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桩基工程重点难点

桩基工程重点难点

桩基工程重点难点范文第1篇

关键词:钻孔灌注桩; 成孔; 泥浆; 护壁; 清孔; 砾卵石层

在浙北德清地区,由于地质变化较大,高层建筑和市政路桥工程中,一般采用钻孔灌注桩作为基础承载上部荷载。钻孔灌注桩由于单桩承载力高,施工噪音相对较低、振动也较小,对周边环境影响容易控制,加上工程造价适中等优点,而被广泛采用。钻孔灌注桩在填土、淤泥质土、粉土、粘土、砂土及风化岩土中成孔效果较好,施工相对比较容易,质量也易用控制;但在砾卵石土层中经常会遇到钻进困难、坍孔、卡钻、钻孔倾斜等问题,在遇到该类情况时,如不按实际情况采取相应的有效措施,将会严重影响工程质量及进度。下面我们用一个工程实例的处理经验,说明改进施工工艺的具体做法。

1.工程慨况:

2014年9月德清县狮山安置小区西南两侧空地区域拟建造商住楼,总建筑面积41138O,共6个单体围绕安置小区呈L形布置。商住楼拟建工程为4-5层,框架结构,南侧为长虹街、西侧为云岫路,与东侧2003年已建的安置小区房屋最近距离为12m。商住楼原桩基工程采用沉管灌注桩,根据场地及周围实际情况,为避免对周围建筑及管道的影响,原桩基由设计改为钻孔灌注桩,桩径800mm和1000mm,设计桩长19~25m。岩土工程勘察报告显示,部分单于河道填土区域,土层自上而下分布: 3~5m为杂填土和矿渣,15m左右的淤泥或淤泥质粘土,20m左右以下为砾卵石层,砾卵石层中砾石粒径3-15mm,卵石粒径20-40mm,局部分布瓢石,层面起伏较大。该工程桩端持力层为5层砾卵石夹中砂土,桩端进入持力层为3d,单桩竖向承载力特征值分别为900kN和1200kN。

2.桩基工程重点与难点

该桩基工程的重点和难点在于一是砾卵石层钻进中的技术问题,包括:防止漏浆,防止砾卵石层坍孔,防止钻头磨损严重、埋钻,提高砾卵石层钻进效率及清孔质量的控制。二是成孔后的清孔问题,如孔底沉渣厚度大于规范要求,则影响桩基承载力,这几个问题直接关系到桩基工程的质量和整个工程项目的进度。

3.成孔问题及采取的措施

3.1 成孔前,首先要进行探障和清障,对杂填土和矿渣回填土中粒径较大的块石等障碍物清除,埋设护筒,防止钻孔过程的砖、石掉入孔中。

3.2 由于砾卵石层是地质长期沉积形成,粒径相差较大。桩成孔过程中经观察,钻头进入砾卵石层时,产生下述情况,①钻机机体颤动剧烈;②钻进速度缓慢(一般不大于30cm/h);③钻头磨削砾卵石声响很大;④当砾卵石粒径大于钻杆内径时,大粒径砾卵石难于排出,出渣困难,积少成多砾卵石又增加钻头的阻力,极易造成卡钻和埋钻现象;⑤钻机振动大钻进缓慢,长时间扰动、清孔,均易造成坍孔。针对以上实际问题,经勘察、设计、施工、监理等多方讨论决定调整施工工艺,改普通钻头为齿牙轮钻,且施加相应的压力(增加50%的压重),增加了钻头的切割能力以加快了钻进速度,将砾卵石碾碎后用钻杆排除;对粒径较大的砾卵石使用冲抓锥处理,在钻机底盘上设置网筛,利用网筛将大卵石从钻头顶部带出。

3.3 砾卵石层中钻进时,泥浆的性能对钻进效率影响较大,若钻渣不能及时返出孔底,会导致钻头在孔底重复破碎钻渣。根据该工程实际情况,泥浆密度粘度的控制十分重要,如果粘度低,无法保护孔壁,密度低也难以携带砂、砾卵石;粘度过高则又易形成较厚的泥皮,将影响桩的承载力。经过在试桩过程中多次进行对比试验,综合考虑分析最终确定泥浆密度控制在1.2~1.26t/m3,粘度控制在25~30s之间,当泥浆的含砂率>4.5%时进行补浆,利用黏土进行调浆。为使砾卵石及时随泥浆排出,不沉积于孔底,也为清孔打好基础,在泥浆中掺加1kg/m3的水泥。经实践,孔内较大粒径砾卵石多数随泥浆的循环面排出孔外,提高钻进速度。由于加入了水泥成分,使孔壁附近的砾卵石层被固结成具有一定强度的护壁,促进不透水膜在孔壁形成,增强泥膜韧性,取得良好的护壁效果。

