摘要:桩基及基坑支护施工作为建筑工程施工的基础部分,对于整个工程施工质量有直接影响。文章主要结合上海漕河泾开发区松江高科技园生产用房三、四期工程项目的具体情况,对其桩基施工技术和基坑支护施工技术进行研究。在介绍项目基本情况的基础上,分析工程桩基及基坑支护施工特点,并提出具体的施工技术措施。
关键词:工业用房;桩基施工;基坑支护
前言:在建筑工程桩基施工中,不仅需要根据前期地质勘察结果及工程施工要求,合理选择桩基及基坑支护方式,还要确保施工质量,防止出现桩身断裂、倾斜等问题。特别是在预制桩施工中,容易因技术质量不过关,导致桩身存在质量缺陷,进而影响其承载力。因此,必须结合工程实际情况,做好技术质量控制工作。
一、工程概况
上海漕河泾开发区松江高科技园生产用房(三、四期)工程主要包含两栋生产用房、一座变电站、一处门卫四个单体建筑的施工任务。该工程总建筑面积33920.76m2,其中两栋生产用房的面积分别为24080.4m2和9712.36m2。在两栋生产用房中,11#楼设计为框剪结构,高度为18层,地上面积22909.1m2,地下面积为1171.3m2。12#楼为框架结构,高度为8层,地上面积9712.36m2。变电站设计为框架结构,总面积103m2,门卫设计为混合结构,总面积25m2。该工程11#楼地基承台埋深为-5.25m,承载力标准值为6000kPa。桩基为管桩形式,采用PHC预制桩,桩身长度为30m和25m,规格分别为φ600和φ400。建筑主体结构形式为钢筋混凝土框剪结构,抗震设防等级二级。基础垫层混凝土强度为C15,承台、地板和顶板的混凝土强度为C30,梁板混凝土强度为C30,,圈梁构造柱过梁的强度为C25。12#楼承台埋深为-2.1m,承载力标准值为6000kPa,桩基形式为管桩,同样采用PHC预制桩,桩身长度为33m,规格为φ500。建筑主体为钢筋混凝土框架结构,抗震设防等级二级。基础垫层混凝土强度为C15,承台和地梁强度为C35,圈梁构造柱过梁强度为C25。该工程质量要求主要根据《建设工程质量管理条例》和《工程建设标准强制性条文》等规范文件制定,计划工期518日历天。
二、工程桩基及基坑支护施工特点
(一)结构特点
在建筑工程施工中,基坑结构设计以及桩基选择,涉及到岩土工程和土壤力学强度分析等方面的工作,需要确保桩基形式、支护方法的合理性,从而为施工安全性提供保障。从基坑支护结构自身特点来看,由于其本身属于临时结构,受造价方面的限制,往往安全储备较小,容易出现支护结构不稳定的现象。在上述工程施工中,为了确保桩基及基坑支护施工的安全性,基于前期的勘察和分析,最终决定采用预制桩基础和联合支护方式,通过配合使用锚杆支护和地下连续墙等支护方法,为基础结构强度提供保障。另外,在桩基和基坑支护结构设计过程中,还考虑到挖掘施工循环进行的影响,通过分析堆载及振动可能引发的安全问题,对现场施工作业面进行合理布置,使桩基及基坑支护施工安全性得到明显提升[1]。
(二)地质特点
工程地质条件是影响桩基及进坑支护施工的主要因素,上述工程主要为砂土地基,包含部分软土地基,在一定程度上增加了桩基施工和基坑支护施工的难度。由于地基开挖难度大,而且存在差异性,必须在前期的地质水文调查过程中,详细掌握相关数据资料,不能简单复制其他工程的预制桩施工技术方案。对于工程地质薄弱区域,则需要做好基坑支护施工,随着挖掘施工进行,及时建立支护结构,防止边坡出现失稳现象。另外,从该工程前期勘察结果来看,其地下水埋深为15.7m,高程约为43.18m,主要为潜水类型,通过地下径流和降水补给。考虑到工程施工周期较长,还需要通过预测天气变化情况,采取有效的降水措施,防止对桩基施工造成影响[2]。
(三)力学特点
力学特点分析在桩基施工和基坑支护施工中占有重要地位,除了要满足整体强度、稳定性方面的要求外,还要防止桩基及支护结构出现变形、位移等质量问题。在预制桩施工中,需要根据力学分析结果,合理选择持力层,确定嵌入深度和桩孔直径。该工程主要将强风化岩作为持力层,桩端需要嵌入岩石1~2m左右。在基坑支护施工方面,采用冲孔灌注桩、三道锚索和水泥搅拌止水帷幕,构成基坑支护体系,可以为基坑稳定性提供保障。因此,在建筑工程桩基和基坑支护施工中,必须做好力学特点分析工作,从而合理制定施工技术方案[3]。
三、工程桩基及基坑支护施工技术方法
(一)桩身质量控制措施
在预制桩施工中,容易因各方面因素的影响,导致施工质量出现问题。其中,桩身质量如果自身存在缺陷,则容易在施工后出现桩身断裂、桩顶破碎等问题。上述工程采用的预制桩是在加工厂统一制造生产的,可以根据实际施工要求,制作成不同形式规格的桩。
