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摘要:文章在总结桩基方案选择考虑因素的基础上,通过实例对桩基选择进行分析,为相关工作者提供参考和借鉴。本文简要的分析了建筑工程桩基的选择应用,以供参考。
关键词:桩基;地基处理;灌注桩
1 影响桩基选择因素分析
桩基的种类繁多,但各种桩基都有其特点及适用范围,根本没有一种通用性的桩基,加上具体工程地质条件的多样性,施工机械设备的差异性,施工队伍综合素质、施工工艺水平、材料所需数量等都会对桩基的应用效果产生很大的影响。一般情况下,在选择确定桩基方案前需要综合考虑以下几个方面的因素:
(1)地质条件。包括地质、土质、地层、地下水等条件。
(2)结构物状况。主要涉及结构物的规模和形式。
(3)环境情况。一是气象情况;二是噪声、振动情况;三是桩基邻近构筑物情况,主要为邻近建筑物、桥梁、道路等邻近构筑物的情况;四是材料堆放、机械作业情况;五是地下埋设物的情况,涉及给排水管、天然气管、电缆管线等地下埋设物;六是水电供给情况。?
建筑材料的供给条件。建筑材料的供给若可选择在当地,则可减少运输费用,节约施工成本。?
施工机械设备条件。施工队伍所应用的施工设备状况有时可能会制约采用何种加固措施。?
工程费用的高低。桩基方案选择是否合理的一个关键指标就是经济技术指标的高低因素,在桩基的选择过程中,一定要在综合比较分析的情况下,选择既能满足承载力要求,又能保证施工质量,且又经济合理的桩基方案。
(4)施工技术的综合难易程度。如采用筏形基础,虽然施工工艺复杂性较高,且大体积混凝土浇注及养护比较难,但灰土垫层、混凝土垫层和筏板施工即可在基坑开挖后实施,无需再钻孔和做钢筋混凝土桩,整体而言,此桩基形式结构可靠、保证质量、施工方便、进度较快、经济合理。再如采用钻孔灌注桩,虽说成桩工艺比较复杂,施工时容易产生塌孔、缩颈、断桩、吊脚桩等质量问题,但其施工噪声小,震动少,应用范围广。旋挖钻机成孔首先是通过底部带有活门的桶式钻头回转破碎岩土,并直接将其装入钻斗内,然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土,这样循环往复,不断地取土卸土,直至钻至设计深度。对粘结性好的岩土层,可采用干式或清水钻进工艺,无需泥浆护壁。而对于松散易坍塌地层,或有地下水分布,孔壁不稳定,必须采用静态泥浆护壁钻进工艺,向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。因此,要根据工程实际情况,综合的比较各种桩基方案的特点及施工综合难易程度,以选择最佳方案。
(5)工期要求。首先要保证地基加固工期不会延误,其次,如果桩基工程工期缩短,可有效利用节约出来的工期提高地基加固后的强度。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此,应按具体工程具体分析的原则处理每一项桩基工程,综合考虑各方面的因素,分析比较各种桩基方案技术性和经济性,以选择最佳的桩基处理方法,或者多种形式桩基组成而成的桩基综合处理方案。
2 桩基选择应用分析?
2.1 工程概况?
拟建工程项目分为A、B、C、D四个区,A区、C区分别为15层、12层的主体建筑物,高度分别为56.9m、31.4m,均为框架抗震墙结构,单柱最大荷重约为4500kN,9800kN;B区为4层的裙楼部位,高度为16.80m,单柱最大荷重约为5400kN,框架结构;D区为2层建筑物,高度为12.80m,单柱最大荷重约为5400kN,框架结构。地面设计标高为11.5m,设有深度约5.00m的一层地下室。?
2.2 地质条件?
在对拟建场地内的软弱土层、孤石、池塘、陡坎进行适当处理后,结合区域地质资料,对拟建场地的地表、基底及周边地势进行了综合分析,结果表明地基的稳定性较好,适宜拟建物的建设。根据现场勘察,拟建场地地基土主要由素填土、淤泥质土、粉质粘土、火山岩残积粘土、全风化火山岩、土状强风化火山岩及中风化火山岩 组成,各土层详细情况分述如下。?
