桩基础施工技术在建筑工程中的应用研究郑炳玉

发表时间:2020/6/29   来源:《建筑实践》2020年第5期   作者:郑炳玉
[导读] 在建筑工程基础施工中,应用合理的桩基础施工技术特别重要

         摘要:在建筑工程基础施工中,应用合理的桩基础施工技术特别重要,不仅能够提升工程结构的整体性,而且有效减小外界因素对建筑结构稳定性的影响,保证建筑工程的整体经济效益。对于建筑工程基础施工人员来说,在实际工作当中,要合理运用先进的桩基础施工技术,针对桩基础施工过程中出现的问题,采用妥善的解决对策,进一步提升建筑工程结构的稳固性。鉴于此,本文结合某工程实例,针对桩基础施工技术的具体应用展开分析,以期为推动我国建筑工程的发展贡献力量。
         关键词:建筑工程;桩基施工;应用
1工程概况
         某建筑工程为一栋单跨钢结构试验室,跨度39m,柱距12m,纵向总长度231.65m,檐口标高约25.40m。试验室内设桥式起重机2台,最大起吊重量分别为200/50t和32/5t,轨高18m,轨距37m。本工程基础类型为承台桩基础,桩基为机械钻孔灌注桩。桩身设计为钢筋混凝土端承桩,建筑桩共147根,桩径φ800mm和φl000mm,终孔以持力层控制为主,桩底标高控制为辅,桩长不少于35m且进入持力层不少于4m,当桩长达到40m,但进入持力层扔不足4m时可终孔,成桩后进行注浆。
         本工程地貌单元属长江III级阶地。场区地层共分为:①填土(Qml);②粉质粘土(Q4al+pl);③-1粘土(Q3al+pl)、③-2粘土(Q3al+pl)、③-3粘土(Q3al+pl)、④-1残积粘土(Qel)、④-2残积粉质粘土(Qel)、⑤泥岩、泥质砂岩、炭质泥岩强风化(K-E)和⑥砾岩强风化(K-E)、⑦-1泥岩、泥质粉砂岩强风化(K-E)、⑦-2砾岩中风化(K-E)。其中③-2粘土(Q3al+pl)具强膨胀潜势,属于特殊性土。
         场地地下水为:赋存于填土中的上层滞水;赋存于第④-1层残积粘土、④-2层残积粉质粘土和第⑤层泥岩、泥质砂岩、炭质泥岩强风化以及第⑥层砾岩强风化中的孔隙水;赋存于基岩中的裂隙水。地下水对磴、後中的钢筋具微腐蚀性。场地土的类型为中软土,建筑的场地类别为HI类。
2主要施工方法
         根据地质条件和施工特点,同时为了加快施工进度和满足环保要求,选用两台旋挖钻机施工钻孔桩,型号分别为山河智能SWDM22和SWDM25。
2.1旋挖钻机的基本特点
         (1)设备的操作、控制釆用机、电、液一体化高度集中,结构紧凑,机械化、自动化程度高,能提高设备运行的可靠性和操作的灵活性。(2)釆用大扭矩液压顶驱动力头和伸缩式钻杆,伸缩式钻杆是实现无循环钻孔施工的专用工具,避免每次起下钻具过程中的拧卸作业,减少辅助作业时间,随着地层的变化,可及时选择与之相适应的钻斗。(3)施工振动小,噪音低,扭矩大,成孔速度快,无泥浆循环,机械安装简单,在施工现场内移动机械方便。桩孔沉渣少,孔壁泥皮薄,桩侧摩阻力发挥更好。(4)在粘性较大的土质中施工,容易糊钻,会降低工作效率。
2.2单桩施工流程
         桩位测量放线→钻机就位→埋设护筒、复测桩位→孔内注入稳定浆液(泥浆)→下入钻斗、旋挖钻机、提钻、卸土→钻至设计标高、提钻→下掏渣斗清孔、测量孔深→下钢筋笼→复测孔深、二次清孔→灌注水下混凝土→拔出护筒→后压浆。
2.3旋挖钻机主要施工工艺
(1)    护筒埋设
         钻孔用护筒釆用厚度为8mm的钢板制作,直径比设计桩径大100mm,上部开设1个溢浆孔,护筒埋设深度不小于1.0m;护筒中心与桩位中心偏差不得大于50mm。
(2)    护壁泥浆
         孔壁稳定是钻孔灌注桩成孔成本与否的关键所在。膨润土泥浆具有良好的悬浮性、触变性、滤失量小、含砂量低、造浆率高、护壁性能好、现场配置方便等优点。新制泥浆需要膨化24h,泥浆性能指标经检测合格后,方可投入使用。储浆池内泥浆应经常搅动,保持指标均一,避免沉淀或离析。
         膨润土泥浆主要材料选择及配比:水:膨润土:碱-1000:80:3,且要求达到以下指标(见表1)
表1膨润土泥浆性能指标


