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摘要:近年来土木工程中高层建筑增多,桥梁与高铁的建筑工程也在飞速增长,这一切归功于经济的高速发展。而高层建筑更加需要稳固安全的技术支持,桩基技术则可以有效帮助建筑物将荷载转移到地下具有良好承载力的土层上,避免由于承载力不足而引起的建筑物沉降或倾斜的现象。
关键词:桩基础;灌注桩;PHC预制桩
前言:
近年来,中国的土木工程行业在飞速发展,我国“基建狂魔”的名声也越来越大,因此土木工程的技术提高问题迫在眉睫。桩基础施工可以帮助建筑将荷载传至地下深处承载性较好的土层,避免建筑因为承载力不足产生沉降或倾斜的现象。在某些情况下,使用桩基础会有效减少现场工作量与耗材的作用。因此本文从分类、实际应用和事故预防三方面探讨了桩基施工技术,特别探析了灌注桩与PHC预制管两个重要分类。
1. 桩基础是什么
桩基础作为一种深基础,数个桩的顶部可以通过轴承平台连接成一个整体,使得建筑在动静荷载中都能保持其安全稳固的性质。 桩基工程的质量将直接影响建筑物的稳定性和安全性。桩基础的类型各式各样,可以从不同方面按照不同的方法进行分类。例如,可以根据承载特性,桩的形成方法,桩的直径等进行分类。承载平台与地面的相对位置也可以用作桩基础分类的重要依据。高低桩基础使用的场所不一样,所发挥的作用也不尽相同。使用什么类型的桩基需要根据实际情况进行选取。由于桩基的良好支撑性能,桩基础技术在现代土木工程中得到了更多的重视。
2. 桩基础技术的重要分类
2.1 灌注桩技术
灌注桩技术是桩基础技术的一种重要类型。 在施工现场,工人将使用钻孔机在地面上钻孔。 当钻头达到目标深度时,将使用钢筋混凝土灌溉孔并使用螺旋钻。 或潜水装备等,使用这种方法时不会产生振动或挤土。在施工现场使用什么类型的钻杆需要根据土质和土中的水含量选择。如当现场的土质为粘性土、淤泥和砂土等的时候,适宜用潜水钻。除了钻孔灌注外,还有沉管灌注,工人使用振动或锤击的方法,用钢筋混凝土桩靴将钢管沉入土壤中,然后将混凝土注入钢筋并拔出钢筋,灌注成桩。使用这种方法需要注意检车是否发生断桩缩颈等事故。
2.2 PHC预制桩技术
PHC管桩是指预应力高强度混凝土管桩。 PHC管桩在生产过程中需要预张紧的预应力离心成型过程,并且管桩在生产过程中需要承受10个大气压并在约180°C的温度下保持蒸汽。它具有单桩承载力高,可以打入密实的砂层,帮助增加承载力比原状土质高70%-80%;应用范围广,可以选择多种土质作为持力层,广泛应用于高层建筑中;沉桩质量可靠,易于操作,易于控制; 并且具有成本低廉的优点。 PHC管桩在房地产领域的应用甚至占80%以上,这说明其在我国的发展相对较快。
3. 桩基础技术的实际应用
桩基础技术的应用十分广泛,在各类重要的建筑、港口、桥梁以及高层建筑中都有使用,由于其承载能力高,既能承受竖直荷载,也可以承受水平荷载,因此桩基础也是应用最广泛的深基础形式。以下来介绍桩基础中应用较为广泛的两种类型。
3.1 灌注桩技术的实际应用
灌注桩在施工时具有无振动、无挤土、噪音小等特点,因此特别适合用于城市中建筑较为密集的地区,如城市的CBD施工或城市的住宅区,在这些地区,灌注桩得到了广泛的应用。而在桥梁的基础建设中也大量使用到灌注桩技术,甚至占比可以达到80%;在水利工程中也会使用到灌注桩技术。
灌注桩技术因为其适应性特别强、对邻近建筑与环境的影响较小、抗震性强、设备简单、无需复杂的技术、施工安全快捷的特点,在土木工程中经常会使用到。
3.2 PHC预制桩技术
PHC管桩的应用非常广泛,PHC管桩主要可以应用于房产建设,公路建设、码头建设等土木工程领域。近几年随着PHC管桩行业的高速发展,在2012年PHC预制桩技术在房地产行业的使用比例占到了80%,公路建设中占到了10%,铁路建设占到了5%,且主要在高铁行业。而且随着近几年我国高铁建筑的飞速发展以及高潮来临,PHC预制桩技术在铁路建设中的占比必定会逐渐扩大。
PHC预制管由于其的诸多优点没在市政道路深层软土地基的处理中也有广泛的应用,在现阶段土木工程技术中,PHC预制管是市政道路建设的最佳方法,特别是在处理深层软土地基问题时。
4. 桩基技术的质量预防
4.1灌注桩技术的质量预防
注意在灌注桩技术后,可能会发生混凝土强度不足,振动不当或右侧腔中有泥土夹带等事故,从而影响桩的质量。 因此,预防桩技术的方法有:
(1)事故分析:使用的混凝土质量差,含泥量过高导致混凝土的强度下降,且在搅拌过程中产生了不均匀;灌注时操作不当,没有振捣密实或是一次性灌注;灌注时位置歪斜导致了位置不直或是造成了断层。
(2)处理方法:定期对成桩进行检测,及时发现质量问题,发现问题后立即进行重新浇筑或是将缺陷处清除后补浇到标高等处理。发现单桩承载能力不达标后,还需要立即重新研究加固方案。一般采取补桩或是扩大承台面积的方法。在施工前,确保购买的原材料质量,搅拌混凝土时使用强制式搅拌机等。
4.2PHC预制桩技术的质量预防
PHC预制桩的外观质量缺陷包括了漏浆、蜂窝和空洞、表面有裂缝、断面不平整、桩身歪斜、内部石头裸露等问题,外观的质量缺陷不但会影响桩的销售问题还会影响成桩的质量,还会影响管桩的耐久性,为建筑的建成带来安全隐患。
(1)事故分析:拆模时,管桩表面的混凝土与模具黏连,造成了粘皮,严重时甚至可以能看到预应力钢筋。而造成这些事故的原因有很多,如管桩混凝土的脱模强度不足,管桩的脱模强度需为C40以上。还会存在施工终压力下,桩端无法达到持力层;相邻基桩桩底标高相差过大;桩顶短接桩等情况。
(2)处理方法:需要积累经验以及施工数据,准确根据地质的情况分析,保证满足终压条件的预钻孔取土深度;当差异过大时,还需要根据具体情况分析,差异值的大小产生的影响不同,应对方法也不同。
5. 总结
桩基础技术主要有三种类型:灌注桩技术,预制桩技术和手动挖孔技术。 桩基技术可以有效提高建筑物的稳定性和安全性,是土木工程施工中的常用技术。 其中,灌注桩技术和PHC预制桩技术因其价格合理,安全性和稳定性较高,工艺简单而被广泛使用。
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