前言:一篇好文章的诞生,需要你不断地搜集资料、整理思路,本站小编为你收集了丰富的建筑工程桩基技术规范主题范文,仅供参考,欢迎阅读并收藏。
就建筑工程而言,桩基础施工已经成为了必要的环节,且其施工质量对建筑工程整体质量起着直接性的影响。关于桩基础的选型,其应该以环境影响、应用场合、成本预算等方面为主要参考依据,并基于综合分析的基础上加以确定,以确保建筑工程中桩基础的应用效果。
一、建筑工程中桩基础技术的选择原则
(一)基础荷载量控制效果好
建筑工程桩基础施工之前,施工技术人员应该对建筑上层部分的荷载大小加以估算,并以该估算值为参考依据,准确设计出与之相对应的基础桩。这一原则的理论基础是单桩承载力的主要影响因素为建筑基础荷载量。
(二)土层条件最大程度满足工程桩基础施工技术的要求
研究结果表明,桩基础的实际功能受到建筑工程场地地质条件的制约,例如桩端持力层深度、地下水位情况、土壤成分等。所以,在选择建筑工程桩基础类型时,应以各桩结构的参数及技术指标等为参考依据。
(三)桩基础施工技术与所需机械化设备间的良好协调度
工程施工技术人员应准确评估施工单位已确定的桩基础设备。若桩基础所需设备与实际拥有设备数量间存在偏差,则应该坚持“就近调用”的原则进行协调,且在必要的情况下,应考虑购置新机械设备。
(四)建筑工程周边环境与桩基础施工技术间的良好协调度
建筑工程周边环境是影响桩基础施工的重要因素,其主要包括钻孔桩施工受沙石或泥水等因素的影响程度,则在钻孔桩施工之前,应对沙石及泥水等环境加以有效处理。
二、建筑工程中桩基础施工工艺要点分析
(一)工程概况
某工程建设场地地处某冲积平原,其1号楼及4号楼的地下为2层、地上为22层;其自然地面标高在-1.3m左右;其土层分布(自下而上)依次为:粘土、粉土、粘土、粉砂、粉质粘土、粉土、粉质粘土、粉细砂、粉质粘土、粉土、粉质粘土、粉土、杂填土;其地下水类型属第四系空隙潜水,埋深约3m。
(二)桩基础设计技术
该工程原设计桩基是钻孔灌注桩,其桩长约22m、桩径约0.6m、砼强度等级是C25;其持力层是粉细砂;其单桩竖向抗压极限承载力是2100kN。1号及4号楼共设钻孔灌注桩约659根(1号286根、4号373根)。
试验结果显示,相对于钻孔灌注桩,管桩水泥土复合基桩具备无泥浆污染、性价比高、承载性能好等优点。所以,该工程以管桩水泥复合基桩取代钻孔灌注桩(见下图):
管桩水泥复合基桩的桩长约21m、桩径约1m;其单桩竖向抗压极限承载力为6000kN。桩基穿过持力层(粉细砂)10m左右、高强预应力管桩穿过持力层(粉细砂)3m左右。就建筑而言,其高喷由P・O42.5硅酸盐水泥拌制而成的水泥土桩固化剂,该固化剂的水灰比约1;其平均掺入量约500kg/m3;其在28天后的抗压强度均值≮6MPa。1号及4号楼共设管桩水泥土复合基桩240根(1号104根、4号136根)。
(三)施工技术分析
1.桩工机械
该工程桩基础施工中,管桩水泥土复合基桩采取一体式+组合式的施工机械方式;施工方式采取1套高强预应力管桩施工机械+2套高喷搅拌水泥土桩施工机械。此外,对高喷搅拌水泥土桩施工机械进行了适当改装,即其桩架改装为三支点式履带打桩机、桩杆为厚壁大直径钻杆(抗大扭矩性能强),并将大功率动力头设置于钻杆顶部,将特制钻头(发挥喷射搅拌功能)设置于钻杆底端。高强预应力管桩施工机械以普通静力压桩机为主。
2.施工工艺
管桩水泥土复合基桩施工工艺为同心植入高强预应力管桩+高喷搅拌水泥土桩施工。高喷搅拌水泥土桩施工工艺为局部复喷复搅工艺+下沉-提升一个循环,即:
同心植入高喷搅拌水泥土桩的施工工艺相似于常规土桩施工工艺,即:
3.技术难点
喷浆工艺:本工程决定以小流量喷浆方式应对钻井下沉这一技术难度,从而降低返浆量、确保桩身喷搅均匀程度,并最大程度规避喷嘴堵塞现象,且实现了在钻杆提升及复搅复喷环节大流量喷浆控制成桩。
沉桩时间间隔:研究结果表明,待高喷搅拌水泥土桩施工完毕的1-2小时范围内,开始高强预应力管桩植入施工,其有助于最大程度规避高强预应力管桩施工对建筑沉桩移位或水泥土开裂等的不良影响,从而确保了桩基础成桩质量。
桩位偏差:高喷搅拌桩与高强预应力管桩的施工桩位偏差与垂直度应该在同一时间得到控制。在实施控制过程中,应该坚持“高强预应力管桩桩位偏差控制为主”的原则,即事先确定高强预应力管桩的准确位置,再以此为参照物,对管桩水泥土复合基桩加以测量,以确保其有效桩径与工程设计要求间保持高度的一致性。
(四)效果分析
工程桩验试验为单桩竖向抗压静载试验,且 1号及4号楼均分别完成4组试验,而1-105号桩,4-137号桩主要用于沉桩阻力验证。下图为单桩竖向抗压静载试验曲线图,其中单桩竖向抗压极限承载力均比设计要求高出6000kN。针对变形较大的4-11号桩及4-137号桩,其原因在于桩身局部水泥土受损及桩头平整度不达标。
下图为桩基础荷载分担比例图,其中,高强预应力管桩均承担着>70%的荷载比例,即高强预应力管桩在刚性基础条件下承担了荷载的绝大部分,由此可得,高强预应力管桩在控制桩基础桩位偏差方面发挥着重大作用。
此外,待桩基础基槽开挖完毕,其桩位偏差测量数据维持在0-100mm范围内,这一数据与《建筑桩基技术规范》(JGJ94―2008)内规定的数据完全相符。此外,在基准为管桩外沿的前提下,建筑高喷搅拌水泥土实测的有效宽度不宜≤250mm。由此可得,管桩水泥土复合基桩的有效桩径与相关设计要求完全相符。
关键词:桩基工程 施工问题 桩基础
Abstract: along with the economic development, the city of of all kinds of high-rise buildings, and as the foundation of the top part in the whole building investment often have occupied large percentage, and top often take the foundation pile foundation. The paper points out in the process of pile foundation construction easily neglected problems, and makes the brief analysis, is only for reference to fellow.