         旋挖钻机成孔首先是动力头转动底门镶嵌斗齿的桶式钻头切削岩土,并将原状土装入钻斗内,然后由钻机卷扬机和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土,如此循环往复,不断取土卸土,直至钻至设计深度,在钻进过程中,釆用泥浆护壁钻进工艺,向孔内投入护壁泥浆进行护壁。旋挖钻机配备电子控制系统显示并调整钻机时的垂直度,通过电子控制和人工观测两方面来保证钻杆的垂直度,从而保证成孔的垂直度.钻孔过程中根据地质情况控制进尺速度:由硬地层变为软地层时,可适当加快钻机速度;当由软地层变为硬地层时,应减速慢进。
         当旋挖至离桩底设计标高约2?3m时,及时验孔。在旋挖至设计标高后,进行掏渣清孔,使沉淀层厚度在规范之内。终孔后,测检泥浆各项指标,及时下设钢筋笼、导管。在浇注水下混凝土前,再次测量孔底沉淀层厚度,如达不到设计要求,应进行二次清孔,符合要求后方可进行浇筑水下混凝土。
(4)钢筋笼制安及混凝土浇筑
         钢筋笼制作应符合设计要求,在隐蔽工程之前必须进行验收,验收合格后方可下设。由于大部分桩基长度均≥40m,因此,钢筋笼下设需分段下设,上下钢筋笼连接采用单面搭接电弧焊。钢筋笼釆用吊车安放,下放时保证钢筋笼顺直,严禁摆动碰撞孔壁。
         水下混凝土灌注采用直升导管水下灌注混凝土的施工工艺。孔内混凝土面的上升速度不小于2m/h。灌注过程中经常釆用测锤、测饼探测混凝土顶面高度,并适时提升拆卸导管,保证导管埋深2?6m,当混凝土顶面超灌注桩长80cm时停灌,拔出导管终浇。
2.4后压浆施工
         桩基后注浆用于钻孔灌注桩的沉渣和桩底一定范围土体的加固,导管釆用钢管与钢筋笼加劲筋绑扎固定,直径为800mm的桩,沿钢筋笼圆周对称设置2根导管,直径为1000mm的桩,沿钢筋笼圆周对称设置3根导管。注浆压力达到2MPa,并不少于设计要求注浆量可终注。注浆终止原则实行注浆量与注浆压力双控,以注浆量控制为主,注浆压力控制为辅。
3桩基检测
         建筑桩基施工完毕后根据设计要求,分别进行了竖向抗压静载荷试验、低应变反射波法检测、高应变检测,共做竖向抗压静载荷试验3根,沉降量分别为9.93mm、2.04mm、1.04mm,其对应的单桩竖向抗拔承载力极限值分别为7000kN、5800kN、5800kN,检测结果满足设计要求;共做低应变反射波法检测3根,波速分别为4.10km/s、4.32km/s、4.06km/s,为完整桩,属于I类桩;共做高应变检测3根,动测承载力分别为:6508kN、6015kN、6793kN,均为I类桩,满足设计要求。
4结语
         综上所述,通过施工现场勘查、合理确定桩基位置、科学调整桩基,能够保证桩基础施工技术在建筑工程中得到更好的运用,有效提升建筑工程桩基础结构的稳固性。对于建筑工程桩基础施工人员来讲,在实际施工的过程当中,要根据建筑工程上部结构特点,选择合理的桩基础施工技术,进一步提升建筑工程桩基础施工质量。
参考文献
[1]穆文涛,李晓英.浅谈建筑工程土建施工中桩基础技术的应用[J].山东工业技术,2018(05):95.
[2]张永强.探究建筑工程土建施工中桩基础技术的应用[J].绿色环保建材,2017(04):154+156.
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