4.合理选取清孔工艺

孔底沉渣值的多少对于钻孔灌注桩的承载力有着至关重要的影响。规范GB50202-2012规定钻孔灌注桩孔底最大沉渣厚度允许值为:端承桩Q50mm;摩擦桩Q150mm。因该工程在砾卵石层中成孔难度高,为防止坍孔和加快钻进速度,加大了泥浆比密度,孔壁形成了一定厚度的泥皮;孔内还有少量的未随泥浆循环面排出的大粒径砾卵石;同时当钻孔结束、提杆,放钢筋笼,直至灌注混凝土这段过程中,泥浆中的砂、砾卵石将迅速沉淀为沉渣。因此,应快速清除孔底的砾卵石、沉渣,保证成桩质量。

针对该工程大部分桩长较短,且为摩擦端承桩,因而清孔主要采用常规的换浆正循坏方式。因成孔时泥浆比重大,成孔后如何把握清孔时间及泥浆的置换是控制清孔质量的关键。若清孔时间太短,不易彻底清理沉渣,此时开始换浆会导致孔底沉渣厚度大于规范要求,影响桩基承载力。一般情况下清孔时间长,换浆时间短。对厚度大于5mm的泥皮,先用刷子冲刷孔壁,终了进行清孔,把沉渣、泥皮清出再进行微量的换浆工作,泥浆密度调整至1.05~1.15t/m3,粘度控制在18~22s之间,含砂率

5.成桩质量的控制

5.1 钢筋笼的制作,安放和定位

钢筋笼分段制作,主筋与设置的架立筋焊接牢固,提高钢筋笼刚度,按规格分别堆放;运输时防止变形,钢筋笼连接时要保证电焊质量保证(电焊长度、焊缝宽度),钢筋笼安放完毕,及时定位固定,防止钢筋笼下沉或浇注混凝土时上浮。

5.2 混凝土的灌注

混凝土首灌量对桩基质量十分关键:①首灌混凝土的冲击力和排淤能力直接影响桩尖的嵌岩质量;②首灌量还须保证导管下口埋入混凝土的深度不少于1m,不发生断桩、夹渣现象,目前均采用商品砼,坍落度一般在180左右,在提导管、拆导管时,不应过高、过多,同样须保证导管埋入混凝土中深度。

6.工程实际效果

6.1 成桩时间: 砾卵石层中成孔,通过改进钻头和提高泥浆指标后,总成孔时间由原来耗时20h缩短至10h,比预期成孔时间明显减少。

6.2 成孔质量:经成孔检测,提高泥浆密度和泥浆粘度指标后,随机选择3-20#,5-40#,6-50#桩时间进行12h孔壁稳定检测,检测结果表明孔径、孔壁稳定性等各项指标均符合设计要求。

6.3 成桩质量:桩基工程完成后,按规范JGJ106-2014要求对全数的基桩进行桩身完整性检测(小应变)和每个单体3个基桩的静载荷试验检测,检测结果全部工程桩均为I类桩。2015年12月房屋建成后,竣工验收时进行的沉降观测表明,房屋最大沉降量为8mm,相邻柱间沉降差为0.05%。均满足规范及设计要求。

桩基工程重点难点范文第2篇

【关键字】软土地基;桩基承台;分析

我国不但地域广阔,更兼人口众多,使得我国在各种设施的修筑过程中不得不面对各种地理环境应诉的影响着制约。各种地质结构复杂多变,价值又受到气候和自然环境的多方面影响以及人类活动对自然环境构造的改造,使得在当前的建筑过程中软土路基成为建筑的主要难点。软土地基是道路设计和施工中遇到的地质困难之一,它是一种有湖泊、谷地、湿地等天然含水量高,空隙大的细粒土。在软土路基的施工和处理方式是保证道路行驶安全的关键,是提高道路质量的保证。

1 软土地基的基本特性

软体地基是指压缩层有淤泥或其他高压缩性土构成的地基,其在施工的过程中具有气压能力低的特点,因此在施工的过程中,建桩基承台是解决软土地基的主要形式。软粘土也叫软土,中最常见的、工程地质性质最差的要数淤泥或淤泥质土,在施工的过程中由于其承压能力低,渗透系数小则固结速率就很慢,使得在混凝土施工的过程中延长施工周期,增加施工难度,有效应力增长缓慢,从而沉降稳定慢,地基强度增长也十分缓慢。这一特点是严重制约地基处理方法和处理效果的重要方面。通常在施工的过程中,都是通过修筑软土地集中桩基承重台来解决软土地基承压能力低的缺陷,在当前的工程建筑中,通常工程上把天然孔隙比大于或等于1.5的亚粘土、粘土称为淤泥,而把孔隙比大于1.0小于1.5的粘土称为淤泥质粘十:其主要特性有:

1.1 孔隙比和天然含水量大。软土地基由于其在组成过程中是由各种河流沉积物和冲积物以及各种粘性土壤构成的,因此含水量大是其特征之一。这种特征的影响之下软粘土的强度极低,淤泥灵敏度高。

