時間:2023-01-06 12:24:32
開篇:寫作不僅是一種記錄,更是一種創造,它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感,將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇樁基工程論文,希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友,陪伴您不斷探索和進步。
1樁基礎技術的實際應用
樁基礎在重要的建筑和高層建筑物的建造中的應用比較廣泛,下面主要介紹常用的樁基礎進行分析,從而提高樁基礎的施工技術。一是人工挖孔樁基礎。人工挖孔樁基礎是依靠人工完成的,這種樁基礎技術具有施工難度小、成本低、承載力低、操作簡單等特點,因此被廣泛的應用到實際的建筑中。二是靜力壓樁技術。居民區和高層建筑中對施工環境有較高的要求,而靜壓力樁技術在施工中對環境的影響比較小,施工中沒有噪音、無沖擊力、操作簡單,因此被廣泛的應用到建筑工程的施工中。靜力壓樁基礎是對預制樁施工的技術之一,這種技術是利用靜力壓樁機的自重和樁架上的配重對預制樁施加力的作用,從而可以把預制樁壓入土里。靜力壓樁的過程中會破壞土層的結構,在施工中盡量的避免中途停止施工,這樣可以確保施工的質量。三是預制樁技術。預制樁適用于要求高的建筑中,原因在于預制樁具有強度高、節省材料的特點。預制樁的施工是利用沉樁設備把預制樁壓入振土中,在具體的施工中需要注意預制樁頂部的高度以及方向,一旦方向沒有確定,在沉樁的施工中就會出現方向的問題。需要對每個樁基礎的間距進行控制,防止錘擊的時候振幅過大而造成樁基礎周圍的土變形。四是灌注樁技術。對于灌注樁的施工可以采用沖擊法和沉管法。沖擊法適應于土質松軟的土地,施工的操作簡單,但是需要做好防坍塌的工作,而沉管法在施工會將土體擠壓變形。在灌漿施工中,需要不僅保證混凝土的施工質量,而且要準確的確定管樁埋入土層的深度,這樣才能夠延長樁基礎的使用壽命。
2建筑工程施工中樁基礎技術應用的要點
2.1樁基礎技術應用的分析在建筑工程的施工中,樁基礎的選擇對于確保建筑工程的施工質量具有重要的作用。樁基礎的選擇面依據建筑環境的變化而變化,確定樁基礎的類型需要遵循下列的原則:一是依據土層條件因地制宜。在建筑工程樁基礎的施工中,需要考慮土壤的成分、樁端持力層的深度以及地下水的水位等因素,這些因素影響著樁基礎的施工質量,因此具體的施工中依據各種樁基礎的結構和技術指標來選擇合適的樁基礎類型。二是基礎荷載量的有效控制。基礎荷載量是影響單樁的承載力的最主要因素,因此在建筑工程樁基礎的施工前需要對建筑上層和基礎荷載量進行詳細的計算,并且設計出合適的樁基礎。三是工程進度的控制。建筑工程的進度是影響建筑工程質量的重要因素,在建筑工程的施工中需要采取措施準確的把握工程的施工進度。如果施工的工期比較短,采用施工速度快的靜壓力樁的方法進行施工。如果施工的工期比較長,可以利用應用范圍比較廣泛的人工挖孔樁進行施工。
2.2樁基礎技術施工的質量控制樁基礎工程是建筑工程重要的部分,樁基礎的質量關系到建筑工程整體的質量。樁基礎的施工工序復雜,對施工工藝的要求逐漸的提高。在樁基礎的施工中出現一些質量問題。例如樁基礎的傾斜角比較大、樁位偏差、單樁的承載力低于設計要求值等問題。針對這些問題,建筑施工中需要采取一些提高質量的措施:一是補樁法和糾偏法。補樁法可以利用承臺以及地下室的結構承載靜壓力樁的施工的反力,這樣的措施操作簡單,而且能夠確保施工的質量。糾偏法適用于樁體發生傾斜而沒有斷裂的情況下,可以利用局部開挖之后使用千斤頂進行糾偏復位。二是擴大承臺的方法。在建筑工程樁基礎的施工中如果出現樁基礎承臺平面尺寸不夠的情況,就需要擴大樁基礎承臺的面積。如果設計中單樁的承載力達不到設計的要求,需要考慮樁基礎和地荃共同的分擔荷載。
3結語
隨著經濟和技術的發展,建筑工程中高層建筑數量逐漸的增多,建筑工程的質量引起人們更多的關注,因此樁基礎技術在建筑工程的施工中廣泛的應用。樁基礎施工是建筑工程施工過程中的重要組成部分,對于建筑工程的施工效率和質量都有重要的影響。樁基礎技術是建筑工程施工中必不可缺少的步驟,施工的好壞關系到整個工程的施工質量,因此施工單位和相關部門需要充分的認識到樁基礎技術的重要性,不斷的對其進行改進和創新,進一步的推廣樁基礎技術在建筑工程中的應用。
作者:黃昆賴輝
樁基礎是高層建筑施工中使用的工程基礎之一,樁基礎一般是由連接樁頂的承臺與基樁一起組成的。如果施工時將樁身全部都埋在土地下,只留下承臺在地面上,則稱其為低承臺樁基礎。如果樁身部分露在地面以上,承臺高于地面,則說明該樁基礎為高承臺樁基礎。而在高層建筑中,樁基礎可以說得到了很廣泛的應用。樁基礎作為高層建筑的重要組成部分,其特點主要有以下幾點:
(一)高層建筑的樁基礎具有很大強度的承載能力,可以承擔整個高層建筑的豎線荷載。
(二)高層建筑的樁基礎具有一定的平衡能力,能夠有效地保證建筑的穩定性,不傾覆。
(三)高層建筑的樁基礎具有很大的剛度,能夠有效地控制高層建筑的不均勻沉降,抑制高層建筑的傾斜。
(四)高層建筑的樁基礎具有很強的穩定性,在一些自然災害下能有效保證建筑的穩定性與安全性。
二、高層建筑樁基礎工程施工中的質量問題
高層建筑的樁基礎是高層建筑質量保證的基礎,但是,由于材料、技術等諸多因素的影響,樁基礎工程在具體的實施過程中還是存在著不少的問題。經過調查研究,高層建筑樁基礎工程施工中的質量問題主要有以下幾點:
(一)施工前的工程勘察出現誤差。在進行樁基礎的具體施工前,我們必須先對其進行一定的勘察。勘察不僅是樁基礎施工前的準備活動,也是樁基礎工程施工方案制定的基礎。而勘察的數據不準確、對土地性質的分析有誤差、持力層的選擇錯誤以及則摩擦力等數據的計算錯誤都可能會影響樁基礎施工方案的設計,從而影響到整個工程的進度與質量。
(二)高層建筑樁基礎的設計問題。樁基礎工程的施工設計必須經過全面的現場勘查和數據分析才能確定。如果僅僅只是依據片面進行樁基礎類型的選擇與設計,就很容易使得樁基礎的施工變得復雜,并埋下一些難以克制的安全隱患,直接影響到高層建筑的整體質量。另外,樁基礎設計上的問題還可能會浪費大量的施工材料,造成成本過高的現象。
(三)高層建筑樁基礎施工上的問題。高層建筑樁基礎的施工技術是樁基礎質量的保證.首先是樁基礎施工人員專業素質方面的問題,由于樁基礎的設計施工都需要嚴格的保證,而施工人員專業素質的缺失,會直接影響到樁基礎施工的設計、樁基礎施工的方法以及樁基礎施工的進度與經濟效益等。其次是樁基礎施工材料的質量問題,再好的工程設計,如果離開了優質原材料的支持,也無法建設出高質量的工程。因此,樁基礎施工材料原材料的選擇也是造成樁基礎施工問題的重要原因之一。
(四)外部的環境對樁基礎質量的影響。樁基礎的施工設計和方法與施工地的外部環境有很大的關系。例如,在軟土地上進行樁基礎施工,在施工完成后外部的環境就很容易發生變化,造成大范圍的樁基礎施工質量問題。因此,在進行施工前,我們就應該先對施工地址有一個全面徹底的調查,并對此進行詳細的分析,制定出符合施工地環境的施工方案,以便節約施工的成本,保證樁基礎施工的質量,提高整個高層建筑的江濟效益。
三、控制高層建筑樁基礎工程施工質量的有效措施
在高層建筑的施工中,我們經常會采用樁基礎作為施工的基礎工程。而樁基礎質量的好壞將直接在高層建筑上得到體現。雖然,就目前看來,我國高層建筑樁基礎的實施中還存在著不少的問題,但是只要我們采取有效的措施,其問題還是能得到一定的解決。經調查研究,控制高層建筑樁基礎工程施工質量的有效措施主要有以下幾點:
(一)做好高層建筑樁基礎施工前的勘查工作,并進行嚴格的研究分析,制定合理的施工計劃。施工計劃是樁基礎工程的指導標準,因此,我們必須在施工前就做好合理有效的樁基礎施工計劃。而施工計劃的制定離不開現場情況的勘察,我們在施工前,首先,應該到施工地,對施工地的土地性質、大小、形狀等都有詳細的了解。其次,我們應該對勘察到的所有數據進行統一的計算統計,以過去的成功案例為依據,制定出合理的施工計劃。
(二)根據實際情況選擇施工材料,并嚴格按照施工計劃進行工程施工。材料的選擇得當與否對整個樁基礎的施工來說是至關重要的。因此,我們應該根據工程的資金狀況與施工地的具體情況來選擇合適的有質量保證的材料。其次,工程的施工必須嚴格按照施工計劃,循序漸進,保證整個施工過程的科學性和秩序性,提高高層建筑施工的工作進度與經濟效益。
(三)加強高層建筑樁基礎施工人員專業素質的培養。任何一個工程的實施都離不開專業施工人員的參與。樁基礎施工同樣也需要具有專業素質的施工人員。因此,我們的工程隊伍必須嚴格要求我們的隊員學習新的施工技術和理念,加強施工隊伍之間的交流,并通過實踐不斷的充實和提升自己。只有這樣我們才能保證樁基礎施工計劃的科學性與整個施工過程的高效性。
