淺議在建筑施工過程中樁基的應用

栗榮軍

摘 要：建筑工程的建筑場地,如果淺層的土質(zhì)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。

關鍵詞：建筑 施工 樁基

一、樁基的實用與選擇

對下列建筑工程要求情況,可以考慮選用樁基礎方案:

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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)抗震措施。

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。

總之,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。

二、樁基處理的一般原則

當樁基發(fā)生質(zhì)量問題后,若處理不及時,結(jié)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:

處理前應具備的條件:事故性質(zhì)和范圍清楚;目的要明確,應有預定處理方案。

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。

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(zhì)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。

應考慮事故處理對已完成工程質(zhì)量和后續(xù)工程的質(zhì)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。

三、灌注樁的施工技術

(一)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(zhì)量各為1t和2t——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(zhì)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。

(二)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(zhuǎn)機具開孔,樁長為l0m--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。

(三)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——1.0m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——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(zhì)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。

(四)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——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?qū)Ч艿奶嵘?。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200mm--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。

現(xiàn)代科學技術發(fā)展的成就,尤其是電子技術,計算機技術參加了土力學和基礎工程學的領域研究,建筑工程基礎的樁基施工工藝技術,也在不斷發(fā)展提高,正向著現(xiàn)代化、機械化、自動化和標準化的方向邁進。