1.2 压缩性高。由于软土地基在构成的成分中存在着粘性物质,使得软土在凝结之后其压缩性能高,属于固结土和微超固结土,在一些新近沉积的图层会出现欠固结土。在我国,软土主要出现在沿海地带和各种湖泊河流的集聚地。我国淤泥和淤泥质土的压缩系的一般都大于O.5MPa-1,建造在这种软土上的建筑物将发生较大的沉降,尤其是沉降的不均性,会造成建筑物的开裂和损坏。

1.3 透水性弱。软土地基由于其本身是有各种河流沉积物和冲积物组成,使得其在组成中含有大量的水分子,在透水性能就显得微不足道,透水性能弱是软土施工过程中的主要难点和重点。由于软土渗水性小使得软土地基在凝固过程中效率的缓慢,有效应力增长慢,土壤在受到各种压缩之后往往会出现由于水分子流失而造成的工程损害。土体受荷载作用后,往往呈现很高的孔隙水压力,影响地基的压密固结。

1.4 抗剪强度低。软土地基在施工的过程中往往会出现由于其外部荷载能力作用下出现各种难以预测的故障与缺点,软土通常呈软塑或者流塑的状态,在外部荷载作用下,抗剪性能极差,提高软土地基强度的关键是排水。

1.5 灵敏度高。由于软土在受到各种干扰之后其强度会随干扰而不断降低,可用性能的灵敏度高。在高灵敏度的软土地基中要避免扰动地基。冲填水是水利填充形成的产物,软粘土的填充图多为强度较低,具有欠固结的性能。

2 桩基承台侧移的基本形式及原因

2.1 桩基承台侧移的基本形式

桩基承台整体侧移 通常是发生在软土地基处理过程中较厚摩擦而引起的各种抗剪能力不足和地形变动的因素和特点。常发生于地基中软弱层较厚摩擦型桩或桩身抗弯强度不足的嵌岩桩等情况,承台在桩顶产生剪切旋转而发生侧向位移。在一般情况下通常发生在软土地基在施工的过程中,由于地基浅层土压力差较大而承台与桩顶连接不当的情况。

2.2 桩基承台侧移的原因分析

较大的水平荷载作用 主要来源于地下水土侧压力, 开挖电梯井设备基础等基坑时在其周围一定范围内产生的土压力差。 钻孔场地在旱地时,首先越好清楚掉场地之中的各种杂物,换除软土、平整压实,场地位于陡坡时,也可用枕木、型钢等搭设工作平台。若土层属灵敏度较高的流塑性软土开挖作业还会扰动软土使土层流动对桩台产生水平推力不对称填土在桩台两侧产生的土压力差,施工机具和地面堆载引起的土压力 施工期间引起的其他水平作用。

2.3 桩基承台体系整体侧向刚度尚未形成且无竖向压力作用 设计桩基础时一般按建筑物使用阶段的情况考虑视桩为埋设于弹性介质中的弹性杆件承台刚度为无限大桩与承台刚性连接承台侧面承受侧向弹性土抗力承台底面承受摩阻力。 承台桩土形成一个共同承受竖向水平和弯矩荷载的结构体。群桩则相当于设置在温克尔地基中的框架然而对于正在修建中的桩基这种结构体或框架尚未形成各桩台还是相互独立的其整体的侧向刚度大大低于使用阶段时的侧向刚度 且修建中的桩基尚未承受竖向荷载其水平向抵抗力也较使用阶段小。

2.4 侧向土抗力不足承台底部摩阻力尚未充分发挥

在各种地理环境和地理因素的影响之下的桩基施工过程中,用桩基础对比试验表明侧向土抗力和承台底摩阻可使低桩承台水平承载力提高,由此可见承台底摩阻和侧向土抗力对抵抗水平外力的作用十分明显但在软土地基中侧向土抗力很小而修建中的桩基由没有承受竖向压力承台底摩阻只由承台自重压力产生是非常小的。

3 桩基承台侧移的控制

3.1 减小桩台上的水平荷载作用

土方开挖工程应尽量安排在承台施工前完成且宜采用轻型土方机械避免对软土的扰动尽量做到先深后浅对称开挖开挖电梯井和设备基础等较深基坑时要作好支护防止引起软土层流动。承台浇筑养护拆模后应及时回填土并应十分注意对称回填避免重型施工机械在场内长久停放采用预制桩时应随打随运尽量减少在现场堆桩。

3.2 作施工现场平面布置时应注意将场内临时施工道路和堆载布置在距桩基较远处增加桩基承台体系的强度和侧向刚度。最好采用抗弯强度较高的预应力高强度混凝土管桩严格控制沉桩垂直度接桩应采用满焊,尽量实现承台与桩顶的刚性连接 适当增加桩顶嵌入承台的深度截桩宜采取人工敲击的方法使桩顶的纵向钢筋伸出与承台受力钢筋焊接连接,各独立柱桩基承台之间应设置连系梁承台与连系梁应同时施工。

