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房屋建筑中桩基础技术的应用

2020-02-18张晓辉

四川水泥 2020年2期
关键词:桩基础建筑物荷载

张晓辉

(大连财经学院, 辽宁 大连 116622)

随着国家发展速度的提高,人民的生活质量与消费能力的提升,进而促进了建筑物的建设速度。在飞速的建设中桩基础技术的应用非常重要。建筑物的质量关系着人民的生命安全,对于建筑中桩基础的应用必须严格按照规范执行,且在设计、施工、安全等各个阶段都要严格把关。桩基础技术的地下环境特殊,因受其地质水文因素、现场施工管理水平的影响,使桩基础技术变得不是一件简单的技术。通过对桩基础进行合理的科学应用,才能够使桩基础的质量提高,从而提升建筑物的承载能力,为房屋建筑的质量,安全性能奠定了基础。

1 桩基础的概述

1.1 桩基础的概念

桩基础是一种通过承台与桩基连接形成的一个整体,通过一个整体来一起承受建筑物的静荷载的一种基础。桩则是竖着或有角度的放置在土中的基础构件,用来穿过承受荷载能力差的土质层或者水层,把桩承受的荷载传给更深,更硬,更结实的土质层。来达到稳定建筑基础的目的。

1.2 桩基础的分类

1.按承载型分类

(1)摩擦型桩

摩擦桩:在承载能力极限的状态下,桩基础顶部的竖向荷载主要由桩侧面与土层之间的摩擦力承担。

(2)端承型桩:

端承桩:在承载能力达到顶峰时,桩基础顶部的竖向荷载主要由桩端阻力承担。

2.根据施工方式分类

(1)预制桩:提前制作好钢筋混凝土桩再由打桩机进行击打到指定位置,其优点是耗费材料少,强度高多用于高层建筑和强度要求高的建筑,缺点是施工工艺复杂。

(2)灌注桩:在现场先提前打好孔。当达到需要的深度浇灌钢筋混凝土,优点是施工简单。可以同时进行桩基础施工。大大节省时间。缺点承受荷载能力低,费时间和材料。

3.桩基础的特点;桩基础承受荷载能力与稳定性好。在面对不可抗力时形变能力小,对于建筑的安全性有很大保障。当面对特殊地质不易施工时,桩基础具有很强的适应能力。

2 桩基础在房屋建筑中的作用

桩基础技术是工程施工时,用来把建筑基础中的基础桩和承台连接。主要作用是将上部的荷载传入深层土中加强基础的稳定性和强度,防止建筑物发生倾斜倒塌。桩基础加强了地基土质的密度和土地的承重能力,使建筑物更长远的使用保证建筑物的安全性。

桩基础的桩在坚硬的土质层上,承受荷载能力高,完全可以承受住房屋给的竖向荷载。桩基础在相邻荷载的影响下,沉降速度慢,并且小而均匀,这样就可以控制建筑物的倾斜程度。在发生突然地质危险时例如地震,由于桩基础的桩支撑在深层坚硬的土中或支撑在岩石层上,偶然荷载发生时仍然可以一定程度上减小自然灾害带来的建筑物倒塌,下降等危险。所以桩基础应用在建筑施工中是常见且安全的施工工艺。

3 房屋建筑中桩基础的施工技术

3.1 桩基础技术施工方法

1.静力压桩施工技术

传统的桩基础技术中噪音与污染是一大难题。而静力压桩技术却能降低这些环境的污染,静力压桩技术是通过静力压桩机,将预制钢筋混凝土桩分节压入土地基层成桩,多适用于松软的土壤环境。为了避免施工期间破坏土层结构,应该连续施工。此技术的特点是施工噪音小,施工方便快捷,操作简便。所以在房屋建筑中大范围的被使用。其主要目的是能降低成本。

2. 振动沉桩施工技术

振动沉桩技术是使桩通过振动沉桩机发出的振动力,使桩身和周围土壤振动,破坏原有土壤结构,在与桩重新结合从而达到紧密,结实的地基基础。此技术因为只用到振动设备,没有其他大型器械,所以运输方便快捷,施工简单,是施工常用的一种方法。为了减低现场噪音和振动产生的粉尘,施工时采用“重锤低击”的方法。

3.夯实地基处理法

这个方法利用重锤强夯巩固地基,此方法利用强磁吸住重物到一定高度后松开,从而达到夯实地基。最终实现加固的目的。此技术可以使土地变得紧密,缩小土地缝隙。除去气体,增加承重能力。

4.人工挖孔施工技术

人工挖孔施工工艺分为三种方法。施工时应根据当地地质水文资料。制定合理的衬圈护壁方法。人工挖孔技术多为人力,用到的器械少,施工原理简单,环境污染小。

1)混凝土护圈挖孔桩

混凝土护圈挖孔桩多采用分段开挖、分段浇筑混凝土的方法。在挖到设计标高时,放入钢筋骨架进入护圈井,最后进行浇筑桩基混凝土。护圈的结构为阶梯型,阶高约1m,钢筋为10mm~12mm。