在预制桩加工生产过程中,需要注意模具和材料的影响,加强生产工艺控制,严格遵循养护龄期等方面的要求,防止因桩身强度不足,在实际施工应用中出现问题。特别硬加强对桩身尺寸的控制,将偏差控制在允许方位之内。具体可采取以下几方面控制措施:(1)根据施工设计要求,在仔细研究相关技术规范的基础上,合理选择预制桩模板。(2)加强对预制桩钢筋骨架质量的控制,对原材料进行认真检查,发现不合格材料及时剔除。(3)准确控制预制桩的单节长度,注意检察外表面的观感质量。(4)在完成预制桩制作后,还要加强对预制桩装卸、运输和对方等环节的控制管理,防止因操作不当,导致预制桩质量出现下降。通过采取这些质量控制措施,能够为工程桩基施工质量提供保障。
(二)接桩施工技术方法
在接桩施工过程中,也会受到材料质量及施工技术方法的影响。结合以往工程施工经验,在上下两节桩的接触平面部分如果出现偏差,或者出现焊接技术不规范的情况,容易导致桩节点连接不牢固。如果在焊接施工后的停歇时间过短,也会影响其连接质量。此外,还要注意螺栓是否拧紧、接桩胶泥质量是否符合要求。只有排除这些技术质量影响因素,才能确保接桩施工质量。上述工程在实际施工前,由技术人员负责对桩基施工技术方案进行部署,完成技术交底工作,强化现场施工人员的质量意识。然后在实际施工中,严格按照施工技术方案控制操作步骤,有序完成接桩施工任务。最后通过及时开展质量验收工作,找出薄弱节点,并对其进行修复,使桩基施工质量得到明显提升。此外,在该工程施工中发现,靠近运土道路的桩基更容易出现断桩现象。这主要是由于在运土车辆行驶过程中,道路承受重压,导致桩身出现滑移和倾斜现象,严重时则会出现断裂。因此,该工程着重加强此部分的桩基施工技术质量控制,使断桩现象得到有效控制。
(三)桩身垂直度控制
桩基的垂直度是指桩身方向与重力垂线方向的偏差,只有在两者保持一致的情况下,才能避免出现桩身位移和变形等问题。在实际施工中,一般在打桩机平台上对桩基垂直度进行监测,然后通过及时调整,确保桩身方向始终保持重心方向。但是受布桩密度、持力层坡度、打桩路线以及基坑开挖施工等方面的影响,都容易使桩身出现倾斜,超出垂直度控制要求。因此,除了做好垂直度监测工作外,还要积极创新施工技术方法。在沉桩施工过程中,应将桩帽和桩身周围的间隙控制在5~10mm范围内,并确保桩帽、桩身、桩锤在同一水平线上。上述工程根据相关技术规范的要求,控制桩身垂直度偏差在0.5%以内,若监测中发现实际垂直度超出这一范围,则需要采取纠偏和补强措施,确保桩身垂直度能够满足要求。
(四)打桩施工病害防控
在建筑工程桩基施工中,如果采用锤击法进行施工,容易出现桩长不达标的现象。这主要是由于持力层选择不当、桩型参数设计不合理以及送桩困难问题导致的。因此,在预制桩施工前,需要确保勘测资料的准确性,加强设计方案审核,为实际施工奠定基础。在锤击沉桩过程中,容易发生桩身断裂和桩身回弹等病害问题,需要做好机械重锤的选择工作,合理控制落锤频率。在上述工程中,首先通过加强桩帽和垫层材料的质量控制,防止其在锤击施工中发生破坏。其次对于复杂土层情况,采用特殊的施工机械,确保施工技术参数与地质参数的适应性。最后,在密集桩群施工中,则按照从中间向两边的顺序进行对称施工,严格控制桩身规格和落锤频率,使打桩施工质量能够得到技术标准要求。在此情况下,也可以避免因桩身碎裂增加材料损耗,有利于优化工程施工成本的控制效果。
(五)支护体系施工
在建筑工程桩基施工中,受土方开挖施工影响较大,特别是在场地条件不佳的情况下,可能会使桩基受到扰动。在上述工程桩基及基坑支护施工中,支护体系曾多次出现危险状况,特别是在南侧路面与路缘石的交接部分,曾出现一道宽度为15~30mm的裂缝。受此影响,水泥搅拌桩的桩身出现横向位移,并出现多道裂缝。通过对质量病害问题原因进行分析,技术人员发现前期勘探空位与实际地质情况存在出入,而且临时道路在运泥车反复碾压下,对基坑支护体系造成了较大冲击。再加上工程基坑的侧壁未设计泄水口,地下水的埋藏深度较强,在水位高时会对浆液产生稀释作用。为解决这一问题,该工程在基坑边坡处设置两道钢花管,长度大于21m,并采用1:1水泥浆进行封闭,使缝隙得到控制。经过连续三天的监测,反压宽度为2m,形成梯形反压,可以满足基坑遍布堆放材料等的承载力需求。因此,在实际施工中,应结合出现的问题,深入分析原因,找到有效的技术质量控制措施,提高桩基施工技术水平。
结束语:综上所述,通过分析和总结上海漕河泾开发区松江高科技园生产用房(三、四期)工程的桩基及基坑支护施工技术经验,可以更好的掌握其施工技术特点,为同类工程提供参考。在实际施工中,则应加强施工技术质量控制,包括预制柱材料质量控制、现场施工技术质量控制等,降低质量问题的发生几率,确保工程施工能够通过验收,达到相关技术标准规范的要求。
参考文献:
[1]易平.某建筑基坑支护及桩基工程施工技术[J].佳木斯职业学院学报,2019(04):264+266.
[2]王道峰,陈剑波,李永红,马怀章.高层建筑超深基坑的支护设计与施工[J].安徽建筑,2018,22(06):67-69.
[3]王凤权.浅谈基坑支护与桩基施工的经验与教训[J].黑龙江科技信息,2018(26):219.