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淺談建筑工程中灌注樁的施工技術及應用
來源:
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作者:architecture-96
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發(fā)布時間: 2016-11-28
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隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展,樁的種類和樁基形式、施工工藝和設備以及樁基理論和設計方法，都有了很大的演進。樁基已成為在土質不良地區(qū)修建各種建筑物特別是高層建筑，重型廠房和具有特殊要求的構筑物所廣泛采用的基礎形式。
隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展,樁的種類和樁基形式、施工工藝和設備以及樁基理論和設計方法，都有了很大的演進。樁基已成為在土質不良地區(qū)修建各種建筑物特別是高層建筑，重型廠房和具有特殊要求的構筑物所廣泛采用的基礎形式。
1、樁基礎的選擇
當?shù)鼗喜寇浫醵虏刻钐幝癫赜袌詫嵉貙訒r,最宜采用樁基。如果軟弱土層很厚，樁端達不到良好地層,則應考慮樁基的沉降等問題；通過較好土層而將荷載傳到下臥軟弱層,則反而使樁基沉降增加。
不允許地基有過大沉降和不均勻沉降的高層建筑或其他重要建筑物。重型工業(yè)廠房和荷載過大的建筑物,如倉庫、糧倉等。對煙囪、輸電塔等高聳高結構建筑物, 宜采用樁基以承受較大的上拔力和水平力,或用以防止結構物的傾斜。對精密或大型的設備基礎,需要減小基礎振動、減弱基礎振動對結構的影響,或應控制基礎沉降和沉降速率。軟弱地基或某些特殊性土上的各類永久性建筑物,或以樁基作為地震區(qū)結構抗震措施。
因此,樁基設計應該注意滿足地基承載力和變形這兩項基本要求。在工程實踐中，由于設計或施工方面的原因，致使樁基不合要求，甚至釀成重大事故者已非罕見。因此，做好地基勘察,慎重選擇方案, 精心設計、精心施工,也是樁基工程施工必須遵循的準則。
2、樁基處理的一般原則
當樁基發(fā)生質量問題后，若處理不及時，結果給工程留下隱患。為了防止類似問題的發(fā)生，處理方法如下。
2.1處理前應具備的條件：事故性質和范圍清楚，目的要明確，應有預定處理方案。
2.2事故處理應滿足的基本條件
對事故處理方案要求安全可靠、經(jīng)濟合理。對未施工部分應提出預防和改進措施，防止事故的再次發(fā)生。
2.3事故應及時處理，防止留下隱患
樁成孔后，應檢查樁孔嵌入持力層深度、巖石強度、沉渣厚度、樁孔垂直度等數(shù)據(jù)必須符合設計要求，只要有一項不符合設計要求，就應及時分析解決，方能灌注砼、移動鉆機，防止類似問題產(chǎn)生造成不必要的浪費。
基樁開挖前必須全面檢查成樁記錄和樁的測試資料，發(fā)現(xiàn)質量上問題，必須經(jīng)研究后方能挖土，防止基樁開挖后再來處理造成不必要的麻煩。
2.4應考慮事故處理對已完成工程質量和后續(xù)工程的質量和后續(xù)工程的影響
如在事故處理中采取補樁時，應考慮會不會損壞混凝土強度和較低的鄰近樁。
3、灌注樁的施工技術
3.1沉管灌注樁
