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桩基础在重要的建筑和高层建筑物的建造中的应用比较广泛,下面主要介绍常用的桩基础进行分析,从而提高桩基础的施工技术。一是人工挖孔桩基础。人工挖孔桩基础是依靠人工完成的,这种桩基础技术具有施工难度小、成本低、承载力低、操作简单等特点,因此被广泛的应用到实际的建筑中。二是静力压桩技术。居民区和高层建筑中对施工环境有较高的要求,而静压力桩技术在施工中对环境的影响比较小,施工中没有噪音、无冲击力、操作简单,因此被广泛的应用到建筑工程的施工中。静力压桩基础是对预制桩施工的技术之一,这种技术是利用静力压桩机的自重和桩架上的配重对预制桩施加力的作用,从而可以把预制桩压入土里。静力压桩的过程中会破坏土层的结构,在施工中尽量的避免中途停止施工,这样可以确保施工的质量。三是预制桩技术。预制桩适用于要求高的建筑中,原因在于预制桩具有强度高、节省材料的特点。预制桩的施工是利用沉桩设备把预制桩压入振土中,在具体的施工中需要注意预制桩顶部的高度以及方向,一旦方向没有确定,在沉桩的施工中就会出现方向的问题。需要对每个桩基础的间距进行控制,防止锤击的时候振幅过大而造成桩基础周围的土变形。四是灌注桩技术。对于灌注桩的施工可以采用冲击法和沉管法。冲击法适应于土质松软的土地,施工的操作简单,但是需要做好防坍塌的工作,而沉管法在施工会将土体挤压变形。在灌浆施工中,需要不仅保证混凝土的施工质量,而且要准确的确定管桩埋入土层的深度,这样才能够延长桩基础的使用寿命。
2建筑工程施工中桩基础技术应用的要点
2.1桩基础技术应用的分析在建筑工程的施工中,桩基础的选择对于确保建筑工程的施工质量具有重要的作用。桩基础的选择面依据建筑环境的变化而变化,确定桩基础的类型需要遵循下列的原则:一是依据土层条件因地制宜。在建筑工程桩基础的施工中,需要考虑土壤的成分、桩端持力层的深度以及地下水的水位等因素,这些因素影响着桩基础的施工质量,因此具体的施工中依据各种桩基础的结构和技术指标来选择合适的桩基础类型。二是基础荷载量的有效控制。基础荷载量是影响单桩的承载力的最主要因素,因此在建筑工程桩基础的施工前需要对建筑上层和基础荷载量进行详细的计算,并且设计出合适的桩基础。三是工程进度的控制。建筑工程的进度是影响建筑工程质量的重要因素,在建筑工程的施工中需要采取措施准确的把握工程的施工进度。如果施工的工期比较短,采用施工速度快的静压力桩的方法进行施工。如果施工的工期比较长,可以利用应用范围比较广泛的人工挖孔桩进行施工。
2.2桩基础技术施工的质量控制桩基础工程是建筑工程重要的部分,桩基础的质量关系到建筑工程整体的质量。桩基础的施工工序复杂,对施工工艺的要求逐渐的提高。在桩基础的施工中出现一些质量问题。例如桩基础的倾斜角比较大、桩位偏差、单桩的承载力低于设计要求值等问题。针对这些问题,建筑施工中需要采取一些提高质量的措施:一是补桩法和纠偏法。补桩法可以利用承台以及地下室的结构承载静压力桩的施工的反力,这样的措施操作简单,而且能够确保施工的质量。纠偏法适用于桩体发生倾斜而没有断裂的情况下,可以利用局部开挖之后使用千斤顶进行纠偏复位。二是扩大承台的方法。在建筑工程桩基础的施工中如果出现桩基础承台平面尺寸不够的情况,就需要扩大桩基础承台的面积。如果设计中单桩的承载力达不到设计的要求,需要考虑桩基础和地荃共同的分担荷载。
3结语
【关键字】公路桥梁,桩基施工技术,研究分析
中图分类号:X734 文献标识码:A 文章编号:
一.前言
桥梁担负着跨越江河、沟涧的重要任务。从施工企业角度出发,桥梁施工中的桩基工程是施工企业施工管理的重点与难点。其技术管理与质量控制关系到桥梁的使用安全及使用寿命,关系带施工企业的经济效益。近年来,由于桥梁桩基技术管理存在缺陷而造成的返工情况屡见不鲜。因此,现代桥梁施工企业必须提高对桥梁桩基工程施工技术的控制与管理,这对于桥梁质量的提高具有十分重要的作用。
二.桩型选择原则
首先,按桥梁上部结构传递给桩基础的荷载大小,确定单桩承载能力,确定选择桩的类型和施工方法,此原则为主要参考。
然后,根据桥位的工程地质条件、地下水位和持力层的深度,比较不同桩基础结构的承载力和经济指标,确定选择桩的类型。
最后,考虑施工的工期,施工紧迫时,可以选择打入式预制桩,时间充裕时,可以采用机械或人工挖孔桩。