四、總結
關鍵詞:灌注樁,質量控制,驗收
前言:混凝土鉆孔灌注樁由于對各種地質條件的適應性、施工簡單易操作且設備投入一般不是很大,因此在各類房屋及民用建筑中都得到了廣泛的應用。鉆孔灌注樁的施工大部分是在地下進行的,其施工過程無法觀察,成樁后也不能進行開挖驗收。所以在施工過程中任何一個環節出現問題,都將直接影響到整個工程的質量和進度。因此,加強混凝土灌注樁在施工階段的質量控制和成樁后的質量驗收,就變的尤為必要。
1.測量質量控制
建筑工程樁基礎施工測量的主要任務有:①把設計總圖上的建筑物基礎樁位按設計和施工的要求,準確地測到擬建區地面上,為樁基礎工程施工提供標志,作為按圖施工、指導施工的依據;②進行樁基礎施工監測;③在樁基礎施工完成后,為檢驗施工質量和為地面建筑工程施工提供樁基礎資料,需要進行樁基礎竣工測量。
在進行質量控制時,應注意一下兩點:
1)建筑物定位矩形網點需要埋設直徑 8cm、 長35cm的大木樁,樁位既要便于作業,又要便于保存,并在木樁上釘小鐵釘作為中心標志,對木樁要用水泥加固,在施工中要注意保護,使用前應進行檢查。對于大型或較復雜、工期較長的工程應埋設頂部為 10cm ×10cm,底部為 12cm × 12cm,長為 80cm的水泥樁為長期控制點。
2)必須加強檢查工作,對樁位測量放線圖的所有計算數據,必須經第二個人進行 100%的檢查,確認無誤后才能到現場測設。在建筑物定位測量成果經檢查滿足要求后,才能測設建筑物樁位軸線進行建筑物的定位測量。
2.成孔質量的控制
在成孔的施工技術和施工質量控制方面應著重做好以下幾項工作。
2.1確保樁身成孔垂直精度
這是灌注樁順利施工的一個重要條件,否則鋼筋籠和導管將無法沉放。為了保證成孔垂直精度滿足設計要求,應采取擴大樁機支承面積使樁機穩固,經常校核鉆架及鉆桿的垂直度等措施,并于成孔后下放鋼筋前作井徑、井斜超聲波測試。
2.2 進行嚴格鉆進控制。
鉆進時須嚴格控制泥漿的比重、粘度、砂率等指標。特別象本橋淤質砂層較厚的地層,控制適當的鉆時速度,不可急進;并采用適當增大泥漿泵的單位小時循環量等措施,以減輕鉆機鉆進時的負荷。鉆進時,泥漿比重可適當大點,泥漿池要設2~3級的沉淀池,使粉砂、 碎巖等物充分沉淀,并經常清理泥漿池,以保證泥漿具有良好的懸浮功能。在土層變化處應經常撈取碴樣,判明土層,詳細記錄并和地質剖面圖核對,及時反饋調整施工工藝。
2.3保證鋼筋籠制作質量和吊放準確
鋼筋籠制作前首先要檢查鋼材的質保資料,檢查合格后再按設計和施工規范驗收鋼筋的規格、數量和制作質量。論文參考。在驗收中還要特別注意鋼筋籠吊環長度能否使鋼筋準確地吊放在設計標高上,這是由于鋼筋吊籠放后是暫時固定在鉆架底梁上的,因,吊環長度是根據底梁標高的變化而改變,所以應根據底梁標高逐根復核吊環長度,以確保鋼筋的埋入標高滿足設計要求。同時,要注意鋼筋籠能否順利下放,沉放時不能碰撞孔壁;當吊放受阻時,不能加壓強行下放,因為這將會造成坍孔、鋼筋籠變形等現象,應停止吊放并尋找原因,如因鋼筋籠沒有垂直吊放而造成的,應提出后重新垂直吊放,如果是成孔偏斜而造成的,則要求進行復鉆糾偏,并在重新驗收成孔質量后再吊放鋼筋籠。
2.4保證清孔質量
清孔的主要目的是清除孔底沉渣。論文參考。清孔是利用泥漿在流動時所具有的動能沖擊樁孔底部的沉渣,使沉渣中的巖粒、砂粒等處于懸浮狀態,再利用泥漿膠體的粘結力使懸浮著的沉渣隨著泥漿的循環流動被帶出樁孔,最終將樁孔內的沉渣清干凈。灌注樁成孔至設計標高,應充分利用鉆桿在原位進行第一次清孔,直到孔口返漿比重持續小于 1.10-1.20 ,測得孔底沉渣厚度小于50mm ,即抓緊吊放鋼筋籠和沉放砼導管。由于孔內原土泥漿在吊放鋼筋籠和沉放導管這段時間內使處于懸浮狀態的沉渣再次沉到樁孔底部,最終不能被砼沖擊反起而成為永久性沉渣,從而影響樁基工程的質量。因此,必須在砼灌注前利用導管進行第二次清孔。當孔口返漿比重及沉渣厚度均符合規范要求后,應立即進行水下砼的灌注工作。
3.成樁質量控制
混凝土灌注質量是影響成樁質量最重要的因素。
(1)在灌注前, 首先要嚴格檢查驗收進場原材料的質保書 (水泥出廠合格證、化驗報告、砂石化驗報告) 和配合比試驗報告, 核對進場材料是否與抽檢樣品一致, 拌合及計量設備能否能正常工作,并根據理論配合比和現場實際情況計算施工配合比。其次,水下混凝土主要采用導管灌注,由于落差較大,很可能出現混凝土離析現象,但良好的混凝土配合比可降低離析程度。因此,配合比要隨水泥品種、砂、石料規格及含水率的變化進行調整。在混凝土攪拌前復核配合比并嚴格計量和測試管理。為防止發生斷樁、夾泥、堵管等現象,在混凝土灌注時應加強對混凝土攪拌時間和混凝土坍落度的控制。
(2) 在灌注過程中, 隨時注意每米樁的混凝土用量,并對每根樁的用量進行記錄, 以及時判斷是否發生塌孔及縮孔, 并以此確定每段樁體的充盈系數,要求充盈系數 > 1。灌注混凝土應連續施工, 否則導管內產生氣囊高壓; 容易將兩節導管間的封水橡皮墊擠出,致使接口漏空而進水。如果中斷灌注超過半小時或確認發生塌孔、縮孔, 則必須立即采取補救措施或重新鉆孔。每根樁至少應作混凝土試件一組, 以其28 d試壓強度作為質量評定的依據。論文參考。
(3) 注意:在施工過程中,要控制好灌注工藝和操作方法。抽動導管的力度應適中,保證有序的拔管和連續灌注,升降幅度不能過大,否則容易造成混凝土沖刷孔壁,導致縮頸或坍落、樁身夾泥、夾砂。
4.工程驗收階段的成樁檢測和質量評價
(1) 成樁檢測: 包括樁位偏差、 樁身質量、樁的承載力檢測等。可以采用超聲無損檢測法檢測樁體質量,有未發現嚴重的縮頸、夾層和混凝土不密實等缺陷。樁的承載力檢測包括靜載試驗、動力測試兩項。規范要求:作靜載試驗的樁數不少于總樁數的 1% ,且不少于 3根;檢驗樁體豎向承載力的動力測試取樁總數的 10%~15%。
(2) 質量評價: 完工后應根據樁基施工過程記錄、成樁檢測及試塊試驗結果對施工質量做出評定質量結果。
結語
由于灌注樁基的特殊性和隱蔽性,施工人員要根據實際情況采取合理的施工組織設計和施工工藝,精心施工,加強管理,并充分考慮施工中可能出現的意外,提前提出質量控制和檢驗標準,施工過程中嚴格遵守和執行,同時充分重視工程驗收階段的檢測結果,并認真分析總結,從而不斷提高施工水平。
參考文獻
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關鍵詞:灰巖地區,樁基施工,相應措施
1. 石灰巖地區特殊地質狀況
1.1地層:石灰巖地區地層大致分布有:a.殘積層,為濕—飽和,流塑至可塑狀態;b.巖層:石灰巖、硅質灰巖。免費論文。
1.2石灰巖地區的巖溶發育特征
1)基巖面上分布著溶溝、溶槽,淺部基巖巖溶發育較強,有的甚至呈串珠狀自上而下分布,深部為古老溶洞,分布較少、暗河為古老溶洞連通而成。
2)充填物呈全充填一半充填一無充填,一般呈流塑—軟塑狀態:
3)沿構造裂隙走向方向,溶洞較發育,且與地表連通易形成地表沉陷。
1.3地下水特征
石灰巖地區殘積層的孔隙水,滲透性強;巖溶裂隙水,連通性好,水量豐富;
2.對樁基礎施工的影響及措施
2.1 人工挖孔樁基礎
2.1.1人工挖孔樁基礎在灰巖地區施工中存在以下困難:
1)第四系的沖洪積層及殘積層在富含孔隙水的情況下易形成流砂、流泥、涌水,嚴重影響開挖和護壁施工安全。
2)巖溶水、裂隙水易形成涌水;巖溶內呈流塑狀態的泥質、沙質充填物嚴重影響護壁的穩定性和施工安全;
3)由于地下水大,在混凝土澆搗過程中易引致水灰比變化或砂漿流失,造成樁身松散、離析等問題。
2.1.2人工挖孔樁可采取以下措施:
1)最好在每個孔位都施工1個以上的勘察鉆孔,充分了解施工區的巖溶分布情況及地下水的情況等。
2)采取有效的降水措施。可采用超前注漿或惟幕注漿法阻擋施工孔周圍的泥砂流動和大量裂隙水的導通,采用C20鋼筋砼向下連續護壁。
3)準備鋼護筒,在遇到流砂、流泥和涌水較大,采用鋼筒護壁。
4)在孔內地下水大的情況下,采用水下灌注等措施:
2.2 鉆孔灌注樁基礎
2.2.1從實際工程項目的施工情況來看,巖溶地區成孔有以下幾大難關:
1)軟弱地層易引起塌孔、埋鉆。
2)溶洞裂隙與老硐、暗河連通,成孔過程中突然漏水、漏漿導致孔內水頭迅速下降,護筒擠壓變形或塌孔、埋鉆,甚至地面大范圍沉降等重大安全事故。
3)施工過程中可能會遇到大溶洞、多層溶洞或孔內有石筍、溶溝、孤石、巖面呈斜面、陡坎、異形等復雜情況,在成孔過程中塌孔、埋鉆、卡鉆、掉鉆、鉆孔偏斜、移位、彎孔等事故較為普遍。
4)石灰巖溶洞內,混凝土灌注難度大。易引起孔壁坍塌造成混凝土流失或斷樁。
5)穿透巖溶頂板較困難;特別是鉆進過程中,鉆頭易沿溶溝、溶槽的基巖面傾斜,或鉆頭卡在溶溝、溶槽里,有時甚至掉到溶洞偏離了樁位。
6)孔底沉渣難于控制,清孔難度大。
2.2.2石灰巖地區選擇鉆機類型,對不同類型溶洞成孔至關重要。