沉管灌注樁可采用錘擊振動、振動沖擊等方法沉管開孔。錘擊沉管灌注樁的常用直徑(指制樁尖的直徑) 為 300mm-500mm,樁長常在 20m以內(nèi),可打至硬粘土或中、粗砂層。對直徑340mm和480mm 的樁,當錘的質量各為1t和2t一-3.5t 時,單樁軸向承載力分別約為250KN--350KN和500KN--700KN。這種施工設備簡單,打樁進度快,成本低,但很容易產(chǎn)生縮頸(樁身截面局部縮小)、斷樁、局部夾長、混凝土離析和強度不足等質量事故。其原因是多方面的, 縮頸常發(fā)生在軟硬土層交界處,或軟弱土層處。因此,拔管的速度應該放慢,例如為 0.8m/min；管內(nèi)混凝土量應充足,應達到 1.10--1.15。
3.2鉆(沖、磨)孔灌注樁
各種鉆孔樁在施工時都要把樁孔位置的土排出地面,然后清孔底殘渣,要放鋼筋籠,最后澆灌混凝土。直徑為600mm或 650mm鉆孔樁,常用回轉機具開孔,樁長為 lOm--30m,單樁承載力為1MN--2MN。目前,國內(nèi)的鉆(沖)孔灌注樁在鉆進時下鋼套筒,而是利用泥漿保護孔壁,以防現(xiàn)孔,常用樁徑為 800mm、1000mm、1200mm等,采用的承載力達3MN---9MN。
3.3挖孔樁
挖孔樁可以采用人工或機械挖掘開孔。人工挖土時,要挖深 0.9m一1.Om時就澆灌或噴射的圈混凝土護壁,上下圈之間插筋連接。達到所需深度時,再進行擴孔。最后在護壁內(nèi)安裝鋼筋籠和澆灌混凝土。挖孔樁的直徑不宜小于1m,深度為 15m者,樁徑應在1.2m 一-1.4m以上, 樁身長度宜限制在30m內(nèi)。
建筑工程的建筑場地,如果淺層的土質不能滿足建筑物對地基承載力和變形的要求,而又不適宜采取地基處理措施時, 就要考慮下部堅實層或巖層作為特力層的深基礎方案了。深基礎主要有樁基礎、沉進和地下連續(xù)墻等幾種類型,但其中還是以歷史悠久、廣泛選用的樁基應用最為廣泛。
4、灌注樁工藝的發(fā)展
近年來,我國廣泛采用灌注樁,積累了不少設計和施工的經(jīng)驗,灌注樁基施工工藝技術也有長足的發(fā)展。灌注樁在工作條件下的強度計算,原則上和鋼筋混凝土預制樁相同。
灌注樁的混凝土強度等級,一般不得低于C15,骨料不大于40mm,坍落度一般采用50mm一70mm；以水下導管灌注混凝土,混凝土強度等級不得低于C20,骨料粒徑應小于管內(nèi)徑的1/4,最大粒徑不大于50mm, 坍落度以160mm--200mm為宜。
當混凝土灌注樁徑計算符合要求時, 樁身可不配抗壓鋼筋。樁頂伸入承臺起連接作用的插筋,可視需要而定。樁身按計算需要配筋者,對于軸心受壓的樁,主筋的最小配筋率不宜小于0.2%,受變時不宜小于0.4%(均對非地震區(qū)而言)。如用作抗拔樁時,鋼筋應通長配置。當為受變時,主筋長度一般取4.0/a,a為樁身變形系數(shù)(單位是1/m)。當樁用上部為軟弱土層或可液化土層時,主筋長度最好超過軟弱土層或可液化土層的深度。
鋼筋混凝土灌注樁的混凝土保護支, 厚度一般不小于30mm(抗彎計算時取35mm),采用水下澆灌注混凝土者不得小于50mm。主筋端部不設彎鉤,以利鋼套管或導管的提升。箍筋宜采用焊接環(huán)或螺旋箍筋,直徑一般不小于6mm,間距為20Omm--300mm。當鋼筋籠長度超過4m時,宜每隔2m左右設一道焊接加勁箍筋。鋼筋籠在鋼套管內(nèi)埋設者,箍筋宜放在主盤之內(nèi),且鋼筋籠外徑至少應比套管的內(nèi)徑小50mm;采用導管澆灌水下混凝土者,箍筋應放在鋼筋籠之外,鋼筋籠內(nèi)徑應比導管聯(lián)接處的外徑大100mm以上,其外徑應比鉆孔直徑小100mm以上。