桩基工程重点难点范文第3篇

【关键词】旋挖钻机;高速公路桥梁;桩基础;施工应用

引言

高速公路桥梁施工是一项繁琐而又复杂的工作,但往往业主对工期的要求又很紧,其中,桩基础的施工质量和进度就变成了极其重要的一环。现今,国内高速公路桥梁桩基础施工管理水平已经越来越得到提高,并逐渐完善了系统而严格的监督,因此其对施工单位和施工人员就提出了更高的要求。由此可见,在高速公路桥梁桩基础施工中,应对其相关问题与特点进行细致分析,尤其是应对旋挖钻机在高速公路桥梁桩基础施工中的应用进行分析,只有这样才能更科学高效地指导高速公路桥梁桩基础的施工工作。否则,不管是任何一个问题,都会对高速公路桥梁桩基础的施工工作产生较大的影响,有可能还会让整个施工失去控制。本文首先简要阐述了旋挖钻机在高速公路桥梁桩基础施工应用中的特点与工艺难点,然后就旋挖钻机在高速公路桥梁桩基础施工应用中的质量控制重点,对相关措施进行了浅要的分析和探讨。

1 旋挖钻机在高速公路桥梁桩基础施工应用中的特点与工艺难点

1.1 旋挖钻机的施工应用特点

钻机扭矩大,转速高,成孔快、成孔误差小等,中软岩质的桩孔非常适合使用,一般20~30m深度的桩孔在4~7h内就可以成孔。钻机在就位时应注重测量定位,在成孔过程中采用泥浆护壁。利用钻进过程中钻头对泥土的搅拌作用自然造浆,根据实际需要可对泥浆的比重进行调节,在施工过程中泥浆比重一般控制在1.2~1.3 之间,泥浆在循环过程中在孔壁表面形成泥皮,它和泥浆的自重对孔壁起到保护作用,防止孔壁坍塌。通过成孔施工,泥浆护壁效果比较好,完全可以满足施工的需要。可通过掏渣筒掏渣以及给孔内加清水的方法来调节泥浆的比重,根据实际施工需要,泥浆比重一般控制在1.3 以上,这样有利于钻进和孔壁的稳定。

1.2 严密控制测量定位

高速公路桥梁工程的高程控制点实质上是引测至施工现场附件的高程基准点。通常来说,平面控制点、基准点需要布设在难以被破坏的位置,并通过混凝土进行加固。施工过程中,需要频繁符合基准点,及时纠正可能出现的问题。基于桩基测量控制网,根据各桩位在全站仪坐标上的中心坐标进行放样,接着将各桩位中心位置引测到难以被破坏的位置或钢轨上,并进行红漆标记。埋设完护筒后,根据主轴线和各个放样基准点检查和复核各个桩位。

1.3 严格控制泥浆质量

通常来说,泥浆比重偏低时,钻进速度偏快,可以减少泥浆糊钻,孔壁上将形成坚韧性好和薄层泥浆,这样的孔壁使得桩身混泥土和桩周的接触面更大,可以形成较大的桩身摩阻力。在首次浇筑混凝土时,需要特别注意和严格把握泥浆质量,尽量减少泥浆阻力,以保障混凝土注入孔低时具备较大的冲击力,可以有效冲开管口处的淤泥河沉渣,不然可能出现混泥土夹泥情况,会严重降低混泥土桩身的强度。在进行混凝土浇筑前,可以通过提高泥浆的粘度和比重来悬浮孔底沉渣,达到清理孔底的效果,但是在清孔后应注水稀释泥浆,确保泥浆粘度和比重达到规定范围,从而确保混泥土浇筑的质量。

2 旋挖钻机在高速公路桥梁桩基础施工应用中的质量控制重点

2.1 坍孔的防治处理施工技术

第一,当进行护筒的埋设时,必须保证护筒底部有半米厚左右的粘土,而且,护筒周围粘土也要夯实,在护筒附近的粘土应当均匀回填,确保护筒拥有较高的稳定性,并需保证其具有防水性能;第二,合理结合各种现场环境,配置科学的泥浆比例,控制合理的泥浆钻进速度以及粘度;第三,如果护筒周围地面潮湿,或者是处于汛期时,必须保证护筒有较高的位置,提升水头的高度,也可以使用连通管以及虹吸管等,确保水头压力具有较高的稳定性。

2.2 断桩的防治处理施工技术

应当尽力避免发生断桩的情况,为解决此问题,必须控制机械钻孔灌注桩进行混凝土灌注时发生堵管以及坍孔等问题。下面是一些可以避免机械钻孔灌注桩进行混凝土灌注时出现坍孔的防治方法:第一,调查坍孔的原因,首先要考虑清楚问题所在,可先使用吸泥机将坍入孔内的泥土清理干净,如果坍孔情况不再出现,就可以继续进行浇筑;第二,如果坍孔情况还继续出现,同时估计坍塌的位置很深,就应该将导管拔出,将钢筋笼取出,然后将砂砾拌合粘土对其进行回填,如果回填土的沉实情况较好,就可以再一次钻孔成桩。如果出现堵管问题,下面就列举一些具体的防治方法:第一,当导管堵塞问题的原因是设备停电,或者是设备出现一些故障时,可以一边灌注一边进行检修排查工作,但是应当保证灌注的速度,如果条件允许可以加入缓凝剂,如果混凝土初步凝结,造成了导管的堵塞,这样就必须重新进行导管以及钢筋笼的处理,再钻孔成桩;第二,当导管堵塞的问题是混凝土配置比例不科学,或者是混凝土在运输过程中出现的离析问题引起的导管堵塞时,则可以用长竿冲捣导管,也可以使用缆绳抖动导管,让混凝土从导管中脱落,当混凝土没有脱落,就应该把导管从混凝土中,然后再使用相同的办法再次进行灌注。