Keywords: pile foundation engineering of pile foundation construction
中图分类号:U445.55+1文献标识码:A 文章编号:
桩基础是工业与民用建筑工程一种常用的基础形式,是深基础的一种。按桩材料可分为钢筋混凝土桩、钢桩、木桩等,按受力分类为摩擦桩和端承桩,按桩的入土方法可分为打入桩、压入桩和灌注桩等。建筑工程桩基础不论采用何种类型的桩,施工测量都是不可缺少的。建筑工程桩基础施工测量的主要任务:一是把设计总图上的建筑物基础桩位,按设计和施工的要求,准确地测设到拟建区地面上,为桩基础工程施工提供标志,作为按图施工、指导施工的依据。二是进行桩基础施工监测。三是在桩基础施工完成后,为检验施工质量和为地面建筑工程施工提供桩基础资料,需要进行桩基础竣工测量。
1 桩基础的实用与选择
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 桩基施工共性问题
随着桩基础应用的日益广泛,其施工过程中出现的质量问题也多种多样,比如:颈缩、断桩、移位、斜桩、检测等问题。本文就桩基础施工中最容易忽略的几点加以分析。
2.1测量施线
建筑工程桩基础施工测量的主要任务:一是把图上的建筑物基础桩位按设计和施工的要求,准确地测设到拟建区地面上,为桩基础工程施工提供标志,作为按图施工、指导施工的依据;二是进行桩基础施工监测;三是在桩基础施工完成后,为检验施工质量和为地面建筑工程施工提供桩基础资料,需要进行桩基础竣工测量。
理论上,《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)第5.1.3条规定,打(压)入桩(预制混凝土方桩、先张法预应力管桩、钢桩)的桩位偏差,必须符合规定,如盖有基础梁的桩,沿基础梁中心线的允许偏差为150 mm,垂直基础梁中心线的允许偏差100 mm。此条为工程建设标准强制性条文,必须严格控制。规范5.4.5条又将桩位偏差列入钢筋混凝土预制桩质量检验标准的主控项目,即桩位偏差对桩基质量验收具有否决权,如有超出允许偏差范围,即为施工质量不符合要求。测量施线是桩基施工时最易发生的情况,一般情况下如果出现测量施线有误,都会采取加大桩承台或加桩的处理方式。但这样一来,不仅会增加成本,而且还延误了工期。
2.2地下水问题
当基础深度在天然地下水位以下时,在基础施工中常常会遇到地下水的处理问题。在桩基础工程中,地下水对人工挖孔桩的施工影响最大。地下水的处理有多种可行的方法,从降水方式来说总分为止水法和排水法两大类。止水法相对来说成本较高,施工难度较大;井点降水施工简便、操作技术易于掌握,是一种行之有效的现代化施工方法,已广泛应用。
当地下水位不大时可进行单桩桩内抽水,当地下水位较大时可采用多桩同时抽水法来降低地下水。如果桩设计深度不大时可考虑在场地四周设置井点排水。人工挖孔桩在开挖时,如果遇到细砂、粉砂层地质时,再加上地下水的作用极易形成流砂,严重时发生井漏,造成质量和安全事故。
除此之外,地下水的影响在有冻土地基时也是施工的难点。我们应根据不同的地质采取不同的施工方法。比如,在冬季我们经常采用冻结法施工技术,冻结法施工即是利用人工制冷的方法把土壤中的水冻结成冰形成冻土帷幕,用人工帷幕结构体来抵抗水土压力,以保证人工开挖工作顺利进行。作为一种成熟的施工方法,冻结法施工技术在国际上被广泛应用于城市建设已有l00多年的历史。我国采用冻结法施工技术至今也已有40多年的历史,但主要用于煤矿井筒开挖施工。经过多年来国内外施工的实践经验证明,冻结法施工有以下特点:可有效隔绝地下水,其抗渗透性能是其他任何方法不能相比的。冻结法施工对周围环境无污染,无异物进入土壤,噪音小,冻结结束后,冻土墙融化,不影响建筑物周围地下结构。冻结施工用于桩基施工或其它工艺平行作业,能有效缩短施工工期。
2.3桩基检测
《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)第10.1.8条规定施工完成后的工程桩应进行竖向承载力检验;《建筑基桩检测技术规范》(JGJ106-2003)第3.1.1条规定工程桩应进行单桩承载力和桩身完整性抽样检测;《建筑地基基础工程施工质量验收规范》(GB50202-2002)第5.1.5条规定工程桩应进行承载力检验;桩的测试方法分为静载荷试验和动力测桩两大类,还有抽芯法和静力、动力触探以及埋设传感器法等辅助类方法。目前桩的静载荷试验主要采用锚桩法、堆载平台法、地锚法、锚桩和堆载联合法以及孔底预埋顶压法等。
在桩基检测中,各个检测手段需要配合使用,利用各自的特点和优势,按照实际情况,灵活运用各种方法,才能对桩基进行全面准确的评价。但实际工程中施工单位为赶工期往往是桩基施工完后不及时通知检测单位,而擅自施工上部结构,待桩基检测出来后上部已施工了几层,如果桩基检测不合格,再采取补救的措施,代价是相当大的。国内不少地方就曾出现这种案例。所以我们在桩基施工时一定要重视桩基检测这道工序。
3 桩基础竣工测量质量控制
桩基础竣工测量成果图是桩基础竣工验收重要资料之一,其主要内容:测出地面开挖后的桩位偏移量、桩顶标高、桩的垂直度等,有时还要协助测试单位进行单桩垂直静载实验。
(1)恢复桩位轴线。在桩基础施工中由于确定桩位轴线的引桩,往往因施工被破坏,不能满足竣工测量要求,所以首先应根据建筑物定位矩形网点恢复有关桩位轴线的引桩点,以满足重新恢复建筑物纵、横桩位轴线的要求。恢复引桩点的精度要求应与建筑物定位测量时的作业方法和要求相同。
(2)单桩垂直静载实验。在整个桩基础工程完成后,测量工作需要配合岩土工程测试单位进行荷载沉降测量,对桩的荷载沉降量的测量一般采用百分表测量,当不宜采用百分表测量时,可采用S05或S1精密水准仪和铟瓦尺施测。
(3)桩位偏移量测定。桩位偏移量是指桩顶中心点在设计纵、横桩位轴线上的偏移量。对桩位偏移量的允许值,不同类型的桩有不同要求。当所有桩顶标高差别不大时,桩位偏移量的测定方法可采用拉线法,即在原有或恢复后的纵、横桩位轴线的引桩点间分别拉细尼纶绳各一条,然后用角尺分别量取每个桩顶中心点至细尼纶绳的垂直距离,即偏移量,并要标明偏移方向;当桩顶标高相差较大时,可采用经纬仪法。把纵、横桩位轴线投影到桩顶上,然后再量取桩位偏移量,或采用极坐标法测定每个桩顶中心点坐标与理论坐标之差计算其偏移量。
(4)桩顶标高测量。采用普通水准仪,以散点法施测每个桩顶标高,施测时应对所用水准点进行检测,确认无误后才进行施测,桩顶标高测量精度应满足±1cm要求。
(5)桩身垂直度测量。桩身垂直度一般以桩身倾斜角来表示的,倾斜角系指桩纵向中心线与铅垂线间的夹角,桩身垂直度测定可以用自制简单测斜仪直接测完其倾斜角,要求盘度半径不少30cm,度盘刻度不低于10′。
(6)桩位竣工图编绘。桩位竣工图的比例尺一般与桩位测量放线图一致,采用1:500或1:200,其主要包括内容:建筑物定位矩形网点、建筑物纵、横桩位轴线编号及其间距、承台桩点实际位置及编号、角桩、引桩点位及编号。
4 结语
总之,桩基施工质量关系到整个建筑物的工程质量,工程及施工验收规范规定,打桩过程中如遇到上述问题,都应立即暂停打桩,施工单位应与勘察、设计单位共同研究,查明原因,提出明确的处理意见,采取相应的技术措施后,方可继续施工。
参考文献
[1]吴步峰.某公寓楼小区桩基工程质量分析与处理[J].福建建筑,2010.2;
[2]张军.灌注桩基工程机械冲击成孔施工工艺[J].石家庄铁路职业技术学院学报,2009.4;
[3]张跃川.桩基工程施工方案编制[J].工程建设与设计,2009,12;
【关键词】建筑工程;桩基工程;施工技术
1 桩基工程概述
桩基工程在建筑工程地基基础施工中应用非常广泛,它的主要作用是承载上部建筑工程,以保证建筑的稳定性。桩基工程具有均匀沉降量小并且有效承载力大的优点,能最大程度地防止上部建筑的倾斜和变形。桩基主要有若干个单桩组成,将这些单桩用一定的构件连接起来,形成统一的整体,桩基按桩身的材料分,可分为预制混凝土桩和灌注混凝土桩两类。这两类桩是目前建筑工程中应用最广泛的桩,预制混凝土桩优点是节省材料、强度高,缺点是施工难度大,施工时间长;灌注混凝土桩优点是施工较为简便,不受机械数量的限制,有效节省时间和工期,缺点是浪费材料,承载力低。
2 桩基工程施工技术以及常见问题分析
(1)桩基工程施工技术。常见的有灌浆技术、静力压桩技术、灌注桩技术。灌浆技术是采用钻机对建筑工程基础上预先选好的位置进行打孔,并确保钻机深入到地基土层的内部,再借助高压灌浆设备将水泥浆液缓缓注入土层里面,使土层很快和水泥浆液凝结在一起,从而满足工程地基的结构和性能的需求。需要注意的是,灌浆时高压设备必须调试到所需的设计压力,水泥浆液应根据工程地基要求预先足量配置,保证桩基土层的强度符合施工要求。静力压桩技术是将预制桩体通过承受重力的作用,将桩体压入地基土层的施工技术。这种技术能有效防止噪声与污染,对于改善建筑工程周边环境有良好的作用,但是由于它采用分段预制,压入后需逐段接长的施工方法,使得应用范围受到一定的限制,一般在软土地基中应用较多,对于其他特殊地质环境方面的应用还有待进一步探索。灌注桩技术又分为钻孔灌注和挖孔灌注两种。进行桩基施工作业时,无论是哪种桩基灌注施工方式,都需要将桩孔位置的土排出地面,并且将桩孔周围清除干净后才能进行混凝土灌注施工。钻孔灌注时需要注意对孔壁进行保护,通常桩直径在 800~1200mm 之间。挖孔灌注时有人工挖孔和机械挖孔,人工挖孔在孔深达到一米左右时就需要对混凝土护壁进行浇灌,当孔深达到规定标准时要进行扩孔,最后施工人员将钢筋笼安装到护壁里,再进行浇灌。挖孔桩的直径需控制在 1m 以内,深度控制在 15m 以内。
