基礎底面的位置不同,以及對地基土中附加應力的考慮和計算不同根據樁距地基土的性質不同,樁間土實際上是會產生不同程度的壓縮變形,另一方面假想的實體基礎外圍存在著側面剪應力的擴散作用為了消除這些差別對群樁沉降計算的影響人們采取了一些措施,集中表現在所采用的模式上。這些措施是:
1.變動假想實體基礎底面的位置,以考慮樁間土存在壓縮變形的可能,這是Peck和Terzaghi等人建議的模式Peck等建議將假想實體基礎底面置于樁端平面以上 高度處, 取為樁長的1/3處(樁位于均勻并土中時)或進入持力層深度的1/3(樁穿過軟弱土層并進入堅硬土層時〕這種建議涉及的影響因素過于單一,因為假想基底位置上升的因素很多,采用此法不能全面反映這些情況。
2.從群樁樁頂外圍按一定斜率(例如 角或1:4斜率)向下擴散增大假想實體基礎底面積,以考慮樁群外圍總剪應力對沉降分析的影響,這是Tomlinson等人的模式。
3.為了改善地基土附加應力估計的精度,近年來國內外根據半無限彈性體內集中力的Mindlin公式發展了一些估計樁基荷載作用下地基土附加應力的方法,還有一種將Mindlin解與Boussinesq解對比來估計等代墩基的等效基底附加應力。
2.3等效作用分層總和法
等效作用法最早由黃強,劉金礪,(1940)提出,隨后被健既樁基技術規范推薦采甩此法系將均質土中群樁沉降的Mindlin解與均布荷載下矩形基礎的Boussinesq解之比值用以修正等代墩基的基底附加應力,然后按一般分層總和法計算群樁的沉降。
3結語
本文對目前國內外樁基礎的沉降計算理論進行了分析,包括單樁和群樁的沉降分析,并對它們的優缺點和適用范圍進行了論述,但應該注意,在實際中,要采用何種理論要看實際的情況而定。
參考文獻:
[1].宰金IN,宰金璋.《高層建筑基礎分析與設計》.北京:中國建筑工業出版社,1993.
[2].馬克生,龔曉南.模量隨深度變化的單樁沉降.工業建筑,2000Vol.30 No.1.
[3].毛澤華摘譯自《Geotechnique),1999(4)國外公路,2000Vol.20No.4.
[4].《樁基工程手冊》編寫委員會.樁基工程手冊.北京.中國建筑工業出版社,1995.
[論文摘要]負摩阻力問題嚴重影響著建筑物的安全,樁的負摩阻力的大小受多種因素的影響,故其準確數值很難計算。介紹和闡述樁側負摩阻力產生的條件和機理,樁側負摩阻力的計算方法,中性點的確定,防治和減少樁側負摩阻力的方法。
隨著人文居住環境的改善以及土地價格的不斷攀升,建筑物已從多層不斷的轉向高層建筑,從而對地基承載力和變形要求也越來越高,越來越嚴格。因此地基處理變得越來越重要。在地基處理工程中,因負摩阻力問題,造成工程事故屢有發生(建筑物出現沉降、傾斜、開裂),負摩阻力問題在我國工程實踐中已變成一個熱點問題。下面對負摩阻力的問題進行分析、闡述。
一、負摩阻力的成因
樁周土的沉降大于樁體的沉降!樁土的相對位移(或者相對位移趨勢)是形成摩擦力的原因,樁基礎中,如果土給樁體提供向上的摩擦力就稱為正摩阻力;反之,則為負摩阻力。
地基土沉降過大,樁和土相對位移過大地基土將對樁產生向下的摩擦力拉力,使原來穩定的地基變得不穩定,實際荷載可能超過原來建議的地基承載力。
一般可能由以下原因或組合造成:未固結的新近回填土地基;地面超載;打樁后孔隙水壓力消散引起的固結沉降;地下水位降低,有效應力增加引起土層下沉;非飽和填土因浸水而濕陷;可壓縮性土經受持續荷載,引起地基土沉降;地震液化。
二、地基設計為什么要考慮負摩阻力
樁周負摩阻力非但不能為承擔上部荷載作出貢獻,反而要產生作用于樁側的下拉力。而造成樁端地基的屈服或破壞、樁身破壞、結構物不均勻沉降等影響。因此,考慮樁側負摩阻力對樁基礎的作用是樁基礎設計必不可少的問題之一。
三、如何在現場測試和估算負摩阻力
在樁體安裝應變計這是目前測單樁負摩阻力問題的最常用的方法。80年代,有工程運用瑞士生產的滑動側微計(Sliding Micrometer---ISETH)來測定。
普遍的方法都是測定樁體軸力,從而推算樁側摩阻力。
四、影響負摩阻力大小的主要因素
樁周土的特性當然是首當其沖的,其次樁端土特性也不可忽視(因為其之間影響著中性點的位置問題)、樁體的形狀、樁土模量比等都有影響。
五、負摩阻力的防治措施
打樁前,先預壓地基土,從根本上消除負摩阻力的產生;在產生負摩阻的樁段安裝套筒或者把樁身與周圍土體隔離,這種方法會使施工難度加大;在樁身涂滑動薄膜[如涂瀝青],目前這種方法應用比較普遍,效果也不錯;通過降低樁上部荷載,儲備一定承載力;在地基和上部結構允許有相對較大沉降的情況下,采用摩擦樁;采用一定的裝置消除負摩阻力。
下面介紹一種消除負摩阻力的裝置:它由設置在樁體外周的卸荷套及卸荷套與樁體之間的隔離層構成。卸荷套使樁體與周圍土層完全隔開并由樁體帶動在打樁時與之同步下沉,而當樁周土層沉陷時,卸荷套依靠隔離層內材料的作用,可隨土層相對樁體自由下沉而不將下拽力傳給樁體,從而有效地消除了負摩阻力的作用。可廣泛用于各種軟基地層擬用樁基礎的工程中。
六、負摩阻力的群樁效應[研究大多數是單樁,實踐中基本是群樁
這個跟我們的研究方法有關系,目前我們的現場實踐方面的研究方法都是針對單一樁體的。另外,群樁方面的研究,運用數值分析方法也有不少研究。群樁的現場研究很值得期待呀。
七、端承樁產生負摩阻的可能性大于摩擦樁
(1)對于摩擦型樁基,當出現負摩阻力對基樁施加下拉荷載時,由于持力層壓縮性較大,隨之引起沉降。樁基沉降一出現,土對樁的相對位移便減小,負摩阻力便降低,直至轉化為零。
