1、浅谈楼层建筑桩基施工方案 【摘要】根据人类现在科学技术的迅猛发展 ,高层、中高层和多层建筑物越来越多。为了保证建筑物的稳定性 ,将建筑物的沉降控制在较低范围内 ,往往要采用桩基础。本文从桩土的受力机理以及桩土沉降模型着手 ,对多层建筑桩基施工技术进行了分析研究。 【关键词】桩基施工方案研究 采用天然地基时 ,有两方面的要求 :一方面要求地基具有足够的强度承担建筑物的荷载 ;另一方面 ,在建筑物的荷载作用下 ,其沉降不能超过国家规范规定的容许值。在实际工程中 ,桩基设计主要围绕以上两个方面进行。在桩基设计中 ,建筑物的荷载不必由桩全部承担 ,桩间土可以承担相当一部分 ,这符合桩基的工作机理。 一
2、、桩基础设计 1.传统刚性桩基设计方法。现行桩基设计步骤一般是 :首先根据建 (构 )筑物的具体情况、基础施工条件和工程地质条件 ,确定桩的类型和尺寸 ,初步确定承台埋深和尺寸 ,然后确定桩的根数和平面布置 ,最后验算桩基中各桩所受的荷载是否超过单桩承载力特征值 ,必要时验算群桩的地基强度和沉降 ,继而进行承台设计。 桩的根数按承台的竖向荷载和单桩承载力特征值确定 ,当轴心受压时 ,桩数 n应满足 : n(N+G) /Pa(1) 式中 N 为作用在承台上的轴向荷载 ;G 为承台及承台上的土的重量 ; Pa 为单桩轴向承载力特征值。 验算各桩所受的荷载时 ,对于轴心受压的桩基 ,各桩所受的荷载
3、P应满足 P=(N+G) /nPa(2) 桩间距一般取 34 倍桩径。现行的设计方法是假定 承台底面以上的荷载完全通过群桩传递给地基土 ,没有考虑桩间土直接分担荷载。 2.减沉桩设计方法。减沉桩的原意是承载力满足设计要求 ,而沉降量过大 ,因而设置较少量的桩以减少沉降 ,因而称之为减沉桩。由于减沉桩设置的数量相对少 ,而减沉之后地基沉降仍是较单桩达极 限时的沉降量大的多 ,有的最终沉降甚至可达 150mm,而一般短桩的极限荷载时对应的沉降一般为数毫米 ,最大也不可能超过 SOmm。因而减沉桩一般都能达到极限荷载。这样 ,可以计算荷载值。 式中 f 为设置 n 根减沉桩地基上承受的荷载值 ; A
4、 为 承台总面积 ; fo为地基承载力设值 ; n 为减沉桩总数 ; a 为每根减沉桩对应的承台面积 , a=X2, X 为平均桩间距。 若取 fo=100kPa, Pu=1000kN,桩间距取为 6m,可减少 : 即约减少原承载设计值 20%;若采用桩间距 4m,可减少 42%,则可减少较多的沉降量 ; 若采用 3m 间距的减沉桩 ,则可减少承载力的 74%。 3.按变形控制进行桩基设计和处理。软土地基是一种不良地基。由于软土具有强度较低、压缩性较高和透水性很小等特性 ,因此 ,在软土地基上修建建筑物 ,必须重视地基的变形和稳定问题。处理的目的是要提高软土地基的强度 ,保证地基的稳定 ,降低
5、软土的压缩性 ,减少基础沉降和不均匀沉降。 目前对软基处理 ,国内已有换土法、超载预压法、减少附加应力法、排水固结法、水泥深层搅拌和高压喷射注浆法、振动碎石桩法等处理方法 ,都是行之有效的。各种处理方法都有较强的针对性 ,处理方法选择是否合理 ,直接影响到建筑物的设计是否安全和节约。 二、桩基工程实例分析 1.工程概况。该工程为某六层商住楼 ,一层为框架结构 ,二层以上为砖混结构 ,底面积为 13 x90. 6m2,房子中间设一伸缩缝 ,该工程基础采用桩筏与土共同作用的复合桩基 ,桩基的锚杆静压桩采用逆作法施工工艺 ,底板为 0. 250. 2517. 6m 的锚桩 ,锚桩持力层为较薄的粉砂层