(2)桩基施工技术常见问题分析。按桩基部位分,可分为桩基顶部问题、桩基中部问题和桩基底部问题。混凝土浇筑时会出现泥浆沉淀现象,桩顶混凝土浇灌不达标时就会出现夹泥问题,在浇筑完毕拆拔预埋钢护筒时,容易因用力过猛使桩顶的混凝土受到损害。当建筑工程桩基施工地质条件较差时,灌注混凝土时容易出现局部塌孔问题,使桩基中部出现缺陷。在水下灌注时,由于导管的气密性较差,泥浆进入导管后,导管内外压强差使混凝土自身质量受到影响,严重的还会出现断桩问题。地基沉降造成桩基底部位置发生偏差,使桩位发生偏移,桩基本身的承载力也会受到一定影响。
3 对建筑工程桩基工程施工技术要点的控制
(1)施工准备阶段的技术要点控制。为保证现代建筑工程桩基施工的质量,首先需做好施工准备阶段的工作。施工作业人员的业务水平和整体素质对工程质量有着重要的影响,在施工前对操作人员进行技术交底和安全教育,要求他们在施工过程中严格按照技术规范执行,保证桩基工程施工质量。在桩基施工中,广泛应用大规模的机械作业,能有效缩短工期,减轻人员劳动强度,提高工作效率。在使用机械设备之前,要对机械设备进行全面检查并及时维修保养,妥善做好机械作业前的准备工作。对于施工场地,要事先进行平整和压实处理,防止机械设备在施工过程中发生倾斜等事故。在施工前,对于机械设备以及其它作业中需要用电的工序,要保证电线路有良好的绝缘保护措施,对于电气设备的金属不好,做好接地保护措施,防止在使用过程中漏电发生安全事故,影响工程的进度和施工质量。
(2)桩基施工中的技术要点控制。桩基施工中,打桩机械的行走道路要平整坚实,保证设备安全。吊桩就位时,起吊速度要慢并且匀速,拉住尾绳防止桩头撞击桩架,保证桩身安全。桩基施工中,打桩和定锤吊桩是施工技术控制的要点,打桩时,要遵照重锤低击和低提重打的技术要领,桩开始打入地面时,桩锤落距宜低,一般为 50~80cm,这样桩能正常沉入地基中。当桩沉入地基中达到一定的深度时,确保桩尖不发生偏移的情况下,可适当增加桩锤落距继续锤击。当桩尖遇到孤石或者穿过硬夹层时,为防止桩尖开裂,桩锤落距不得大于 80cm。另外,在采用挖孔灌注时,施工中钻孔在 4~10m 之间作业时,桩孔缩径现象严重,成桩过程中桩孔容易发生坍塌。工程技术人员在长期的施工中发现,操作人员在控制钻进速度和回转斗提升速度是施工技术要点之外,静态泥浆的配比以及钻具的结构也是重要的技术要点。钻机施工中泥浆可以防止孔壁坍塌,有效抑制地下水和悬浮钻渣等,可在孔壁处形成一层薄泥皮,起到护壁的作用,使水无法从内到外或从外向内渗透。因此说泥浆的配比非常重要,控制泥浆比重,提高泥粉质量,添加处理剂来增加泥浆粘性、度以及凝聚力,可以对孔壁起到良好的保护效果。桩成孔后,应检查桩孔嵌入的深度、地基岩层强度、沉渣厚度、桩孔垂直度等指标,各项数据均应符合设计要求。
(3)处理桩基质量问题时的技术要点控制。在建筑工程桩基施工中,一旦出现质量问题,需及时处理,并要保证处理方案的科学合理性,还要对没有完成的施工部分进行改造和预防,避免同类事故的发生。处理桩基质量问题的技术方法主要有:①补沉法。在预制桩入土深度不够或者打入的桩由于土体隆起使桩抬起时,可采用这种方法。②补桩法。要考虑到不会破坏到混凝土强度以及周围桩时才能采用这种方法,补桩施工成本较大,工期也较长。③补送结合法。打入的桩要分节连接,当质量较差的桩出现节点脱开的情况时,可以采用这种方法。④纠偏法。当桩身出现倾斜但没有发生断裂,桩长较短时,可以选择对局部进行开挖,然后用千斤顶进行纠偏处理。
[关 键 词] 较破碎;中风化岩;冲钻孔桩;承载力;估算
中图分类号:U443.15+4文献标识码: A
一、前言
嵌岩桩基础是工民建筑中主要的基础形式,在福建闽南地区,该型式桩基使用常见,且大多以完整程度为较破碎的中风化岩作为桩端持力层。本文针对上述情况的嵌岩桩基的单桩受压承载力在初步设计时按各种规范公式估算,与工程实例结果的比较,通过对某工程地质勘察、桩基设计,到施工取样鉴别、桩基检测、竣工验收全过程跟踪搜集资料,进行分析总结,得出一些桩承载力估算方法及岩层桩基设计参数选取的经验看法,作为工程桩基设计的参考。
二、福建地区现行桩基设计按相关规范估算方法
目前该地区建筑工程的嵌岩桩基单桩受压承载力估算有四个规范公式可引用:
①、国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)第8.5.6条,较破碎岩体持力层单桩特征值Ra=qpaAp+up∑qsiali。[1](第90页)(以下简称国标《地基规范》)。
②、行业标准《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)第5.3.9条,单桩极限标准值Quk=u∑qsikli+ζrfrkAp ; frk为岩石的抗压强度,ζr为嵌岩段桩端和桩侧的综合系数。[2](第39页)(以下简称《桩基规范》)。
③、行业标准《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72-2004)第8.3.12条,单桩极限值Qu=us∑qsisli+ur∑qsirhri+qprAp,其中较破碎的侧阻极值qsir规范中建议取值800-1200KPa。[3](第35页)(以下简称《高层规范》)。
④、福建省工程建设地方标准《建筑地基基础技术规范》(DBJ13-07-2006)第9.2.4条,单桩特征值Ra=(qpkAp+up∑qsikli)/2。[4](第75页)(以下简称省标《地基规范》)。
上述四款规范公式,差异之处是:第②款的《桩基规范》公式的桩端受压承载明确以岩块抗压强度作为主要计算依据,但明确为较完整、完整岩体的持力层,对较破碎岩体未明确估算方法,实际工程操作中有以此公式进行设计估算,我暂且以此作为分析比较其可行性;第①款的国标《地基规范》公式也可考虑以岩块抗压强度(取0.1-0.2frk),其余两者以岩土层侧阻力、端阻力经验参数为依据估算,其中极限值是特征值的2倍,此是倍数逻辑关系,故①、③、④其估算的实质原理是一致的,但规范中对于经验参数建议取值却有较大差异,致估算结果有时差异很大。
三、采用各方法公式估算与静载试验比对分析
以安溪***综合楼为例,位于福建省安溪县省道308线南侧,设计冲孔灌注桩,以中风化凝灰熔岩层作桩端持力层,较破碎岩体,岩石单轴饱和抗压强度统计标准值frk为32.0MPa,较硬岩,岩体基本质量等级Ⅳ级。通过选取其中的6#和68#桩,两桩的地层情况如下表[5]:
备注:1、施工地面标高39.1m,砍桩头后桩顶标高37.8m,桩径800mm,桩顶下岩土层厚度;2、勘察报告中桩基设计参数按省标《地基规范》结合经验提供。
施工时各单位共同对入岩起时、终孔时均进行取岩样鉴定,确保嵌岩深度准确可靠,验收检测沉渣厚度
单桩竖向受压极限承载力按各规范公式及规范中的参数经验取值进行估算(其中极限值为2倍的特征值Qu=2Ra),此处以Qsk表示不含嵌岩段的桩周总侧阻力极限值,Qsk’表示嵌岩段桩侧阻力值。
单桩极限值估算值(KN) ①国标《地基规范》 ②《桩基规范》 ③《高层规范》 ④省标《地基规范》 静载检测取极限值KN
备注 按该规范取qpa值=0.15frk,括号内若按勘察报告参数计入总侧阻分别1899、2115KN ζr按规范查表分别为0.9、1.0 按该规范取中风化岩qsir=800, qpr=9000 Qsk按勘察报告提供的参数估算。
比对结果 ψr取0.15基本合适 远大于静载结果,估算差值很大。 大于静载结果。 基本相符、可用。
原因及分析 ψr参数取值较关键,估算应计入侧阻力。 桩端为较破碎岩体桩不应采用此方法估算 按规范建议的嵌岩层桩周侧阻参数取值偏大。 桩设计参数取qsk=150、qpk=10000 Kpa合理可行。
四、结论
对于以较破碎的中风化岩层(硬质岩)作为桩端持力层的冲钻孔嵌岩桩,其初步设计时的单桩竖向受压极限承载力值估算(Qu=2Ra):
1、较破碎岩体桩端持力层的桩不适用按行业标准《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)的嵌岩桩经验公式进行估算,否则估值偏差太大(呈倍数偏大)。
2、按行业标准《高层建筑岩土工程勘察规程》(JGJ72-2004)经验公式进行估算时,桩周侧阻力极限值不应按此规范的经验值取用,按其取值估算结果常偏大,且设计估算嵌岩深度越大,差异越明显。
3、按国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)进行估算时,桩端端阻力特征值qpa按ψrfrk进行取值应注重考虑ψr系数(frk为岩石单轴饱和抗压强度统计标准值),应计入侧阻力。
4、持力层为较破碎中风化岩层(较硬岩)的桩,建议其岩石层桩周侧阻力极限值取150KPa,桩端端阻力极限值取10000KPa,初步设计时的单桩竖向受压极限承载力值按经验公式Qu=qpkAp+up∑qsikli进行估算(Qu/2=Ra),估算结果合适可行。
[参考文献]
[1] 《建筑地基基础设计规范》GB5007-2011.中国建设部.北京:中国建筑工业出版社,2011.