(2)對于端承型樁基,由于其樁端持力層較硬,受負摩阻力引起下拉荷載后不致產生沉降或沉降量較小,此時負摩阻力將長期作用于樁身中性點以上側表面。因為端承型樁,樁身基本不動,只要地基沉降,基本都是相對位移。
八、負摩阻力的計算方法
負摩阻力大小的確定關鍵在于上面提到的確定中性面,這個定了,計算按模型假設和常規的側阻力計算一樣。給大家把經常用的方法介紹一下,個人認為比較全面系統的,國內規范一般只提有效應力法(2)。
(1)總應力法;
(2)有效應力法,詳見《建筑樁基技術規范》JGJ94-94;
(3)原位測試結果法[靜探法、標貫法]工程地質手冊中有說明;
(4)高應變動力樁檢測;
《建筑樁基技術規范》JGJ94-94中規定,對可能出現負摩阻力的樁基,宜按下列原則設計:
(1)對于填土建筑場地,先填土并保證填土的密實度,待填土地面沉降基本穩定后成樁;
(2)對于地面大面積堆載的建筑物,采取預壓等處理措施,減少堆載引起的地面沉降;
(3)對位于中性點以上的樁身進行處理,以減少負摩阻力;
中性點在樁身某一深度處的樁土位移量相等,該處稱為中性點。中性點是正、負摩阻力的分界點。
(4)對于自重濕陷性黃土地基,采用強夯、擠密土樁等,先行處理,消除上部或全部土層的自重濕陷性;
(5)采用其他有效合理的措施。
綜上所述,地基問題是很復雜的,而理論研究往往又與工程實踐相距甚遠。所以要依據理論,但不要完全依賴于理論,對具體工程作具體分析。例如上面提到的負摩阻力的產生,從理論上來說是對的,但要在工程實踐中具體介定卻很困難,估算可以作為參考,但不要作為定論。又如采用隔離的方法,故然可以避開負摩阻力,但有用的正摩阻力也被“避開”了。如果采用套筒,樁周又失去了側限,反而不利。
生產實踐中會遇到很多預料不到的問題,并不是想象的那么容易。負摩阻力樁的樁土相互作用十分復雜。盡管國內外對這個問題的研究持續了約七十年,但許多問題還有待進一步的研究。
關鍵詞:變剛度 變剛度抗滑樁 變形 內力 邊坡 基坑
中圖分類號:TU473 文獻標識碼:A 文章編號:1672-3791(2012)11(c)-0067-01
1 樁基礎變剛度協調變形和內力
當前在高層建筑樁基的設計中,多數采用均勻等長等直徑布樁,即等剛度設計。均勻布樁的初始豎向支承剛度是均勻分布的,設置于其上的剛度有限的基礎(承臺)受均布荷載作用時,由于土與土、樁與樁、土與樁的相互作用導致地基或樁群的豎向支承剛度分布發生內弱外強變化,沉降實測表明,盡管樁數不少,但碟形沉降仍不可避免,特別是框剪、框筒、筒中筒結構更明顯。碟形沉降是差異沉降,承臺基底反力出現內小外大的馬鞍形分布,差異沉降是導致基礎內力和上部結構次應力增大、板厚與配筋增多的根源[1~3]。
為避免上述負面效應,突破傳統設計理念,通過調整地基或基樁的豎向支承剛度分布,促使差異沉降減到最小,基礎或承臺內力和上部結構次應力顯著降低。這就是變剛度調平概念設計的內涵,它旨在減小差異變形、降低承臺內力和上部結構次內力,以節約資源,提高建筑物使用壽命,確保正常使用功能[1~3]。
充分合理發揮樁土的承載作用,克服和減小差異沉降成為高層建筑基礎設計的優化目標。上部結構由于受到使用功能的制約,一般很難對其進行調整。對于筏板和其它形式基礎,可通過變化板厚、設置肋梁、縮小墻距(箱基)等來調整基礎剛度分布,但費用往往較高。因此,變剛度調平設計主要是針對地基處理和樁基。調整地基、樁土剛度分布不僅可行而且調平效應顯著,是變剛度調平設計的核心。提出以調整樁土支承剛度分布為主線,根據荷載、地質特征和上部結構布局,考慮相互作用效應,采取增強與弱化結合、減沉與增沉結合、局部平衡、整體協調,實現差異沉降、承臺(基礎)內力和資源消耗的最小化[1~3]。
保證筏板的零差異沉降是建筑物結構體系保持最優狀態的根本措施,而實現這一措施最有效的方法就是合理布置與調整地基與樁基的支承剛度;樁基支承剛度在平面分布上的布局基本原則就是支承剛度增大的區域對準上部荷載集度大的區域,同時有利于減少乃至完全消除整體和局部的不均勻沉降[4]。另外,空間變剛度等沉降群樁設計方法的實質也就是盡量減少差異沉降[5]。
2 淺基礎變剛度墊層協調變形和內力
天然地基基礎的內力取決于地基反力的大小與分布。在基底下設置變剛度墊層,人為合理地調整地基土剛度,使其在基底平面內變化,將可能減少不均勻沉降,從而減少基礎內力,改善地基和基礎的工作狀態,降低基礎的彎矩,減小板厚,節省造價,要做到這一點,最簡單的方法,就是在基底下設置變剛度墊層[6~7]。
3 “變剛度抗滑樁”的提出和分析
以上述前人的研究為基礎,及基于作者對樁基礎、基坑支護樁、邊坡抗滑樁、地層結構所進行的研究[8~18],作者這里提出了“變剛度抗滑樁”的概念。作者提出的“變剛度抗滑樁”主要包含以下幾層意思:(1)實際中的滑坡體在空間上往往是不均勻的,包括地層結構、地層厚度、滑坡推力等在三維空間上是不均勻的。這就需要在三維空間上采用變剛度抗滑樁,以協調抗滑樁的變形和內力,達到安全、經濟、科學、合理防治滑坡的目的。(2)變剛度抗滑樁以工程地層學、地層結構效應理論、地層結構力學、卸荷巖土體力學為基礎[10~18]。(3)變剛度抗滑樁充分利用巖土地層的自穩能力,充分利用抗滑樁間的土拱效應,將土拱地層及抗滑樁后一定范圍的地層也看成抗滑結構的一部分,考慮這些地層與抗滑樁形成的組合剛度[10~18]。
作者在變剛度抗滑樁方面已進行了一定的研究[10~17],進一步的研究成果將另文發表。
參考文獻
[1] 劉金礪,遲鈴泉.樁土變形計算模型和變剛度調平設計[J].巖土工程學報,2000,22(2):151-157.