素填土属于回填时间小于10年的新填土,为欠固结土,密实度、均匀性及工程性能都比较差,且未经专门的压实处理,不宜直接作为拟建物的基础持力层。另外,在采用桩基方案时,要考虑负摩阻力的影响。?
淤泥质土属于高压塑性软弱土,为欠固结土,力学强度低,工程性能差,和素填土一样,不宜直接作为拟建物基础持力层,同样需考虑产生桩侧负摩阻力的影响。?
粉质粘土属中等压缩性土,大多呈可塑~硬塑状态,虽然力学强度较上述两土层要较高,但分布不够稳定,且顶板厚度与埋深变化较大(0.30~7.20m),同样不宜作为本拟建物的基础持力层。?
火山岩残积性土属中等压缩性土,呈可塑~硬塑状态,总体上层位稳定,力学强度较高,且呈现出随着深度的递增而强度逐渐增大的变化趋势,但厚度总体较小且也变化较大(0.70~9.60m),由于本拟建物主楼荷重较大,所以不宜作为桩基的桩端持力层。?
全风化火山岩压缩性较低,力学强度较高,但层位不够稳定,局部厚度变化大,总体厚度较小,且局部地段已缺失,因此,也不宜作为拟建物的基础持力层。?
土状强风化火山岩和全风化火山岩一样压缩性较低,力学强度较高,且层位基本稳定,总体厚度较大,可将此土层作为C区和D区的桩端持力层。?
中风化火山岩力学强度较高,虽然岩面起伏较大,但基本不可压缩,不会产生不均匀沉降,因此该土层是本拟建物主楼较为理想的桩基持力层。?
2.3 桩基选择?
根据上部建筑物荷载特点,结合场地岩土层分布条件及周边环境,专家认为设计所采用的部分改为旋挖桩与部分冲钻孔灌注桩相结合的基础型式基本是合理可行的。旋挖桩不需要降水,在基坑开挖后施工桩长较短,同时,冲孔灌注桩需要在地面上施工,且需泥浆护壁,因此,原设计方案可能会导致原定施工工期的延长。专家认为上部建筑为15层,荷载不是特别大,且地质剖面上的中风化火山岩埋深较大,区域风化层厚度大,因此,专家建议设计单位可考虑把原设计的部分冲钻孔灌注桩也改为旋挖成孔灌注桩,即全部采用旋挖成孔灌注桩的桩基方案。旋挖成孔灌注桩桩长控制在25m以内,中风化火山岩作为持力层,需要对此方案进行优化设计,以便比较其技术性和经济性,择优选取桩型。还建议需要对土状强风化层的地下水进行水质分析,且取样时应避免上部池塘水对水质的影响,如地下水对钢结构是无腐蚀,还是弱腐蚀。旋挖成孔灌注桩施工具有速度快,成孔工艺简单,相比人工挖孔桩安全性较高的优点。与此同时,对土层要求不高,地下水位高低均不受影响,不受临时用电的用电容量限制。
2.4 旋挖钻孔桩施工
旋挖钻孔桩施工技术应用于钻进成孔,因此又被人们称为钻头成孔,是一种高效的成孔技术。旋挖钻孔桩技术是利用钻头和钻杆的高速旋转,再加上钻头和钻杆的自身重力作用,在旋挖钻孔桩施工时,通过不断的高速旋转,能够快速地削土和出土,并在有效的轴径内旋转工作,使旋转出来的钻孔笔直紧凑,能够快速有效地插入地下,高效地采取孔渣,并多次循环工作,能够快速地圆满地完成工作。
结束语:在多个方案中进行经济技术的分析比较,选择最满足建设方需求的方案,作为最终方案。最后,邀请专家论证,根据专家的专业知识与个人经验,通过对工程地质情况、工程经济技术指标及工程特点进行定性比较确定最优的方案。文章所提出的桩基选择方法看似比较简单,但在实际选择过程中需要综合各技术、经济等方面的因素加以综合分析。
参考文献:
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[2]王宗年,李志刚.某教学楼裂缝原因分析和安全性检测鉴定[M].兰州工业高等专科学校学报,2010,(04):27-30.
论文作者:沈方灏
论文发表刊物:《防护工程》2017年第17期
论文发表时间:2017/11/30
标签:桩基论文; 火山岩论文; 钻孔论文; 方案论文; 较高论文; 土层论文; 工程论文; 《防护工程》2017年第17期论文;