总之,在选择桩型时,要考虑桩基础的施工工艺,地形、工程地质条件,施工机械设备,造价以及工期等进行综合性研究分析,最后选择经济合理、安全实用的桩型。鉴于现实桥梁桩的深度日益增长, 桩基础多采用钻孔灌注桩,此施工方法已经运用比较成熟。下面主要介绍钻孔灌注桩的施工方法和施工过程中遇到的问题解决办法。
三、桥梁桩基施工中存在的问题探究
在桥梁桩基施工过程中,由于施工技术不当或施工不到位,很容易造成一些质量问题。为了能够将这些问题有效解决,施工人员必须要对这些问题全面了解,并且明确各个问题的处理方法,争取在工程中将问题进行有效控制。
1、孔壁坍塌
在桥梁桩基施工过程中,造成孔壁坍塌的原因有很多,比如说泥浆稠度小;护筒的埋深不够以及孔内泥浆水位高度不够等。这些原因都会对孔壁的质量造成影响,从而导致其坍塌,为后续环节的施工也会带来影响。
为了有效解决孔壁坍塌,在成孔施工过程中,对松散的砂土进行钻进的时候,应该严格控制进尺的速度,不能过大或过小;对于泥浆的选择应该选择粘度高且不分散的优质泥浆;除此之外,还应该严格控制护筒的埋设深度,最好是能够使其穿过软土和粉砂层。
2、斜孔现象
工程施工中斜孔的现象也很容易发生。其原因主要是由于在施工中遇到岩面倾斜、大孤石或土层软硬不均匀的时候,施工过程稍有不慎就会造成斜孔。
在工程中如果出现斜孔问题,应该将施工中所遇到的探头石、大孤石等打碎;遇到土层软硬不均匀的时候,可以往孔内填入一定量的混凝土,等到混凝土凝固之后,用锤将其低速打进即可;遇到岩面倾斜的情况,可以采用片石将其填平之后再冲击。
3、沉渣过厚
造成沉渣过厚的原因是泥浆材料选择不符合工程的要求,含砂量过大;此外,钢筋笼在下放过程中,时间过长或者钢筋笼碰撞孔壁,造成孔壁塌方也会引起沉渣过厚的现象发生。
四、桥梁桩基施工的准备
1.桥梁桩基施工位置的选择
为了保证桥梁桩基的坚固性以及承载性,需要保障桩基施工位置的平整性,且需要具有专业的地质人员对施工环境的地质结构进行分析,保证施工场地的平整性。当施工场地位于浅水区域时,采用筑岛法保证施工场地的平整,当施工场地位于深水区域时,选择钢管管桩施工平台法,从而保证施工平台的牢固性以及平整性。
2.桩位的确定与测量
施工位置平台搭建好以后,就应该确定桥梁桩基的地面坐标,也就是”打桩“的位置。一般来说,需要采用方木桩对桩位中心以及标高进行标示,进而确定开孔的位置,同时也需要埋设护桩。护桩埋设的技术规范:由桩中心处开始测量,而后在大于桩径50cm处均匀做出三个护桩的中心点并作出标记,而且要求护桩顶与地面保持水平,并用水泥砂浆对其简单浇筑以保证护桩的坚固。
五、施工技术分析
我国经济的稳步发展加快了我国汽车的普及,同时也提高了对我国公路基础工程建设的需求。为了满足现代车辆保有量造成的行车需求,我国加快了公路基础工程的建设。在公路基础工程建设中,公路桥梁是施工中的重要结构之一。其以技术管理为基础保障桩基施工质量,保障企业的经济效益。桥梁桩基工程的桩的分类很多,按施工方法分为非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩三大类;按主要承载力分为端承桩、摩擦桩和摩擦端承桩;按成桩方式(灌注桩为主)分为为冲孔、钻孔、挖孔等灌注桩。
1、开挖灌注桩孔
在对灌注桩孔进行开挖之前,为了确保桩基能够准确定位,施工人员应该根据工程相关的规范及设计要求和测量基准点进行测量放样,确定孔桩的中心位置。在实际施工时,应根据设计要求修筑钢筋混凝土护壁,以此来对孔壁起到保护的作用。但需要注意的是,护壁的施工工作一定要保证当天一次性完成,完成24小时后再将护壁的模板拆除。此外,为保证桩孔的质量,如果是人孔挖孔桩,在开挖达到一定的设计标高之后,要对孔底的积水以及孔壁的淤泥进行彻底清除;如果是钻孔桩,在钻孔至设计标高后要先对孔径、孔深和孔的倾斜度进行检查,符合要求后才能按规范要求进行清孔,并检查泥浆稠度和沉渣厚度等。
3、灌注混凝土
在灌注混凝土之前,应该对桩孔进行全面检查,确保孔壁和孔底没有残渣和积水,并且要检查成孔质量,确保其符合施工要求。其次,在混凝土粗骨料的选择上,一般应确保其最大粒径不超过3.75cm;细集料宜采用级配良好的中砂;混凝土的配合比也一定要符合规范及设计要求。在灌注混凝土的时候要保持其连续性,中途中断浇注时间不宜超过30分钟,整个桩的浇注时间不宜过长。?此外,由于要在顶部凿除最上部的浮浆层,因此在灌注混凝土的时候,还应该使其标高超出设计的标高,一般要求灌注的桩顶高程比设计高程高出不小于0.5m。
4、挖孔桩施工技术分析
(一)桩身钢筋工程的技术分析