[2] 《建筑桩基技术规范》JGJ94-2008.中国建设部.北京:中国建筑工业出版社,2008.
[3] 《高层建筑岩土工程勘察规程》JGJ72-2004.中国建设部.北京:中国建筑工业出版社,2004.
[4] 《建筑地基基础技术规范》DBJ13-07-2006.福建省建设厅.中国建筑工业出版社,2006.
[5] 安溪某所及其配套工程、边坡岩土工程勘察报告.工程编号H2012-1.泉州,2012.
[6] 安溪某所综合楼桩基工程静载试验检测报告,福州:福建工大岩土研究所,2012.
关键词:砼灌注桩;施工质量管理;对策
江阴市建设停车及人防配套项目桩基设计等级为乙级,工程桩采用泥浆护壁钻孔灌注桩,桩径600;混凝土标号C25;工程桩承载力:桩抗压极限承载力标准值为1800KN(特征值900KN).桩抗拔极限承载力标准值为1000KN(特征值500KN).总桩数:1188根(包括试桩)。
1 砼灌注桩施工工艺
1.1 施工前准备
首先,应该根据工程的设计图纸、地质报告以及施工相关要求等对施工现场进行勘察,审查施工方案,制作施工流程、技术指标以及安全措施等。同时还要检查突发事故的应急方案是否到位,检查灌注桩的水源,泥浆循环系统应该设置泥浆池和沉淀池。导管应检查其出厂合格证并做水密性承压试验,对原材料的质量进行严格审核,保证原材料的质量安全。配备专门的人员,对施工进度和设备运行参数进行详细记录。[1]
1.2 泥浆护壁钻孔灌注桩
钻孔灌注桩应按《建筑桩基技术规范》(JGJ94-2008)及《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)有关要求施工,并注意以下要点:
a.钻孔清孔应严格控制质量,清孔完毕后应立即灌注混凝土,孔底沉渣厚度不大于80;
b.桩身垂直偏差小于1%,桩径偏差小于50;
c.桩身主筋采用单面搭焊,焊接长度为10d,且同一截面接头钢筋数小于50%,桩身主筋外侧每隔2000设Φ14加劲环一道;
d.桩混凝土压灌的充盈系数宜为1.1--1.2;
此外,混凝土塌落度为200mm;抗拔桩必须进入7号土>1米。
1.3 工程桩验收检测
工程桩施工完成后应严格按照进行单桩承载力及桩身完整性检测。抽检桩数按如下控制:
a.工程桩单桩抗压静载试验按桩数的1%抽检。
b.要求已做静载的试桩在开挖到设计标高后,先做高应变检测,其余工程桩抽测高应变为总桩数的5%。
c.抽测工程桩高应变与做静载试验试桩的高应变曲线对比判别是否满足设计要求。
d.柱下三桩及三桩以下的承台低应变抽检桩数不得少于1根,其余桩按余下桩数的30%抽检,且不少于20根。
此外,桩基施工后在承载力检测前应有不少于28天的休止期。
图1 砼灌注桩施工流程工艺图
2 加强砼灌注桩施工现场质量管理对策
2.1 加强施工准备阶段的质量控制
首先,在施工建设之前,施工单位应该组织专门人员认真设计并审核施工图纸,结合图纸深入到施工现场,进行实地的勘测,对施工现场的地形和地貌等特征进行分析,最终做系统的分析论证,确保砼灌注桩现场施工的顺利进行。[2]
其次,对砼灌注桩施工现场的障碍进行排除。在砼灌注桩现场施工之前,施工单位应该组织人员对现场地形地貌进行调查,发现可能影响施工的障碍,并做出详细报告,以便及时与相关部门协调解决。[3]
再次,工程的质量监管部门对工程材料的监管应该贯穿于整个工程施工建设当中,所有施工材料在工程没有验收之前,质量监理工程师都有权利、有义务对其进行抽样检查、测试与复试。对于那些不符合工程质量标准和要求的材料,必须清退。此外,在工程材料检查验收工作当中,质量监理人员必须严格对材料的来源渠道进行控制,加强对材料的抽样检查工作。
2.2 施工阶段及竣工质量控制措施
2.2.1 事前控制,在整个工程实施之前进行的质量控制
这是施工阶段的第一阶段,即整个桩基建设工程的计划阶段。这一阶段的主要内容是分析现状,找出可能存在的质量问题,究查主要原因,并针对主要原因,拟定对策和措施,提出工程计划,预测效果。
2.2.2 事中控制,在施工过程中进行的质量控制
这是施工阶段的第二阶段,即整个工程的实施阶段。这一阶段要求监理及施工人员力争实现“零误差”的质量目标,并在施工中通过细心组织施工、严格检查验收,使工程的各项质量指标全部达到优良标准。施工过程中必须坚持质量第一,对于可能发生的事故进行准确预测和排查,防患于未然。[4]
2.2.3 事后控制,对施工后的产品进行检查及问题处理
这是施工阶段的最后阶段,这一阶段要求监理人员借助科学的检测手段,对建筑工程的质量进行严格的检查,将执行的实际结果与预定目标对比,检查执行情况,找出存在的问题。对于检查出来的问题进行处理,正确的予以肯定。[6]
图2 砼灌注桩施工阶段质量控制
2.3 完善企业施工质量管理体系,加强砼灌注桩现场施工质量管理
加强对砼灌注桩现场施工企业的质量管理主要分为以下两个方面:首先加强砼灌注桩现场的施工质量管理体系建设。第一,加强砼灌注桩现场的施工现场质量管理,要对施工现场的实际情况进行调查和掌握,然后根据砼灌注桩现场施工的各个环节相关的质量标准,严格的对现场施工进行质量控制,对各个环节的质量控制重点进行分析,继而建立砼灌注桩现场施工质量管理系统。第二,应该划分砼灌注桩现场施工项目的具体质量管理负责人,将质量管理的任务具体分配到每一个质检人员,建立起一套权责分明,行之有效的质量管理体制。第三,加强质检队伍建设,明确砼灌注桩现场施工质量管理的重点和难点,对砼灌注桩现场施工的全过程进行质量监督,并及时整理监管结果,适时地存档,以便于对砼灌注桩现场施工质量全面掌控。[6]
3 结束语
随着我国基建工程的增加,桩结构大量应用在建筑工程项目中,因此,必须加强对砼灌注桩施工工艺的完善,强化质量管理,保证砼灌注桩现场施工的质量安全,提高整个建筑工程的安全性和可靠性。
参考文献
[1]苏杨,高宗余.大直径钢管混凝土桩的设计、施工及试验[J].桥梁建设,2012(2).
[2]孙晓娜,王坤.钢管混凝土复合桩的施工问题及解决对策[J].华东公路,2012(1).
[3]施斌.钢管混凝土桩桩芯混凝土施工方法的探讨[J].水运工程,2004(4).
[4]邢其亮.砼灌注桩预埋件施工质量控制[J].才智,2011(7).