1)覆蓋層主要是砂層和粘土層時,為保證鉆進成孔,最好選用反循環回轉鉆機,可采用全護筒跟進的施工方法,以保證鉆進中覆蓋層不塌落。
2)過渡段施工鉆機選型。
(1)巖面起伏、傾斜較大。可采用沖擊鉆進行施鉆。
(2)巖面傾斜較小,但破碎嚴重。采用沖擊鉆進行施鉆,并拋填粘土和塊石,用沖擊鉆反復沖鉆,擠壓破碎巖石,使其在護筒刃腳下形成穩固樁孔護壁。
(3)巖面傾斜較小,且表面較完整。選用回旋鉆機是最為適宜的,并可在回旋鉆頭上加設長的導向鉆具,保證成孔的質量。
(4)巖石表面破碎,且有溶蝕溝槽時,選用沖擊鉆機進行施工,用塊石、粘土回填溶蝕溝槽,多次回填、沖鉆,以沖過破碎層和溶蝕溝槽,又可達到加固護筒刃腳和造壁的效果。
3)為避免沖擊鉆破除頂板時,造成卡鉆、掉鉆事故,可選用回旋鉆機。選用前導式長鉆具鉆頭,安裝鉆進自動跟蹤儀,根據溶洞頂板的巖石硬度,發育特點,選擇鉆進參數。
4)進入溶洞后鉆機選型
(1)洞為空間大溶洞時,選用回旋鉆機并加設前導式長鉆具進行施鉆,效果較好。
(2)溶洞內為陡坎或半邊溶洞,或有石柱、石筍、溶溝槽時,選用沖擊鉆進行施鉆較好。
5)單樁穿越幾層溶洞時的鉆機選型
(1)樁內幾層溶洞較近,頂底板面基本平行,可選回轉鉆機,并配置長鉆具鉆頭進行施鉆。
(2)當單樁內幾層溶洞層距較大時,可適宜的選擇沖擊鉆或回轉鉆進行施工。
2.2.3石灰巖地區樁基施工技術要點
1) 成孔方案選擇
(1)灰巖地區采用人工挖孔樁方案:鉆孔灌注樁在巖溶地層的特殊地質構造施工中,經常會造成偏孔、彎孔、卡鉆、掉鉆等重大事故,嚴重時還可能形成埋鉆、鉆機傾覆、鉆孔報廢等惡性事故。而人工挖孔只要解決降水的問題,是完全可以預防以上那些事故,所以挖孔樁已經成為巖溶地區一項極為重要的灌注樁形式。
(2)沖擊鉆孔使用沖擊錐這種有擠壓側壁作用的鉆機,能廣泛適應各種復雜的地質構造,尤其是在處理斜面開孔、半邊巖、石筍、溶槽、溶溝及裂隙漏水、漏漿等情況時比較容易,并且施工成本較低;只要操作熟練也是很好的方案。免費論文。
2) 根據現場實際情況,制定相應的處理措施進行溶洞處理。
(1) 體積較小的溶洞。若洞內有填充物且裂隙不發育,鉆穿溶洞時,如水頭無太大變化,可加大泥漿比重,按正常成孔方法施工。若為空洞,鉆穿后孔內水頭突然下降,可采用拋填片石、粘土、袋裝水泥混合料等擠密填筑溶洞,直至停止漏漿。
(2) 洞體較大的空洞或半填充溶洞。施工前應盡可能充分了解溶洞的發育情況、構造、填充物等,有裂隙穿過的空洞時,應將鋼護筒埋至風化巖層,以防止覆蓋土層的坍塌,并準備好片石、水泥包、粘土包等填塞物。
(3) 埋藏較深、地下水豐富的溶洞。可打入全程鋼護筒到溶洞底層以隔絕溶洞,采用靜壓化學灌漿法或噴射灌漿法,固結填充物,然后再鉆孔施工。免費論文。若洞內無填充物或填充物不滿時,則采取先填充碎石或干砂,然后注漿。
4) 施工要點
(1) 鉆進要點 沖鉆要視巖石硬度情況確定沖程,若巖石強度低,沖程可略低;反之,則沖程可略高。對于巖溶地區地層中的大塊石、漂石等,宜采用高錘猛擊或高低沖程交替沖擊,務必將大石塊搗碎擠入孔壁,并通過粘稠的泥漿和鉆渣將孔壁石縫堵嚴,避免孔壁漏水,防止發生斜孔、坍孔事故。
(2) 確定穩定基巖的要點 巖溶地區嵌巖樁設計對基巖厚度有明確要求,為確保樁基位于穩定基巖上,“逐樁鉆探”鉆探深度必須大于設計樁長。在整個沖進施工過程中,必須嚴格管理,加強觀察,尤其是在最后幾米的沖進過程中,一旦發現進尺有異常,必須聯系地質設計代表,探明情況方可進行下一步施工。
(3) 掌握樁基的施工次序 在一般地區灌注樁施工,尤其是人工挖孔施工中,同排樁往往同時施工,護壁和開挖交替施工,可提高工效,同時可以使水頭均勻下降,平衡壓力,保障安全。但在巖溶發育區,溶洞往往具有聯通性強的特點,這時需要特別注意樁基的施工次序,盡量避免相鄰樁基同時施工,以免造成清孔困難,甚至串漿、坍孔。
3.結論
綜上所述,在石灰巖地區進行樁基礎施工確實存在較大困難。必須充分了解場地的地質和水文條件、全面分析各種復雜地質條件對工程施工的影響,合理地選擇施工技術方案和施工機具是石灰巖地區樁基礎施工的重要環節;在降水成功的條件下,石灰巖地區樁基礎的施工,“人工挖孔樁”的施工方案是較快速經濟的;若降水不成功,則鉆、沖結合的成孔的鉆孔灌注樁在充分掌握地質和水文條件的情況下,嚴格按技術操作要點進行施工,還是安全可靠的。
參考文獻
[1]張忠亭等.鉆孔灌注樁設計與施工.中國建筑工業出版社,2007,2.
[2]郭純青等.巖溶多重介質環境與巖溶地下水系統.化學工業出版社,2006,9.
關鍵詞:鉆孔灌注樁;工程質量;質量控制;重點
中圖分類號:O213.1 文獻標識碼:A文章編號:
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一、引言
這些年,伴隨著一大批的高樓建筑及高速公路的創建,作為根本承力廣泛選用的一種方式——鉆孔灌注樁,在目前的工程作用中獲得了大范圍的使用。但是在施工中由于工藝落后、地下施工,狀況不明確等因素仍然有很多的問題,文章重點從工程實踐的角度,對鉆孔灌注樁的重點進行探討。
二、施工重點
1、泥漿
在鉆孔灌注樁的施工中,無論對于成孔質量還是最終對樁的承載能力的發揮,泥漿質量都是相當重要的因素。目前樁基施工隊伍絕大多數缺乏對泥漿質量和泥漿管理的重視,泥漿質量差,其后果是:(1)形成不了護壁泥膜或形成的泥皮粘附力差,易于脫落,導致孔壁穩定性差,在砂性土地層易于塌壁,在流塑狀粘土層則易于縮孔。(2)泥漿稠度大、比重大,含砂率高,形成的泥皮質量差、厚度大,大大降低樁的側摩阻力。(3)稠漿在鋼筋籠鋼筋上沉積粘附,導數鋼筋與砼握裹力降低。泥漿比重過大,使得砼水下灌注阻力增大,降低砼的流動半徑,使砼骨料大部分堆積在樁芯部位,而鋼筋籠外幾乎無骨料,不僅樁身質量不好而且樁的側摩阻力也難以發揮。因此,對泥漿質量的管理決不是個小問題,監理一定要嚴格要求施工單位按規范要求嚴格控制。
2、砼灌注
砼灌注是最后一道也是最關鍵的一道工序。首先必須嚴格按設計強度配制砼。許多施工單位都是現場攪拌砼,其常見問題是:a)砂石的含泥量偏大;b)配料的計量不準確;c)水泥保管不善受潮。水下砼灌注由于阻力大不易流暢灌入,于是施工單位常隨意加大水灰比,增大塌落度便于砼灌注,結果砼的強度等級嚴重降低。質檢和設計人員應加強現場質量監理,決不能輕易相信試塊的試驗結果。在保證砼質量合格的前提下,導管法水下灌注砼質量難以控制的主要原因是:a)不能象上部結構施工那樣逐層振搗.b)由于導管埋在泥漿和砼中,砼的灌入阻力是相當大的,灌入阻力可按下式估算:R=n(m--d2)(1lrw+12擊),4(1)式中,D為樁直徑;d為導管直徑;刑w為泥漿重度;rh為砼重度;要克服很大的灌入阻力保證砼樁身質量,必須有相當大的沖擊力,沖擊力越大,完成每一斗砼灌注的時間越短,砼樁身越均勻。由于砼是由水泥、砂、石子配制的混合料,不同材料、不同粒徑則摩擦系數不一樣,因此僅靠靜力平衡產生的超壓力緩慢流淌,則易造成砼粗骨料在樁芯堆積,隨半徑增大而遞減。樁身不勻,則影響樁的抗壓強度。
三、施工準備階段的工作
1、認真參與圖紙會審及設計交底工作。參與圖紙會審主要要重點研究工程地質勘測報告,對地質剖面圖有一個清晰的印象。并對樁位圖、施工圖,樁長、樁徑、乃至對樁設計承載力等進行復核。
2、審核施工組織設計和施工方案施工組織設計及施工方案涉及的內容非常多,關系到施工安全、施工質量控制、環保及消防等必須符合現行法律法規、施工技術標準及現場條件。要從施工準備階段從嚴控制,對不符合要求的方面要及時建議并給出審批意見。
3、檢查三通一平是否滿足施工要求對施工現場三通一平的施工條件進行考察,以及必須處理架空線(高壓線)和地下障礙物,排水應通暢,并且路面及工作面滿足機械設備地面承載力。
4、審查進場原材料
在開工前應對施工單位報驗的建筑材料,如鋼筋、水泥、石子、砂等主要原材料根據規范要求進行質量檢查,符合要求后同意進場使用。
四、施工階段的工作
1、鉆孔及清孔
(1)在開鉆前要檢查護筒埋置情況并復核樁位軸線。護筒中心允許偏差≤2Cl-n,筒頂高出地面10--20cm,筒底應埋人原狀20cm以上,筒的用素土分層填實。鉆進時護筒直徑應為20~40cm,工程技術人員應會同施工單位一起復核樁位軸線,其允許偏差≤±2cm。
(2)成孔后立即清孔,終孔后立即清孔稱為第一次清孔,第一次清孔是否徹底是成樁質量的關鍵,要求清孔后泥漿中不含小泥塊,孔底沉渣厚度≤10cm,泥漿密度1.15左右,粘度18~22s,含砂量≤40%。放鋼筋籠和導管以后的再次清孔稱為第二次清孔。按技術規范要求對樁位、孑L徑、傾斜度、孔深、孔底沉渣厚度及泥漿指標等進行全面檢查記錄。
2、鋼筋籠的制作與安裝
(1)制作鋼筋籠前,工程技術人員要復查所用鋼材及焊條的型號,并對焊工進行實地焊接考核,合格后方可上崗,主筋每200個焊接點需做鋼筋焊接拉伸試驗和焊接冷彎試驗各1組(3根為1組)。工程技術人員必須審核原材料及其焊件的檢測結果。