灌注樁混凝土澆注要把握這樣幾個要點：砼的連續(xù)灌筑、砼的塌落度、導管的埋深等。
5、結語
隨著灌注樁技術在建筑工程中的應用越來越廣泛，對其施工工藝以及施工質量的要求也越來越高。由于大多建筑工程的鉆孔灌注樁均在土里完成，無法對其施工過程進行詳細觀察，成樁后也不能對其進行開挖來完成驗收工作，其施工過程中的任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題。因此，灌注樁施工中應對其質量進行嚴格控制，才能確保水利工程的整體質量。
1、樁基礎的選擇
當?shù)鼗喜寇浫醵虏刻钐幝癫赜袌詫嵉貙訒r,最宜采用樁基。如果軟弱土層很厚，樁端達不到良好地層,則應考慮樁基的沉降等問題；通過較好土層而將荷載傳到下臥軟弱層,則反而使樁基沉降增加。
不允許地基有過大沉降和不均勻沉降的高層建筑或其他重要建筑物。重型工業(yè)廠房和荷載過大的建筑物,如倉庫、糧倉等。對煙囪、輸電塔等高聳高結構建筑物, 宜采用樁基以承受較大的上拔力和水平力,或用以防止結構物的傾斜。對精密或大型的設備基礎,需要減小基礎振動、減弱基礎振動對結構的影響,或應控制基礎沉降和沉降速率。軟弱地基或某些特殊性土上的各類永久性建筑物,或以樁基作為地震區(qū)結構抗震措施。
因此,樁基設計應該注意滿足地基承載力和變形這兩項基本要求。在工程實踐中，由于設計或施工方面的原因，致使樁基不合要求，甚至釀成重大事故者已非罕見。因此，做好地基勘察,慎重選擇方案, 精心設計、精心施工,也是樁基工程施工必須遵循的準則。
2、樁基處理的一般原則
當樁基發(fā)生質量問題后，若處理不及時，結果給工程留下隱患。為了防止類似問題的發(fā)生，處理方法如下。
2.1處理前應具備的條件：事故性質和范圍清楚，目的要明確，應有預定處理方案。
2.2事故處理應滿足的基本條件
對事故處理方案要求安全可靠、經(jīng)濟合理。對未施工部分應提出預防和改進措施，防止事故的再次發(fā)生。
2.3事故應及時處理，防止留下隱患
樁成孔后，應檢查樁孔嵌入持力層深度、巖石強度、沉渣厚度、樁孔垂直度等數(shù)據(jù)必須符合設計要求，只要有一項不符合設計要求，就應及時分析解決，方能灌注砼、移動鉆機，防止類似問題產(chǎn)生造成不必要的浪費。
基樁開挖前必須全面檢查成樁記錄和樁的測試資料，發(fā)現(xiàn)質量上問題，必須經(jīng)研究后方能挖土，防止基樁開挖后再來處理造成不必要的麻煩。
2.4應考慮事故處理對已完成工程質量和后續(xù)工程的質量和后續(xù)工程的影響
如在事故處理中采取補樁時，應考慮會不會損壞混凝土強度和較低的鄰近樁。
3、灌注樁的施工技術
3.1沉管灌注樁
沉管灌注樁可采用錘擊振動、振動沖擊等方法沉管開孔。錘擊沉管灌注樁的常用直徑(指制樁尖的直徑) 為 300mm-500mm,樁長常在 20m以內(nèi),可打至硬粘土或中、粗砂層。對直徑340mm和480mm 的樁,當錘的質量各為1t和2t一-3.5t 時,單樁軸向承載力分別約為250KN--350KN和500KN--700KN。這種施工設備簡單,打樁進度快,成本低,但很容易產(chǎn)生縮頸(樁身截面局部縮小)、斷樁、局部夾長、混凝土離析和強度不足等質量事故。其原因是多方面的, 縮頸常發(fā)生在軟硬土層交界處,或軟弱土層處。因此,拔管的速度應該放慢,例如為 0.8m/min；管內(nèi)混凝土量應充足,應達到 1.10--1.15。