关键词: 抗浮设防水位,车库顶板覆土,抗拔桩桩身配筋,防水混凝土,地下建筑中柱配筋率
上海及周边地区,土层强度低,地下水位高,地下车库工程一般风险性较高。结构设计师应严谨对待工程资料数据,仔细解读规范。笔者根据自己近些年的施工图经验,简要梳理了几点关于地下车库结构设计应该注意的事项,与大家共勉。
1. 地下室抗浮设防水位确定
1)比如一工程位于上海北区某地块,为地下一层车库,框架结构,与四周单体高层住宅建筑设缝处理。建筑面积:10650m2,室内±0.00相当于5.450(吴淞高程),基础底板底标高0.050(绝对标高)。结合结构抗浮需要与景观需要,车库顶板覆土最薄处为1.2m,最厚处为1.5m., 车库顶板完成后景观覆土后绝对标高5.600~5.800。由于抗浮稳定不满足要求,需要设置抗拔桩,根据地勘建议及经济对比采用边长为300mm,桩长为13m,混凝土等级为C40的预制方桩作为抗拔桩。
2)根据地勘钻探,场地土层自上而下分布详表1。
表1 场地土层分布
根据《上海地基基础设计规范》第4.2.1~4.23指出:上海地区第四纪地层中的地下水为空隙水,与工程建设密切相关的是潜水、微承压水和承压水。潜水赋存于浅部地层中,大部分区域以粘性土介质为主,渗透性差;部分区域有浅部粉性(砂土)分布,渗透性相对较好,潜水水位埋深一般为0.3m~1.5m.水位受降雨、潮汛、地表水及地面蒸发的影响而有所变化。微承压水位低于潜水水位,年呈周期性变化,一般水位埋深约3m~11m.承压水更深,一般水位埋深约3m~12m.
地下室抗浮设防水位应是建筑物设计设计使用年限内可能产生的最高地下水位。由于地勘报告没有按常理给出本地块历史最高水位的标高,审图人员根据上海地区抗浮水位经验分析:此地库抗浮设防水位应取车库顶板完成后覆土地坪下0.500m,即5.100(绝对标高),单位面积下F浮应为:50.5 kN/m2 。一柱一桩抗拔桩设置不满足抗浮稳定需要。需要增加抗拔桩。其实根据近期地下水调查资料和周围的地下水补给、排水泄洪条件可以预测可能出现的最高水位,另现行的城市排水设计标准是低于抗浮标准的,且车库顶板景观覆土为后期覆土,其上部附水并非重力水,其标高远高于四周泄洪的河道。因此根据经验确此定地下室抗浮设防水位势必造成不必要的浪费设计。经过协调,由地质勘查单位出具确认函:本工程室外地坪标高:5.000(绝对标高),设计时地下水位埋深建议按不利因素考虑,最高时水位室外地坪下0.5m.即4.500绝对标高),因此单位面积下F浮应为:44.500kN/m2。即抗浮水位为自然地坪下0.5m设置一柱一桩抗拔桩设置满足抗浮稳定需,避免了不必要的浪费。
2.抗拔桩桩身配筋的确定
《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)第8.5.12条指出:非腐蚀环境中的抗拔桩应根据环境类别控制裂缝宽度满足设计要求,腐蚀环境中的抗拔桩的和受水平力或弯矩较大的桩应进行桩身混凝土抗裂的验算,裂缝控制等级应为二级。规范要求见下面表2
事实上根据规范抗拔桩的设计过程中,设计人员习惯于运用《 建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008)第5.4.6条计算其单桩抗拔力:对于设计等级为甲级和乙级建筑的桩基基的抗拔极限承载力应通过现场单桩上拔静载试验确定。如果基础及设计等级为丙级建筑桩基,桩基的抗拔极限承载力标准值可按下式:
上海市(DGJ08-11-2010)第7.2.3条指出:单桩竖向承载力设计值宜采用静载荷试验确定: .再运用《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)第6.2.22条:轴心受拉构件的正截面的受拉承载力应符合:N ≤fvA (仅考虑非预应力),根据预估工程桩单桩抗拔承载力设计值计算桩身配筋,往往忽视了上述的对桩身裂缝验算,从此条的条文解释来看,裂缝验算是针对构件的正常使用状态。
对于抗拔工程桩需要使其正常使用极限状态下的裂缝宽度满足即可,即抗拔工程桩裂缝验算时应取其单桩抗拔设计值。对于抗拔试桩裂缝验算时应取其抗拔极限承载力标准值,试桩时产生的裂缝时临时的,最终会闭合的。因此裂缝的控制是可以适当放宽到0.3mm.于是抗拔桩的试桩与工程桩的桩身配筋区别相当的大,工程桩的桩身配筋比试桩减少的相当多。如若二者在验算其裂缝控制的桩身配筋时均使用极限承载力标准值势必给业主造成了很大的浪费,设计过程中设计人员应认真解读规范,加以避免。
3.不要忽视《地下工程防水技术规范》
《地下工程防水技术规范》(GB 50108-2008)第4.1.7条指出:防水混凝土结构应符合下列规定:
1. 结构厚度不应小于250mm.
2.裂缝宽度不得大于0.2mm并不得贯通。
如果我们设计的地下车库次梁较密,且覆土较薄。一些业主会要求地下室顶板厚度改设200mm,顶板计算构造设置即可满足,认为从经济方面考虑没必要执行该条,顶板覆土的附水非压力水。此条的条文说明指出:防水混凝土能和防水,除了混凝土致密、孔隙率小、开放性空隙少以外,还需要一定的厚度,这样就使地下水从混凝土中渗透的距离增大,也就是阻水面积增大,当混凝土内部的阻力大于外部水压力时,地下水就只能渗透到混凝土中一定距离而停下来,因此防水混凝土结构必须有一定厚度才能抵抗地下水的渗透。考虑到现场施工的不利因素及钢筋混凝土中钢筋的引水作用,把防水混凝土衬砌的最小厚度定为250mm,通过这几年的使用来看,防水效果明显。上海为多雨水地区且地下水位偏高,如处理不当地下室会出现了渗漏现象。近些年此类工程司法纠纷频出,后果严重者需要进行司法鉴定,维修加固,因此设计人员应重视此条、严格把握此条。
4.地下车库中柱配筋率
《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第14.3.1条第3款中指出:中柱的纵向钢筋最小总配筋率,应增加0.2%。在第14.1.1条中指出规范的此章主要适用于地下车库、过街通道、地下变电站和地下空间综合体等单体式地下建筑。即如果地下车库与周围高层建筑基础底板和顶板整体结构设计不适用此条,独立的单体地下车库按此条执行。
比如第一个案例的车库,中柱截面为600x600方桩,7度区三级抗震等级条件下,计算配筋文件和配筋图如下:、
图1可以看出根据软件计算配筋,结合《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第6.3.7条中三级抗震下框架柱中柱的最小总配筋率为0.6%。图2中柱子实际配筋率为0.72%,满足此2个要求。但是值得注意的是《建筑抗震设计规范》(GB50011-2010)第14.3.1条第3款的要求中柱的配筋率需要达到0.6%+0..2%=0.8%,那么图2就不满足,按图3中的配筋,配筋率达到了0.91%方可满足。此条位于抗震规范地下建筑部分,较为隐蔽,应加强注意。
小结:结构设计师应熟悉本地区地质状况,上海及周边属于典型的软粘土地区,地下水位较高;正确地去理解各规范的真正含义,熟练掌握国家和地方的各种强制性标准,与审图人员尽可能对规范条文的理解达成共识;从源头上控制建筑工程质量,同时还能够兼顾业主合理的的经济指标,在消除安全隐患的,提高设计质量的同事为业主节约成本。
参 考 文 献
[1] 《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)