3 结束语

总而言之,在我国经济飞速发展的今天,旋挖钻机在高速公路桥梁桩基础施工中的应用作为我国高速公路桥梁建设中的重要一环,其主要的目标就是在于提升桩基础的施工效率,而其主要的效益来源就是缩短工期、保证质量。对于高速公路桥梁桩基础的施工来说,施工人员的自身素质和其对于施工工作的理解是极为关键的。现在,国内进行的高速公路桥梁桩基础施工往往不能够获得完美的效果,主要就是对旋挖钻机在高速公路桥梁桩基础施工应用中的相关工艺还不能进行有效把控,对其通病的原因和防治也缺乏深刻理解。这就需要工程师们加强自身的理论知识和实践经验,为我国高速公路桥梁桩基础的施工工作而继续努力。而对于旋挖钻机的施工应用控制要点的良好把握,将为整个高速公路桥梁桩基础施工的全过程控制打下坚实的基础。

参考文献:

[1]黎中银.焦生杰.吴方晓.旋挖钻机与施工技术[M].北京:人民交通出版社,2010.

[2]李成俊.刍议旋挖钻孔桩施工技术施工方案[J].才智,2013(27).

[3]郦平.旋挖钻孔施工关键技术研究[J].商品混凝土,2013(08).

桩基工程重点难点范文第4篇

关键词:桩基 技术 分析 灌注桩 静力压桩 预制桩

Abstract: in today's construction industry, with some of the high-rise building and special use architecture, pile foundation construction of the technology is also in fast development. In the design of pile foundation and use, completes the geology exploration, construction design, plan selection, construction management, using good pile foundation construction technology to guarantee the smooth engineering.

Keywords: pile foundation pile static piling technical analysis of prefabricated piles

中图分类号:TU74文献标识码:A 文章编号:

引言

对于建造一个稳定、安全的建筑而言,一个良好的基础是必不可少的。在很多地质情况比较特殊或者地质情况不理想的地区,为了建造起高质安全的建筑,桩基础由于其在高效、效果好、节约投资等方面存在优势,已经成为一种必不可少的基础形式。在如今的建筑业,伴随着一些高层建筑以及特殊用途建筑的发展,桩基施工的各种技术也得到了快速的发展。

1、桩基施工中的应用技术

桩基适用于高层建筑以及特殊用途的建筑中,桩基的主要作用是将建筑物的巨大荷载通过桩穿过软弱土层传送到较深的坚硬土层上,从而改善浅层地基因为承载力不够而产生变形的问题。桩基具有承载力高,沉降量小而均匀,沉降速率缓慢等特点。它能承受垂直荷载、水平荷载以及机器的振动或动力作用,在很多工业厂房、桥梁、水利等工程中都有广泛运用。

1.1灌浆加固技术

用钻机在基础上打孔,其深入到需要加固的土层,然后用高压灌浆设备将配制好的水泥化学浆液灌入土层,通过劈裂、挤压作用,使土层与浆液相互胶结,从而达到改善土体结构和性能的目的,提高整个基础所在土层的强度。

1.2静力压桩加固技术

静力压桩是一种利用建筑承重柱的重力作用,将预制桩体压入土层之中的技术。静力压桩在一般情况下是分段预制、分段压入、逐段接长的。这种技术可以有效减少施工噪音,改善整个施工环境。但是静力压桩技术比较适用于在软土层施工,在其他特殊地质环境还要经过详细的考察及分析。

1.3灌注桩的施工技术

1.3.1沉管灌注桩施工技术

沉管灌注桩可采用锤击振动、振动冲击等方法沉管开孔。锤击沉管灌注桩的桩长常在20米以内,可在硬粘土或中、粗砂层中进行施工。这种施工的优势在于,打桩的设备简单,施工进度快,成本低廉。但是这种方法容易引起桩身截面局部缩小、断桩、局部夹长、混凝土离析和强度不足等质量问题。

1.3.2钻(冲、磨)孔灌注桩施工技术

在施工时,无论是哪一种桩基施工,都要把桩孔位置的土排出地面,然后清理其中的残渣,,最后浇灌混凝土。目前,国内的钻(冲)孔灌注桩在钻井时都是利用泥浆保护孔壁,常用桩径为800毫米、1000毫米、1200毫米等,采用的承载力达3MN—9MN。

1.3.3挖孔桩施工技术

挖孔桩可以采用人工或机械挖掘开孔。人工挖土时,在挖深一米左右时就要浇灌混凝土护壁。当孔达到所需深度时,再进行扩孔。最后在护壁内安装钢筋笼和浇灌混凝土。挖孔桩的直径不宜小于1米,深度为15米,桩径应在,1.2m—1.4m以上,桩身长度宜限制在30米内。