[2] 王濤,高文生,劉金礪.樁基變剛度調平設計的實施方法研究[J].巖土工程學報,2010,32(4):531-537.
[3] JGJ94-2008,中華人民共和國行業標準,建筑樁基技術規范[S].北京:中國建筑工業出版社,2008.
[4] 宰金珉,周峰,梅國雄,等.自適應調節下廣義復合基礎設計方法與工程實踐[J].巖土工程學報,2008,30(1):93-99.
[5] 陳祥福.樁基設計的歷史性突破-空間變剛度等沉降群柱設計[C]//會議論文,2001.
[6] 宰金珉.地基剛度的人為調整及其工程應用[C]//第八屆土力學及巖土工程學術會議論文集.北京:萬國學術出版社,1999:235-238.
[7] 周峰,宰金珉,梅國雄,等.天然地基變剛度墊層的概念與方法[J].四川建筑科學研究,2009,35(4):116-119.
[8] 蔣建平,劉文白.巖土結構面體系、效應與應用[M].人民交通出版社,2010.4.
[9] 蔣建平.大直徑灌注樁豎向承載特性[M].上海交通大學出版社,2007.1.
[10] 蔣建平,劉文白.巖土工程地層結構效應與層組參數[M].人民交通出版社,2011,1.
[11] 蔣建平,馬恒.岸坡被動樁承載性狀三維有限元分析[J].水運工程,2012(7):58-66.
[12] 蔣建平.“地層結構力學”的提出和基本理論框架[J].科技資訊,2012(5):54-54.
[13] 蔣建平.卸荷土體力學與卸荷巖土體力學的提出及其基本理論框架[J].科技資訊,2012(10):40-40.
[14] 蔣建平.深基坑坑底加固體的剛度效應研究[J].工程力學,2011,28(6):130-140.
[15] 蔣建平,路倬,高廣運.板樁碼頭浚深改造方案研究[J].應用基礎與工程科學學報,2011,19(2):279-287.
[16] 蔣建平,毛海英.基于地層結構效應的豎向受荷樁與地層共同作用研究.科技資訊,2011(11):31.
關鍵詞:路橋施工;鉆孔灌注樁;技術;分析
Abstract: as China's transportation infrastructure construction of development is rapid, so bored pile technology is also widely used in highway Bridges and other areas. In short, the highway bridge construction is a very important construction. Only the construction process to every project faces every detail problems are thoughtful, and strive to no risk at all, just won't for people and property losses from the country.
Keywords: road &bridge construction; Bored piles; Technology; analysis
中圖分類號:TU74文獻標識碼:A 文章編號:
1.引言
在橋梁的基礎施工中,鉆孔灌注樁基礎施工工藝的發展比較早。隨著橋梁設計和施工技術的飛速發展,在公路橋梁中鉆孔灌注樁基礎的應用也愈來愈普遍。由于鉆孔灌注樁技術具有無擠土效應、對附近環境影響較小、低噪聲、施工操作簡單且設備投入小、能適應各種地質條件等優點,所以它在橋梁的樁基礎中被廣泛的應用。因為鉆孔灌注樁施工大多時候是在水下進行,所以無法觀察其施工過程,成樁后也無法進行開挖驗收。施工中任何一個環節產生問題都會使整個工程的進度和質量受到直接的影響,嚴重時會產生不良的社會影響,給投資者帶來巨大的經濟損失。故而,爭取把隱患消除在成樁之前,做好施工質量控制,規范施工流程,這是能否生產出優良灌注樁的關鍵所在。
2.鉆孔灌注樁施工的現狀
隨著社會經濟的快速發展,也對路橋鉆孔灌注樁技術提出了更高的要求。不過當前鉆孔灌注樁的施工質量現狀中還存在著很多問題和缺陷。主要是泥漿護壁的成孔技術方面,存在其獨有的缺點,主要包括:在固化期間的灌注混凝土通常會出現凝固收縮現象,這就會造成樁土間產生無法控制的細小縫隙;局部坍塌、松動、卸載等擾動破壞使樁周上的剛度和強度大大減低了,而“軟弱層”和“泥皮層”更加加重了這種后果;使用泥漿會在樁和樁周土之間形成“泥皮層”,且承載力較低,孔底殘留的泥漿沉淀物和沉渣也會在樁底形成一個“軟弱層”;成孔時很難避免對樁周土造成局部坍塌、松動、卸載等擾動破壞,且鉆孔時間越長,樁徑越大,樁越長,其破壞的程度就會越嚴重。