钢筋笼的长度与孔的深度以及施工技术要求有关,钢筋骨架应具备足够的刚度以及稳定性,以保证钢筋骨架主体结构不松散。一般来说,钢筋笼的主筋采用搭接焊,钢筋笼加长则采用氩弧焊,为保证焊接质量的刚度需要保证焊接接头的冷却温度不低于5℃。钢筋笼在检验合格并加固后方可入孔,入孔后需进行校正,使其中心与轴线相吻合。钢筋笼一般为现场加工,钢筋笼需按照设计图纸的技术要求规范进行制作。Ⅰ、Ⅱ级钢分别采用E43、E50焊条,而且焊缝的长度以及高度也需要满足相应的技术标准。纵横钢筋的接头处焊牢并保证强度,同一截面钢筋搭接面积不得超过总面积的一半。为控制保护层,需在钢筋骨架外侧设置定位加强筋,,将定位钢筋焊接在骨架主筋上,数量每1.0~1.5m一个,不少于4个。
(二)钢筋的加工工艺
首先,将钢筋调直,并将钢筋表面的杂物、污渍清除干净。钢筋的用量以及加工规范应严格按照施工图纸的要求。施工人员应认真计算钢筋的下料长度并预留余量。钢筋打弯处应为平滑的曲线,且要求曲率直径大于钢筋直径的10倍;钢筋末端弯钩的净空直径应大于钢筋直径的2.5倍;钢筋弯曲点不能出现裂纹,不允许Ⅱ级钢筋出现回弯;弯曲钢筋的技术偏差为;钢筋长度偏差为±10mm,钢筋起弯点的位移偏差不超过20mm,箍筋边长为±5mm。平直钢筋的长度允许偏差为±10mm。
(三)钢筋的焊接工艺
钢筋焊接主要采用搭接焊。其技术要求为:(1)钢筋接头、帮条、焊缝等长度尺寸应满足图纸要求。(2)保证搭接钢筋轴线一致,搭接接头钢筋端部应进行预弯。(3)焊缝高度要求不得小于4mm,且不小于0.3d。焊缝宽度不小于8mm,且不小于0.7d。(4)搭接焊时,被焊钢筋与帮条间存在两个焊点,焊缝的定位点与帮条端部或搭接位置的节距应大于20mm。
六、结束语
综上所述,桥梁在公路交通中占据着重要的位置,加强对桥梁桩基的施工技术分析,可以不断的提高桥梁的质量,保证桥梁安全。
参考文献:
[1]叶旭峰 米长江 钱江流域水中大直径桩基卵石层施工 [会议论文] 2002 - 中国公路学会桥梁和结构工程学会2002年全国桥梁学术会议
[2]穆青峰 深水桩基水中固定平台的设计与施工 [期刊论文] 《国防交通工程与技术》 -2007年1期
[3]赖砥柱 跨河道桥梁水中桩基础病害加固施工 [期刊论文] 《建设机械技术与管理》 -2010年8期
[4]胡嗣恒高速公路桥梁溶洞桩基施工技术浅析中国高新技术企业2010-02-20期刊
【关键字】工民建筑,桩基,施工技术
中图分类号:TU74文献标识码: A 文章编号:
【前言】
工民建筑工程施工中桩基的质量控制对提升建筑质量、保障建设项目经济和社会效益具有重要作用,同时其也是影响建筑安全性能的重要因素之一,在工民建筑工程项目管理中占据着越来越重要的地位。工民建筑工程中桩基施工的质量是整个建筑行业的灵魂,不仅密切和人们的生命财产安全连接在一起,而且直接关系到我国经济发展状况是否稳定。因此,只有不断加强施工监督,实施对工程各个环节的技术控制,走出一条符合本企业实际情况的技术管理之路,才能让建筑企业在激烈的市场竞争中走得更远。
1、工业与民用建筑桩基主要类型与适用原则
建设单位应做好地质勘察,为桩基设计提供基础资料和依据。设计时应针对不同的地质条件,慎重选择合适的桩基类型,使桩基意满足地基承载力和变形等基本要求。依据设计文件编制合理的施工组织设计以及专项施工方案精心组织施工,是桩基工程施工必须遵循的准则。
常用桩的类型比较多,针对不同的地基状况,选择合适的桩基类型。如果地基上部软弱而下部深处埋藏坚实地层时,最宜采用端承桩;如果地基软弱土层过厚,桩端接触不到良好地层,则应考虑选用摩擦桩。对于重型工业厂房和荷载过大的建筑物,如仓库、粮仓等,宜采用竖向承载力较大的桩基类型。对于烟囱、输电塔等高耸高结构物,为防止结构物的倾斜,宜采用同时具有较大承载力和抗拔力的桩基类型。桩基能通过桩身较好地将上部结构荷载分散传到下部持力层,提高基础的承载力。
2、工民建筑桩基施工中技术存在的问题
2.1.施工人员技术水平差
一是施工技术人员素质偏低,缺乏一定的专业素质和技术才能。其次。主要体现在我国的劳动力整体素质偏低,受到专业培训的技术人员较少,缺乏高端技术施工人才,使得在进行机械设备操作时候不熟悉,或者是误操作造成质量影响。同时,我国虽然工业化进程加快,但对整个建筑行业而言,在施工过程中,机械化,自动化的水平偏低,对新技术,新设备的采用推广程度需要进一步加强。这些因素,都会对桩基的技术控制造成消极影响。
2.2.施工材料的质量存在问题