因为建筑工程所在场地的不同,其地理特质、土层特性以及土地成分都不一样。在桩基施工中要根据不同的要求设计和应用不同的桩基施工技术。例如在我国厦门某建筑工程,就采用了冲孔灌注桩以及人工挖孔灌注桩技术。

2、桩基施工常见问题

桩基施工是用钢筋混凝土、钢、木材等制成柱状桩体后,用沉桩机械打入或压入地层内直至坚实土壤,或先成孔后再浇筑成混凝土柱状桩体,借此加强桩承台承载力的工艺。影响桩基施工质量问题的因素有很多,如:地质勘查报告是否详尽、设计取值是否合理、施工过程是否严格按照规范进行等等,只有在施工中及时发现并处理相关隐患,才能确保桩基施工的质量与建筑结构的安全。

2.1桩基顶部缺陷

由于在水下混凝土浇筑过程中有泥浆沉淀,浮浆厚度难以准确估计,在桩顶混凝土浇灌不足时,混凝土中难免有夹泥现象产生,影响混凝土质量。其次,在混凝土浇筑完毕后,拆拔预埋钢护筒时,用力过猛或者左右用力不均衡,都会扰动桩顶混凝土,影响混凝土质量。最后,在进行凿除桩头混凝土的过程中,由于风镐功率过大,对声测管周围混凝土有不同程度的扰动现象,对混凝土质量也有一定的影响。

2.2桩基中部缺陷

首先,由于地质条件差,在灌注混凝土过程中出现局部塌孔现象,局部阻止混凝土翻浆,导致局部缺陷。其次,在拆拔导管过程中用力过猛,扰动了混凝土连续性,影响混凝土质量。最后,导管气密性差,由于在水下混凝土灌注中导管进入泥浆,破坏导管内外压强差,轻者影响混凝土质量的连续性,严重的阻碍混凝土下料,不能正常翻浆,导致断桩。

2.3桩基底部缺陷

由于地基沉降等原因,桩基底部与实际设计数据出现偏差,发生桩位偏差问题。由于孔壁的泥皮对整个桩基的摩擦力减弱,也影响整个桩基的承载作用力。

2.4漏浆、塌孔、地面沉陷问题

3、桩基施工的原则和技术特点

3.1桩基的选择原则

因为桩基的种类与作用力度不同,在选择桩基是要注重很多细节因素。由于场地的地基条件以及施工设计技术的要求,如何选择桩基变得非常重要。可以说,选择稍有不慎,会对整个工程带来巨大的损失。我们应当注意以下几个细节。

(1)对于硬质岩嵌岩桩,从目前国内一些设备总结来看,冲击钻优于旋转钻进。

(2)持力层过深的话,对于人工挖孔桩很不利,首先是作业较困难,其次是成本较高,排水困难。

(3)一些岩石风化物具有浸水易软化的特点,针对这一特点,我们在对于预应力管桩选型方面就应考虑这个因素。另外,在挖孔桩清底时,也要考虑该问题。

(4)场地岩土工程地质条件对桩基础施工的影响很大,不能很好的保障施工安全的同时,由于持力层埋藏太深所以很难发挥管桩的经济优势。

3.2桩基选型及特点

3.2.1预制桩

预制桩的主要特点是单位面积内的承载力强,是一种常用的挤土桩,打桩过程中对于周围土层的处理紧密,所以桩基的承载力就非常好。一般来说,在一些持力土层较为松散的夹层中适合使用。另外,由于预制桩的承载力强的特点在水下桩基工程中也经常用到。在一些工期比较紧的工程中,预制桩有着缩短工期的效果。最后,预制桩的工序相对简单,价格也合理,所以是很多桩基工程的主要选择。

3.2.2灌注桩

灌注桩的主要特点是桩的长度可以根据不同的地理因素来调整,施工过程节约钢材,单桩承载力大,单打工艺和复打工艺都会被用到。目前,灌浆桩在高层住宅中还经常用到。灌注桩可分为水钻灌注桩和螺旋钻孔灌注桩,两种不同的桩基适应不用的施工条件。

在桩基的设计与应用过程中,要尽量考虑土层特性以及建筑功能需求。首先就要满足地基承载力和变形这两项基本要求。另外,考虑环境因素,即考虑设桩过程中对环境的影响,例如打入式预制桩和打入式灌注桩的场合,就要考虑振动、噪声以及油污对周围环境的影响。还要考虑机械、造价等因素,即考虑本地区桩基施工单位现有的桩工机械设备,如确实需要从其他地区引进桩工机械时,则需要考虑其经济合理性。所以做好地基勘察、精心设计施工方案、慎重的选择最优方案、精心的施工等过程具有重要的现实意义,同时也是桩基工程施工必须遵循的重要准则。