6、 (约 lm 左右 )。 拟建场地自地表以下 45. 7m 范围内 ,场地地层可为 6大层 ,细分为 11亚层 ,自上而下依次描述如表 1 所示。 表 1底层分层及性质 地层编号 地层名称 颜色 地况 1 填土 灰褐色一黄褐色 夹有少量碎石、石子、碎粒 2 粉质粘土 灰褐色 软塑一一流塑 ,含氧化铁及少量有机质。 3 淤泥质粉质粘土 灰褐色 流塑 ,含少量粉土 4 淤泥质粉土 灰褐色 流塑 5 粉土 青灰色 稍密一中密 ,含少量云母 6 淤泥质粉质粘土 灰色 流塑 ,少量粉土薄层 7 粉质粘土 灰色 软塑一流塑 ,少量粉土薄层 8 淤泥质粉土 灰色 流塑 ,少量粉土薄层 9 淤泥质粉土 灰色
7、10 粉土 青灰色 -黄色 稍密 ,少量粉质粘土 11 粉土 灰色 软塑 ,夹少量粉土 如采用沉管灌注桩的话 ,桩长达 40m,桩架高度 45m,由 于拟建场地有高压线通过 ,桩架可 能碰到高压线 ,所以仅可采用钻孔灌注桩或其他桩型施工。设计上对复合桩基与钻孔灌注桩 方案 ,按经济指标进行对比分析 ,表明采用复合桩基方案在经济上是非常节省的 ,能较大程度 地降低基础的工程造价 ,节省工程投资。因而采用复合桩基方案是优化设计方案。 本工程所采用的锚杆静压桩 ,工艺上采用逆作法施工 ,即先浇注底板 ,预留出锚桩孔 ,造至三层楼时再打锚桩 (2. 8m 一节 ),然后再造剩下的三层。 2.基础设计。
8、 按变形控制的复合桩基 ,桩截面为 250250mm2.8m 混凝土标号为 C30,钢筋为 X14 螺纹钢。 桩基持力层为地勘报告中第 5层 ,属于粉细砂层 ,进入持力层大于 0. 2m,小于 0. 4m,为此桩端采用平底形 ,的单桩承载力特征值 175kN,单桩承载力设计值为 210kN,的静压锚杆桩 ,每节桩长为由于层厚为 0. 8-1. 3m,桩端减小桩的刺入变形。锚杆桩桩长 16. 5m 左右。 3.施工要求。 底板下的地基土为粉质粘性土层 ,铺 100mm 厚塘渣垫层 ,轻型碾压 ,基础垫层为 70mm厚的 C10砼。 基础底板及地梁施工时需预埋锚杆桩孔与预留锚杆。 当基 础梁板施工
9、后进行底层及二层框架后 ,方可进行锚杆桩施工 ,此时上部结构与桩基可同时施工 ,锚杆桩施工后及时用膨胀硅封桩孔。 施工方法为锚杆静压桩逆作法施工。 4.施工工艺及特点。 4. 1 施工工艺。锚杆静压桩是锚杆和静压桩二项技术的巧妙结合形成的一种桩基施工新工艺 ,也是一项地基加固处理新技术。然后安装压杆架 ,用锚杆做媒介 ,把压杆架与建筑物基础连为一体 ,并利用建筑物自重作反力 (必要时可加配重 )用千斤顶将预制桩段压入土中 ,当压杆力及压入深度达到设计要求后 ,将桩与基础浇注在一起 ,桩即可受力。从而达到 提高地基承载力和控制沉降的目的。 4. 2 施工顺序。压桩施工标准按 YBJ227-91锚
10、杆静压桩技术规程进行 :按桩位在底层底板上预留压桩孔 ,预埋锚固钢筋安装反力架从第一节桩段起 ,桩段就位 ,压桩 ,接桩 ,再压桩 ,直到所需压桩力送桩到所需标高 ,焊接连接桩顶与预埋锚固钢筋 ,浇捣微膨胀混凝土 ,封桩。 4. 3 施工特点。逆作法改变了常规先打桩后建房的施工顺序 ,而是先建房后压桩 ,且压桩是可与上部建筑同步施工 ,成为立体交叉作业。因此采用锚杆静压桩逆作法施工就可不占工期 ,这对加快投资效益的周转极为有利。 三、结语 在多层建筑桩基建筑中桩基工程是隐蔽工程 ,影响因素很多 ,稍有不慎就有可能给工程留下隐患。大量工程实践表明 ,整个建筑物工程的成败 ,在很大程度上取决于桩基工程的质量和水平 ,建筑物事故的发生 ,很多与桩基工程问题有关 ,由此可见 ,桩基工程设计与施工质量的优劣 ,直接关系到建筑物的安危。此外 ,桩基工程的造价通常在整个工程造价中占有相当大的比例 ,尤其是在地质条件复杂的地区更是如此 ,其节省建设资金的潜力很大 ,因此 ,桩基工程在整个建筑工程的重要性是显而易见的。