在进行施工准备时候的材料物资质量管理问题。桩基工程建设项目的材料物资将直接关系到整个项目技术控制的成败,目前,我国很多单位在采集物料时候,难以达到质量要求,或是不符合设计施工的标准,或者是材料的保管不当,发生挥发磨损等等一系列问题,都使我国的高层建筑工程项目技术控制存在着巨大的隐患。
2.3.施工中施工方法存在问题
无规矩不成方圆,工民建筑桩基建设施工更是一个及其需要各种标准和规范的地方,很多施工单位在施工之前没有能够结合施工的实际情况作出合理施工方案,难以确定科学合理的施工方法,对众多工序的分配不清晰,权责不明确,缺乏统一的施工措施,对整个施工管理造成很大的限制,使得工程的施工质量难以得到控制,确立各种材料和机械的使用规范,领用原则,和各种机械材料的护理仓储制度。使得各种材料设备和施工人员都能够按照施工设计方案进行施工,按照正确的施工技术进行施工。在工民建筑中,如果施工方法不当,将会严重影响施工技术,因为施工的方法和工艺水平决定着施工技术的成熟度和熟练度,一旦方法不当,必然导致技术的错误,后果十分严重。
2.4.施工环境存在问题
在工民建筑桩基施工过程中,需要良好的施工环境做基础,如果环境不适宜,将会对施工的质量和效果产生巨大的影响。良好的空气环境,将有利于桩基施工的质量标准得以很好的实现,反之,空气潮湿,阴冷,雨天等等将十分不利于桩基的施工。而在现阶段的桩基施工中,其受到环境的影响十分大,并且桩基施工的环境本来就存在许多的问题,空气的湿度不符合桩基施工的要求等等。
2.5.施工机械设备存在问题
在工民建桩基施工过程中,对于机械设备的使用度比较高,当然对于机械设备的性能要求就很高。然而在实际的施工过程中,机械设备的性能,规格等远远没有达到要求的标准,而且在实际的施工中,只注重对机械设备的使用,没有注重对其的维修和保养。同时,机械设备的操作员也没有按照规定的标准进行操作,导致对机械设备的损坏,严重影响了桩基施工的进度和质量。
3、桩基施工技术探讨
3.1挖孔桩施工技术
3.1.1桩身钢筋工程的技术
钢筋笼的长度与孔的深度以及施工技术要求有关,钢筋骨架应具备足够的刚度以及稳定性,以保证钢筋骨架主体结构不松散。一般来说,钢筋笼的主筋采用搭接焊,钢筋笼加长则采用氩弧焊,为保证焊接质量的刚度需要保证焊接接头的冷却温度不低于5℃。钢筋笼在检验合格并加固后方可入孔,入孔后需进行校正,使其中心与轴线相吻合。钢筋笼一般为现场加工,钢筋笼需按照设计图纸的技术要求规范进行制作。Ⅰ、Ⅱ级钢分别采用E43、E50焊条,而且焊缝的长度以及高度也需要满足相应的技术标准。纵横钢筋的接头处焊牢并保证强度,同一截面钢筋搭接面积不得超过总面积的一半。为控制保护层,需在钢筋骨架外侧设置定位加强筋,将定位钢筋焊接在骨架主筋上,数量每1.0~1.5m一个,不少于4个。
3.1.2钢筋的加工工艺
首先,将钢筋调直,并将钢筋表面的杂物、污渍清除干净。钢筋的用量以及加工规范应严格按照施工图纸的要求。施工人员应认真计算钢筋的下料长度并预留余量。钢筋打弯处应为平滑的曲线,且要求曲率直径大于钢筋直径的10倍;钢筋末端弯钩的净空直径应大于钢筋直径的2.5倍;钢筋弯曲点不能出现裂纹,不允许Ⅱ级钢筋出现回弯;弯曲钢筋的技术偏差为;钢筋长度偏差为±10mm,钢筋起弯点的位移偏差不超过20mm,箍筋边长为±5mm。平直钢筋的长度允许偏差为±10mm。
3.1.3钢筋的焊接工艺
钢筋焊接主要采用搭接焊。其技术要求为:(1)钢筋接头、帮条、焊缝等长度尺寸应满足图纸要求。(2)保证搭接钢筋轴线一致,搭接接头钢筋端部应进行预弯。(3)焊缝高度要求不得小于4mm,且不小于0.3d。焊缝宽度不小于8mm,且不小于0.7d。(4)搭接焊时,被焊钢筋与帮条间存在两个焊点,焊缝的定位点与帮条端部或搭接位置的节距应大于20mm。
3.2.混凝土灌注桩施工技术
浇筑应检查施工现场质检人员到岗、建筑材料准备、执行施工方案及工程建设强制性标准等情况,注意混凝土搅拌、配比以及浇注质量,检查导管时必须先进行水密承压和接头抗拉试验。
混凝土要有比较好的和易性,以具有良好的抗离析能力,真正确保桩身混凝土的质量。混凝土运到浇筑地点后,要检查混凝土的均匀性和坍落度有没有符合规范要求,如果没有满足规定要求,则需要进行二次拌和,若是二次拌和后还不符合要求,则不得使用。在第一批混凝土下落后,应对混凝土进行连续浇筑,不能长时间中断,以避免出现坍孔的情况。