3.3施工顺序的合理原则

合理的施工顺序,能减少施工难度,所以,在施工方案中要认真统筹,依据实际情况合理安排。在可能的条件,先浅后深。因为,一般情况下,桩孔愈深,难度愈大,较浅的桩孔施工后,既可以加固上部土层的稳定性,也减少了深孔施工时的压力。在建造群桩时,应从中央开始逐渐向四周施工。而建造排桩时,应从中间往两头施工,也可以进行分段施工。如果工程附近有其他建筑物时,应该从邻近建筑物一侧向无建筑物一侧施工。

4、桩基施工的质量管理

桩基的质量关系到整个建筑物的质量,桩基工程施工工序多,工艺要求高。常见质量问题有:单桩承载力低于设计值,桩倾斜过大、断桩、桩接头断离、桩位偏差过大等,进行质量管理的方法如下。

4.1补沉法

主要用于预制桩人土深度不足或打入桩因土体隆起将桩上抬时。

4.2补桩法

此法的优点是可以利用承台或地下室结构承受静压桩的施工反力,设施简单,操作方便,保证工期。

4.3纠偏法

桩身倾斜,但未断裂,且桩长较短,或因基坑开挖造成桩身倾斜,而未断裂,可采用局部开挖后用千斤顶纠偏复位法处理。

4.4扩大承台法

由于原有的桩基承台平面尺寸满足不了构造要求或基础承载力的要求,而需要扩大桩基承台的面积;桩位偏差大。原设计的承台平面尺寸满足不了规范规定的构造要求;考虑桩同作用。当单桩承载力达不到设计要求,需要扩大承台并考虑桩与天然地质共同分担上部结构荷载。桩基质量管理除了上述方法以有很多。例如、底板架空、复合地基法、上部结构卸荷、结构验算等,每一种方法都要因地因时制宜,不能生搬硬套,必须保证建筑工程质量和人员安全。

结束语

虽然在桩基建造时的设计与选择有很多不同的理念和思想,但是在建筑设计时,一定不能改变桩基建造的基本原则。根据不同的地质以及建筑的不同要求,选择合适的桩基建造方案,采用合理的方案以及技术才能更好地保证建筑工程的安全实施。在桩基的设计与运用中,做好地质勘查、施工设计、方案选择、施工管理是关键。

参考文献

[1]丁海波.浅谈建筑施工中桩基的应用[J].黑龙江科技信息,2008,(29).

[2] 胡金会. 桩基设计中计算公式的应用[J]. 山西建筑. 2007,(06).

桩基工程重点难点范文第5篇

关键词: 基本原理 管桩测试 方式选择 局限性

一、 低应变发射波法的基本原理。

把基桩视为一维杆体,由于桩顶受激振而产生的应力波沿桩身以波速C向下传播,应力波通过桩阻抗z变化界面时(如缩径、夹异物、混凝土离析或扩径),一部分应力波产生反射向上传播,由安装在桩顶的加速度或速度传感器,接收反射波信号,并由测桩仪进行信号放大等处理后,得到加速度时程曲线。根据这些信息,可对桩身完整性质量进行分析判断。

桩身波阻抗Z由桩的横截面积A、桩身材料密度ρ等决定,如式(1)。

Z = ρ C A (1)

假设在基桩中某处存在一个波阻抗变化界面,界面上部波阻抗Z1=ρ1C1A1,上部波阻抗Z2=ρ2C2A2。

① 当Z1 =Z2时,表示桩截面均匀,无缺陷。

② 当Z1 >Z2时,表示在相应位置存在截面缩小或砼质量较差等缺陷,反射波速度信号与入射波速度信号相位一致。

③ 当Z1

当桩身存在缺陷时,根据缺陷反射波时刻与桩顶锤击触发时刻的差值t和桩身传播速度C来推算缺陷位置Lx,如式(2)。

Lx = t・C / 2 (2)

二、 低应变反射波法在实践中应注意的问题

1、桩头的处理

桩顶条件和桩头处理好坏直接影响测试信号的质量。一般情况下,桩头的处理以露出新鲜含骨料混凝土面为止,桩头应平整,干净,可以由施工方用切磨机处理锤击点和传感器安装点。桩基周围的碎片应清理干净,桩头上不应留有未清除干净的砂浆层,以保证桩头混凝土质量、截面尺寸与桩身混凝土设计条件基本等同。检查方法是,用铁锤在桩头上和桩头侧面敲打,凭声音可以判断桩头是否已经处理好。一般来讲混凝土强度越高,声音越清脆,混凝土强度越低,声音越沉闷。

2、传感器的安装

传感器的安装对现场信号采集影响很大,理论上传感器越轻、越贴近桩面、与桩面之间接触刚度越大,传递特性越好,测试信号也越接近桩面的质点振动。

根据桩径大小,桩心对称布置2~4个安装传感器的检测点。对实心桩的测试,传感器安装位置宜为距桩心1/2~2/3半径处,且距离桩主筋不宜小于50mm;对空心桩的测试,锤击点与传感器安装位置宜在同一水平面上,且与桩中心连线形成90°夹角,传感器安装位置宜为桩壁厚的1/2处。

