桩基础施工技术在建筑工程中的运用探讨

2022-11-24 10:06张浩唐山港集团股份有限公司河北唐山063611
中国房地产业 2022年31期
关键词:桩基础桩基注浆

文/张浩 唐山港集团股份有限公司 河北唐山 063611

引言:

桩基施工技术是指将桩基与承台结合在一起的地基处理技术,它可以将上部结构与地面进行较好的衔接,从而实现上部结构的向下荷载的传递,从而提高建筑结构的抗震性能和基岩的承载力。在这一特殊作业中,建筑企业需要不断提高桩基施工技术水平,严格规范施工工艺。只有这样,才能提高建筑工程的质量,才能为建筑企业的发展提供坚实的保障。

1、桩基础技术介绍

1.1 桩基础技术概念

桩基由桩基和桩顶连接组成。当桩身完全埋入土中时,承台刚好与土体接触,称为低承台桩。当桩身完全埋入土中且基底高于地面时,则称为高承台桩。目前,桩基础技术已广泛应用于高层建筑,采用先进桩基技术可有效地提高基础结构强度,提高工程质量。通过桩基础施工,既能提高结构的承载力,又能有效地减少竖向荷载,使得建筑工程自身的结构受力能够得到优化,最大限度地减少沉降。在采用桩基础施工技术进行施工时,需要对坚硬的石头、泥土等需要进行科学的处理,切实提高结构的整体稳定性,避免因外力作用造成的不均匀现象。

1.2 桩基础技术的优势

桩基础具有优良的承载能力,能够承受所有高层建筑的竖向荷载,以及下方单个竖向桩的较高刚度。由于受到自身重量和承载物的压力约束,建筑物的桩基础不容易发生沉降,稳定性较高。在发生自然灾害时,土层虽然会自然沉降,但土层桩基础具有优良的抗压和抗拉强度,可以保证建筑物的稳定性,防止建筑物晃动或倾斜。单桩的横向刚度也很大,可以承受各种环境条件下的压力,增强建筑物的抗震能力。此外,还可提高土层或者坚硬部分的松软度,让土层或者坚硬部分分担建筑物的总重量,增强建筑物桩基础的承重力,防止建筑物发生沉降或倾斜等事故。

2、桩基础施工技术在建筑工程应用中存在的问题

2.1 测量施线

在项目中设计桩位的位置时,设计者需要在选定的施工现场选择符合项目的施工要求的位置,这是桩基础施工测量的首个环节,而且在桩基础施工过程中需要提供精准的数据信息以支持过程的完成。此外,工程师需要在竣工后测量桩基础,以评估工程的施工质量,并在建设工程的实际施工中选择最佳的建筑材料。因为,建筑企业对工程质量有严格要求,不得违反建筑规范,在工程施工过程中需要严格遵守国家有关规定。通常,在桩基础施工过程中,测量施线这个环节最常出现问题。当工程师知道测量施线不正确时,工程师需要选择最适合当前情况的测量方式。其中,人们常用的方法有两种。一个增大桩基础的桩承台,另一个添加桩。但若发生此种情形,不但工程技术费用会上升,工程建设周期也会随之延长。

2.2 地下水处理问题

在直接建造桩基础的过程中,工程师经常面临与地下水处理相关的问题。在地下水位较低的情况下,工程师可以采用单桩法进行抽水。当地下水水位较高时,工程人员可采用多根桩同时进行抽水,从而使地下水位下降。在工地正常施工过程中,如果桩身较浅,工程师可采取局部排水措施。如果建筑工地的地基存在冻土,工程师可以使用人工冷却技术将地下水变成冰,这降低了水土之间的压力,保证了项目的顺利建设。这种施工技术的优点是可以隔离地下水,具有很强的抗渗透性,可以最大限度地减少对施工场地周围的污染。