由于以上的各種原因大大的降低了樁周土的承載力,增大了樁基沉降,所以為了使其沉降滿足要求,人們往往會使用增加樁長的辦法,而不是想辦法增強澆注樁身強度、消除樁土間縫隙、加固處理“軟弱層”和“泥皮層”、恢復土原有的承載能力、減緩對樁周土的擾動破壞等,這都是以往設計和概念上存在的誤區,所以長樁與超長樁的出現就在所難免。
3.鉆孔灌注樁技術
1)樁基成孔時淺樁要使用小型的松動爆破配合人工挖孔,測量放樣將各樁的基孔位確定后,根據樁徑把孔口護圍工作做好,且設置搖絞車排渣。使用15cm厚的C15砼在開挖過程中進行護壁,每層護壁的高度不可多于1.0m,在地質變化段埋設好連接鋼筋,以加強護壁的整體性。開挖巖層要使用爆破作業,根據巖層傾向和硬度安排炮眼布置,先進行試爆,將間距和用藥量確定好,避免孔壁破壞或成孔過大。
2)孔底清渣挖孔樁爆破完畢時,應在孔底預留20-30cm,用風鎬、人工鑿除至設計標高,把淤泥、松散石渣等攏動軟土層清理掉,若地質比較復雜,必須使用鋼釬把孔底以下的地質情況探明,且報經監理工程師復查確認后才能進行混凝土灌注,以確保樁底的嵌巖效果。
3)制作和安裝鋼筋籠,在施工現場根據孔深分節制作成型,使用吊車起吊入孔,使用兩臺電焊機進行單面焊接。用鋼板封底并焊牢樁基檢測管的下端,且要在加強箍筋內側牢固綁扎,隨著鋼筋籠的加長,采用套管焊接進行密封。焊好最后一節后,要灌滿凈水并使用木塞堵死。
4.灌注樁的施工控制
1)鉆孔前的質量控制。先準確放樣然后埋設護簡,《公路橋涵施工技術規范》已對埋設護筒的要求和方法作出了較為詳細的規定。如果在水下進行鉆孔,則使用錘擊打入的方法埋設護筒,較為穩妥快捷,在護筒上口把樁中心標記作好是前提條件,以便鉆機對中。鉆孔對中的過程中,鉆機底座的水平問題比較容易被忽視,不過在現今也不易出現差錯,因為成套設備中有液壓調整裝置,但鉆機底座的水平性在自制的鉆孔設備中就不易控制。所以在鉆孔及對位的過程中,均應對鉆機的水平和垂直度著重進行觀測和調整;如果在陸地上進行鉆孔,則通常使用挖坑法,較為簡單易行。
2)鉆孔過程中的質量控制。首先應該按照孔位所在地的地質情況,采用適合的鉆錐和鉆機型號。在鉆孔時,要使用減壓鉆進的方式。同時要確保孔底所承受的鉆壓不超過壓塊、鉆錐和鉆桿重量之和的60%,以減少及避免擴孔、彎孔和斜孔的產生,盡力確保鉆孔的連續性,因故停鉆時,為防埋鉆,應將鉆錐和潛水鉆機提升至孔外。
3)孔底沉渣和終孔鑒定的控制。渣樣在終孔鑒定中是判斷的首要根據。針對嵌入中風化巖層的基樁,結合撈取的渣樣進行巖面判別,對嵌巖的深度進行確定,終孔時對孔深進行測量,且要對渣樣是否符合要求進行二次判別。要準確、及時的撈取鉆渣和對鉆孔進行原始記錄,絕對不允許假造鉆渣及同記記錄。針對持力層落在強風化巖層上的基樁,按照渣樣進行判別后進入到巖層,需注意殘積土和強風化巖的區別。通常的強風化巖渣樣會含有小塊狀的次生礦物,用手就能扳斷,但殘積土渣樣基本上不含堅硬塊體,石英除外。在混凝土灌注前,下導管和鋼筋籠后,實施二次清孔,還要調制優質泥漿,使其可以降低顆粒的下沉速度,使用先進的反循環清孔工藝。待沉渣的測定與要求相符合后,立即進行混凝土灌注,避免土渣回落,盡力增大混凝土的初灌量,通過初灌量的沖力將殘余孔底的少量沉渣沖開。
4)水下混凝土的灌注控制。水下混凝士的灌注是確保樁身質量的最關鍵工序,也是成樁的最后一道工序。本文所涉及的工程進行灌注時使用的是導管法灌注水下混凝土技術。采用剪球工藝灌注第一盤混凝土,混凝土的初灌量要根據不同樁徑進行計算,確保灌入第一盤混凝土時可以把導管埋入2m以上的深度。混凝土灌注時,隨著灌注高度的逐漸上升,必須及時的提升導管,提升時要確保導管底端埋入管外混凝土之下的深度也不大于8m且不少于4~6m,不可把導管底端提出混凝土面,以免導致局部離析或斷樁。
5.結束語
總之,想要建成高品質的工程,就必須對施工中出現的常見問題的原因和處理方法進行熟悉,對橋梁鉆孔樁施工中的技術及工藝進行加強與提高,層層把關。必須在鉆孔灌注樁施工中做到:水下混凝土的灌注要緊張有序、統一指揮,嚴格按照規范操作每一個工序,制定切實可行的防范措施應對可能出現的問題,盡可能杜絕任何事故的發生。另外,樁基工程的檢測技術也起著非常重要的作用,而且近些年已得到了廣泛的重視,國家有關樁基工程檢測的規范和標準已相繼和施行,這對進一步規范樁基檢測工作,保障工程質量起到了良好的作用。
參考文獻:
[1]韓劍光.淺談鉆孔樁基礎的施工監理[A].海南省公路學會2003年學術交流會論文觸[C]2003.
[2]袁定安.鉆孔灌注樁低壓力后壓漿的應用研究[D].成都:西南交通大學,2002.