2)深井护圈挖孔桩

在桩位上放置制作好的钢筋混凝土井筒,井筒由于土被挖走后,凭靠自身自重或者施加重物来降低摩擦力进行下沉,当下沉到设计标高时,再浇筑基础混凝土,从而形成桩基础结构。

3)钢套管护圈挖孔桩

钢套管护圈挖孔桩,先在设计的桩位上打入钢套管。达到设计标高之后,将土挖出,并浇筑钢筋混凝土,浇筑完成之后,把钢套拔出移动到另一个桩位使用。当地质结构是流砂层或承压含水层时,采用这种方法施工可以避免流砂和管涌现象发生,保障了施工安全。

4 桩基础的施工准备工作

一般情况下在建筑施工过程中,桩基础会以预制和灌注桩为主。但是施工过程复杂且影响的原因很多,具体采用的桩基础和实际方法需要综合实际去决定。选择正确的桩基础和施工方法才能保证桩基础的质量。

4.1 现场施工勘察工作

施工现场勘察是在开始动工之前一个重要的工作。由专业人员负责,对现场周围环境进行勘察。施工现场要精准测量,为之后的施工方案提供重要依据。勘察工作的准确和高效性,是顺利开展施工的基础。

4.2 施工现场清理工作

在建筑桩基础施工之前,清理好现场。对施工有影响的建筑物必需拆除,施工现场要清理干净,场地平整,道路通畅方便机械进场。

4.3 施工现场放线定位

技术人员应该先做好放线工作,准确落实施工现场中轴线控制点的位置,避免破坏。施工方应认真遵照方案去完工。技术人员把控好标高,保护水准点。

4.4 制定施工方案

制定详细的施工方案能有效的提高施工速度。施工方案需要明确所需设备,施工过程,机械的使用,人员的安排等。对施工技术详细了解,进行分析,确定施工工艺。这些都要结合桩基础施工的特点去进行

5 桩基础施工技术常见的一些问题

在建筑施工过程中,桩基础的施工问题多种多样,有很多问题是突然出现的,伴随着自然环境可能会发生地下水影响施工,冻土结构影响施工等特殊情况。

5.1 短桩

短桩发生时,会由于桩坑深度不够,或者桩本身材料强度不够,长期受到荷载压力容易发生偏差,发生这样的问题时,桩基础的稳定性会受到影响,严重时会出现建筑物下沉,偏移,造成质量安全问题。

5.2 断桩

断桩是在施工过程中常见的一种桩基础问题,引发这种情况的原因可能是地质结构。桩基础的设计标高需要打到地下风化岩层中,而工程施工地点有可能根本没有风化岩层。有些基础岩层上也会布满淤泥层,在这种地质结构中进行打桩,管桩会得不到缓冲。在强大的冲力下撞上基础岩层对管桩有很大损害甚至断裂。另外,施工人员操作不当没有将管桩垂直打入,在碰到坚硬的岩层时也容易发生断裂。进而影响施工进度,增加不必要的经济支出。

5.3 位置偏移

桩基础偏移问题或多或少都会出现,引起的原因可能是土地没有分层夯实,遇到质地软的土层或降雨会出现偏移,如果偏移量在控制标准之内符合要求,如果偏移量大,超出控制标准影响基础结构,可采取加大承台、加实基础等方式处理。由此增加成本支出,所以在施工中要严格把控和灵活应对,以免增加不必要的成本支出。

6 桩基础常见问题处理方法

当桩基础出现安全质量问题时,施工方需要与建设建立单位进行协商,再结合相关技术部门给出方案。施工方收到方案后,要严格按照方案的要求进行施工。

6.1 纠偏法

当桩出现位置偏移时,但是还未发生断裂时,可以在局部位置进行挖掘。当桩裸露在外边的时候可以用千斤顶将桩进行纠正,在复位后回填土即可。

6.2 扩大承台法

因为桩基础本身的承台不能承受荷载,为了达到设计标准就得制造更大的承台来帮助承受荷载。一般来说出现这种情况是因为

1.本身的设计出现误差。

2.桩基础的桩出现质量问题或者是断裂。

3.灌注桩不均匀施工,承台发生偏差或者是为了防控自然因素采取更大的承台用来防震。

6.3 复合地基法

当桩基础本身达不到承受标准荷载要求,可以改变土地的土质来增强其承载能力。将承台下方的土挖出,在承台施工之前将土换成更具承载能力的土比如是砂石土,再进行分层夯实,再进行承台施工达到巩固地基的目的。也可以在桩基础的基桩之间增设水泥土桩,形成复合的基础。

6.4 补桩法

出现短桩时,可以采取这种方法。需要在承台施工前进行。如果基桩之间离得很近可以采取钻孔-植桩-沉桩的方法操作,然后在进行桩基承台施工,利用承台自身结构承进行静力压桩。这种方法施工难度小、机械设备要求不高、操作时间短。

7 结语

综上所述,在这个经济飞速发展的时代中,人民的生活质量得到改善,建筑物也像商品一样琳琅满目,高楼拔地而起,巧夺天工。建筑行业更应该用科学,环保的施工技术建造出更高质量的时代性建筑。而桩基础作为建筑物的根本,桩基础的质量与安全必须得到保证,层层把关。桩基础施工技术应不断提高,来解决未来可能会发生的各种施工难题。在建筑施工中要严格遵守施工技术规定,进行严格的管理,真正的做到正确勘察、分析地质、科学施工,选用适宜的,先进可行的桩基础施工技术,才能保证基础的稳固和建筑的质量与安全。

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