3、基础施工技术在建筑工程施工中的应用

3.1 灌注桩成桩技术

首先要选好点,在正确的地方打个孔,然后把混凝土和钢筋笼放进孔里。钻孔的方法有很多种,每种方法都有独特的好处。但是,通常使用干作业成孔。这种方法有效地结合了人工钻孔和机械钻孔。手工钻孔时,注意不要挖粘土或砾石土,挖孔的深度控制在0.9m 到1.5m 之间,完成挖孔后,将钢筋放入孔中开始浇筑混凝土。在混凝土浇筑部分之后,混凝土只要已凝结就会形成灌注桩。这种方法在建筑工程中很常见。在施工前,需要考虑到该地区的地质条件。如果局部地区的岩溶地貌比较凸出,可能会导致偏孔和卡孔问题,这是由于不同层次的岩石强度不同造成的。因此,施工过程中应特别注重控制冲击钻的冲击范围,防止出现偏孔和卡孔问题。如果孔有轻微偏的问题,可以将素砼倒入孔中,1d 之后重新钻孔。在打好桩孔后,应对孔内部进行清理,防止杂物残留在桩孔底部,阻碍桩孔的正常使用。清孔通常采用专用装置,清孔时间需要控制在15-20min 内。如有特殊要求,需要每2-3h 再次清洁桩孔。

3.2 人工挖孔桩技术

人工挖孔桩技术,顾名思义就是用人工来完成。本技术具有施工工艺清晰、操作简便、无需大型机械,可实现多桩、单桩的钻孔作业。功能十分强大,可直接考虑桩的大小并确定施工现场的低质环境,承受压力的效果好,抗震性强,最后的施工质量也达标。但是,由于人工操作,导致工程进度缓慢,存在着明显的安全隐患。由于地下作业存在诸多不确定性和风险,安全管理难度大。而且,天气条件也会影响人工桩的施工进程,水位越高,对周围建筑物的影响越大。

3.3 预制桩施工技术

在搭建预制栈时,首先选择一个合适的位置,然后在这个阶段通过各种方式引导桩打入该位置中。施工方法虽有多种,但各有优缺点,应根据实际建筑情况而定。如果选择正确的振动或锤击等桩设计方法,会产生较大的振动和高噪音,优势是施工速度快,但使用振动方法会对地基产生一定的干扰,锤击法就直接会影响桩基本身;水冲法的振动声音、噪音都比较小,但施工速度低,技术流程比较复杂,同时影响桩基的承载能力。另外,在使用水冲的时候,也要考虑采用内、外两种方法。内射技术可以应用于室外的钢管桩和水泥桩。对于实心方桩或钢H 型桩,可采用外射法。在任何情况下,射水的行为都应在距桩顶2 m 处停止。然后需要使用锤击的方法将桩堆到估计的高度。相对而言,静力压桩法的使用比较普遍,与以前的方法相比,振动或噪音较小,需视现场情况而定,但当砂层厚度超过2 米时这个方法不能用。如果施预制桩工过程使用静压桩法,施工团队需要首先确定进入桩基的路径并仔细监控入桩过程,以确保路线不会偏离指定路径以避免过程出现问题,并防止桩基悬垂或土体悬垂等现象的发生。在此过程中,需要保护好桩基,并且控制压力机的速度通常保持在每min/1m 左右,这个速度允许桩底在压的过程中可以与所有土层相互作用,以减轻抗剪预应力。在压入过程中,桩基底部的下段钢筋需要进行调整,以确保与预留孔对齐,使桩基的上下接触面保持在5mm 至10mm之间,以满足设计要求。

3.4 静力压桩施工技术

采用压桩设备和桩基本身的重力作用于桩上,然后在受力的作用下将桩压入土中。该方法施工简便,施工工艺简便,对桩身的外部环境没有明显的影响。另外,采用静压桩施工工艺时,所需要的混凝土、钢筋数量相对较少,因而可以降低工程造价,提高工程效率。然而,在工程实践中,静压桩的施工技术存在着诸多弊端。首先,在进行压桩时,地基的构造会发生改变,从而对地基产生一定的破坏。其次,在静压桩基时,施工过程需要是连续的。一旦施工过程停止了,会对施工造成非常大的影响。最后,静力压桩施工技术不适用于高层建筑,其施工质量无法得到保障。

3.5 注浆技术

3.5.1 制作注浆管

注浆管道采用镀锌钢管制造,直径为25mm,通常采用螺纹连接,再用防水胶带将其包裹。桩端注浆阀长度为300mm,钻孔时将浆液喷出,钻孔与钻孔之间的间隔设定为50mm,注浆阀需要承受1MPa 以上的静水压,同时具有一定的反冲力,而注浆阀门的外层需要能够抵御沙土等坚硬物体的摩擦力,不会造成注浆阀损坏。注浆完毕后,要用清水冲洗,如有渗漏,操作人员应采取措施,将注浆管道密封,上端需要使用堵头进行封堵。