關鍵詞:錨桿靜壓樁 樹根樁 緣起 施工工藝
1、前言
隨著我國城市建設的不斷發展,建設用地受到越來越大的制約。在軟弱地基上修建建筑物或對原有建筑物進行加高、加固都需要對地基進行處理。錨桿靜壓樁技術是一種加固地基的新技術,自80年代在我國首次應用,經過二十多年的發展已經取得了很大的改進。1984年,周志道結合安徽蕪湖少年宮事故工程提出錨桿靜壓樁法,標志此項技術的產生。[1]錨桿靜壓樁法適用于淤泥、淤泥質土、粘性土、粉土和人工填土等地基土。
樹根樁是一種用壓漿方法成樁的微型樁,起源于50年代的意大利,通常被應用于基礎的托換和加固,樁徑一般在Φ100―300mm之間。[2]通常采用抗浮的方式有配重混凝土、土層錨桿、灌注樁和樹根樁等。其中配重混凝土體積大、面積大,如果施工和養護不當會造成開裂現象;土層錨桿容易造成由于錨桿鋼筋偏斜而發生漏筋或砂漿保護層不夠現象;灌注樁施工周期長、樁徑和樁間距過大而且造價較高。
2、錨桿靜壓樁
錨桿靜壓樁是后裝種植錨桿和靜力壓樁結合而形成的一種施工方法,即先在建筑物基礎開鑿或預留壓樁孔和錨桿孔,用粘接劑(一般為硫磺膠泥)錨固種植錨桿,然后安裝壓樁架,利用建筑物自重作反力,用千斤頂將預制樁逐段壓入土中。當壓樁力或壓入深度達到設計要求后,將樁與基礎連接在一起。錨桿靜壓樁作為一種沉樁方法,是利用原基礎底板或樁基承臺及上部結構傳遞來的重量作為壓樁反力,通過預埋的錨桿、反力架、千斤頂等壓樁設備,將樁段從壓樁孔處壓入地基土中,然后將樁與基礎底板或樁基承臺連接形成整體,使新樁基與原建筑物基礎共同承擔荷載,提高加樁區域的承載力,達到阻止或減少沉降的目的。[2]
錨桿靜壓樁與其它基礎加固或托換技術相比又具有施工時無振動、無噪音、設備簡單、操作方便、移動靈活、施工所需空間小的特點。我們利用錨桿靜壓樁新技術特殊工藝,充分利用其特點,改進樁型、樁材、壓樁設備,將其應用到高層建筑中樁基加固和托換中,取得了成功。[3]為高層建筑病害工程樁加固提出一種更方便、更合理、更有效、更經濟的加固方法。
3、錨桿靜壓樁在實際工程中的應用
某工程位于武漢香港路邊,框剪結構,地下一層,地上23層,是一智能性高檔寫字樓。本工程原采用大型鉆孔灌注樁,由于在基坑開挖中受到周邊邊坡失穩的影響造成了部分樁存在偏位的情況,根據規范要求,必須對該工程病害工程樁進行加固補強方可使用。 由于本工程原鉆孔灌注樁截面大,長度長,承載力高,持力層埋置深,在采用錨桿靜壓樁進行補強時要求樁也應具有較高的承載力。故本工程采用Φ377×9的鋼管樁進行加固。 該補樁樁位在底板施工前均已確定方案,在施工時錨桿和樁位均先預先留置。由于該樁承載力高,所需反力較大,對此我們對反力架和錨桿均加強了,千斤頂也采用大噸位千斤頂,壓樁完畢后鋼管內應填充C35微膨脹混凝土,加固完成后,經檢測達到設計標準,效果良好。
4、樹根樁
樹根樁的適用范圍非常廣泛。它適用于既有建筑物的修復和加層、古建筑的整修、地下鐵道穿越、橋梁工程等各類地基的處理與基礎加固,以及增強土坡或巖坡的穩定性等工程。[4]因而樹根樁的問世,使托換技術有了很大的進步。樹根樁是采用鉆機在地基中成孔,放入鋼筋或鋼筋籠,采用壓力通過注漿管向孔中注入水泥漿或水泥砂漿,形成小直徑的鉆孔灌注樁。由于采用小型鉆機施工,可在土中以不同的傾斜角度成孔,從而形成豎直的和傾斜的樁,用于加層改造工程的地基加固、在既有建筑物下施工地下隧道時對既有建筑物基礎的托換,或用于作為邊坡上建筑物以及碼頭下提高地基承載力和邊坡穩定性。樹根樁的直徑宜為150、300mm,樁長不宜超過30m。樁的布置可采用直樁型或網狀結構斜樁型。[5]
5、樹根樁在實際工程中的應用
5.1珠海市政管理處拱北污水處理廠初沉池地基基礎加固工程
該沉淀池于1985年進行沉管灌注樁(Φ480)樁基施工,單樁承載力45T,驗樁4條,其中一條不合格,不能滿足設計要求。根據場地地質情況,結合施工現場情況,經驗證采用樹根樁技術進行基礎加固。根據設計院提供加固荷載,每個樁基礎增加承載力1/4,樹根樁承載力按摩擦樁來考慮。通過計算,在原基礎上補加140條樹根樁,單樁承載力12T,樁徑Φ150,樁身砼標號C23級,主筋選用4Φ12,箍筋為Φ6@250,樁身入殘積土1.5米,樁長平均13米. 該工程于1992年7月至9月上旬進行施工。施工完成后,由中國建研院珠海科研設計部進行單樁垂直靜荷載試驗,檢測結果,極限承載力均大于240KN,容許承載力取為120KN,安全系數大于另回彈系數為50%左右,表明樁身質量較好。工程竣工后,獲得了建設單位及設計單位的好評。
5.2廣州一六層框架結構宿舍樓樹根樁基礎托換工程 該宿舍樓原設計為五層框架結構,基礎采用打樁及獨立柱基礎。在施工過程中進行加層,結果發現建筑物出現不均勻沉降,沉降量達十幾厘米。根據此情況,采用樹根樁進行基礎托換,每個樁基設四條樹根樁,樁徑Φ150,樁長8米。該工程于1992年11~12月施工,施工后,建筑物沉降穩定。
6、結論
錨桿靜壓樁加固地基技術是我國在土木工程領域自主研究開發成功的新技術,現在已成為技術可靠、經濟合理的新型加固方法。錨桿靜壓樁技術也還有很多需要改進的方面,還有很多新技術要去創新,例如研制新的壓樁設備,運用單板機對壓樁力、樁長等參數實時顯示,配置自控電腦,進行智能化施工。
樹根樁適用于古建筑托換加固、建筑物增層、穩定巖石和土質邊坡、廠房基礎和設備基礎加荷、危房加固、地下鐵道穿越和深基坑開挖對既有建筑物的保護等托換工程。
相比之下,樹根樁具有工期較短、造價低廉的特點。我國上海首先將樹根樁技術擴大應用到污水處理廠工程的池體抗浮領域,天津市紀莊子污水處理廠擴建工程隨即也采用了樹根樁進行池體抗浮,取得了較好的技術和經濟效果。
參考文獻
[1]周志道. 錨桿靜壓樁法[J]. 工業建筑, 1984, (1).
[2]劉毓氚, 陳福全. 錨桿靜壓樁在危險建筑物加固中的應用研究[J]. 巖石力學與工程學報, 2002, 21(1):130-132. DOI:10.3321/j.issn:1000-6915.2002.01.027.
[3]張友權.金偉江. 錨桿靜壓樁擠土效應的計算[J]-西部探礦工程2007,19(2)
[4]葉書麟, 楊偉方, 周申一,等. 樹根樁探索試驗[J]. 建筑結構, 1983, (5).