钢筋笼上浮的预防:为了防止钢筋笼上浮,导管口应比钢筋笼底部低2~3m。而且混凝土表面在钢筋笼下1m左右时,应当放慢混凝土浇筑速度;当混凝土面上升到骨架底口4m以上时,则应把导管提升到使其底口比钢筋笼底部高2m以上,再恢复正常的灌注速度。在灌注中若是遇到如流砂、淤泥层等不良地质,应该改变施工工艺,连续快速地浇筑,提高混凝土坍落度,避免混凝土桩身局部夹泥情况的发生。
3.3.现场放线定位
桩基础的施工现场对轴线要复核予以确认,保证施工现场的各轴线相关控制点不会受到桩基施工影响,以便能够在桩基作业过程中进行桩位复核工作。
3.3.1定桩位。在定桩位时要严格按照编制的施工网根据实际情况找出控制线,然后根据绘制的桩位图,把每个桩逐一落实编号,再根据每个桩号所在的轴线位置、尺寸来施放桩位,并设置样桩,给桩机提供定位。每一个定出的桩位必须要经过一次复核,防止定位出现差错。
3.3.2水准点。在对桩基施工进行标高控制的时候,要根据设计相关要求进行标注,在每根桩的顶部和桩端部位都要做相对应的标高记录。因此,施工范围内要设置水准点不能够受到沉桩影响,一般不少于2个。水准点要格外受到保护,不能受到损坏。桩基水准点的选择,可以根据建筑高程控制网的上面的水准基点对应设置,也可以另外选取。
3.4、沉桩方法选择
3.4.1预制混凝土桩与钢桩的沉桩
预制混凝土桩方式分为方桩和管桩两类,钢桩又分为H型钢桩和钢管桩两种,它们沉桩方法通常有锤击打入法、静力压桩法和水冲沉桩法。这几种方法都会在沉桩的过程中产生挤土的现象,就要想办法减少挤土量或者降低挤土对附近环境造成的影响。水冲法可以采取水或者外射水法。
3.4.2灌注桩成桩
灌注桩成孔的方法主要有泥浆护壁成孔法、沉管成孔法和干作业成孔法等几种方法。在成孔之后安放钢筋、浇筑混凝土,最终形成灌注桩。泥浆护壁成孔常法又分为正(反)循环泥浆护壁成孔法和冲击成孔法两种。第一种一般用于淤泥性质土,但要特别注意泥浆护壁,防止护壁的坍塌;第二种用于粘性土和碎石土。沉管成孔法通常运用锤击法、振动法和振动冲击法等方法。它们在施工的时候都会有产生振动、噪音、挤土的现象,因此,选择时要注意对环境的保护。
干作业成孔法一般用在钻孔和人工挖孔两种方法,钻孔法可用于粘性土、砂土等土质;人工挖孔法通常只用于粘性土,在砂土和碎石土中不能使用。与此同时,在地下水位之下采取人工挖孔的方法还要有可靠的排水或止水措施。在灌注桩的几种施工方法之中,泥浆护壁成孔和干作业成孔方法一般没有挤土或者很少挤土,这两种灌注桩施工中振动和噪音也很小,因此在城市的高层建筑桩基中经常采用。这两种方法在本次工程的施工中都具体的应用到,很好的确保了施工的质量。
【结束语】
总之,加强对工民建筑工程桩基施工技术的分析和探讨,对于工民建筑工程的质量具有十分重要的作用,因此,我们应该不断的加强对工民建筑工程的桩基施工技术研究。
【参考文献】
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[3]王离管桩基础质量事故的几个典型案例中国硅酸盐学会钢筋混凝土制品专业委员会2011-2012学术年会论文集2011-10-01中国会议
[4]荣茂华钻孔桩基础质量通病及防治对策二年湖北省桥梁学术讨论会论文集(下册)2000-10-01中国会议
关键词:DX多节挤扩灌注桩,施工技术
DX多节挤扩灌注桩(以下简称DX桩)是一种获国家实用新型和发明两项专利的新型桩,DX桩作为高层建筑、一般工业与民用建筑等多种构筑物的桩基,可用于建筑物抗压桩、抗拔桩、基坑及边坡支护桩、复合地基、高承载力锚杆、桥梁桩等工程领域。鲁铁花样年华商务楼工程建筑面积45000平方米,共三栋,18层框架,在基础施工中为降低成本、缩短工期、减少施工噪音,采用了DX桩,现结合本人参与该工程基础施工的经验,对DX桩的施工特点、施工技术、施工效果作如下介绍。
一、DX多节挤扩灌注桩简介
1、DX桩概念
DX桩是在原有等截面桩的基础上,使用一种专用液压机扩装置,经高能量挤压土体,而成型盘、岔腔体,巧妙合理地与现有桩工机械配套使用,灌注混凝土而构造出的一种新型变截面桩。硕士论文,施工技术。
2、DX桩成桩原理
DX桩是在传统灌注桩施工工艺中增加了一道挤扩工序,他根据各种地层不同的力学指标、选择了几个有力地层、采用DX专用挤扩设备在钻孔的不同深度挤扩,完成侧面型腔,然后再浇筑混凝土,使DX桩变成了多层三叉型桩,或多个盘和三岔组成的桩。侧面型腔的直径是主桩径的2至3倍,从而将摩擦桩变成多端承、多端侧摩阻共同作用的新型桩。
3、DX桩可应用的地质条件
DX桩可应用于一般粉性土、粉土、砂土、砾石、卵石层,也可用于软硬交互层土层。