3.5.2 布置注浆管

工作人员在设置注浆管时,需要将两个注浆管分别绑在钢筋笼外侧,并在2~4m 处用钢丝和主筋进行捆绑。在钻完洞后,需要先清除孔洞,再将钢筋笼放下,并在下落时对注浆管道进行保护,以避免因钢筋笼变形或其它原因造成螺钉松动等情况。另外,使用混凝土衬垫对喷嘴的周围起到防护作用,避免在长时间的摩擦下出现胶带破裂或注浆孔堵塞。

3.5.3 浆液配方

在注浆过程中,需要控制注浆的浓度和压力,确保注浆质量符合设计要求。通常情况下,注浆的密度和压力对注浆量的影响较大,注浆量控制得好,注浆效果也会更好。目前,注浆浆料以混凝土浆为主,一般采用42.5 级普通硅酸盐混凝土,根据饱和度、渗透性来决定浆料的水灰比,一般饱和土、水灰比为0.45~0.65,而不饱和土为0.7~0.9。同时,要保证混凝土搅拌时间超过2min,并且需要对泥浆进行完全的过滤。

3.5.4 注浆时间和注浆装置

桩体混凝土需要在2 个小时内完成,否则过早注浆,较容易造成桩体混凝土强度不足,如果注浆过快,桩底的整体稳定性也会受到影响;若注浆过迟,则桩底注浆管道将被包覆,压力过大,导致注浆不顺畅,同时也将使得桩基混凝土固化,难以形成注浆通道,进而导致泥浆出现大量流失现象,因此,施工人员应视具体情况,选择合适的注浆时机。

工作人员在选定注浆设备时,需要准确地确定注浆压力,通常应将注浆压力控制在合理的范围之内。另外,还应加强注浆装置的性能,使注浆装置使用方便,并配有压力计,以便工人在注浆过程中对注浆过程中的压力变化进行监测。在进行混凝土浆料的混合时,应选用直立的搅拌机,以便使浆料符合规定的搅拌条件,除此之外,还应具有计量、显示等功能,便于操作人员掌握浆料的动态。

3.6 置换土质技术

置换土质法也是普遍的房屋建筑项目的主要施工方法。采用该技术,可以解决基础结构强度不足的问题,增加基础结构的稳定性和承载力,以保证房屋结构的稳定性。同时,用更耐用、耐腐蚀的粘土材料代替在基本建设条件下不符合建筑标准的土壤。工作流程本身需要用原始粘土替换路面,首先去除替换粘土的软层,然后根据一定的建筑标准选择合适的材料填充空隙,实现填充材料与原土壤完全融合的目的,有效提高地基土质的硬度和强度。该技术的使用降低了房屋建造过程中发生事故的可能性,同时优化和改进了地基的结构,避免了地基结构变形的情况发生,提高了地基的性能。

4、强化桩基础技术施工质量控制的要点

4.1 桩基础施工的准备工作

4.1.1 地质勘察

为了充分发挥桩基工程的技术水平,需要对现场的地质、地理环境等进行全面的调查,并根据各种数据及时制定相应的施工计划。在施工过程中,通过运用现代信息技术对各种数据进行综合整理,并编制成一份表格,以便为设计提供准确可靠的依据。调查结束后,还要对现场可能存在的各类情况进行分析,以便在设计过程中及时采取相应的对策。然后进行合理的布局,以确保项目的正常运转。其中面对桩基础建设中存在的踏孔现象,设计部门提供的地质勘探资料,对于不同的地质情况,选用适措施宜的泥浆比重,泥浆粘度和不同的钻进速度。如在砂层中,应选用较好的造浆材料,加大泥浆稠度提高泥浆粘度以加强护壁,并适当降低进尺速度;埋置护筒时,底部应加填密实,护筒周围也要回填密实。

4.1.2 施工方案的设计

在完成地质调查工作后,需要加强工程的规划与设计,保证文明施工,提高工程整体质量。保证施工质量,需要从两个方面着手:一是对桩基施工进行科学的管理,二是对施工进度进行分析,由于在施工之前就需要对施工方案的可行性进行分析,以此更好地确保整体的施工质量。