(2)加工制作鋼筋籠的材料必須是合格品,施工工程技術人員要對鋼筋籠進行全面自檢,工程技術人員應及時進行相應項目的抽檢,抽檢合格后簽認。
(3)在驗收合格的鉆孔中吊放鋼筋籠,并正確就位。工程技術人員要檢查鋼筋籠的就位情況,檢查鋼筋籠是否變形以及確保混凝土保護層厚度的措施等,檢查合格后方可下導管灌注混凝土。
3、灌注混凝土
(1)工程技術人員對灌注混凝土實施旁站監控,詳細記錄混凝土的加料拌和情況,抽檢混凝土的坍落度,按要求每臺班或每100m3的混凝土試塊不得少于1組。
(2)在灌注混凝土的過程中要隨時測量和記錄孔內混凝土灌注標高和導管插入混凝土深度,工程技術人員實施旁站監控,全面掌握混凝土的澆注情況,督促承包商做好灌注記錄,填寫“鉆孔灌注樁水下混凝土灌注記錄表。
五、驗收階段
樁基的質量檢測包括樁身的無破損檢測和混凝土的抗壓強度試驗等。
(1)受檢樁位的確定。受檢樁位由工程技術人員根據施工情況和約定的檢測樁數確定,盡量選擇有代表性的樁、對施工質量有懷疑的樁以及因施工故障處理過的樁。
(2)測樁單位的選擇。選擇測樁單位是一項很重要的工作,因為測樁單位工作的好壞不僅影響檢測工作的質量,而且波及后續工程的施工。因此工程技術人員應根據工程的要求,對測樁單位的資質、信譽、測樁史、檢測方案及報告樣本等進行全面的考察,并提出測試的要求,選擇有資質、信譽好,有技術實力的測樁單位。否則就有可能因樁基檢測而延誤工期。
(3)無破損檢測。在樁身混凝土強度達到28d設計強度的75%以上,或澆灌混凝土14d后,即可通過檢測。檢測的樁如有嚴重缺陷時,應由工程技術人員指定加倍復檢。施工單位安排施工進度時,必須對此加以考慮,以免影響樁的復檢。
(4)混凝土的強度試驗,混凝土試件養護期滿后,應按規范規定的要求進行試驗,試驗報告必須歸檔。
六、結束語
樁基工程施工因為施工科學技術比較復雜、隱蔽工程較多,工程質量主要憑借事前控制機事中控制,事后檢驗及有關補救措施較難達到有關規劃準求。為此,工程技術工作者定要非常熟知整個工程的詳細進程,之前提出質量控制及檢測標準,監管施工方遵循及有效執行,確保整個工程的質量。
參考文獻:
1.吳成海橋梁鉆孔灌注樁施工過程中質量控制[期刊論文]-科協論壇(下半月)2008(9)
關鍵詞:巖溶層地區;沖孔樁基礎;沖孔樁施工;溶洞;漏漿;斜樁;卡鉆
Abstract: Punching pile a pile foundation construction operation which widespread used in the construction of the building in recent construction projects, it is less susceptible to the limitations of the construction field, operating flexibility, environmental pollution, such as penetrating power is widely used, this papers combined construction experience, and listed some frequently asked questions and made a number of preventive measures and treatment methods.Key words: karst layer region; punching pile foundation; punching pile; cave; slurry leakage; raking pile; sticking
中圖分類號:TU761文獻標識碼: A 文章編號:
沖孔樁一般適用于工業和大小建筑中,一般在填土層、粘土層、粉土層、淤泥層、砂土層、碎石土層、巖溶地層、裂隙發育地層施工。沖孔樁樁孔直徑一般為600~1500mm,而最大直徑可達2500mm,沖孔樁的深度最大大約可達50m。
建筑工程離不開沖孔樁的施工作業,但在施工過程中也出現各種施工問題,由于地質不同、環境各異也影響著沖孔樁質量,例如;在巖溶地區沖孔樁施工難度較大,質量隱患出現的概率較高,巖溶地層難以控制極易出現卡鉆、漏漿、塌孔、偏孔、斜樁、混凝土流失等問題。
一、沖孔樁基礎
沖孔樁基礎是由沖孔樁機下樁成孔后構成的一種常用的地基形式,由沖孔樁構成,在土建工程方面廣泛用到,樁基礎在工藝上可分為預制樁和沖孔樁灌注樁,是一種擠土擠石成孔的樁深埋入地下作為建筑地基、橋梁基座所用,可保證建筑物的牢穩性。在建筑工程中沖孔樁基礎是重要環節。
二、巖溶地質的情況
巖溶地區地質形成主要由于在灰巖中碳酸鈣類溶解于含有二氧化碳的水中,經過一系列水解、電離等化學反應,灰巖特質改變,形成獨特的巖溶地貌。在熔巖地區易形成溶洞、也有地下暗河的交錯、而且溶洞內的內充填物復雜,不易估測;也有一部分空溶洞,不利于沖孔樁操作。
三、沖孔樁的施工
1、沖孔樁施工前的樁位檢測
施工前要嚴格按照靜壓管樁的定位軸線并參照圖紙進行測量放線,確定樁位中心,確定樁位,在每個樁位打入小木樁,并測出樁位的實際標高,在場地外設2-3個水準點,便于日后檢測。
2、施工的主要流程
沖孔樁位的測量、沖孔樁平臺的的搭建、沖孔樁護筒的制作、樁位的復測檢查、沖孔機鉆進、檢測沖孔樁孔的深度、沖孔鉆頭鉆到終孔處、第一次清孔、檢測孔底沉渣;制作鋼筋籠、鋼筋籠吊裝焊接、吊放導管、第二次清理沖孔樁孔、檢測沖孔樁孔中沉渣的厚度、檢測泥漿比重、灌注混凝土、拔出沖孔樁護筒、檢測成品。
3、在沖孔樁基礎的施工控制技術
沖孔樁基礎中在埋設護筒時,要采用外“十”字的方法,在施工時先挖好護筒坑,要把護筒坑的底面整理平整,再放入護筒并檢查護筒的正確位置,用粘土填充護筒的周圍,保證堅實牢固,在沖孔樁基礎建造中要隨時檢測護筒的位置,防止護筒的偏位,在操作過程中護筒的偏移不得超過50mm。沖孔樁基礎中要避免護筒及樁錘的不良工作狀態,要調試好機位平衡,正常施工中沖孔樁核心的偏差要根據沖孔樁樁長定。
4、沖孔樁的成孔
在巖溶地區,要根據溶洞分布及成分類型,施工過程按照沖孔施工的先易后難、先短后長、先內后外的原則確定施工順序,要避免同時下樁;在單護筒時要注意泥漿的護壁,及早把沖孔中的土石破碎或擠入孔壁中,最好用高壓泥漿泵清除懸浮渣。
5、清潔沖孔
完孔后,用掏渣筒掏渣,之后投入水泥、泥漿、黃土混合物按比例反復掏渣,為使沖孔樁混凝土與孔壁巖體接觸良好,在灌入混凝土之前要用高壓泵沖水沖洗排除殘渣。
6、鋼筋籠的吊裝
鋼筋骨架需要現場制作,在接頭數清后,起鉆、用吊車吊放鋼筋骨架,鋼筋骨架在井口處分段焊接,焊接時注意,在同一截面不大于50%,鋼筋骨架型號,安放位置必須測量準確。
7、注入混凝土
清空后,吊裝鋼筋籠,鋼筋籠要分段裝入孔中,鋼筋籠的接口用搭接焊焊接;根據沖孔樁的深度計算扎入導管的節數,清除樁頂附著的泥漿。
8、砼澆灌樁施工
(1)砼澆筑前,首先檢查樁孔內沉渣清理干凈,要符合監理要求,檢查澆筑砼的支架是符合格,在申請砼澆筑的批注。
(2)澆筑砼是要分段分層進行,砼要自由傾落高度不超過2m,澆筑高度若超過3m時必須采取措施,利用串桶或槽管等。澆筑混凝土應連續進行,在間歇時,間歇時間必需要短,必須在混凝土凝結時澆筑完畢。
(3)素砼樁地基檢測應在樁身強度滿足試驗荷載條件時,再28天后檢測。試驗次數在總樁數的0.5-1%,每個單體工程時點數不少于3點。
五、沖孔樁常見問題
1、漏漿
沖孔樁過程中若出現沖孔鉆的進入尺度突然加快并導致漏漿現象,可根據現象判斷,施工過程遇到了溶洞、裂巖地區產生的溝壑、裂隙和空洞,極易架空,在溶洞地區,由于巖溶水侵蝕、機械的坍塌,造成近地水平方向延伸的洞穴。在這種多孔地區由于不明溶洞范圍易發生漏漿,此時應減少沖孔樁的沖程,或者選擇懸距慢慢穿過,在情況嚴重時,往孔中回填粘土塊、碎石至樁位以上2~3米,再進行沖孔,使粘土或碎石擠進溶洞或土洞、裂縫處充當填充物做骨架。再根據沖孔樁基礎中,在特殊巖層和環境地域中,在施工前要預先準備充足的泥漿,做好泥漿的回填工作,并在灌注的過程中向孔中投入粘土或碎石,來加強泥漿的濃度。
2、塌孔:在巖溶地區和流沙中要控制沖孔樁尺寸,要選用比重較大、優質的泥漿,避免碎石擠入沖孔壁中,也要控制好沖孔的高度;經常檢查沖孔樁機的轉向設備的靈活性能,應盡量選用濃度、粘度和比重較大的泥漿,適時掏渣、沖洗孔樁;在用低沖程時,要有時間間斷的更換沖程,沖孔機保持在最佳的工作狀態,有足夠時間避免斜樁。,
3、偏孔
