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所屬欄目:建筑設計論文 發布日期:2011-02-02 18:23 熱度:
關鍵詞:樁基;選型;施工。
基礎是建筑物最下部的承重結構,基礎的設計與施工質量直接關系到使用人員的安危。由于蘇州地區地質條件的特點,樁基礎工程的應用極為普遍。下面就樁基的選型、施工談談自己的看法。
一、蘇州地區氣候、地質特點
1.1地形地貌
蘇州市位于江蘇省東南部,地處長江三角洲南緣的沖、湖積平原上,根據區域地質資料,本區第四紀以來地殼運動以沉降為主,接受堆積,形成廣闊的堆積平原地貌,第四紀沉積物總厚度達180m以上。
1.2氣象氣候條件
蘇州位于亞熱帶中北部,氣候溫暖濕潤,冬季受西伯利亞冷高壓控制,氣候干燥寒冷,夏季受東南暖濕氣流影響,天氣溫暖多變,春秋兩季氣候適宜,但春季有梅雨季,一般溫涼多雨,而秋季則溫涼較干,秋高氣爽。由于本區受盛行的東南季風控制,因此,四季分明,降水充沛,無霜期長,日照充足,氣候溫和。
二、樁型的選擇
樁基方案的優化設計是保證樁基安全可靠、經濟合理的前提。
2.1考慮地質條件的影響
選擇樁基形式要認真分析地質條件,根據土層分布特征,選用適宜的樁型。如果建筑場地存在硬土夾層,為穿過該土層應優先考慮鉆孔樁。場地淤泥質土較厚,通常應采用能保證樁身質量的預制樁,由于技術及施工機械較為成熟、施工速度快且受氣候環境影響小,這種樁型目前應用最為廣泛。在強度高的硬粘性土或砂層不厚、地下水位較低、巖層分布淺而均勻的場地上就可以考慮采用人工挖孔樁。在樁基設計中持力層巖性的風化程度也是決定采用何種施工方法的重要因素。
2.2考慮上部結構荷載的影響
設計人員應根據建筑物荷載的不同定出適度的單樁承載力,此值過高會加大樁長、樁徑,給施工造成困難、增大投資;過小不僅會增加樁數且往往不能充分發揮地基土的承載力也勢必造成浪費。根據蘇州地區的住宅類施工經驗,建議7~l0層的建筑,設計單樁承載力宜在800KN以下,適宜于這類建筑物的樁型有夯擴樁、沉管灌注樁、預制混凝土樁。11~25層住宅建筑物盡量不采用鉆孔樁,因其樁徑大又屬排土樁,摩阻力相對較低所以不經濟,其單樁設計承載力宜為900~1600KN。對于良好持力層且深度不深,上部無較厚的軟弱土層時,可采用振動沉管灌注樁或靜壓預制樁;持力層埋深較大時(超過30m),可選擇錘擊預制樁或大噸位靜壓預制樁(300t以上樁機)。
2.3考慮不同施工工藝特點
現在樁基施工工藝較多,不同的施工工藝都有各自的特性,選擇樁型和施工方法時,應揚長避短,充分發揮有利的一面。常用的樁基礎施工工藝有:靜壓預制樁、打入式預制樁、振動沉管灌注樁、夯擴樁、錘擊沉管灌注樁、鉆孔灌注樁、人工挖孔樁、引孔靜壓樁。
三、預應力管樁施工工藝簡介
蘇州水墨三十度工程位于鐘園路以南、鐘南街路以西,總建筑面積約為38萬平方米,由25層、11層住宅樓,商業用房,地下車庫組成。該建筑群地基基礎設計等級為乙級,單體樓采用預應力砼管樁,采用靜壓法施工。
3.1管樁施工工藝流程
3.2管樁施工時間分析
以單樁長28m為例,在施工中采用靜壓式樁基沉樁。靜壓式樁基移機、就位、對中約為8分鐘,壓樁、送樁、接樁約為32分鐘,則單樁作業時間約為40分鐘。
3.3靜壓管樁施工質量控制
1、吊樁
管樁吊裝采用兩支點法或兩頭勾吊法,且繩索與樁身水平夾角盡量成900。樁身起吊,應勻速平穩,樁吊至預定高度后,緩慢直立喂向樁機。嚴格控制樁身垂直度,并在距樁機的正面、側面,90°的二個方向,距壓樁機15~20米處設置2臺經緯儀,用以觀察樁身垂直情況,底樁插入時的垂直度誤差不得大于0.5%。對中調整后方可壓樁,此時注意觀察偏差與位移,有情況及時調整。
2、插樁、壓樁
插樁時應對準樁位,使樁機調整到準確位置,并保持樁機在水平位置,保持樁尖垂直壓入土層。管樁插入時應使樁帽或送樁器與樁身在同一中心線上。