3.2鉆(沖、磨)孔灌注樁
各種鉆孔樁在施工時都要把樁孔位置的土排出地面,然后清孔底殘渣,要放鋼筋籠,最后澆灌混凝土。直徑為600mm或 650mm鉆孔樁,常用回轉機具開孔,樁長為 lOm--30m,單樁承載力為1MN--2MN。目前,國內(nèi)的鉆(沖)孔灌注樁在鉆進時下鋼套筒,而是利用泥漿保護孔壁,以防現(xiàn)孔,常用樁徑為 800mm、1000mm、1200mm等,采用的承載力達3MN---9MN。
3.3挖孔樁
挖孔樁可以采用人工或機械挖掘開孔。人工挖土時,要挖深 0.9m一1.Om時就澆灌或噴射的圈混凝土護壁,上下圈之間插筋連接。達到所需深度時,再進行擴孔。最后在護壁內(nèi)安裝鋼筋籠和澆灌混凝土。挖孔樁的直徑不宜小于1m,深度為 15m者,樁徑應在1.2m 一-1.4m以上, 樁身長度宜限制在30m內(nèi)。
建筑工程的建筑場地,如果淺層的土質不能滿足建筑物對地基承載力和變形的要求,而又不適宜采取地基處理措施時, 就要考慮下部堅實層或巖層作為特力層的深基礎方案了。深基礎主要有樁基礎、沉進和地下連續(xù)墻等幾種類型,但其中還是以歷史悠久、廣泛選用的樁基應用最為廣泛。
4、灌注樁工藝的發(fā)展
近年來,我國廣泛采用灌注樁,積累了不少設計和施工的經(jīng)驗,灌注樁基施工工藝技術也有長足的發(fā)展。灌注樁在工作條件下的強度計算,原則上和鋼筋混凝土預制樁相同。
灌注樁的混凝土強度等級,一般不得低于C15,骨料不大于40mm,坍落度一般采用50mm一70mm；以水下導管灌注混凝土,混凝土強度等級不得低于C20,骨料粒徑應小于管內(nèi)徑的1/4,最大粒徑不大于50mm, 坍落度以160mm--200mm為宜。
當混凝土灌注樁徑計算符合要求時, 樁身可不配抗壓鋼筋。樁頂伸入承臺起連接作用的插筋,可視需要而定。樁身按計算需要配筋者,對于軸心受壓的樁,主筋的最小配筋率不宜小于0.2%,受變時不宜小于0.4%(均對非地震區(qū)而言)。如用作抗拔樁時,鋼筋應通長配置。當為受變時,主筋長度一般取4.0/a,a為樁身變形系數(shù)(單位是1/m)。當樁用上部為軟弱土層或可液化土層時,主筋長度最好超過軟弱土層或可液化土層的深度。
鋼筋混凝土灌注樁的混凝土保護支, 厚度一般不小于30mm(抗彎計算時取35mm),采用水下澆灌注混凝土者不得小于50mm。主筋端部不設彎鉤,以利鋼套管或導管的提升。箍筋宜采用焊接環(huán)或螺旋箍筋,直徑一般不小于6mm,間距為20Omm--300mm。當鋼筋籠長度超過4m時,宜每隔2m左右設一道焊接加勁箍筋。鋼筋籠在鋼套管內(nèi)埋設者,箍筋宜放在主盤之內(nèi),且鋼筋籠外徑至少應比套管的內(nèi)徑小50mm;采用導管澆灌水下混凝土者,箍筋應放在鋼筋籠之外,鋼筋籠內(nèi)徑應比導管聯(lián)接處的外徑大100mm以上,其外徑應比鉆孔直徑小100mm以上。
灌注樁混凝土澆注要把握這樣幾個要點：砼的連續(xù)灌筑、砼的塌落度、導管的埋深等。
5、結語
隨著灌注樁技術在建筑工程中的應用越來越廣泛，對其施工工藝以及施工質量的要求也越來越高。由于大多建筑工程的鉆孔灌注樁均在土里完成，無法對其施工過程進行詳細觀察，成樁后也不能對其進行開挖來完成驗收工作，其施工過程中的任何一個環(huán)節(jié)出現(xiàn)問題。因此，灌注樁施工中應對其質量進行嚴格控制，才能確保水利工程的整體質量。
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