巖溶地帶,遇到空洞,溶洞,不知內填充物時,要采用低沖程沖孔機,減緩沖擊的頻率;在發生斜樁時,應在沖孔中填充碎石糾正樁位,重新鉆孔,再檢測沖孔樁樁位,施工過程中,要經常檢查沖孔樁機底座是否水平安裝,是否存在不均勻的衡沉降現象,如存在應及時調整機位,在遇到孤石或塊狀石造成的偏位斜孔時,應及時填充優質量的粘土快、碎石塊或碎磚塊,將偏斜的孔徑部分填平,根據沖孔樁基礎中的要求改變沖孔機下鉆速度,采用密擊法調控,反復掃孔糾正。
五、卡鉆
在施工中,在地貌處溶洞不知內填充物的情況下,流沙地區,沒掌握好沖孔樁機下鉆的速度,沖程較大或較小容易卡鉆;在施工時樁錘遇見塊石、沉渣也會出現卡鉆現象,依據沖孔樁基礎中,在此情況下:(1)應通過儀器檢測核對出現的碎石來判斷,該施工地的地質情況,一般先采用低沖程施鉆,漸變為高沖程,在此過程中隨時注意沖孔樁機的工作狀態。
(2)再遇塊石時,樁錘容易被施工過程中震下的塊石卡住,在沖孔樁基礎中必須用泥漿清孔,反復提拉鋼絲繩,讓樁錘保持松動,提起樁錘。如果樁錘無法提出,用沖孔樁基礎中的水下爆破法解決,震動卡樁錘的地面使之松動取出樁錘。若樁錘被沉渣砂層埋住,沖孔樁基礎中要利用導管把樁錘以上的沉渣砂層清理去,提出樁錘。
六、個人總結
在建筑過程中很好的掌握沖孔樁基礎,有利于施工隊伍在惡劣的地貌環境中施工減少施工過程出現的不利因素,更好更快的完成建筑工程。在建筑過程中,所面臨重大問題莫過在巖溶地區施工,例如;我所在的廣西壯族自治區屬于喀斯特地貌是在其建筑過程中對施工質量最大的威脅,在沖孔樁基礎中易出現漏漿、偏孔、卡鉆等現象。在此篇論文中有關于在巖溶地區施工過程中出現的一些難題疑點;也闡述了對沖孔樁施工過程出現的漏漿、偏孔、斜樁等一系列問題的解決處理措施。
七、參考文獻
關鍵詞:沉降;樁基礎;承載力
中圖分類號:TU74文獻標識碼: A
隨著高層建筑和體型復雜建筑的發展,地基基礎的不均勻沉降問題越來越凸現出來,傳統的樁基礎設計理念受到了前所未有的挑戰,近年來隨著一些相關學科的發展,樁基礎設計思想有了很大突破。這些思想首先源于研究在減少天然地基的總體沉降問題,認為群樁和承臺下同承擔建筑物荷載。在此基礎上進一步發展出所謂減沉樁、疏樁、復合樁、塑性支承樁等樁基礎設計理論,這些理論是以總體沉降為主要控制因素,采用少量樁來協助天然地基以減少其沉降或彌補其承載力的不足。
1977年英國的Burland教授在日本東京召開的第9屆國際土力學與基礎工程會議上,做了《結構物和基礎的性狀》的專題報告,指出在天然地基強度能滿足設計荷載的要求但沉降卻過大的情況下,可以采用少量發揮極限承載力的樁以減少基礎沉降,并將其稱為“減少沉降量樁基礎”。一年后Hain和Lee等人采用Poulos的彈性理論及理想彈塑性模型也得出了建立豎向剛度較大的樁―土復合樁基并不需要很大的樁數,樁數的進一步增加對減少最大沉降和差異沉降的作用非常小的結論。但目前為止將這一設計思想還僅僅停留在理論階段,很少在工程上得以應用。
Poulos在屈服樁基礎的方法上提出了可以考慮讓樁完全發揮極限承載能力,樁僅是作為減少沉降所采用的構件,并稱其為“piled raft foundation”,以示與傳統的“pile groups”的區別。他認為由于筏下土體過于軟弱時,使筏板能提供的承載力十分有限,不適合采用這種設計方法。
相比于國外樁基礎研究的發展,我國的樁基礎理論發展也在快速的發展。1979年,我國巖士工程界前輩童翊湘在探討上海軟土地區樁基礎設計經驗時就提出了基于群樁基礎工作機理的分析理論,形成了分不同情況按沉降設計樁基的初步想法,指出樁土相互作用的應力對計算樁基下沉量的影響。
上世紀八十年代初開始同濟大學開展了樁土相互作用課題的研究,楊敏等在1988年研究了在樁基礎設計中減少樁數節約造價的問題。研究中指出了如果樁數是受沉降控制的,則在地基強度滿足荷載條件下,減少用樁數量只會對基礎沉降有影響,不會引起建筑物的使用,并于1989年開始在上海的多層和小商層建筑物的基礎設計中應用沉降控制概念進行工程實踐,實踐表明根據該理論能夠有效地減少工程造價。此后楊敏等人經過10多年的對樁土相互作用、軟土地基變形控制等有關課題的研究,于1998年提出了減少沉降樁基礎的設計理論,其只要思想是基礎中的樁除承擔部分荷載外主要還是起減少和控制沉降的作用,進而提出了將控制設計值確定樁數和樁長的設計方法。1983年華東電力設計院在樁和承臺共同作用的報告中再次指出,在軟土中進行基礎設計時充分利用樁和承臺板的共同作用,可以有效提高樁基礎的承載能力和減少沉降,并給出了相應的設計計算式。上海民用建筑設計研究院黃紹銘、裴捷等在上世紀80年代中后期開始探索軟土地區沉降控制復合樁基設計方法,根據在上海康健新村原位觀測得到的實測數據,提出了基于Mindlin解的Geddes應力公式計算土中應力,再用分層總和法計算沉降的設計理論。
宰金珉提出了復合樁基的設計方法,綜合分析了沉降控制復合樁基非線性工作性狀的基礎,指出應用復合樁基設計方法的前提條件是天然地基承載力滿足率指標大于0.5,如果小于0.5則還是沿用常規樁基礎設計方法,同時提出在整體承載力和沉降量雙重控制下按單樁極限承載力設計復合樁基的方法,其設計原則為:在總體安全度K大于2和總沉降小于允許沉降的雙重控制下,單樁近似取用極限承載力。另外將“復合樁基”定義為以大樁距(5~6倍樁徑長以上)布置的底承臺摩擦群樁或端承作用較小的端承摩擦樁與承臺底同承載的樁基礎。1994年上海市地方地基處理技術規范DBJ240294將減少沉降樁基礎的樁基礎設計方法收錄在規范中,并取名為“沉降控制復合樁基”。1993年蔡杉齡對深厚飽和軟黏土中薄硬夾層作樁基持力層做了研究,引用了板帶強度計算理論,經過計算分析,得出了薄硬夾層可以作為擴底樁的樁端持力層的結論。
溫州建筑設計院管自立工程師在上個世紀九十年代初期提出了基于充分利用淺埋硬土層良好承載力的設計方法,建立了疏樁基礎設計思想。指出飽和軟土地基中存在一個“最佳容樁量”,在這個容樁量進行設計時建筑的沉降最小,從而對由傳統樁基設計確定的樁數和間距進行精簡和疏布。
在高層建筑超長大直徑灌注樁的研究上,張忠苗、湯展飛等對杭州某長45m的試樁的進行了實測,認為樁端沉降量對樁側極限阻力有很大的影響,并定義樁端沉降量達到約2mm所對應的樁頂荷載為極限阻力值。通過分析指出按各層摩阻力平均值用一般靜力經驗公式來計算樁側阻力是不正確的。樓曉明、洪毓康、陳強華對群樁基礎地基中的豎向附加應力性狀進行了研究,指出等代深基礎法Boussinesq公式確定的附加應力要比樁端以下附加應力大得多。并且隨著樁長度的增加,基礎面積隨之減小,下臥層中的附加應力系數也逐漸變小。
在當前的高層建筑樁基設計中,多數采用“等樁長、等樁徑、等樁距”的設計方法,實測表明,雖然采用的樁數不少,但碟形沉降仍然時有發生,框剪、框筒、筒中筒結構中這種情況尤為突出。這種碟形沉降對建筑結構內力影響很大,是基礎和上部結構的受力都有所增加,從而板厚和配筋增多,使得工程造價升高.因此,宰金珉、劉金礪等提出對基礎剛度進行調節的變剛度調平設計方法,目標是盡可能地減少材料消耗和差異沉降。
管樁的工期較短,質量控制容易,場地污染及噪聲很小,具有很多優點。但在高層建筑中,管樁接頭太多,容易在下壓的過程中破壞焊接;而鉆孔灌注樁卻不受土層的限制,可以打到任意的設計深度。而沉管灌注樁一般只能在20米以內;其次,管樁只是樁頭樁帽的短筋錨入承臺,而灌注樁直接是樁身鋼筋錨入承臺,因此管樁相對灌注樁的抗拔能力較弱。
同時灌注樁由于混凝土自身強度形成的過程存在有充盈效應。因此灌注樁的承載力隨著時間的推移及樁周土的的恢復,樁周摩擦系數會越來越大。抗拔能力及抗震能力也越來越強。
H型鋼樁的力學性能優良,性柔、強度高,震不斷,抗震能力強。利用液壓振動錘可輕松地將H型鋼樁振入卵石層中10米以上,最深可達30多米。從振動減振的角度來分析,基礎的柔性結構更重要,大地是激振源,樁是減振器,上部建筑物即使是剛性體也無所謂,因為剛性體的振動烈度完全取決于減振器。
在地震爆發時,強大的地震水平往復沖擊波,完全改變了管樁和灌注樁上述狀態,使端承樁在地震沖擊波中發生水平往復運動,對樁身構成了往復水平沖擊,使摩擦樁樁身四周土層與樁基松開,并且土層對樁身構成水平沖擊力,其結果:無論端承樁還是摩擦樁不是破壞,就是失穩。
樁基礎結構破壞、地基土失效以及樁基整體失穩,常常引起上部結構的整體性破壞;地震引發樁基沉降、傾斜、樁基結構輕度受損,將影響建筑物的正常使用和使用壽命。因此樁基礎的抗震,應從建筑物整體抗震的角度出發,確定相應的抗震設計原則,采取相應的抗震構造措施,進行相應的抗震計算,以達到抗震設防目標。從樁基抗震設計角度,選擇樁基類型應優選H型鋼樁,其次是鉆孔灌注樁,沉管灌注樁,再次是預應力高強管樁。
參考文獻:
關鍵詞:鉆孔灌注樁,沉降,側阻力,端阻力
中圖分類號:U443.15+4文獻標識碼: A 文章編號:
1前言