[2] 《上海市地基基础设计规范》(DGJ08-11-2010)
[3] 《混凝土结构设计规范》(GB50010-2010)
[4] 《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008)
[5] 《地下工程防水技术规范》(GB 50108-2008)
【关键词】建筑工程;桩基施工;注意事项;质量控制
前言
随着我国改革开放步伐的不断深入以及市场经济的迅速发展,建筑工程自然成为我国建筑行业乃至全社会普遍关注的重要问题之一。因而只有提高警惕,不忽视细节问题,严格控制建筑桩基工程施工的每一个环节的质量,才能提高工程的施工效率,确保工程的施工质量。
1、建筑桩基施工的注意事项
1.1 做好各项桩基施工的准备工作。桩基施工前的准备工作十分关键,相关者需要对施工场地的地形地质情况有充分的了解,对于施工设备和施工材料要准备到位,并且要确保质量才能够进入到最终的施工建设环节。对于设计图纸的审查工作要到位,看其是否符合实际情况并且能够做到切实可行。要明确桩基施工的目的并且要做好事故处理的应急方案。
1.2 严格按照施工程序进行,严把桩基施工的每个环节以确保工程的安全性、可靠性和经济性。在施工的过程中需要认真的把握每一道工序,并建立起动态的监督机制,防止出现疏漏之处。当桩成孔之后需要检查桩孔嵌入持力层的深度,并且要对沉渣的厚度、岩石的强度以及桩孔垂直度等数据进行分析研究,确保其符合设计规范。
1.3 认真做好检查工作,避免出现安全隐患。在桩基施工的过程中需要按照设计要求进行,当发现有不符合要求的地方需要及时的采取措施加以解决,之后才能够灌注砼和移动钻机。桩基在开挖之前需要进行全面的检查,并且做好相应的记录,相关者必须要对这些记录和桩的测试结果进行分析,发现质量上的问题需要及时的处理,并且要在重新审核合格的基础上才能够进行挖土。
2、建筑桩基施工的主要特点
2.1 桩支承于坚硬的(基岩、密实的卵砾石层)或较硬的(硬塑粘性土、中密砂等)持力层,具有很高的竖向单桩承载力或群桩承载力,足以承担高层建筑的全部竖向荷载(包括偏心荷载)。
2.2 桩基具有很大的竖向单桩刚度(端承桩)或群刚度(摩擦桩),在自重或相邻荷载影响下,不产生过大的不均匀沉降,并确保建筑物的倾斜不超过允许范围。
2.3 凭借巨大的单桩侧向刚度(大直径桩)或群桩基础的侧向刚度及其整体抗倾覆能力,抵御由于风和地震引起的水平荷载与力矩荷载,保证高层建筑的抗倾覆稳定性。
2.4 桩身穿过可液化土层而支承于稳定的坚实土层或嵌固于基岩,在地震造成浅部土层液化与震陷的情况下,桩基凭靠深部稳固土层仍具有足够的抗压与抗拔承载力,从而确保高层建筑的稳定,且不产生过大的沉陷与倾斜。常用的桩型主要有预制钢筋混凝土桩、预应力钢筋混凝土桩、钻(冲)孔灌注桩、人工挖孔灌注桩、钢管桩等,其适用条件和要求在《建筑桩基技术规范》中均有规定。
3、建筑桩基施工的质量控制要点
3.1 桩基开孔
在施工过程中,根据具体的勘探报告中记录的持力层的孔深,施工人员通过与等高线进行比较,同时结合吊挂的松紧程度、钻具自重等,对岩土层加强巡检,并进行详细记录,加大取样频率,在进入持力层以及界面钻进过程中,观察钻机的反应情况,同时与试成桩的岩样标准进行对照,在进入持力层时确保桩基的深度。此外,对于机架枕木基础的稳定性,需要施工单位进行检查,对磨盘平整度和垂直度在钻孔过程中,需要进行实时的监测和控制,并且对偏差的数值进行及时的调整。
3.2 护筒埋设及泥浆设置
在桩位测量确定之后,可利用十字线放出四个控制桩位,再以此四个桩位为基准进行护筒埋设。护筒一般由4D6mm的钢板所制成,每节护筒长度约为1.5D3.0m,护筒直径要比桩基孔径在100D150mm左右,进行护筒埋设时需注意其一定要比地面高出30cm,以防止杂物流入。而泥浆调制时,需综合施工现场的地质情况以及水位情况,以调制出各项性能指标均属优良的泥浆。于墩位旁开挖沉淀池,选择检验合格且符合要求的粘土进行泥浆制作,土层不同时,泥浆的比重、稠度及用量也需严格进行计算与确定。泥浆在使用时,为避免浪费,需尽量考虑对其进行循环使用,并控制好泥浆的排放,以减少环境污染。
3.3 混凝土灌注
在施工过程中,通常采用导管法灌注混凝土,成孔质量合格后应尽快灌注混凝土,安装完成导管后,需要进行第二次清孔,在一定程度上将孔底沉渣厚度控制在100mm;对于碎石、砂等构成混凝土拌和物的原材料,其级配要良好,按照结构物的尺寸、钢筋间距及混凝土拌和、装卸、浇筑、操作标准等确定最大颗粒尺寸,同时按照相应的规范要求降低集料内杂物含量,在一定情况下对有害杂质进行清洗和过筛,拌和时间通常控制在2~2.5min,在拌制拌和物的过程中,对各种集料量进行准确的控制,在装入前,全部倒空下盘材料内部的拌和料;灌注工作开始后,确保灌注工作连续进行,即对混凝土进行连续不断的浇筑,应控制中途停工时间不超过15min,应尽量缩短拆除导管所占用的时间,灌注过程中,对混凝土高度进行随时的探测,同时对导管进行及时的拆除或提升等,进而在一定程度上确保导管的埋藏深度。
3.4 钢筋笼的制作以及质量保障
①钢筋笼的施工准备。在施工之前,需要对钢筋进场时候的质量进行验收,仔细测量同时检查质保单,并进行力学性能实验以及焊接实验。之后实验通过,并且审核完成才能进行使用。对于施工时的焊条检查也都要有质保单,同时焊条的型号需要与钢筋的性能相适应,要仔细进行确认。
②钢筋制作。测量完毕后,便可进行钢筋制作及安装工序,钢筋加工制作均统一在加工棚内集中进行,并在下料与加工成型后用自制炮车运至现场进行吊装。钢筋制作时,其尺寸需严格按照图纸进行,焊缝长度以满足施工技术规范为标准要求。桥梁桩基础工程中所用的钢筋笼多为一节制作,在实际的施工制作中,为使钢筋骨架有足够的刚度以保证其在运输、吊放过程中的完整性,最好于每隔一道加强箍?上设置一个十字钢筋支撑。而定位钢筋每隔2m便可设置一组,每组设置为4根,均匀设置于桩基加强钢筋四周,以保证钢筋笼的保护层厚度。
③钢筋笼的加工。钢筋笼在进行制作的时候需要严格地按照设计图纸进行加工,主筋的位置使用钢筋定位支架进行控制至等分距离,同时主筋的间距需要严格地按照不高于10mm的数值进行确认,箍筋以及螺旋筋的距离需要不高于20mm,钢筋笼长度偏差值应该在50mm之间,保证施工的正常进行。加颈箍需需要设置在主筋的外侧,通过此种方式来加强钢筋笼的管理作用,并且会保证不会增加施工的难度,因此主筋多半不会设置弯钩等配置。
④钢筋笼安装。A将所有钢筋笼均运至墩旁,采用吊车吊起并下放于规定位置,于最后一道加劲箍筋接近孔口里,采用工字钢于箍?下穿过,使钢筋笼能通过工字钢支撑于护筒上;B吊起第二节钢筋笼,使其在同一竖直轴线对齐后进行主筋焊接,在焊接连接完成后便可抽去工字钢,如此循环,直至使钢筋笼下到设置标高为止;再次,钢筋笼全部安装好之后,便可下施灌注砼导管及除碴管到孔底。
4、结束语
总之,随着技术的不断发展,建筑工程基础的桩基施工工艺和施工技术也在不断地提升,为保证建筑施工的稳定性和安全性打下了坚实的基础。桩基施工技术在应用的过程中需要遵循原则,在进行桩基施工的过程中,会出现各种意外的情况,要及时采取处理措施,以保证施工质量。
参考文献:
关键词:建筑 桩基 施工 技术
中图分类号:TU198文献标识码: A 文章编号:
正文:
在实际的建筑工程中,软弱地基是常见的建筑基础类型,直接在上面进行工程建设无论是稳定性还是后期的工程支撑,都面临重要的安全威胁,因此需要进行基础处理。桩基础施工是在地基,特别是软弱地基中进行混凝土灌注,从而在局部形成有效的支撑基础,增强软弱基础的支撑承载能力,从而达到地基处理的目的。