快速
論文摘要:灰巖地區地質條件較為復雜,溶洞、溶穴、溶槽、溶溝及構造帶等普遍發育,因此在灰巖地區進行基礎方案選型及施工確實存在較大困難,選擇不當會造成嚴重的安全隱患及質量安全事故。本文結合工程實例,在充分了解場地的地質和水文條件的基礎上,對某大型工業項目基礎方案進行了分析比較,最終選用了強夯法處理,并對其處理效果進行了論述
快速
1、工程實例
快速
1.1 工程概況
擬建工程為某大型鋁廠廠房建設,廠區位于河南安陽林州市,廠區占地面積1200余畝。廠區內擬建建筑物主要包括工業車間及其配套設施,最大單體荷重150000kN,原設計擬采用鉆孔灌注樁基礎。
1.2 工程地質條件
本場地地貌單元上屬于低山丘陵區,該區表層主要被耕土覆蓋,局部地段灰巖出露;其它地段埋深約1-6m以淺為第四系中更新統坡積地層,以粉質黏土、黏土為主;以下為奧陶系中統灰巖。從地質條件來看,本場地巖溶發育一般,多溶蝕溝槽、石芽,分布較多被粉質黏土充填的小溶洞、溶穴。地層巖性及特征見表1:
表1 地層巖性特征一覽表
地層 巖性 埋深(m) 特征描述 承載力(kPa)
1 粉質黏土 1-6 褐紅色,可塑-硬塑。見短條帶狀高嶺土,見大塊漂石。 200-250
2 強風化灰巖 2-10 以大塊孤石或灰巖石芽為主,組成極不規律,局部以碎石夾粉質黏土為主。巖芯呈碎塊、短柱狀,長度約8-15cm,裂隙較發育。 400
3 中-弱風化灰巖 - 厚層狀構造,結構部分或未破壞,局部含有被粉質黏土充填的溶穴。 1000-2000
1.3 水文地質條件
場地內地下水位埋深較深(大于30米),可不考慮對基礎設計施工的影響。
2、地基基礎方案選擇
本場地巖溶發育一般,未發現大的空洞式溶洞,但場地內基巖面埋藏深度和強風化灰巖、小溶穴、溶洞分布極不均勻,這對于有效控制擬建建筑物不均勻沉降極為不利,需要選擇合理的地基基礎型式和地基處理方案避免不均勻沉降的發生。根據以往類似工程經驗,在灰巖地區基礎方案可采用鉆孔灌注樁基礎,但本場地基巖面起伏太大,局部出露,局部埋深達10米,且基巖面呈石牙狀分布,極不規律,樁端持力層不好控制,若采用鉆孔灌注樁,需每樁設置勘探孔進行勘察驗證,經濟、工期等因素上不盡合理,而且淺層地基土局部夾有大塊孤石,個別直徑大于5米,施工成孔有一定困難。
強夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度粉土、黃土、雜填土等地基,特別是處理非均勻回填地基,具有地基加固明顯,施工工期短,節省工程投資等諸多優點。強夯處理后的地基密實性、均勻性、承載力均可得到顯著提高。在技術可行的前提下,綜合考慮工期、經濟等因素,對大面積填方區、覆蓋層厚度較大非填方區均可采用強夯法地基處理。
本工程場地面積較大,且場地地形起伏較大,最大高差約50m,存在較大面積的填方及挖方區,且本場地完整基巖面起伏較大,灰巖破碎帶分布不均,對于建筑物不均勻沉降不好控制。結合場地地質條件、建筑物荷載特征及各建筑物設計標高,以技術可行、經濟合理為原則,最終建議采用強夯法地基處理。強夯法不僅施工效果好、而且可以就近取材,保持場地本身的土石方挖填平衡,大幅度節約投資,還大大縮短了工期,為工業項目的投產運營爭取了寶貴的時間。
3、社會及經濟效益
1)本工程所建議的強夯法地基處理,在施工過程中未出現任何異常情況,經檢測,處理后的地基土均勻性、承載力等均能滿足設計要求,竣工后經過3年多的使用,業主反映良好,通過對建筑物沉降觀察,沉降及變形量均滿足規范要求,取得良好的效果。
2)本工程若采用鉆孔灌注樁,保守估計工期在8個月左右,而采用強夯法地基處理,施工周期較短,實際完成地基處理只用4個月,大大縮短了工期,施工完成后,從現場反饋回的信息表明,工期,質量等都得到了保證,取得了良好的社會效益。
3)本工程建議采用的強夯法地基處理,工程投入較小,保守估算,與鉆孔灌注樁比較,節約成本在40%以上,取得了良好的經濟效益。
4、結語
灰巖邊坡場地不能盲目的根據以往類似工程經驗而提供沒有針對性的地基基礎方案,而應該根據不同工程、不同場地地層條件,精勘細測、科學分析比較,最終得出既經濟又合理的方案。本工程針對灰巖山區邊坡場地的具體場地條件、工程地質條件,依據有關規范和已有資料、經驗的基礎上,建議采用強夯處理填土地基的地基處理方案,既可達到所需承載力要求,又能保持場地本身的土石方挖填平衡,可顯著的節約投資和縮短工期,該方案在類似的工程中具有較好的借鑒意義及推廣前景。?
