楊華
福建勘察基礎(chǔ)工程公司
樁基工程施工技術(shù)要點(diǎn)分析
楊華
福建勘察基礎(chǔ)工程公司
近些年來,我國的建筑工程行業(yè)發(fā)展勢頭越來越大,對我國國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展起到了積極的促進(jìn)作用。在建筑工程行業(yè)中,有一個基礎(chǔ)項(xiàng)目是樁基工程,它對整個建筑行業(yè)的發(fā)展有著很大的影響。因?yàn)闃痘こ棠軌驗(yàn)楣こ虡I(yè)主帶來良好的社會經(jīng)濟(jì)效益,近些年來深受追捧。本文將從樁基工程總述,樁基在施工建筑的技術(shù)要點(diǎn)以及需要特別注意點(diǎn)進(jìn)行整體分析,并適當(dāng)提出一些措施來完善,希望能對建筑工程起到輔助作用。
樁基工程;施工;技術(shù)要點(diǎn);措施
樁基是一項(xiàng)流傳很久的建筑方法,在我國建筑歷史長河中隨處可見它的身影,已經(jīng)通過長期發(fā)展形成了一套完善的體系。以唐山地震為例,地震之后,建筑學(xué)家通過觀察當(dāng)?shù)亟ㄖ锇l(fā)現(xiàn),采用樁基的建筑普遍受損程度低于普通建筑物。這說明,樁基建筑技術(shù)具有良好的穩(wěn)定性。除此之外,樁基建筑技術(shù)可以對建筑工程量有一定的縮減作用,可以減少建筑的材料用量。
樁基是樁和連接樁頂?shù)臉冻信_等元素組成的樁基礎(chǔ)。根據(jù)樁身埋入土的深淺程度以及承臺與土面接觸程度分為兩種:高承臺樁基和低承臺樁基。平素我們經(jīng)常聽到別人提到的建筑樁基是低承臺樁基。在實(shí)際建筑過程中,樁基的選擇需要考慮的因素比較多,例如樁基上部結(jié)構(gòu)和建筑物的預(yù)期荷載對樁基類型的選擇有不同的要求。面積小的建筑物需要使用整片群樁的方案來應(yīng)對荷載大的問題。荷載方向不同樁的布置也有差別,水平荷載為主時樁通常布置角度傾斜來對水平力起到抵抗作用。
在樁基工程中,隨著其自身不斷發(fā)展,不同的樁型有不同的特點(diǎn)來適應(yīng)不同環(huán)境的要求。按照受力原理來分:第一種,摩擦樁,即樁基的很多荷載并不是靠樁基來承擔(dān),而是由樁基周圍土壤產(chǎn)生的摩擦力或者是樁身的摩擦力分擔(dān);第二種,端承樁。端承樁與摩擦樁截然相反,它的荷載直接由樁尖的向上支持力分擔(dān),無需借用樁基側(cè)身的各種摩擦力阻力。按照施工方法來分:灌注樁,打入樁,灌漿樁(關(guān)于這一點(diǎn),將在下文介紹施工要點(diǎn)時具體講述)。其他分類就不具體展開說了。
歐洲有一種著名樁基施工方法稱作弗朗克樁,流行甚廣,但這種我國這種方法很少用。弗朗克樁法對地質(zhì)要求嚴(yán)格,地質(zhì)除了是松散砂這一個要求外,還必須具有超強(qiáng)的黏粘力。在我國符合要求的地區(qū)不多。這種樁,樁身,樁長,管心垂都有自己的標(biāo)準(zhǔn)范圍。嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)下,樁基有超過其他樁的承載能力。它的施工方法也是與眾不同,采用打入式和灌注式相結(jié)合的方法,各取所優(yōu)??傮w提高了樁基的穩(wěn)定能力。需注意的是弗朗克樁一直被當(dāng)做抗拔樁使用,造價低廉效果良好,只是由于對土面要求大,暫時只適合在我國湖北地區(qū)使用。