4、DX桩可应用的建筑部位
DX桩可应用于建筑物抗压桩、抗拔桩,基坑及边坡支护桩,复合地基,高承载力锚杆,也可用于桥梁桩等工程领域。
二、DX桩施工特点
1、DX桩径小而短,而且能够满足承载力较大要求的深桩基础。
2、DX桩技术应用范围广,在许多地质条件复杂工程中均能顺利的应用并受到良好的效果,单方混凝土承载力较普通钻孔桩提高1-2倍。
3、采用DX桩有利于建筑物上部结构的优化,使之省工,省料,因此经济效益十分显著,基础工程造价可降低20%-40%。
4、施工简单,工期比常规节省三分之一左右,机械化程度高,对外界坏境即相邻建筑无干扰。
三、DX桩施工技术工艺
根据该工程的地址勘察报告及设计要求,选择正循环泥浆护壁回转成孔,采用双向液压、三岔双向等长弓压臂挤扩灌注桩专利挤扩设备DX-450型挤扩机挤扩成盘,导管水下灌注混凝土形成柱身与扩径体共同承载的DX柱。
1、测量定位
使用JII经纬仪定向,配合钢尺量距的极坐标法测放桩位,个别桩亦可以采用方向交汇法测放定位。桩位复核之后,报监理验收同意,方可进行下一道工序。
2、成孔
(1)护筒埋设
护筒以不小于3mm厚的钢板卷制,内径不小于700mm。护筒坑开挖前先依据已定好的桩位布设十字护桩,并做好保护,以免桩位产生较大偏差。护筒坑内径比护筒外径大100mm以上。护筒坑挖好后,拉上十字线,放好护筒并调整,使护筒中心相对桩位偏移不超过50mm,筒壁倾斜不超过1% 。
(2) 钻机就位
钻机底座就位必须稳固平整,确保施工中不发生位移、倾斜。天车、游动滑车、转盘中心三点一线,位于同一铅垂线,钻机对位偏差不超过2cm,钻机就位结束后,经验收方可开钻施工。硕士论文,施工技术。硕士论文,施工技术。
(3)钻进成孔
针对场地土层多为粘土、粉质粘土的特点,开孔采取轻压慢转,待钻进一定深度(超过钻头扶正圈)后,方可适当增大钻压,增加钻速,但要防止增压过火。钻速以能够平稳钻进,减小钻具晃动为宜,以防造成人为孔斜或坍孔。
当地层出现较大变化或软硬换层钻进时,注意减少钻压,提调保直。硕士论文,施工技术。
3、挤扩成盘
(1)工程开工前,须对DX挤扩装置进行检测调试,并填写《DX液压挤扩装置现场监测记录》:直径、盘高、空载压力、行程时间等。
(2)挤扩机采用汽车吊吊放。
(3)挤扩机入孔前必须检查设备可靠性,包括法兰连接、螺栓、油管、液压装置及弓压臂分合情况。
(4)挤扩机吊放入孔,检查桩孔垂直度、孔径。
4、扩底
采用四翼压张式扩底钻头扩底。挤扩结束立即进行扩底施工。
5、钢筋笼制作与安放
6、混凝土搅拌与运输
本工程使用商品砼,混凝土塌落度宜为160-220mm。
7、灌注成桩
混凝土灌注采取导管水下灌注混凝土成桩。
四、DX桩施工效果
1、DX桩的主要优点
(1)可充分利用桩身上下各部分好土层的承载能力,单桩承载能力高。
(2)挤扩腔稳定,不易塌崩。
(3)成孔成桩工艺适用范围广。
(4)成本低,工期短,并且施工时噪音低、震动小,泥浆排放量少,有利于保护环境。
(5)施工过程中可监控测试,挤扩效率高,
2、DX桩与其他桩的区别
(1)DX桩不同于支盘桩,DX多功能液压挤扩装置独有的三岔双向液压和上下等长弓压臂设计,是其他挤扩盘、支设备所没有的。
(2)DX桩与普通等截面混凝土灌注桩相比,单桩承载能力明显提高,沉降量显著降低,单方承载力可提高1-2倍以上。硕士论文,施工技术。
(3)DX桩承载力的提高主要原因在于扩径体支撑力的发挥。
(4)扩径体的存在使得DX桩的承载机理与普通桩不同。硕士论文,施工技术。
(5)DX桩身下部的护径体为DX桩提供了承载潜力。
【关键字】旋挖灌注桩;岩溶地质;施工工艺
1、前言
随着社会经济文化的发展,早在八十年代各大城市就掀起建造狂潮了,现今的建筑用地也越来越紧缺,在这种情况下,规划师只有向城市周边扩展规划以求解决用地紧缺的局势。因此,当下和今后的建筑用地的地质情况会呈现多样性即地质情况会越来越复杂。矿坑生态修复利用工程-五星级酒店工程桩基工程建设场地地质条件复杂为特殊岩土。其殊岩土包括人工填土、流塑-软塑淤泥质粉质黏土、残积粉质粘土及微发育岩溶。
为应对复杂地质情况下建筑物基础建造的经济性的前提下解决建造难题,本文作者在工程施工的过程中进行了大量的研究探索,安全、保质、按期完成了该工程的基础工程。在通过对矿坑生态修复利用工程-五星级酒店工程的基础工程的具体施工技术情况和进一步提炼形成了本篇论文,为今后类似工程施工提供借鉴。
2、工程概况