參考文獻:
[1]中國建筑科學研究院,建筑地基處理技術規范,中國建筑工業出版社,2002
關鍵詞:PHC管樁;單樁豎向承載力;
中圖分類號: U656 文獻標識碼: A 文章編號:
預應力高強混凝土(Pre-stressed High-strength Concrete)管樁具有單樁承載力高,應用范圍廣,沉樁質量可靠,工程造價低等優點,但施工時所需的施工機械投資大,單節樁不宜過長,因而使用長樁時需要接樁。管樁設計的關鍵是確定單樁豎向承載力。對于PHC管樁豎向承載力的計算,通常考慮兩個方面[1]:一是按PHC管樁樁身結構強度確定單樁豎向承載力;二是按土的強度與變形確定單樁豎向承載力。
1 國內外關于PHC管樁單樁豎向承載力的確定方法
按PHC管樁樁身結構強度計算單樁豎向承載力
不同規范按PHC管樁樁身結構強度計算單樁豎向承載力的公式如表1所示。
表1 不同規范PHC管樁單樁豎向承載力的計算公式
表中:Rp—管樁樁身豎向承載力設計值;fce—管樁離心混凝土抗壓強度;σpc—管樁樁身有效預壓應力;A—管樁有效橫截面面積;R—管樁樁身額定承載力;fc—管樁樁身混凝土極限強度。
對比表1中各規范按管樁樁身結構強度計算單樁豎向承載力的計算公式,可以看出各公式考慮的承載力影響因素均與管樁混凝土抗壓強度、管樁樁身有效預壓應力、管樁有效截面面積有關,公式的不同之處在于公式前面的系數不同,不同地區采用不同的系數,可見按管樁樁身結構強度計算單樁豎向承載力是結合當地情況確定的,不同地區有不同的標準。
按土的強度與變形確定單樁豎向承載力
1)廣東省地方標準《預應力混凝土管樁基礎技術規程》中規定當根據土的物理指標與承載力參數之間的經驗關系確定單樁豎向極限承載力標準值時,可按下式計算:
Quk=u∑ζsiqsikli+ζpqpkAp(1)
式中:Quk—單樁豎向極限承載力標準值;ζsi、ζp—樁第i層土(巖)的側阻力修正系數、端阻力修正系數;qsik—樁第i層土(巖)的極限側阻力標準值;qpk—樁的極限端阻力標準值;u—樁身外周長;li—樁穿越第i層土(巖)的厚度:當樁端持力層為強風化巖且其進入深度大于4d時,取4d計算;Ap—樁尖水平投影面積;當樁尖為開口型樁尖時,按封口型樁尖計算水平投影面積。
2)江蘇省推薦性技術規程《先張法預應力混凝土管樁基礎技術規程》中規定當根據土的物理指標與承載力參數之間的經驗關系確定單樁豎向極限承載力標準值時,宜按下式估算:
Quk=u∑qsikli+qpkAp (2)
3)廣東建設開發總公司王離[5]提出了一個估算樁尖進入強風化巖層的預應力管樁的單樁豎向承載力標準值的經驗公式:
Rk=100NApα+ u∑qsili (3)
式中:Rk—單樁豎向承載力標準值;N—樁端處強風化巖層的標準值,N≥50;α—管樁樁徑影響系數,當樁徑≤500mm時,α=1.0;當樁徑>500mm時,α=0.9。
此公式適用范圍:①管樁樁尖必須進入N≥50的強風化巖層;當N>60時,取N=60。②當計算出來的Rk大于樁身額定承載力時,取Rk等于額定承載力。
4)天津市勘察院李連營[6]對天津地區大量預應力管樁靜荷載試驗進行分析,部分考慮樁內壁側摩阻力,并對樁端面積和極限樁端阻力標準值進行修正,提出以下修正公式:
Quk=(u1+au2) liqsik + bApqpk (4)
式中:u1、u2分別為外壁、內壁的周長;a為“土塞”效應修正系數,根據持力層土的性質可按表2查取;b為極限端阻力標準值修正系數,根據持力層土的性質按表2查取。
表2a、b的取值
根據土的物理指標與承載力參數之間的經驗關系確定單樁豎向極限承載力標準值時,廣東省地方標準與江蘇省推薦性技術規程相比,考慮了樁側阻力修正系數及樁端阻力修正系數,但二者均未考慮土塞效應的影響,計算開口樁時均按閉口樁計算。廣東建設開發總公司總工程師王離提出的經驗公式考慮了管樁樁徑的影響,而天津市勘察院的李連營提出的修正公式考慮管樁內外徑、土塞效應對管樁單樁承載力的影響及極限端阻力標準值修正系數。
2 PHC管樁單樁豎向承載力的影響因素
PHC管樁單樁豎向承載力的影響因素有許多,就PHC管樁本身而言,需要考慮其樁身混凝土抗壓強度、管樁樁身有效預壓應力,管樁的成樁工藝,管樁的內外徑等。當考慮到樁土相互作用時,對于閉口PHC管樁,單樁豎向承載力主要由樁側摩阻力與樁端阻力組成,對于開口PHC管樁,還應考慮管樁內壁樁土之間產生的側摩阻力。樁側摩阻力與樁端阻力與樁長、樁的橫截面積、土的性質有關。開口PHC管樁在沉樁過程中會產生土塞效應,土塞對樁端承載力有明顯影響,從而影響單樁承載特性,所以對于開口PHC管樁在確定其單樁豎向承載力時還應考慮土塞效應對其影響。
3 結語
PHC管樁單樁承載力的確定需要考慮多方面的因素,但是不同地質情況下影響管樁單樁承載力的主要因素會不同,如果將所有因素全部考慮來確定管樁的單樁承載力是沒有必要的,有些因素的影響在某一地質條件下可能會對單樁承載力的影響很小,與其他因素相比可以忽略不計,所以如何根據不同的地質條件及PHC管樁自身條件來確定影響其單樁承載力的主要因素,進而根據這些主要因素確定單樁承載力有待進一步研究及完善。
參考文獻
[1]高喜峰.天津市預應力管樁豎向承載力研究[D].天津大學碩士論文,2005.
[2]DBJ15-22-98.預應力混凝土管樁基礎技術規程[S].
[3]蘇JG/T011-2003.預應力混凝土管樁基礎技術規程[S].
