摘要:随着我国社会经济的快速发展,城市建筑工程建设数量和建设质量逐步提升,城市建设过程中的基础工程质量也愈发完善。但在建筑工程实施的过程中,也面临着较多的问题,如软土地基问题是较为常见的建筑工程病害之一,利用现有的施工技术手段对其进行紧急处理,虽然处理效果较好,但并不是长久之计。因此,要做好软土地基处理设计工作,并结合紧急处理过程中的相关施工方法,提升施工效率,探索良好的软土地基处理方法。
关键词:软土地基;桩基础;施工技术
1 桩基础基本概念及分类
1.1 桩基础概念
桩基础也可以称作桩基,是古代建筑智慧的结晶,作为一种常见的基础建筑形式,一般由桩体和连接桩顶的底板两大部分构成,当底板的底面位于地面之下时,我们可以称其为底桩底板,这个时候桩基础就被称作低台桩基础,低台桩基础一般在工民建筑当中广泛运用;而当底板的底面位于地面之上时,我们可以称其为高桩底板,同时桩基础被称作高台桩基础,它主要应用于港湾工程等大型工程。
1.2 桩基础分类
从目前建筑行业桩基础应用来看,桩基础分类主要是从桩身材料、桩直径、成桩工艺方法、受力状态等方面进行桩基础分类。从桩身材料上,可以分为钢桩、混凝土桩及组合材料桩。从目前建筑行业市场上来看,混凝土桩具有高强度、低价格、性价比高的优点,运用也最为广泛,而预制混凝土桩还可以在现场直接进行制作,这使得其具有高度灵活性及实用性。钢桩具有强效抗冲击能力、施工稳定性及接桩方便等优良特点,但是其价格比混凝土桩高,在建筑行业市面上没有得到广泛运用。一般来说,钢桩运用于大型公共场所等建筑施工。组合材料桩顾名思义是由两种或两种以上材料所组成的组合桩,其主要是根据实际建筑情况,设计出造价合理及能够有效发挥其材料特征的组合桩。从近几年建筑行业发展来看,组合材料桩的应用也渐渐开始在国内部分发达地区应用。
1.3桩基础技术施工特点
1.3.1 地质条件复杂
我国地域广阔,在软土地基施工中面临着复杂的地形地质结构,各个地区的自然地理条件等存在明显的差异,加剧了桩基础技术应用的难度。在桩基础技术的应用中,需要充分考虑地区地质等的特殊性。有些地区地震频发,也会对桩基础施工产生一定的影响。
1.3.2 开展难度较大
桩基础技术在应用中开展难度较大,需要重视工程前期的勘察与测量工作,提高桩基础设计的科学性。一旦在桩基础施工中存在某个环节的质量控制不到位,就会诱发严重的质量问题,最终影响建筑结构的稳定性与安全性。
2 软土地基的基本特征
2.1 压缩性高
软土地基当中的空隙较大,使得在具体建筑施工过程中由于软土地基压缩系数较高,土方在受到来自垂直方向的压力时,会形成严重的土方变形问题,同时因为其沉降不均匀性,甚至造成土方塌陷等危害,对建筑物造成损害等。
2.2 不均匀性
对目前国内建筑施工过程所碰到的软土地基问题研究发现,一般软土地基主要由高发散土及细土颗粒等形成空隙大的土方结构构成,由此软土地基的整个土质极为疏松,土质不均匀的性质导致其在受冲击后极易发生变化,使建筑质量下降。
2.3 透水性低
由于软土地基内部所含水分充足,导致其内部含水量几乎达到饱和状态,透水性低的特点在很大程度上影响了软土地基承载力,使建筑施工不能够达到预期建筑效果。
2.4 稳定性低
笔者考察发现,一般软土地基不仅有着强度不高的特点,还因为其强压缩性,导致软土相对稳定性极低,在建筑施工过程当中,如果没有针对软土地基做好处理工作,就会形成土方塌陷的问题。
3 桩基础施工中的关键技术分析
3.1 预制桩施工关键技术分析