本工程位于长沙市岳麓区坪塘大道与清风南路交汇处的东南角,总建筑面积约6.3万m2,地下两层,地下室为框架-剪力墙结构,地上23层,主体结构为外钢框架内混凝土核心筒,建筑总高度约98m。
本工程桩基础形式:本工程桩基础共317根,其中ZH-1(φ1200)桩88根, ZH-2(φ1500)桩17根,ZH-3(φ900)桩157根, ZJ-1(φ1200)桩33根,ZJ-2(φ1600)桩22根。桩孔直径900mm~1600mm,桩基深约11m~41m。桩身砼为C40水下、C45水下,所有桩基底均要落在微风化灰岩上,持力层单轴抗压强度标准值fa=60MPa。
建造场地内地下溶洞、间断性裂隙多,局部溶洞最大深度超过30m,溶洞、裂隙填充物为软塑红粘土、砂砾石等,且局部存在空洞,经综合比较冲孔灌注桩与旋挖灌注桩的施工工艺特点以及相关专家的论证,决定该工程的基础工程采用新型旋挖灌注桩施工方法。
3、关键施工技术与工艺
3.1 施工准备
施工准备分为技术准备和现场准备。技术准备为编制桩基础施工技术专项方案,经公司审批后报监理及建设单位审批,并落实专家会审意见。桩基础图纸的会审及交底,根据设计图纸结合地勘资料做好桩孔施工记录,并采取相应处理措施。并对工程地质的可钻性分析:工程地质可钻性分为土壤可钻性分析及入岩可钻性分析两个方面。 现场准备为根据现场施工平面布置图落实现场临时道路、临水及临电、钢筋材料堆场及加工场。落实进场原材料取样送检,设备进场验收工作。在土质地基上铺设片石临时道路路基,再满铺路基箱作为施工临时便道。
3.2 测量放样
按照从整体到局部的原则,进行桩位的坐标放样,桩位放样按桩机规划行走路线及桩孔施工先后顺序进行依次放样。
每个桩孔用全站仪放样,桩位的中心点并打入钢筋(φ20(L=800mm))做好标记,再采用十字线打指示桩(4*φ20(L=800mm))四角定位,安装钢护筒,下护筒后经二次复核无误后方可进行钻孔
3.3 钢护筒施工
钢护筒在加工厂加工,采用卷材机卷板,尺寸要准确,要求平滑。钢护筒焊接接头形式必须符合设计要求及规范规定。并达到与母材等强度的要求。钢护筒对口拼装要在夹具等辅助工具帮助下进行,定位合格后应进行定位点焊。为减少变形和内应力,钢护筒对口焊接时宜对称施焊。焊接工作完成后,所有拼装辅助装置、残留的焊瘤和熔渣等均应除去。
3.4 钻机就位
在钻孔作业之前需要对钻杆进行调垂。在钻杆相对零位±5°范围内才可通过显示器上的自动调垂按钮进行自动调垂作业;而钻杆超出相对零位±5°范围时,只能通过显示器上的电动按钮或操作箱上的电气手柄进行手动调垂工作。在调垂过程中,操作人员可通过显示器的钻杆工作界面实时监测桅杆的位置状态,使钻杆最终达到作业成孔的设定位置。
3.5 钻进成孔
钻孔时先将钻头着地,记录钻机钻头的原始位置,操作人员可通过显示器监测钻孔的实际工作位置、每次进尺位置及孔深位置,从而操作钻孔作业。当钻斗被挤压充满钻渣后,将其提出地表,操作回转操作手柄使机器转到弃土堆放位置,用挖掘机或装载机将钻渣装入运渣车运至场外废除,以减少对施工现场的污染。施工过程中通过钻机本身的三向垂直控制系统反复检查成孔的垂直度,确保成孔质量。地质情况记录按相应的地质的相关的表记录,交接班时应有交接记录。根据旋挖钻机钻孔的地质情况记录,绘制孔桩地质剖面图。达到预定钻孔深度后,提起钻杆,测量孔深及沉渣厚度。
3.6 泥浆循环作业
泥浆材料的选定及配合比:7~10%膨润土;0.5~1%工业用碱;0.1%羟甲基纤维素(CMC) ;拌和用水为自来水。测定泥浆材料性能的基础上,及时试配泥浆的最佳配合比。施工期间护筒内的泥浆面应高出地下水位1.0m以上。 浆池采用泥浆柜或现场砌筑泥浆池。在施工时,要慢速运转,掌握地层对钻机的影响情况,以确定在该地层条件下的最优钻进参数,为工程桩的施工提供依据。钻进过程中注意观察岩性变化,做好施工记录,确保桩端进入持力层满足设计要求。
3.7 塌孔及陡岩处理
踏孔处理一般采用回填法施工即逐层掏出溶洞、裂隙内的软土,若连续掏出4-5筒泥仍没有进尺,表明孔内塌孔,反复捞土,形成空腔,塌孔采用串筒向孔内浇筑同标号C40水下混凝土,由于水下灌注混凝土采用串筒浇筑,将溶洞内底部大量泥浆挤出,混凝土浇筑高度超出溶洞上部顶面1500mm以上,如由于溶洞太大导致泥浆量大,需根据现场实际情况增加混凝土浇筑高度,待48小时后混凝土达到一定强度后重新成孔。