传感器的安装必须通过藕合剂垂直与桩面粘接,耦合剂宜少量,能黏住传感器即可。下面介绍两种较常用的藕合剂:①黄油,黄油的粘性好,采集的信号最好②牙膏③橡皮泥,市场上有些橡皮泥粘性弹性均较差,应注意甄别。采用黄油和牙膏作为耦合剂,桩头安装点须经过打磨,否则,很难粘牢。橡皮泥对桩头处理的要求不高,不像黄油和牙膏那么敏感,但采集信号也较差。

3、击振点及击振方式的选择

击振信号的强弱对现场信号的采集同样影响较大,对实心桩测试,击振点位置应选择在桩的中心;对空心桩测试,锤击点与传感器安装位置宜在同一水平面上,且与桩中心连线形成90°夹角,击振点位置宜在桩壁厚的1/2处。

对长大桩测试一般应当用力棒或大铁锤,必要时,在锤击点垫上橡皮垫。其重量大、能量大、脉冲宽、频率低、衰减小,适宜于桩底及深部缺陷的检测,桩底及深部缺陷的信号反射较强烈。但由此很容易代来浅层缺陷和微小缺陷的误判和漏判。若用小铁锤去测长大桩时,一般很难测到桩底反射。由于小锤重量小、能量小、脉冲窄、频率高、衰减快,因此信号在桩身中传播有可能未到桩底就衰减完或即使传到桩底反射回来的信号也很微弱极难分辨。由此可见,用小锤测长大桩,并想得到桩底反射,大多数情况下是很困难。当根据信号发现浅层部位异常时,建议用小钉锤或钢筋进行击振,因其重量小、能量小、脉冲窄、频率高,可较准确确定浅层缺陷程度和位置。

对于预应力空心管桩测试,一般情况下,用小锤就可以测出比较理想的波形的。若现场测试时忘记带小锤了,用石头、直径28mm的钢筋,木头柄,也可以敲击出基本满意的图形。但仅限于预应力空心管桩,对于砼灌注桩就不适用了。

4、桩周土层的影响

在对基桩进行低应变反射波法测试时,要充分考虑到桩周土层对所采集波形曲线影响。当桩周土从软土层变化到硬土层时,采集的波形曲线会在相应位置处产生类似扩径反射波,而当桩周土从硬土层变化到软土层时,采集的波形曲线会在相应位置处产生类似缩径反射波。如果不考虑桩周土对采集波形曲线影响,不了解桩侧地质情况,容易对基桩产生误判。

5、仪器自动触发信号或不触发信号

有时,在检测中会碰到仪器自动触发信号或不触发信号。以武汉岩土公司PDF-204低应变仪为例。1、自动触发信号,先检查传感器是否安装牢固,再拔插传感器接头, 拔掉和插上传感器接头都自动采用,说明低应变仪有故障。拔掉传感器接头后,按采样键不触发信号,插上传感器接头后,按采样键后自动触发信号,说明传感器信号线短路。2、不触发信号,同样先检查传感器是否安装牢固,按采样键,再插拔传感器信号线接头,还是不触发信号,说明低应变仪器电量不足或有故障,插拔传感器信号线接头能触发信号,说明传感器连接线没问题,传感器可能损害。

三、低应变反射波法的局限性与改进分析方法

低应变反射波法的局限性:

1、不适用变直径桩的检测。

2、仅测出波阻抗相对变化,可以区分缩径类与扩径类,也可以计算缺陷位置,但却不能确定缺陷性质、方位。

3、缺陷程度的定量分析很难达到理想效果,目前只能将缺陷程度定性给出。

4、对长径比超过一定限度的桩、极浅部或太小的缺陷,低应变反射波法无法正确测量。高频信号传不下去,测试范围有限,低频信号分辨率不够,容易漏判缺陷等等。

5、若桩身存在多个缺陷时,深部缺陷容易误判。

为了准确分析桩身缺陷,有必要:

1、结合地质资料、施工记录分析基桩完整性。桩型、施工工艺对基桩的完整性以及缺陷类型影响很大。如:预制桩不可能缩径;许多的缺陷或质量事故都发生在流水处或地层变化处;地层变化对波形也会产生影响(会产生反射波)等等。因此查看地质资料、了解施工记录对确定缺陷位置有很好的帮助。

2、利用定量分析软件对基桩缺陷程度的判定。

3、综合分析同一工程的所有被测桩。同一工程的地质和施工状况大致相同,通过寻找被测桩之间共性,再来分析每一根桩情况,往往能有效提高分析效果。有时仅分析一根桩,而不对整个工程情况进行了解,容易判断错误。

四、结束语

低应变反射波法检测以其快速、经济、便捷等优点,应用十分普遍,但也存在着缺点和不足。对低应变反射波法检测有问题的桩,建议利用其他检测方法,例如钻芯法,静载法等进行进一步验证。

参考文献

[1] 建筑基桩检测技术规范P35-36,中国建筑工业出版社,2014