隨著國民經濟的快速增長,我國的建筑事業繁榮發展,特別是公路事業正處于空前的高速增長時期,建筑物的基礎質量也有了顯著的提高,尤其在樁基承載力方面,對具有較高單樁承載力的大直徑鉆孔灌注樁的使用變得更為普遍。但對于該類型樁的承載特性,到目前為止還不是很清楚,至今仍沒有合理的計算方法。現行規范的設計方法不能充分反映大直徑樁的承載機理,理論與實際之間存在著矛盾,因此,開展大直徑樁承載性能研究不僅是樁基理論自身發展的需要,更是工程界的迫切要求[1]。
2樁沉降因素分析
對于樁基礎豎向承載力研究,由于涉及到承臺—樁—土三者的相互作用,所以承載力性狀十分復雜。影響樁基礎豎向承載力的因素很多,主要受到樁側和樁端土層性質的影響及鉆孔孔壁性狀的影響,同時也要受到施工工藝和技術的影響。
上覆土層良好的大直徑鉆孔灌注長樁,樁端持力層為砂礫石、強風化、中風化或微風化基巖,只要沉渣厚度不是非常厚,都可認為是摩擦端承樁。大直徑鉆孔灌注樁由于樁較長,樁側摩阻力的發揮段較長。不同樁身處、不同強度土的屈服發展進程是不一致的,且相互制約。樁周土摩阻力的部分恢復和進一步屈服是同時發生的,沒有明確界限。樁端阻力開始發展的初期實質上是孔底沉渣和擾動土的壓實[2,3]。
3力學模型和數學推導
宏觀上看,樁基礎豎向承載力由樁身材料強度和土兩方面因素控制。由樁、土的荷載傳遞機理可知,樁基豎向承載力由樁側阻力和樁端阻力組成,若忽略二者的相互影響,則基樁豎向極限承載力可表示為:
(1)
式中——樁側土體極限側阻力
——樁側土體極限端阻力
圖1計算模型圖
取土體一微段(如圖1所示),進行分析。列平衡方程如下:
(2)
整理上式,可得
(3)
式中——Z深度處樁身軸力,
——樁身斷面周長,
——樁側分布摩擦力,
樁身材料相對與土體的受荷載變形小得多,故對其一般按照彈性材料計算。微段樁的軸向壓縮變形及的關系為
(4)
式中——樁身壓縮沉降,
——樁身彈性模量,
——樁身斷面積,
將(3)式代入(4)式得單樁軸向荷載傳遞的基本微分方程:
(5)
采用理想彈塑性關系的傳遞函數【4】(如圖2所示),即
圖2線彈性全塑性傳遞曲線圖
(6)
式中,—土的抗剪剛度變形系數,
—樁土界面相對位移,
—樁側摩阻力充分發揮時的樁土界面相對位移,
—樁側極限摩阻力,
運用文克爾地基模型,文克爾地基模型假定地基土表面上任一點處的變形與該點所承受的壓力強度成正比,而與其他點上的壓力無關,即其中,稱為地基抗力系數()。
在彈性剪切階段,樁周土未達到極限摩阻力,即,將此式代入(3.1),得
(7)
樁土相對位移=樁身混凝土的壓縮量+樁端沉降量—樁周土的沉降量。在這里,未考慮樁周土的沉降量[5,6]。
(8)
令得:
(9)
(10)
引入邊界條件得,
(11)
(12)
將(11)式,(12)式代入(9)式,(10)式得到樁的沉降位移和軸力的計算公式:
(13)
(14)
4工程實例分析
以濟南至樂陵高速公路LQSG-5標德惠新河大橋3#墩為例,其基礎采用鉆孔灌注樁,選取部分樁基,基坑開挖深度為4.3m,樁直徑為1500mm,樁長44m,樁的極限承載力為5099kN,樁端持力層為粘土,樁端土承載力極限值為200 kPa。地基土按土質可分為11層,樁身砼為C25,平均彈性模量取為28 GPa。
采用自編程序計算,按前述方法輸入所需原始數據,可算得樁身的總壓縮量為3.23 mm。同樣由程序計算可知,樁端平面處巖層附加應力為29153 kPa,而此處巖層的自重應力就達356kPa。由此可知,此處巖層的附加應力已小于自重應力的20%,這樣即可認為樁基的沉降量主要是樁身的壓縮量,而忽略樁端平面以下巖層的壓縮量。實測此工程樁基沉降為2.15 mm,與計算結果基本吻合[7,8,9]。
5結論
本文在現有樁軸向荷載-沉降計算方法在理論上仍存在各自的缺陷、在應用上又難以滿足各方面的要求的情況下,根據鉆孔灌注樁的具體特性,考慮影響其沉降的一些主要因素,在常用的計算理論上予以簡化,為鉆孔灌注樁的沉降計算提供了一種實用的方法,方便設計人員運用,樁基沉降計算結果與實際結果基本吻合。
參考文獻
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關鍵詞:建筑工程;鉆孔灌注樁基礎;施工方法
Abstract: The pile foundation is the important part of construction projects, the construction quality of the pile based on a direct impact on the quality of the building, therefore, the construction unit must pay attention to the construction of pile foundation and master the reasonable means of construction. The article will bored pile foundation construction elements related to the discussion.
Keywords: construction; bored pile foundation; construction methods
中圖分類號:TU74文獻標識碼:A 文章編號:
在建筑工程中,樁基礎是基礎工程的核心組成部分,基于其重要性,其對施工人員有著較高的要求,而樁基礎工程量較大,由許多工序組成,同時又隨著地形、地質、水文、交通、工期等條件的不同,而對施工人員有著不同的要求,這就意味這施工單位需要根據工程的實際情況制定相應的施工順序、施工方法、運輸方法、設備機具配套等。而這一系列的工作中,施工方法的掌握又是重中之重。本文將就鉆孔灌注樁基礎的施工要點進行相關的探討
一、樁孔的施工技術
鉆孔是鉆孔灌注樁基礎施工的第一步,其施工的質量直接影響到后續工程的施工效果,因此,在此環節必須要嚴格按照相關的施工順序進行。在具體的施工過程中,應根據地質條件、入土(巖)深度、樁徑大小和設備條件選用適當鉆具,并選擇合理的鉆孔方法,這樣才能夠保證鉆孔的深度符合相關的要求。
在樁孔施工的過程中,需要注意以下問題:
1、如果是在建筑物舊址或雜填土區域施工,第一步要先探明樁位處的地下情況,可以用釬探或其他方法。如果發現有淺埋舊基礎、大石塊、廢鐵等障礙物,就需要先挖除或者是根據實際情況了采取其他處理措施。
2、在施工的過程中,一定要保證回轉鉆機鉆架天車滑輪槽緣、回轉器中心和樁孔中心三者同處在垂線上,這樣才可以保證鉆孔垂直度,而且要注意回轉器中心同樁孔中心位置偏差不能超過20 mm。
3、確保沖擊或沖抓鉆機鉆架天車滑輪槽緣的鉛直線,時刻對準樁孔中心,將偏差控制在20 mm左右。
4、確保樁孔施工一次不間斷完成,避免中途無故停鉆,各崗位操作人員必須認真履行崗位職責,換班時必須要詳細交代鉆進情況,以及下一班應注意的事項。
當樁孔施工到設計深度后,需要聯合相關技術和管理部門對孔深、孔徑、孔的垂直度、孔位以及其他情況進行檢查,各方最終確認施工達到技術標準后,應填寫終孔驗收單。此外,在樁孔竣工搬移鉆機后,還要對孔口進行相應的保護,防止人員或雜物不慎掉落孔內。
二、清孔步驟及方法
這一步驟多用于采用泥漿護壁的樁孔,其主要清目的有三個,即清除孔底沉渣,以便能夠提高樁端承載力;清除孔壁泥皮,進一步增強樁身摩擦阻力;減少孔內泥漿相對密度,以助于導管法灌注水下混凝土。
清孔的相關要求如下:
1、清孔是通過循環沖洗液,攜帶孔底沉渣,以便能夠達到相關的要求。對于干作業施工的樁孔,不能使用沖洗液清除孔底虛土,而是需要選用專門的掏土工具,或者是加碎石夯實的方法完成清理。
2、樁孔終孔后必須馬上清孔,這樣才能防止沉渣增多而增加清孔工作量和難度。在清孔過程中,工作人員需要隨時觀測孔底沉渣厚度和沖洗液含渣量,如果發現沖洗液含渣量小于4%,孔底沉渣達到相關要求,就馬上停止清孔,而且一定要保持孔內水頭高度,以避免塌孔事故的發生。
在清孔結束,需要在2h內開始灌注混凝土,而且需要在灌注混凝土前探測孔底沉渣厚度,如果超出規定就需要馬上重新清孔。
3、根據鉆頭決定沉渣厚度的測量方法。①用沖擊鉆頭、平底鉆頭,沖抓錐施工的樁孔,沉渣厚度應以鉆頭或沖抓錐底部所到達的孔底平面,作為測量的起點。②用錐底形的鉆頭施工,孔底為圓錐體形,沉渣厚度應該以圓錐體形的中點標高為測量起點。③沉渣厚度應使用圓錐形測錘測定,錘底直徑在130~150mm之間,高度在180~200mm之間,需要用鋼板焊制,在中間灌鋼砂配重,當然也口語根據需要用圓鋼加工制作,至于重量的掌握,應該以所系繩索種類、測探深度和泥漿相對密度等來最終確定。
基本的清孔方法如下:
1、壓風機清孔
壓風機清孔的主要原理是運用壓縮空氣抽吸出含鉆渣的泥漿,最終達到清孔的目的。由風管把壓縮空氣輸進排泥管,將泥漿轉換成為密度較小的泥漿空氣混合物,然后借助管外液柱壓力下沿排泥管向外排出泥漿和孔底沉渣,與此同時還需要用水泵往孔內注水,在達到設計標準之前保持水位不變直,這種方法在孔壁穩定、孔深較大的各種直徑的樁孔施工中使用較為普遍。