1.桩基技术适用情况
当地基上半部地质较松软,而下部太深处埋藏有坚实地层时,最宜采用桩基,如果松软土层较厚,桩端很难达到坚实地层,则应考虑桩基的沉降等问题;如果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。
桩基技术作为一项建筑工程中的重要技术,主要适用于以下建筑工程的要求情况下:对地基要求严格,不能有过大沉降和沉降不稳定的高层建筑或其他重要建筑物;比较巨大的工业厂房以及承载量过大的建筑物,如仓库、粮仓等;重心较高,如烟囱、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;基础振动、减弱基础振动对结构的影响较大,需要控制基础沉降和沉降速率以减轻其影响的一些精密或大型的设备基础建筑;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。
2.建筑工程常用桩基
目前,在工业和民用建筑中使用的桩基施工技术,从施工工艺方面来划分,可以划分为冲击钻成孔灌注桩、钢筋混凝土预制桩、钢筋混凝土灌注桩。在实际的建筑施工中,作为整个构筑物的支撑系统、根本所在,桩基础的施工方法及质量对于整个构筑物的稳定性、安全性有着直接影响。
2.1 冲击钻成孔灌注桩
与其他三种桩基施工方法有所区别,冲击钻成孔灌注桩的施工条件适应性非常强。无论是填土层、粘土层、粉土层、淤泥层、砂土层和碎石土层等软弱底层,还是在砾卵石层、岩溶发育层和裂隙发育的脆性基础,同时能够适用于底层施工。冲击钻成孔灌注桩其桩孔直径一般在600-1500mm之间,最大可达到2500mm,钻孔深度则可超过100mm。
冲击成孔施工法是采用冲击式钻机带动一定能量的冲击钻头,在一定的高度内使钻头提升,然后突放使钻头自由下落,利于冲击动能冲挤土层或破碎岩层形成桩孔,再用掏渣筒或其他方法将钻渣岩屑排出。在施工优点上,冲击钻成孔灌注桩在破碎有裂隙的坚硬岩土和大的卵砾石所消耗的功率小,破碎效果好,同时,冲挤作用形成的孔壁较为坚固;钻进参数容易掌握,设备移动方便,机械故障少,并且其泥浆用量少,消耗小;在流砂层中亦能钻进。其施工缺点主要表现在施工本身上,其大部分作业时间消耗在提放钻头和掏渣上,钻进效率较低,并且容易出现桩孔不圆的情况,孔斜、卡钻和掉钻等事故经常发生。同时,由于冲击能量的限制,孔深和孔径均比反循环钻成孔施工法小。
2.2钢筋混凝土预制桩
在工厂或者施工现场,按照要求用钢筋混凝土制成桩,然后用打桩机将预制好的桩打入地基土中,这种桩被叫做预制桩,预制桩分为管桩和实心桩。
在钢筋混凝土预制桩实际制作过程中,应注意做到以下几个方面:桩的预制场地应该保持平整状态,并且在有效范围以内增设排水设施,确保不会积水,为桩体的浇筑与养护提供良好的环境;在进行制作时,要保证桩的主筋应当与钢筋网有效的连接在一起,在传递打桩时能够更好地承受冲击力和压迫力;在进行混凝土浇筑时,通常先从桩顶到桩尖进行连续浇筑,期间不能中断,也不能打乱顺序随意浇筑;在预制桩完成制作收,需要按照以下要求进行验收,桩的表面必须平整、密实,对于局部蜂窝麻面和掉角的面积应保持在在桩总面积的千分之五以内,并且不能够集中在同一个部位;由于桩顶桩尖的特殊性,在这个位置如果出现蜂窝和麻面掉角现象,则被视为不合格。
预制桩制作完成后就要注意进场和使用方面的环节,在吊装、运输、堆放钢筋混凝土预制桩时,应事先审查、检验桩产品的规格、强度、质量,要保证桩体混凝土的实际强度已达到设计要求的百分之七十以上,待确认其全部符合设计要求后才可转移至施工现场。运输时,如果距离较短,采用滚筒方式即可,而对于长距离运输,应利用平板拖车进行运输并在桩体的底部增设支座。施工场地内的预制桩的堆放,要保证地面的密实、平整,同时还需在其下方布置垫木,堆放层数一般设定在四层以内。预制桩的起吊应按桩体实际长度来确定吊点的数量,一般,每个吊点相应的桩体长度保持在15m以内,而长度超过15m小于25m左右时,则需要设定两个吊点,对于长度超过25m的预制桩应选用三个以上的吊点。钢筋混凝土预制桩的施工时,可根据实际需要,灵活采用打桩、压桩的方式进行操作。在进行打桩施工时,首先要确定好桩基轴线,相关技术人员应复查桩位,前期桩锤不宜重打,尽量将桩锤落距控制到0.5~0.8m,当桩已经打入土中一定深度,桩尖固定时,方可增加桩锤落距,进行重击。在打桩过程中,如果偏移、扭转现象,则需要利用撬棍加以处理、纠正。
2.3钢筋混凝土灌注桩
灌注桩即在桩位处先成孔,然后在孔内放入钢筋骨架,之后将混凝土浇筑其中而形成桩 灌注桩按成孔方式不同可分为很多类,如泥浆护壁成孔灌注桩、套管成孔灌注桩、干作业成孔灌注桩等。
2.3.1.泥浆护壁成孔灌注桩
泥浆护壁成孔灌注桩。第一步是使用钻孔机器对地基进行钻孔,在钻孔的同时,在孔内注入有一定相对密度要求的泥浆进行护壁,增大孔壁内水压,预防塌孔,对于粘土和粉质粘土的成孔,只需注入清水,用原土造浆护壁。第二步,当孔达到设计深度后进行清孔处理,然后在孔内放入钢筋笼,最后将配制好的混凝土灌注至桩孔内部,以保证钻出的孔不会坍塌。泥浆护壁成孔灌注桩施工过程中也会出现一些常见问题,一旦发生护筒冒水,就应立即采取处理措施,用粘土在护筒周围进行填实加固,而当排出的泥浆冒气泡或者护筒内水位突然下降时,可基本确定钻孔内壁出现塌方,此时应加大泥浆相对密度,或者回填粘土进行抢救。
2.3.2.套管成孔灌注桩
套管成孔灌注桩,在国内建筑工程的桩基础施工中最为常见,施工时预先制作带有钢筋混凝土桩靴的钢管,再将其置入地基土体中,然后向管内放入钢筋笼后浇筑混凝土,浇筑完毕后将钢管拔出,根据钢管沉入方式的不同,可大致将其分为锤击沉管灌注桩、振动沉管灌注桩。振动沉管灌注桩施工时首先需要合拢活瓣桩靴,再进行钢管桩的下放、调整直至达到设计要求的深度,最后在钢管内部置入钢筋骨架、浇筑混凝土并拔出桩管,锤击沉管灌注桩的施工技术与套管成孔灌注桩技术相同,不同的是用桩锤锤击桩管至要求的深度。
2.3.3.干作业成孔灌注桩
干作业成孔灌注桩在建筑使用时,主要适用于地下水位较低,桩的施工作业面在地下水层以上的干土层中,由于施工时位于水位以上,因此成桩技术与泥浆护壁成孔灌注技术基本类似,但不用使用泥浆进行护壁,运用起来更加简易,。
3.结语:
随着建筑行业的发展,在国内多工业、民用建筑项目的施工建设中,均采用了由桩基础结构来进行建筑施工,桩基技术的应用很大程度上加强了建筑结构的承载力、稳定性,有效避免了不均匀沉降的产生,尤其是对于一些座落于软土地基上的重型建筑,桩基础工程显得更加重要的,桩基基础的设计方法和施工工艺是否得当,对施工的质量和安全有很大的影响。桩基础是整个建筑物的根本,直接关系到上部建筑的稳定,对于桩基的施工要求和桩的承载力都有严格要求,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。
桩基础地基处理方法是当前建筑工程地基处理手段,针对于不同的地质基础条件,选择合适的施工技术是建筑工程的基础。广大施工技术人员在桩基施工过程中应做好地基勘察,慎重选择方案,严格按照施工技术规范进行施工,不得偷工减料或者不遵守技术规程,桩基工程施工只有严格按要求进行,才能保证整个工业或民用建筑工程的质量和安全。
参考文献:
[1] 刘金波 .建筑桩基技术规范理解与应用[M]. 北京:中国建筑工业出版社 ,2008.