4.1.3 判断桩机的整体高度

在进行桩基施工之前,需要对桩基整体高度做出准确的判断,要求对各节点的定位深入熟悉。期间也唯有通过合理地控制各个桩基的高度,才能更好地保证整个桩基工程的稳定性。

4.2 实现精准定位

在正式开始施工前首要做的事情就是进行定位,特别是在进行土建工程的桩基础施工前需要正确定位。所谓定位,其实就是确定防线的位置,利用方格网来把控轴线的位置,确定控制点并对其进行设置,完成一切的防护任务。如果可能,可以使用一种技术使用一个安全的物体将控制点设置在其上。此外,在建筑工程中安装桩时,应多次确保线的位置,避免保护线出现问题,保证其精度,确保顺利完成施工作业。

4.3 优化清孔施工质量控制

钻孔后要及时清理孔,以免残留物影响浇筑混凝土时的施工质量。清孔的要点是:当达到目标钻井深度时,要检查井的深度和坡度。一旦满足钻井要求,就可以进行钻孔清理操作,以防止内部因为残留的物体发生安全问题,例如由于泥浆引起的塌陷。对于不同类型的钻机,应选择不同的清理钻孔的方法和工艺或者使用真空吸泥机等,有助于提高施工现场的施工质量。

4.4 优化钢筋笼的制作与放置

制作钢筋孔需要使用直流焊接设备进行手工加工,以确保钢筋笼的制作精度。在实际生产过程中,主筋通过双面同心搭设焊接的手段进行连接。在进行箍筋操作时,用螺旋渐进的方法进行箍筋,并借助镀锌铁线完成与箍筋绑扎的任务,在焊接时采取超长钢筋笼的处理方法。吊装钢筋笼时,通常采用吊车吊装方式,这样吊装时可以调整钢笼的轴线和孔的轴线。如果钢筋笼漏水,需要手动固定,慢慢放下。在钢筋笼安装好后,才能进行混凝土浇筑作业。

4.5 实现补桩与纠偏

在桩基工程中,桩基补桩和纠偏是工程建设中的一个关键环节,它对确保桩基工程质量具有十分重要的意义。所谓“补桩”,指的是在前期工程完成后,出现的一些不满足使用规范或要求的桩身。补桩实质上是一种受压的工作,其产生的压力来自于承台所受到的静压。桩基施工的最终影响不仅影响该结构,还影响与其相关的设备的运行。如果最后所呈现的施工效果不如预期,则应根据需要进行调整。实行桩基纠偏可以纠正位置倾斜的桩基础,有效防止后续桩基础断裂情况的发生。当然,如果你想纠正偏离正确位置的桩,也需要对其进行纠偏操作。除此之外,施工人员也可以通过增大桩承台来增加桩基的承载力,以增加桩基的稳定性,通过这样可以弥补桩基找平压力低带来的一些问题,并使其承载能力符合规定的标准。

4.6 实现桩基础建设后期检测

高应变动检测控制技术和低应变动态监测控制技术是房屋建筑桩基础承载力检测的主要手段。该方法主要采用相应的机械设备,对需要检测的桩基结构顶部进行重击,检测相关的动力传递数据,并采用标准公式计算桩基结构强度和稳定性。随着建筑工程的规模越来越大,高应变动检测控制技术已经不能满足社会对建筑质量的要求,所以低应变动检测控制技术的应用越来越好,低应变动检测控制技术所使用的机器设备的型号,相对来说比较小,重击力度也会有所降低,而且通过先进的传感器,可以检测出桩基的具体情况。另外,在使用这种检测控制技术的同时,还可以保证桩基部分结构的清洁程度,避免由于杂物过多而导致实际检测控制结果不准确。

结语:

一般来说,桩基础是建筑施工的重要组成部分,具有一定的复杂性。从建筑工程的整个施工过程来看,这种建筑技术的一致性直接影响到整个项目的稳定性和安全性。随着经济的发展,我国的建设规模不断扩大,应特别注意在项目中对桩基础施工技术的应用,这是项目的重要组成部分。在工程的实际施工中,工程的总体设计需要考虑施工条件,根据设计方案的要求正确选择具体的桩基础施工技术,以满足工程的施工和设计要求,以为我国建筑业的可持续性发展做出贡献。

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