在使用此方法時,需要控制要壓風機技術參數,通常情況下風量為6~9m3/min,風壓0.7MPa,出水管直徑之上要108mm,送風管直徑必須維持在10~25mm之間。設備機具的選擇,需要根據工程的具體情況,如孔深、孔徑等綜合考慮。管路系統的連接必須密封良好,沒有漏氣、漏水等現象出現。
控制好出漿管的下入深度,一般標準是出漿管底距沉渣面300—400mm,出漿管底端需要加工成齒狀。在風管的下入深度的控制上,要以混合器至水位高度與孔深之比為參考標準,一般是在0.55~0.65之間。
此外,需要注意的是在開始送風之前,需要先向孔內供水,停止清孔時,應先關氣后斷水,以防止水頭損失塌孔。送風量需要遵循從小到大的原則。
2.換漿清孔
這種方法是利用正、反循環回轉鉆機,在鉆孔完成后不停鉆,也不進尺,持續進行循環清渣。
(1)正循環泥漿清孔
在淤泥層、砂土層、基巖施工的樁孔,適合使用正循環泥漿清孔,孔徑要控制在80mm以內。在進行清孔時,需先把鉆頭提離孔底80-100mm,然后在根據需要導入相對密度在1.05~1.08之間的新泥漿進行循環。這個過程會把樁孔內懸浮大量鉆渣的泥漿替換出來。當然,假如孔底沉渣物粒徑較大,正循環泥漿清孔是沒有辦法將其攜帶上來的,這個時候就需要改換清孔方式,或者是在清孔時間長,孔底沉渣厚度時,也需要考慮其他清孔方法。而且在清孔的過程中,孔內泥漿上返流速至少要0.25m/s,返回孔內泥漿相對密度要控制在1.08以內。
(2)泵吸反循環清孔
在孔徑為600mm以上的樁孔,且孔底沉淀物的塊度小于鉆桿內徑。應該使用反循環泥漿清孔。利用泵吸反循環鉆進施工的樁孔,在鉆進到達相應的孔深位置后,需要停止回轉鉆具,同時把鉆頭提離孔底50~80mm,然后進行持續的泵吸反循環。在清孔的整個過程中,送入孔內的沖洗液要大于砂石泵的排量,這樣才能避免沖洗液補給量不足,造成孔內水位下降最終可能就會導致塌孔。砂石泵出水閥的開口,需要根據清孔的情況進行不斷的調整,防止泵吸量過大吸塌孔壁的情況出現,而且需要將返回孔內沖洗液的相對密度控制在1.05以內。
三、混凝土的灌注工藝
1.混凝土灌注分干孔灌注和水下灌注
通常來說,干孔灌注可以考慮直接由孔口傾倒,通過混凝土自重搗實,如果有必要也可利用搗振工具搗實。如果是水下灌注,那就需要通過灌注導管連續灌入混凝土成樁。
2.水下導管灌注混凝土的工藝過程
在樁孔內完成鋼筋籠下入,而且完成二次清孔之后,把底口敞開的導管下入充滿水的樁孔內,在導管的上端用鐵絲懸掛一個用混凝土制成的隔水塞,然后在塞上面的漏斗內裝相應量的混凝土,接著剪斷鐵絲,讓隔水塞和混凝土拌和物順管而下,把管內的水向下擠出管口,混凝土下到樁孔底部后,埋住導管下端一定深度,避免樁孔內的水進入導管內。此時,隨著后續混凝土拌和物的不斷灌入,樁孔內的混凝土也會相應的不斷升高,此時需要逐漸拆卸導管,直到灌入的混凝土達到設計標高,形成連續的混凝土樁身為止。
四、結語
總而言之,鉆孔灌注樁基礎施工是一項復雜的工程,有許多部分組成,施工單位需要根據地質情況和工程情況的差異,選擇合理的施工手段,并在施工的過程中,嚴格執行相關的標準,確保整個施工過程達到行業的要求,確保建筑工程基礎的穩定性。
參考文獻:
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關 鍵 詞 :近海風機基礎;動力響應;環境荷載;
1.前言
根據"十二五"可再生能源規劃,未來5年我國海上風電將進入加速發展期。與內陸風電相比,海上風電具有不占用耕地以及高風速、高產出等優勢。為了承受上部平臺結構巨大自重及其設備所引起的豎向荷載、強風荷載和波浪沖擊等,海上風電機組的基礎遠比陸上的結構復雜、技術難度高。根據資料顯示,海上風電基礎成本約占整個工程成本的15%-25%,被公認為是造成海上風電成本較高的主要因素之一。因此,設計和建設安全、合理且經濟的近海風機基礎成為開發近海風電資源的關鍵問題之一。
由于海上風機受到的作用荷載復雜,在對風機基礎的強度設計時不僅要考慮多荷載組合后的極大值,而且應考慮動荷載下風機的動力響應特性。當今國內外結構設計的發展趨勢是應用可靠性理論、推行結構概率設計方法以取代傳統的安全系數設計法。在結構可靠性研究領域,經過世界各國學者的努力,已取得了非常多的研究成果。因此有必要引入可靠度理論對風電基礎的失效概率進行分析,這對保證其安全性有著極其重要的工程價值。
2針對風機本構關系的動力響應研究
2.1針對不同基礎形式的研究
近海風機采用的樁基礎廣泛用于各個工程領域,其動力響應的研究要求對風機所處環境的荷載和本構關系進行等效模擬。近年來專家學者針對風機不同的基礎形式進行了一系列的研究。
對于不同的基礎結構形式,其在荷載下的承載特性均會出現一定的差異,因此有必要針對不同基礎形式選用合適的有限元模型。劉琳[1]討論了特定海區1.5MW風機單樁基礎結構的動力和靜力特性。考慮海洋環境荷載,以及風機不同工況下的不同荷載,選擇SESAM軟件來建立有限元模型,計算結構在極端環境荷載下的靜強度和屈曲,運用API規范中的工作應力法來校核結構的剛度、強度和穩定性。郇彩云[2]選用四樁風機基礎結構進行研究,采用軟件ANSYS,考慮波流荷載和地震荷載,對結構進行靜力分析、動力分析計算。沈玉光[3]建立了海上風電同型基礎結構體系的模型,把筒型基礎和塔架連接的過渡段等效為大直徑圓筒,針對風浪荷載,對該模型進行了動力響應分析,并對不同工況的荷載進行了組合。
2.2針對樁土相互作用機理的研究
就樁基礎而言,上部結構承受的荷載由樁基傳遞到下部土層,因此樁土相互作用機制是結構分析的另一要點。
王國粹、王偉[4]以我國某海上風電場為例,對風機基礎進行了單樁基礎形式的基礎方案設計,并在設計計算中就文章采用的理想彈塑性樁土相互作用計算模型與國際上其他單樁分析方法的對比分析。張衛平,孫昭晨[5]以一離岸深水樁柱為例,依據JTJ 2132―1998《海港水文規范》的環境條件和環境荷載規范,考慮流固耦合效應,計算了在海洋極端規則波以及不規則波條件下樁柱的運動響應,并對比分析了在考慮樁土耦合相互作用下樁柱的響應與基巖面固結解下的響應;考慮到海洋地基為兩相飽和土介質,對比了在不同簡化阻抗處理下的運動響應結果。此外,對海上風機基礎與土層相互作用以及樁基承載性能在理論和實驗中的研究還很多,在海上風機基礎可靠性研究建立模型時具有參考價值。
3針對風機環境荷載的研究
在多荷載的共同作用下,風機不僅由于產生振動放大作用,而且其豎向位移也會收到影響。任文淵采[6]用數值分析的手段,利用大型通用軟件ADINA進行模擬,建立了風機、基礎、水、海床的三維計算模型。分別對單樁基礎以及四樁基礎的風機結構進行了模態分析,得到結構的自振頻率和振型。同時,作者還對上述兩種基礎形式的風機整體結構進行了靜力分析以及考慮流固耦合的動力響應的分析,得到了結構的沉降特性、水平位移、應力分布以及塑性區的分布情況。其研究結果表明,風荷載是影響風機水平位移的主要響應源,對結構沉降影響不大;風荷載與水流力荷載耦合會導致樁體、塔身均不發生沉降,相反會向上抬升;四樁基礎的應力分布較單樁基礎小,有利于結構穩定。丁明華[7]在其碩士論文中,重點研究了1.5MW海上風機的動力特性,基于ANSYS的參數化設計語言(APDL)開發了風機葉片的幾何建模模塊,分別對風機葉片、渦輪機、塔架和基礎、集中質量模型以及風機整體進行了模態分析,計算得到了結構的振動特性。王鵬[8]主要對特定海區3MW風電單立柱三樁基礎結構的動力特性及在環境荷載作用下的響應和基礎結構優化等問題進行研究。利用ANSYS建立了滿足動力特性要求的有限元模型。
3結論與展望
目前,近海風機基礎的動力響應研究已經比較系統和全面。但其研究多停留在理論分析和數值模擬層面,缺乏實地的、專門的模型試驗,并且在多
荷載的互相耦合方面還缺少深入研究。研究中近海風電基礎的型式多停留在樁式和導管架式,對吸力式和懸浮式的研究存在空白。隨著海上資源的利用發展,海上風機的安裝的水深必然逐漸增大,因而對新型式基礎的研究勢在必行。
參 考 文 獻
[1] 劉琳,特定海區海上風電單立柱結構動力耦合特性研究[D].中國海洋大學,2008.
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[3] 沈玉光,海上風電筒型基礎風機結構體系動力響應分析[D].天津大學,2011.
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[5] 張衛平,孫昭晨,波浪作用下考慮樁土相互作用的樁柱響應[J].水運工程,2012,3:55-59.
[6] 任文淵,近海風電基礎流固耦合三維動力響應分析[D].西北農林科技大學,2011.