與弗朗克樁對比的話,國內(nèi)外常用的是鉆孔擴(kuò)底灌注樁。采用這種主要是因?yàn)楣嘧兜氖┕み^程受地形條件約束最小,在建筑密集區(qū)使用時噪聲小,無振動,不會對周圍居民產(chǎn)生很大影響。這類方法在住宅和一些高層建筑中用的比較多。第一步,借助其他進(jìn)行機(jī)械打孔,孔的直徑一般在0.6~2.5m之間,這種鉆孔方式可以達(dá)到地表深處的堅(jiān)硬的土質(zhì)或基巖。需要特別注意的是,一旦土質(zhì)不是常見土質(zhì),屬于那種有砂或者粉砂的地下水位土質(zhì)的話,必須鉆孔時套管。所套的管可以保留在土質(zhì)中,膨潤一點(diǎn)的土泥會起到保護(hù)壁層的作用。為了增強(qiáng)樁基的荷載,工人師傅會擴(kuò)大超固結(jié)粘土??偨Y(jié)來說,灌注樁有這么幾個顯著優(yōu)點(diǎn):(1)在堅(jiān)硬石層灌注時,樁基具有很強(qiáng)的承載力,這些承載力可以承擔(dān)高層建筑所有的荷載而不變形。(2)樁基如果是端承樁或摩擦樁,都會有很大的強(qiáng)度系數(shù)。及時荷載很大,也不會出現(xiàn)大范圍的不均勻性沉降。可以保證建筑物的豎向穩(wěn)定性。(3)樁基有整體的抗顛覆能力,在地震颶風(fēng)的作用下,自身強(qiáng)度會抵御所帶來水平荷載,保證建筑物不會出現(xiàn)坍塌和傾斜(傾斜主要針對的是高層建筑物)問題。
對于基礎(chǔ)樁基工程技術(shù),打入樁隨處可見。有時為了提高樁基的荷載,打入樁會和其他建筑方法混合使用,像是前文提到的弗朗克樁。打入樁,顧名思義就是在砂土地基上借助外力打樁,將樁周圍的砂質(zhì)通過打入擠密實(shí),提高樁身周圍的摩擦力,加強(qiáng)樁基穩(wěn)定性。需要注意的是,土質(zhì)如果太過堅(jiān)硬密實(shí),會出現(xiàn)地表隆起等問題。另一個方面來講,土質(zhì)松軟,剛剛打樁時地表明顯會下沉。根據(jù)測算,松散地面打樁時樁側(cè)下沉的擴(kuò)展范圍距離和樁身長度一樣。說到地表隆起,在具有粘性的土質(zhì)中打孔,也可能會出現(xiàn)這種問題,總隆起量大概為群樁體積的1/2左右??拥纳疃却髸r,基坑隆起量也會增加。施工時,工作人員為了減少隆起量,一般會在開挖前打樁(這樣一來需要有人送樁,會降低打樁過程中的整體效率)。
粘性土質(zhì)中,如果采用成片摩擦群樁時,樁間距必須大于3D,這樣才能有效減小未來可能出現(xiàn)的毀壞。如果樁群的破壞方式有所改變,變?yōu)闃镀茐臅r樁間距必須大于最佳樁距。承臺尺寸的改變會隨著樁距改變呈現(xiàn)正比例改變,也就是說如果樁距增加,樁數(shù)目相應(yīng)減少,承臺尺寸跟隨樁距的增加而增加。
粘性土質(zhì)打樁還會出現(xiàn)一個常見問題就是樁周圍土壤由于力的作用會出現(xiàn)重新塑形,抗剪強(qiáng)度也會受此影響有一個臨時的降低值,具體降低量受環(huán)境而有差異性。一般為在打樁工作完成后,抗剪程度就會穩(wěn)步回升,有可能比原來還要強(qiáng)。打入樁后,土內(nèi)的摩擦角度增大,實(shí)踐中采用標(biāo)準(zhǔn)貫入實(shí)驗(yàn)進(jìn)行初步測定。
最后提到一點(diǎn),建筑工程樁基工程施工的時候三大必須步驟。第一步,實(shí)地勘察,主要勘察的是地質(zhì)問題;第二步,根據(jù)實(shí)地操作情況撰寫一份全面的勘察報(bào)告。第三步,根據(jù)勘察報(bào)告制定施工計(jì)劃,繪制施工圖。這三步是后面所有工作的基礎(chǔ)。不然施工再好,勘察不到位也會引起大問題。
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10.16767/j.cnki.10-1213/tu.2017.11.119