钻孔中遇到半石半土情况时,应改进钻孔工艺,将钻头换成筒钻,用筒钻将岩体按设计桩径边缘线切割成缝槽,再换成盘钻将孔内的岩体钻掉。钻进时应减慢钻进速度,随时检查钻机的垂直度,保证不发生钻孔倾斜情况或及时发现及时纠正。
如出现钻孔过程中由于桩孔两侧强度差异较大出现桩孔偏移,则在偏孔后回填桩芯同标号(C40/ C45水下)混凝土,待混凝土达到一起一定强度后(C20强度以上)再采用筒钻开孔,确保该部分半石被切削,如半石高度较大,需采取分次浇灌混凝土及钻孔方式,直至半石完全被切削。
3.8 成孔检测
1) 成孔达到设计标高后,对孔深、孔径、孔壁垂直度、沉淀厚度等进行检查。沉渣的检测。
2)沉淀厚度必须进行检查,检测前准备好检测工具,测绳、检孔工具等;
3)检孔工具:检孔器形似小型钢筋笼高3.0m,外径D按设计的孔径大小而定。检测孔器的制作采用粗钢筋(φ32、φ28),要求检孔器必须规则,具有一定的刚度,防止在使用过程中发生变形,同时减少周壁突出,防止在检孔过程中造成对孔壁破坏。
3.9 清孔
采用正反循环交替清孔排渣,先利用泥浆泵正循环往孔底压浆,泥浆向上翻动力冲起沉淀物,而后用砂石泵工作时吸入形成负压,由于不断的平衡吸渣使管内外形成压力差,产生液流,当流速达到额定数值时将孔底泥砂钻渣随液流到达地面。
3.10泥浆浓度、沉渣厚度检测
将检测器放下去,记录检测圆板上测绳的长度;在用钢丝测绳把检孔钢筋放下去、记录检孔钢筋加测绳的长度;两长度之间的差就是沉渣厚度。如孔底水量不大为泥浆糊状,可采用人工丢水泥后进行机械拌合,使底部沉渣形成水泥土,待底部形成一定强度后再采用抽渣筒进行处理。
3.11钢筋笼制作及安装
钢筋笼纵向钢筋的混凝土保护层厚度为50mm。钢筋笼外侧需设定位筋(定位筋为同截面4根凸型HRB400φ10(L=50CM)@2000,穿4cm厚混凝土垫块),以保障钢筋保护层厚度;为确保钢筋笼稳定性,每个加劲箍内设等边三角形HRB400φ20@2000钢筋内支撑焊接牢固,避免钢筋笼骨架变形。圆型加劲箍与每条纵向钢筋的交接点全部焊接牢固,避免钢筋笼在吊运中产生不可恢复的变形。
3.12 灌注水下砼
灌注桩统一采用水下混凝土浇筑,混凝土塌落度应控制在160mm~220mm,不得有离析现象。当导管埋深超过4m后应进行提管,提管采用汽车吊/履带吊,提出一节后将下部导管固定在孔口上,放松导管,检查固定是否牢固,拆除上节导管。灌注水下混凝土过程中,孔内混凝土面连续不断上升,导管埋深也在不断增加,需要定时测量混凝土上升情况,记下罐入的混凝土量,测定坍落度。由于场地内溶洞、裂隙较多,在冲击成孔时会出现部分塌孔现象,特别是溶洞、裂隙岩石壁至桩孔壁厚度较薄的土层,因相互间的粘附力较差,施工过程中受冲击和水的扰动易发生塌落,需在成孔过程中填充混凝土再次开孔形成稳定的护壁避免塌孔。
4、施工质量控制
测量人员根据设计图纸和甲方提供的导线点,坐标点来引放出轴线及桩位,完成后,应复检验收,并办理好签证手续,开孔前一定将轴线和桩位置复核准确,才能开孔。箍筋与纵筋必须焊接牢固,保证整个钢筋笼的整体性和刚性,起吊时,保证钢筋笼的垂直度,不能产生不可恢复的变形,保证钢筋笼的中心与桩位中心重合。对特殊过程的重要参数,质量特性逐一列出,制定连续控制计划,确定监控目标要求及检测手段,由施工员、质检员进行连续监视和控制并做好记录。
5 应用效果
在矿坑生态修复利用工程-五星级酒店工程桩基础施工中应用,采用旋挖灌注桩时遇到溶洞的处理技术措施是成功的,解决了旋挖灌注桩遇到溶洞时施工过程中大部分难题,减少了旋挖灌注桩施工的难度,相比传统的施工方法,节约了钢筋、混凝土等实体材料的投入,提高了施工功效,节约了工期,质量更可靠。
现以矿坑生态修复利用工程-五星级酒店工程施工为例进行效益分析:
正常条件下施工工期为96天,采用本工法施工可以缩短至86天,节约工期7天,固定成本节约8000元/天×10天=80000元。
通过应用溶洞处理施工技术交底,有效的指导现场施工,可节约、钢筋、混凝土等实体材料的投入,提高了施工功效,减少劳动力投入。
1)节约人工 120元/工日×86天×5人/天=51600元
2)节约材料
钢筋:8吨×4800元/吨=38400元
混凝土:120立方米×400元/立方米=48000元
结束语
该工程经过上述施工技术后,所施工的桩经检测试验,均符合相关要求,工程质量得到了保证,值得向同类工程推广应用。
参考文献:
[1]建筑施工手册(第四版)[M],北京:中国建筑工业出版社,2003
[2]王家全等,岩溶地质旋挖灌注桩成孔工艺及其基桩质量控制研究[J].施工工艺,2014,43(19)