論文摘要:隨著改革開放,我國經濟社會的快速發展,有力地推動了我國的城市化進程,而且建筑規模越來越大,在建筑工程的整體施工過程中,各種施工技術與方式及設計對整體建筑都產生重要的影響,因此采取合理有效的建筑技術及施工形式能夠很大程度上提高建筑物的整體質量和有效縮短工期。
現代建筑技術的開發和應用,給我國的建筑業得發展注入了新的生機和活力。本文對建筑技術中的土方工程施工技術、混凝土預制樁的建筑技術以及低碳建筑的高科技技術等方面進行了詳細的闡述和分析。
1 建筑工程中的土方工程施工技術
在建筑工程中土方工程包括一切土的挖掘、填筑和運輸等過程以及排水、降水、土壁支撐等準備工作和輔助工程。最常見的土方工程包括場地平整、基坑(槽)開挖、地坪填土、路基填筑及基坑回填土等。設計標高一般要求:大型工程項目通常都要確定場地設計平面,進行場地平整。場地平整就是將自然地面改造成人們所要求的平面。場地設計標高應滿足規劃、生產工藝及運輸、排水及最高洪水水位等要求,并力求使場地內土方挖填平衡且土方量最小。設計標高確定方法:一般方法如場地比較平緩,對場地設計標高無特殊要求,可按照挖填土方量相等的原則確定場地設計標高。實際工程中,對計算所得的設計標高,還應考慮下述因素進行調整,此工作在完成土方量計算后進行。考慮土的最終可松性,需相應提高設計標高,以達到土方量的實際平衡;考慮工程余土或工程用土,相應提高或降低設計標高;根據經濟比較結果,如采用場外取土或棄土的施工方案,則應考慮因此引起的土方量的變化,需將設計標高進行調整。場地設計平面的調整工作也是繁重的,如修改設計標高,則須重新計算土方工程量。
2 混凝土預制樁的建筑施工技術
在現代的建筑工程中,一般多層建筑物當地基較好時多采用天然淺基礎,它造價低、施工簡便。如果天然淺土層較弱,可采用機械壓實、強夯、堆載預壓、深層攪拌、化學加固等方法進行人工加固,形成人工地基。打樁前的準備工作:打樁前應做好下列準備工作:清除妨礙施工的地上和地下的障礙物;平整施工場地;定位放線;設置供電、供水系統;安裝打樁機等。樁基軸線的定位點及水準點,應設置在不受打樁影響的地點,水準點設置不少于2個。在施工過程中可據此檢查樁位的偏差以及樁的入土深度。打樁技術要點如下。
打樁機就位后,將樁錘和樁帽吊起,然后吊樁并送至導桿內,垂直對準樁位緩緩送下插入土中,垂直度偏差不得超過0.5%,然后固定樁帽和樁錘,使樁、樁帽、樁錘在同一鉛垂線上,確保樁能垂直下沉。在樁錘和樁帽之間應加彈性襯墊,樁帽和樁頂周圍四周應有5~10mm的間隙,以防損傷樁頂;打樁開始時,錘的落距應較小,待樁入土至一定深度且穩定后,再按要求的落距錘擊。用落錘或單動汽錘打樁時,最大落距不宜大于1m,用柴油錘時,應使錘跳動正常。在打樁過程中,遇有貫入度劇變、樁身突然發生傾斜、移位或有嚴重回彈、樁頂或樁身出現嚴重裂縫或破碎等異常情況時,應暫停打樁,及時研究處理;如樁頂標高低于自然土面,則需用送樁管將樁送入土中時,樁與送樁管的縱軸線應在同一直線上,拔出送樁管后,樁孔應及時回填或加蓋;多節樁的接樁,可用焊接或法蘭錨接。目前焊接接樁應用最多。接樁的預埋鐵件表面應清潔,上、下節樁之間如有間隙應用鐵片填實焊牢,焊接時焊縫應連續飽滿,并采取措施減少焊接變形。接樁時,上、下節樁的中心線偏差不得大于10mm,節點彎曲矢高不得大于1‰樁長。打樁的質量控制:打樁的質量檢查包括樁的偏差、最后貫入度與沉樁標高,樁頂、樁身是否打壞以及對周圍環境有無造成嚴重危害。樁的垂直偏差應控制在1%之內,平面位置的允許偏差,對于建筑物樁基,單排或雙排樁的條形樁基,垂直于條形樁基縱軸線方向為100mm,平行于條形樁基縱軸線方向為150mm;樁數為1~3根樁基中的樁為100mm;樁數為4~16根樁基中的樁為1/3樁徑或1/3邊長;樁數大于16根樁基中的樁最外邊的樁為1/3樁徑或1/3邊長,中間樁為1/2樁徑或邊長。
3 低碳建筑中的施工技術
低碳建筑是指在建筑材料與設備制造、施工建造和建筑物使用的整個生命周期內,減少化石能源的使用,提高能效,降低二氧化碳排放量。目前低碳建筑已逐漸成為國際建筑界的主流趨勢。“低碳建筑”低碳建筑采用結構體系、地能熱泵系統、智能布線配電系統、太陽能綜合利用、節能門窗、雨水收集中水利用及其他低碳使用技術。低碳建筑技術不僅可以大幅度降低能耗,同時可使建筑碳排放水平降低50%左右。低碳建筑主要有以下幾種技術形式,外墻節能技術:墻體的復合技術有內附保溫層、外附保溫層和夾心保溫層三種。我國采用夾心保溫作法的較多;在歐洲各國,大多采用外附發泡聚苯板的作法,在德國,外保溫建筑占建筑總量的80%,而其中70%均采用泡沫聚苯板;門窗節能技術:中空玻璃,鍍膜玻璃(包括反射玻璃、吸熱玻璃)高強度LOW2E防火玻璃、采用磁控真空濺射方法鍍制含金屬銀層的玻璃以及最特別的智能玻璃;屋頂節能技術:利用智能技術、生態技術來實現建筑節能的愿望,如太陽能集熱屋頂和可控制的通風屋頂等。制冷和照明是建筑能耗的主要部分,如使用地(水)源熱泵系統、置換式新風系統、地面輻射采暖;新能源的開發利用:太陽能熱水器、光電屋面板、光電外墻板、光電遮陽板、光電窗間墻、光電天窗以及光電玻璃幕墻等。
4 結語
總之,隨著科學技術的迅猛發展,將會有更多優良的建筑材料和先進的建筑技術被運用到現代建筑施工工程當中。在新形勢下,我們要堅持科技創新,實現更好的建筑技術開發,為我國的建筑事業做出應有的貢獻,此外還有更加注重研究開發和推廣應用低碳建筑。
參考文獻
[關鍵詞]樁基工程 教學改革 數值計算
[中圖分類號]TU317 [文獻標識碼]A
一、前言
隨著我國交通建設的大力發展和現代科學技術的進步,橋梁建設數量大幅提高,截至2012年底,我國公路橋梁數量高達71.34萬座、3662.78萬米,至2020年還將新建橋梁近15萬座,而樁基礎作為橋梁工程主要的基礎類型,全球每年使用樁基1.5億根,全國每年樁基使用越千萬根,因此樁基計算理論得到了完善和發展,同時也帶來了大量的樁土問題及經驗教訓。急要解決樁基工程中遇到的問題,需要一批具有理論扎實、實踐結合和一定科研能力的樁基工程專業技術人才,這對目前高等院校巖土工程專業教學提出更嚴格要求,因此為保證樁基工程課程的教學建設及人才培養能適應新形勢,突出工程背景,教學模式亟待改革。
樁基工程是隧道及巖土工程方向專業最重要的專業課程之一,旨在培養具備樁基工程建設一定科研能力和實驗實踐技能的高級工程技術人才。該課程需要先修課程高等數學、土力學與地基基礎、材料力學、結構力學、彈性力學和工程地質學等基礎課程后才能開課,因此課程一般在第七學期開設,而此時學生面臨雙選會和考研復習等事情,往往出勤率較低和聽課積極性不高,導致學習效果較差,因此改變傳統的教學方式以提高教學質量和增強學生學習效果是非常必要的。
二、教學改革思索
(一)積極調動學生學習興趣
該課程由于在大四開設,學生面臨的工作和考研等壓力,能否積極主動調動學生學習興趣,改變傳統的被動學習為主動引導式學習,對教學效果具有重要的影響性。以往專業課學習前,學生對課程的主要內容結構及其應用前景不夠了解,容易導致學習上的盲目性,以及學好該課程對以后工作或讀研的重要意義,因此在第一次課程時使學生了解到樁基工程與自己未來職業規劃密切相關,從而引導提高學生的學習氛圍。如在為學生介紹樁基工程的發展前景時,作者引用了國家公路網建設規劃“十一五末全國公路總里程400.8萬公里,比十五末增66.3萬公里;高速公路7.4萬公里,世界第二,等級公路330.5萬公里,比十五增19%;全國公路橋梁65.8萬座,30483km,比十五末增32.15萬座15736km,增51%;特大橋2051座3470km,大橋49489座11670km”,而樁基礎作為橋梁的主要的基礎類型,從事樁基工程工作和學好該課程將大有作為。
(二)結合專業發展精選教材
首先,應結合樁基工程的發展需求,以及學生對樁基工程知識接觸很少甚至從未接觸等特點,選取的教材要使學生通俗易懂,教學內容不僅應包括樁基工程的基本理論知識,同時要符合樁基發展需求,充分體現長樁、超長樁的研究成果,重點突出實驗實踐性教學,要在知識覆蓋面體現全、深、廣,不斷完善樁基工程的教學內容,保證學生在樁基工程的專業技能和獲取最新研究成果;其次,應結合國內不同行業最新規范,如《公路橋涵地基與基礎設計規范JTGD63-2007》、《建筑樁基技術規范 JGJ94-2008》、《地基基礎設計規范GB50007-2002》等行業規范,體現各規范的異同點,做到理論知識與具體行業接軌,培養出直接適應工作和科研能力的優秀人才。
(三)加強實驗、實踐性教學
在教學過程中,聯絡相關施工單位組織學生參觀施工現場和認識實習,并獨立提交較高水平的時間和認識報告,是目前樁基工程教學與實踐緊密結合的主要途徑。由于樁基施工過程復雜、工序多(包括開挖、鋼筋籠制作、混凝土澆筑等)、施工方法多等特點,簡單通過幾次實習僅能看到工程的某個局部或某道工序,很難整體了解各施工方法和施工工序,因此,有必要通過模型實驗擴展學生對樁基工程的整體了解。如重慶交通大學在結構實驗室制作了模型樁試驗,見圖1~2。充分利用實踐認識和實驗教學,使學生的實踐能力和工程認知能力才能充分提高,實踐教學真正達到預期效果。
圖1:模型樁布置圖
圖2:4.5D樁距模型群樁成樁圖
(四)引入數值計算可視化教學
樁基工程的承載力確定是樁基工程設計和施工最為關注的問題。理解樁基工程豎向荷載、水平荷載作用下單樁和群樁承載力計算及其荷載傳遞機理等問題是需要學生對所學的基礎理論知識有深刻的理解,然而僅靠教師口頭教授和解釋其承載力確定方法和荷載傳遞機理將難以讓學生掌握相關理論由于影響樁基承載力和荷載傳遞機理因素較多,包括土質情況、樁徑、樁長、樁土剛度比和群樁布置形式等,為了讓學生更加深刻理解各因素的影響規律,利用數值模擬計算對樁基承載力和荷載傳遞機理進行研究,不僅簡單易懂、適用性強、操作簡單和可重復性,而且能彌補實驗的不足和觀察到更多的信息。
(五)課程考核形式的多元化
為考查學生一學期對樁基工程所學知識的掌握程度,課程教學過程中和結束后需以一定方式對每位學生考核。由于樁基工程課程隸屬工程科學且極富應用實踐性的特點,考核不應簡單以期末試卷為單一評判形式。結合實際教學體會與經驗,作者認為綜合考核應由3部分組成:(1)課堂表現和平時作業(占30%)。主要考查學生出勤率、聽課表現(提問與回答問題),及課后作業完成情況;(2)期末理論考試(占40%)。傳統的期末筆試形式仍占考核的主體,建議在試題的設計上,既考查學生對樁基基本原理與知識點的掌握,又考查其對工程實際問題的分析、解決能力;(3)綜合技能考核(占30%)。主要目的是對學生創新能力、思考能力、學習技能和動手能力等方面的考查,如要求學生查閱最新研究成果;學習相應行業規范及技術標準;具體設計圖紙的分析、計算及報告編寫;論文寫作及實習心得等。
(六)實行課程設計“一人一題”
由于樁基工程屬于工程科學,具有實踐性強、理論要求高等特點,要使學生對樁基有整體了解和知識梳理,課程設計是可行和有效的方法。目前課程設計往往是采用小組討論或多人一題的形式,不乏大致很多學生相互抄襲的現象,因此推行課程設計改革,實行1人1題,題目覆蓋了設計、研究、實驗等;設計內容緊密結合科研生產,結構分析與計算,實行手工與計算機輔助相結合;實行了課程設計題目和教師資格審查制度、中期質量檢查制度,解決了多人1題、內容雷同互相抄襲等問題,加強了課程設計過程管理問題,完善了課程設計質量保障體系,使學生的綜合能力大大提高.
三、結論
為了適應我國橋梁、高層建筑等基礎工程的發展,急需培養具備樁基工程建設一定科研能力和實驗實踐技能的高級工程技術人才,結合工程試樁、室內模型試驗、數值模擬和有關工程設計與施工規范,對樁基工程課程講授方式進行改革,主要包括:教材選取必須符合國家現行行業規范,以適應行業發展需要;充分體現現場試驗和室內試驗的研究成果,以培養具有一定科研能力和實踐實踐技能的人才;引入數值模擬教學方法,培養學生獨立通過數值模擬軟件進行分析問題、解決問題的能力。通過樁基工程課程的教學改革,培養出適應行業發展需求、科研能力和工程應用能力等多方面發展的卓越工程師。
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