壓樁過程中,操作人員應經常觀察壓力表,控制壓樁阻力,調節樁機靜力同步平衡,避免偏心。壓樁過程中,應控制沉樁速率,以減少地基土中空隙水壓力的增長速率,防止對周圍土體及相鄰樁產生擠壓,造成土體隆起至相鄰樁產生偏移。為防止樁出現擠壓而產生偏移,應根據施工現場位移及擠土的實際情況,嚴格控制施工速度,確保工程質量。在進行同一根樁壓樁過程中,應一次性連續壓到底,接樁、送樁應連續進行,盡量減少中間停歇時間,防止周圍土固結,增大沉樁阻力。
3、接樁
施工過程中因需要接樁,應遵循以下的施工方法:
○1接樁宜在樁頭高出地面0.5~1.0m進行。
○2樁節拼接成整樁采用端板焊接聯接,焊接前應先確認管節是否合格平整,端板坡口上的浮銹及污物應于焊接前用磨光機進行打磨清除干凈。
○3焊接采用二氧化碳氣體保護焊機二臺進行對稱焊接,拼接處坡口槽的電焊應連續對稱進行環縫焊接,并采取措施減小焊接變形,正確掌握焊接電流和施焊速度,每層焊接厚度應均勻,坡口槽的電焊必須滿焊,電焊厚度高出坡口1mm。焊縫每層檢查,焊縫不宜有夾渣、氣孔等缺陷,并滿足有關焊接規范的要求。
○4焊接接樁結束后,需自然冷卻一段時間再進行壓樁施工。
○5有風、雨天和氣溫較低條件下的接樁焊接施工應有可靠的防護措施。周圍和頂部設置擋風擋雨布棚。
4、驗收
施工完畢后,須對樁的實際位置、樁頂標高、樁靜載、樁動載等進行實測,提交樁位竣工圖及施工自檢記錄、施工壓樁記錄等樁基施工資料。
四、對預應力管樁設計和施工的幾點討論
4.1壓樁力與承載力的關系
1、概念不同:壓樁力是沉樁過程中使樁能貫入土層所施加的靜壓力,主要來自壓樁機克服的樁尖土層的抗沖剪阻力,是一種破壞土層的極限荷載;單樁承載力是沉樁完成后該樁能保持正常使用時可承受的最大荷載,主要來自樁側土的摩阻力和樁端土的支承力,是一種利用土層支承力和摩擦力的容許荷載。
2、數值大小不同:壓樁力包括樁尖土層阻力和樁側土層的滑動摩擦力,且主要是樁尖阻力;單樁承載力包括樁端土支承力和樁側土的摩阻力,且一般是樁側摩阻力大于樁端土支承力。單樁承載力可大于壓樁力,但也可小于壓樁力。
3、兩者聯系:可以認為壓樁力大說明該樁所受到的樁端土層的阻力及下臥土層的強度也較大,這樣樁端土層的支承力也會較大,從而使樁的承載力也相應較大。
4.2樁基設計中靜載荷試驗的重要性
目前的樁基礎設計過程,往往受到時間的約束首先根據地質報告提供的參數確定單樁承載力設計值,根據這個估算的單樁承載力直接進行樁基礎設計并施工,等工程樁施工結束后再挑選試樁進行靜載荷試驗。這個過程具有相當的不科學性,結果符合估算要求,則皆大歡喜,否則因工程已施工完畢補樁也會很困難,且有時因地質報告有出入會給施工中帶來相當的不便。
4.3預應力管樁常見事故及其處理辦法
1、常見預應力管樁事故為類:
○1測量放線錯誤,導致整個建筑物錯位或樁位偏差過大。
○2單樁承載力達不到設計值。
○3斷樁,包括樁身斷裂和樁頭斷裂。
○4預制樁身傾斜。
○5沉樁深度不足。
○6擠土效應使土體上涌,管樁上升但未斷。
2、常用的事故處理方法有擴大承臺法、改變施工法、修改設計法、復合地基基礎法、減少擠土效應及綜合處理法。
五、結論與建議
通過對靜壓管樁的施工工藝的了解,結合蘇州的地質氣候情況,可以得到如下結論:
1、靜壓樁施工具有無噪音、成本低、速度快和可以直觀沉樁全過程的優點,在蘇州地區適宜采用,是一種較好的選擇。
2、壓樁力與樁的承載力是兩種不同的概念,樁基設計中靜載荷試驗有著重要的意義。
3、在預應力管樁的應用中,需了解清楚有關地質資料,掌握適當的施工方法,才能減少不必要的工程事故,創造經濟效益。
文章標題:對蘇州地區樁基設計及施工的幾點討論
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