關鍵詞:預應力管樁;靜壓法;施工
預應力管樁的施工分靜壓式和打入式。當采用錘擊法時,應根據樁徑,壁厚,打入深度,工程地質條件及樁密集程度等合理選擇樁錘;當采用靜壓法時,可以根據具體工程地質情況及樁基設計要求合理選擇配重,壓樁設備應有加載反力讀數系統,對預應力混凝土薄壁管樁不宜采用抱壓。靜壓高強預應力管樁具有施工工期短、質量穩定、承載力高、穿透力強、低噪聲、無震動、無污染、運輸吊裝方便等特點,近年來已廣泛運用。打入式的工藝與原來廣泛使用的普通預制樁基本一致,工藝比較成熟;目前靜壓預應力管樁工程實踐經驗尚不夠豐富,但隨著靜壓預應力管樁技術的推廣應用和發展,以及人們對靜壓預應力管樁的理論和工程實踐經驗的不斷積累,其應用水平將會不斷得到提高。
1 預應力管樁施工技術
預應力管樁施工技術有靜壓法、錘擊法或預鉆孔插樁等方法施工。錘擊法沉樁機械通常采用柴油錘、液壓錘,不宜采用自由落錘,其特點是穿透能力強、承載力高、施工成本較低,應用廣泛,缺點是存在著噪音及振動污染。靜壓法施工的特點是成樁后承載力直觀可預測,噪音和振動不明顯,適合在市區人口密集地區施工,缺點是穿透能力差,對機械裝備的性能要求較高,設備笨重,難于下到較深的基坑中施工,且有些靠基坑壁的邊樁不能施工。在建筑密集的老城區或附近存在著對擠土效應敏感的設施的施工,則宜考慮鉆孔插樁施工法或相應采取其他防護措施。隨著人們環保意識的不斷增強及城市對建筑施工噪音控制越來越嚴格,樁基礎施工方法成為設計及施工首要考慮的問題,為解決過去沉樁產生的強噪音和廢氣污染,以及鉆孔挖孔樁產生的水污染問題,靜壓法便應運而生。
靜壓法技術特點:本法利用電力,具有液壓操作,自動化程度高,運轉靈活,樁位定點精確,可提高樁基施工質量,施工無噪聲、無振動、無污染。 沉樁采用全液壓夾持樁身向下施加壓力,可避免打碎樁頭,混凝土強度等級可降低 1-2 級,配筋比錘擊法可省鋼筋 40%左右。施工速度快,壓樁速度每分鐘可達 2m,比錘擊法可縮短工期 1/3。適用范圍:本工藝標準適用于軟土、填土、一般粘性土層中,特別適合于居民稠密和危房附近環境保護要求嚴格的工業與民用建筑的低承臺樁基礎施工。
2施工注意事項
設計從質量的穩定性和經濟性等方面考慮,一般都會選用擠土樁,可是擠土效應和振動影響制約了其在城區的使用,因而城區多采用靜壓法施工。預應力管樁施工中最典型的問題是擠土效應,下面重點介紹。
2.1 靜壓樁擠土效應防治。預應力管樁屬于擠土類型,往往由于沉樁時使樁四周的土體結構受到擾動,改變了土體的應力狀態,產生擠土效應;樁機施工過程中焊接時間過長;樁的接頭較多而且焊接質量不好或樁端停歇在硬夾層;施工方法與施工順序不當,每天成樁數量太多、壓樁速率太快、布樁過多過密,加劇了擠土效應。靜壓施工前應根據場地周邊環境條件及工程地質情況,制定切實可行的施工方案,采用經濟、有效的技術措施,減少擠土效應所造成的危害,保證靜壓施工的順利進行。
2.2 配樁問題。樁長控制,預應力混凝土管樁的表面雖然光滑,但是屬于摩擦樁,設計一般以樁長作用靜壓樁的控制止壓條件,就是說根據地質土層分布情況,樁長達到設計要求的數值已經有足夠的摩擦力承受上部荷載。而現場實際操作則未必與設計相符,當小于設計要求長度時,監理方應通知設計院,要求對已經無法繼續下壓而樁長不滿足要求的樁的承載力進行核算看是否滿足設計要求,出書面通知,如不夠時是否采用加樁處理等,管樁是屬于擠密樁,樁尖下的土層受壓后形成向上的應力,就算當時是能滿足承載力要求,而隨著時間的推移,此處的應力會逐漸消失,如果樁周摩擦力不能滿足設計要求時,會在建筑物建設或使用過程中隨著荷載的增加而出現意想不到的下沉,對建筑物的結構產生巨大的影響。
作為一個有經驗的施工單位,在管樁施工前必須做配樁計劃,依據是地質勘察報告和設計要求的樁長,根據持力層的等高線圖可以預計到管樁施工時能達到的有效樁長,根據這個配樁方案進行管樁的采購、樁長是否與設計要求相符判斷等方面的工作,由于沒有做這項工作引起現場管樁長度過大,損失只能由施工單位承擔,如果是按配樁方案執行卻由于地質突變原因造成長樁剩余,則需與甲方協商,對此部分的樁做適當的補償。
2.3 特別注意事項。壓樁過程中,對周圍的建筑物包括已完成的樁基,一定要采取切實可行的位移、沉降監測措施,這是整個施工過程中的重中之重。對樁的上浮、樁平面位移的監測,監測的數據需詳細記錄,及時統計、分析比較,當發現樁有較大上浮時,說明擠土效應的不利作用已經產生。此時應作出相應的調整措施,如放慢施工速度。在土方開挖過程中,要注意開挖方式,嚴禁各種機械的運行引起未開挖之土向已開挖方向蠕變,對管樁形成單側壓力,加強施工過程中基坑土移的監測,要求落實專人負責基坑的集水排水工作,嚴格控制開挖分層厚度。為避免機械碰撞樁身,可考慮在樁周圍 30~50cm 范圍內的土方用人工開挖。
2.4 其它注意事項
(1)壓樁施工前應對現場的土層地質情況了解清楚, 做到心中有數;同時應做好設備的檢查工作,保證使用可靠,以免中途間斷壓樁。樁的運輸、堆放要符合要求,壓樁前對樁進行全面檢查驗收,合格后方可使用。壓力表要經標定后方可使用,才能真實的反映壓樁力。
(2)壓樁時,樁尖對準樁位,并用經緯儀校正樁身垂直度,如發現樁身不垂直,應及時調整,確保樁身垂直度滿足規范要求。壓樁過程中,應隨時注意使樁保持軸心受壓,若有偏移,要及時調整,如出現壓力值陡降,樁身彎曲、傾斜以及樁身破壞或地下障礙,應立即停止并及時匯報。群樁中鄰樁壓樁時,要求對已入土中樁樁頂標高進行跟蹤測量,以判斷該樁是否有上抬或下沉現象,壓樁按施工流程進行,不得隨意更改。
(3)接樁時應保證上、下節樁的軸線一致,并盡可能地縮短接樁時間。壓樁時控制壓樁速度在 1m/min-2m/min 之間,并保證每根樁達到設計深度,且壓樁力達到≥1.3 倍單樁容許承載力維持壓力 10min 且每分鐘沉降量不超過 2mm,可停止壓樁。
(4)壓樁機行駛道路的地基應有足夠的承載力,必要時需作處理。量測壓力等儀表應注意保養,及時檢修和定期標定,以減少量測誤差。
(5)樁施工結束后,若有高出地面的樁頭,應小心保護,防止機械碰撞,壓樁完畢后,及時進行報驗,驗收合格后才能進行下道工序施工。
參考文獻