关键词: 桩基工程 检测质量 控制
中图分类号: O213.1 文献标识码: A
桩基工程质量决定建筑物的安危, 关系到国家和人民生命财产的安全。所以, 桩基工程质量控制是建筑工程质量控制的重要环节, 也是技术难度较大的一个环节, 质量检测是桩基工程质量控制的必要手段, 检测结果是桩基工程质量验收的科学依据, 所以桩基工程检测质量控制问题显得至关重要。本文拟根据检测技术规范, 结合实际检测经验, 提出几点看法, 供同仁商榷。
1 建筑基桩检测技术要求
1. 1 桩基检测现行有效的依据规范主要是: 中华人民共和国行业标准 5建筑基桩检测技术规范6 JGJ106- 2003 ( 以下简称5规范6)。5规范6规定: 工程桩应进行单桩承载力和桩身完整性抽样检测。现行5建筑地基基础工程施工质量验收规范 6 (GB50202- 2002)和5建筑地基基础设计规范6 (GB50007- 2002)都以强制性条文的形式规定, 工程桩应进行单桩承载力检验,混凝土桩桩身完整性检测也是上述两规范质量检验标准中的主要项目。工程实际操作时, 宜先进行完整性检测, 然后再有针对性地做承载力检测, 以对整体施工质量作出评估。
1. 2 检测方法的选择目前列入5规范6的检测方法有 7种, 即: 单桩竖向抗压静载试验、 单桩竖向抗拔静载试验、 单桩水平静载试验、 钻芯法、 低应变法、 高应变法和声波透射法。这 7种方法是基桩检测中最常用的检测方法。对于冲孔桩、 挖孔桩和沉管灌注桩以及预制桩等桩型, 可采用其中多种甚至全部方法进行检测; 但对异型桩、 组合型桩, 这 7种方法就不能完全实用 (如高、 低应变动测法和声透法 )。因此在具体选择检测方法时, 应根据检测目的、 内容和要求, 结合各检测方法的适用范围和检测能力, 考虑设计、 地质条件、 施工因素和工程重要性等情况确定, 不允许超适用范围滥用。同时也要兼顾实施中的经济合理性, 即在满足正确评价的前提下, 做到快速经济。除中小直径灌注桩外, 大直径灌注桩完整性检测一般可同时选用两种或多种的方法检测, 使各种方法能相互补充印证, 优势互补。另外, 对设计等级高、 地质条件复杂、 施工质量变异性大的桩基, 或低应变完整性判定可能有技术困难时, 提倡采用直接法 (静载试验、 钻芯和开挖 )进行验证。桩的动测法是静荷载试验的补充, 不应也不能完全代替静荷载试验。
1. 3 检测开始的时间对于低应变法或声波透射法, 受检桩混凝土强度至少达到设计强度的 70%, 且不应小于 15M Pa ; 当采用钻芯法时, 受检桩混凝土强度应达到设计值; 承载力检测时, 除桩身强度应符合规定外, 尚应满足土层休止时间的要求。
2桩身完整性检测质量控制
2. 1对桩基工程质量进行检测, 必须检测桩身完整性。工程实践证明, 常用的低应变动测方法对桩身完整性的检测, 能较为可靠地发现一定深度范围内基桩的质量问题 (如裂缝、夹泥、 缩颈、 离析等 )及其严重程度。随着检测技术的发展,现行技术已能对传统的静载荷试验不能直接说明的桩身完整性问题作出定性分析, 并据此对桩进行分类, 便于发现问题,为基础处理提供依据。
2. 2 对于水泥土桩, 则不宜采用低应变动测检查桩身质量。这是因为水泥土桩桩材是水泥与原地基土进行搅拌混合所形成的一种桩体, 其桩身性质介于刚性桩与柔性桩之间, 它的刚度、 抗压强度和抗侧压力作用小于刚性桩而大于柔性桩, 因而对其质量的检测不能套用刚性桩的检测方法。
2. 3钻芯法可对桩身质量进行直观定性分析, 能检测桩身混凝土强度、 混凝土离析和胶结、 混凝土级配搅拌情况、 桩底沉渣 (桩身夹渣 )或桩底持力层情况、 基岩的承载力和完整性情况, 检测结果准确率高。对钻孔灌注桩、 人工挖孔桩而言,其直径一般较大, 当对其桩身质量进行低应变动测后有质量问题需进一步确认时, 可采用钻芯法检测桩身质量。钻芯法与超声波透射法相结合, 可用于重要工程的大直径灌注桩。
2. 4 基桩低应变法动测的关键是要取得准确、 可靠的测试信号, 所以现场检测人员应操作熟练, 有丰富的动测信号分析经验, 现场应及时排除干扰信号。遇到异常信号时, 应分析原因, 多换几个检测点, 特别对大直径桩, 桩截面各部位的运动不均匀性会增加, 桩浅部的阻抗变化往往表现出明显的方向性, 故应增加检测点数量, 每个检测点的采集信号不宜少于 3个, 通过叠加平均提高信躁比。现场应保证采集到一致性好、真正反映基桩质量特性的动测信号。
2. 5桩顶条件和桩头处理好坏直接影响测试信号的质量。因此, 要求受检桩桩顶的混凝土质量、 截面尺寸应与桩身设计条件基本等同。检测人员在分析动测测试信号时, 应仔细分清哪些是缺陷波或缺陷谐振峰, 哪些是因桩身构造、 成桩工艺、 土层影响造成的类似缺陷信号特征。另外, 根据测试信号幅值大小判定缺陷程度, 除受缺陷程度影响外, 还受桩周土阻尼大小及缺陷所处的深度位置影响。相同程度的缺陷因桩周土岩性不同或缺陷深度不同, 在测试信号中其幅值大小各异。因此, 如何正确判定缺陷程度, 特别是缺陷十分明显时, 如何区分是Ó类桩还是 Ô类桩, 应仔细对照桩型、 地质条件、 施工情况结合当地经验综合分析判断; 不仅如此, 还应结合基础和上部结构型式对桩的承载安全性要求, 考虑桩身承载力不足引发桩身结构破坏的可能性, 进行缺陷类别划分, 不宜单凭测试信号定论, 有疑问的必须验证检测, 以保证检测的科学性、 准确性和公正性。
3 承载力检测质量控制
3. 1 桩基是埋入地下的隐蔽工程, 其质量较难控制, 特别是就地灌注桩, 更易出现影响桩基安全使用的各种质量问题。单桩的极限承载力, 迄今也还不能象结构工程那样, 单纯通过理论计算予以确定, 因为桩的承载力与桩型、 桩材、 成桩工艺以及地层土特性等众多复杂的因素有关。因此在较重大的工程, 要求通过一定数量的静荷载压桩试验来确定桩的承载力,作为设计的依据。
3. 2 现在对桩基承载力的检测, 常用的方法有静载荷试验、高应变法检测。高应变法属于动测法的一种, 其适用范围受一定的限制, 在进行灌注桩的竖向抗压承载力检测时, 应具有现场实测经验和本地区相近条件下的可靠对比验证资料; 对于大直径扩底桩和 Q) s曲线具有缓变形特征的大直径灌注桩, 不宜采用本方法进行竖向抗压承载力检测。虽然静载荷试验比高应变法费用高、 所耗实验时间长, 有时受场地限制等原因, 但是静载荷试验仍然是检测基桩承载力最直接、 最准确、 最可靠的方法。
3. 3 为保证静载试验结果的准确性, 所有试验仪器仪表必须经过计量部门检定合格, 并在有效期内使用。当采用压力表测定油压时, 为保证测量精度, 其精度等级应优于或等于 014级, 不得使用 115级压力表控制加载。当油路工作压力较高时, 有时出现油管爆裂、 接头漏油、 油泵加压不足造成千斤顶出力受限、 压力表线性度变差等情况, 所以应选用耐压高、 工作压力大和量程大的油管、 油泵和压力表。
3. 4 静载试验在所有试验设备安装完毕之后, 应进行一次系统检查。其方法是对试桩加一较小的荷载进行预压, 其目的是消除整个量测系统和被检桩本身由于安装、 桩头处理等人
为因素造成的间隙而引起的非桩身沉降; 排除千斤顶和管路中之空气; 检查管路接头、 阀门等是否漏油等。如一切正常,卸载至零, 待百分表显示的读数稳定后, 并记录百分表初始读数, 即可开始进行正式加载。
3. 5 静载试验应保证有足够的荷载反力, 试验过程应及时补压, 以使真实反映每级荷载作用下的桩顶沉降。为控制检测质量, 加载到最后一级, 监理人员要到现场见证签字。当桩身存在水平整合型缝隙、 桩端有沉查或吊脚时, 在较低竖向荷载时常出现本级荷载沉降超过上一级荷载对应沉降 5倍的陡降, 当缝隙闭合或桩端与硬持力层接触后, 随着持载时间或荷载增加, 变形梯度逐渐变缓; 当桩身强度不足桩被压断时, 也会出现陡降, 但与前相反, 随着沉降增加, 荷载不能维持甚至大幅降低。所以, 出现陡降后不宜立即卸荷, 而应使桩下沉量超过 40mm, 以大致判断造成陡降的原因。
参考文献
[ 1]中国建筑科学研究院主编 # 建筑基桩检测技术规范( JGJ 106- 2003)# 北京: 中国建筑工业出版社, 2003