(1)预制桩施工前的准备工作:预制桩的准备工作主要包括预制加工、起吊与运输、堆放、施工现场整理、放线定位、确定沉桩顺序等内容,其关键技术要求是:(1)预制桩的混凝土强度等级及配筋率应符合相关规范要求。(2)采用现场叠浇法制作的预制桩,桩与桩之间、桩与底模之间应做好隔离,防止黏连,且上层桩的浇筑应在下层桩混凝土强度达到30%以上时方可进行。(3)混凝土预制桩应在混凝土强度达到70%设计强度方可起吊,吊点设置应遵循吊点间跨中弯矩与吊点处负弯矩基本相等的原则确定。(4)预制桩达到设计强度100%后方可进行运输和沉桩,桩在运输到达现场后应尽量避免二次搬运,可按照现场沉桩施工顺序随打随运,钢桩应采取设置保护圈等防护措施,防止桩身损坏或弯曲。(5)桩的堆放现场应平整坚实,设置排水坡度,堆放层数不宜过多,一般不超过4层。(6)沉桩顺序应遵循由中及外、由近及远、先深后浅、先大后小、先长后短的原则综合确定。
(2)预制桩锤击沉桩关键技术:(1)严格控制入土垂直度,保证桩身、桩帽、桩锤的中心线重合,桩入土的垂直度偏差不得大于0.5%。(2)采取桩头保护措施,桩头桩帽间设置弹性衬垫,为防止桩身因冲击应力过大而发生损坏,应采用“重锤轻击”。(3)初始的锤击落距应较小,入土稳定后,最大落距不宜大于1mm,桩顶标高低于自然地平时,需使用送桩器将桩送入土中。(4)接桩采用焊接、法兰接、硫磺胶泥锚接,接头数不宜超过3个。(5)严格控制桩的入土深度,对于承受轴向荷载的摩擦桩,以标高为主,贯入度作为参考,端承桩则反之。(6)随时监控入土速度、垂直度、桩锤回弹值、贯入度等数据,如遇异常,应暂停打桩,及时研究处理。
3.2 灌注桩施工关键技术分析
(1)灌注桩施工前的准备工作:(1)灌注桩施工前,应保证现场的“四通一平”,同时,综合考虑土体开挖运输的要求进行场地平整,推荐使用硬地施工法,即先在施工区域内预制混凝土硬地,设置泥浆槽、排水沟等设施,之后再进行钻进成孔,此方法可以有序的进行泥浆的排放,提升了文明施工程度,而且在一定程度上提高了工程施工效率。(2)在进行桩基础施工前,应当对桩位轴线进行复核检查,施工场地所布置的水准点等控制点位应不受到施工影响,避免遭受破坏。(3)泥浆池应设置在不妨碍桩基施工的位置,其容量应满足施工要求,泥浆池外围应用密目式防护网围蔽,悬挂标识标牌。(4)钢护筒内径应大于桩径200mm,埋设定位时,护筒中心与桩心平面位置偏差应不大于50mm,倾斜度不应大于1%,埋设深度宜为2~4米。
(2)钻孔灌注桩(泥浆护壁成孔)关键技术:(1)护壁泥浆一般在现场专门制备,并应达到一定的性能指标,优先选用膨润土造浆,膨润土泥浆的主要性能控制指标有相对密度、黏度、含砂率等,施工时,注入的泥浆相对密度控制在1.1左右,排出泥浆的相对密度宜为1.2~1.4。(2)钻进过程中,每进尺2~3米应检查垂直度,同时,做好钻渣留样,每隔5~10米测定泥浆的各项性能指标,不满足要求时及时调整,终孔后,应进行孔径、孔深、倾斜度的检测。(3)清孔,清孔时要保证孔内必要的水头高度。钻孔到位后,应进行第一次清孔。在吊入钢筋骨架后,混凝土灌注前,进行第二次清孔。放钢筋笼、混凝土导管都会造成土体跌落,增加沉渣厚度,因此,待孔内泥浆比重、黏度、含砂率等达到规范要求,沉渣厚度满足设计要求情况下,应立即进行水下混凝土灌注。(5)钢筋笼主筋外沿距混凝土表面净保护层厚度应不小于75mm,导管使用前应进行水密性试验,灌注时的埋置深度控制在2~6米。(6)灌注开始后,应连续进行,严禁中途停工,随时关注混凝土面高度、导管埋深变化以及异常情况,桩顶灌注高程应高出设计标高不小于0.5米。
4 结语
在建筑施工过程中,需要根据软土地基具体情况来采取相关的施工措施,首先要了解建筑土方的实际情况,根据情况选取最佳的软土结构施工策略,同时还要充分了解各种材料的性能,采取合理的施工技术,从而提高工程质量,降低工程事故的发生。本文根据软土地基存在的问题探讨桩基础施工技术应用,希望可以为建筑行业带来参考,推动我国建筑行业良性发展。
参考文献
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