建筑施工中的静压桩施工技术分析

建筑施工中的静压桩施工技术分析

惠州市高新科技工业园开发建设有限公司广东惠州516255

摘要:建筑工程与人们生活间的联系是密不可分的,目前建筑项目的稳固及质量也引起广泛的关注,尤其对于高层建筑,因为施工的难度相对较大,更是无法对质量问题作出切实保障。静压桩技术不但能够给建筑物的安全使用提供一定保证,还可以对变形量进行一定程度的控制。而且因其成本低、污染小、效率高,已经被广泛应用于建筑工程项目中。本文结合具体的工程案列,对静压桩施工技术在高层建筑中的实际应用进行研究,并提出应用策略及质量控制的相关对策,以期对建筑工程的合理施工提供借鉴性观点。

关键词:高层建筑;静压桩施工;应用;质量控制

桩基能起到很好的承上启下作用,充分实现建筑物对地基的种种要求。如今,桩基理论的发展引起各种桩基施工技术的应运而生,其中静压桩技术因为施工质量可靠性高、无噪音污染等优点受到业主垂青,发挥出越来越大的作用。但是,静压桩施工技术牵涉到的理论知识较多,实施过程较为复杂,所以对相关问题的深入研究还是很有必要的。

一、静压桩施工的关键技术

(一)选择持力层

由于高层建筑的持续发展,公众对建筑物变形量及承载力提出了更高的要求,也致使寻找优质持力层来加强地基稳定性成了关键任务。在选择桩基持力层时,不但要考虑建筑物的型式及基底荷载,还要关注土层性能[1]。

(二)选择静压桩机

作为使用静压桩技术进行施工的主要设备,在对其选择时要保持慎重仔细的态度。目前,静压桩机有两种类型可供选择:一种是液压式静力压桩机,另一种是机械式静力压桩机,其中液压式静力压桩机因成本低、环境效益优及施工质量高等特点得到更频繁的应用。

(三)挤土效应

作为挤土桩,静压桩所产生的挤土效应对周围环境产生的影响较大,导致沉桩产生的超孔隙水压力无法有效释放。另外,因为挤土效应受到沉桩时挤土量程度、桩参数及施工顺序的影响,所以在对挤土效应进行针对性防护时,要充分考虑到挤土的影响。

二、工程案例

(一)概况

某高层建筑项目,拟建10栋住宅,其中总的建筑面积为281876m2,地上228713m2,地下53163m2。根据对地质的勘察,选择静压预应力混凝土管桩,桩径设计为φ500mm。

(二)静压桩施工技术分析

1.基础步骤

(1)定位测量

为了桩位复核时的便利,在工程施工前,要先将轴线设定好并做好固定体上的标志[2]。接着,将桩位放好,钉进短钢筋以作标记。压桩机在走位时会对标记产生影响,所以桩机就位后的复核工作十分重要,要保证桩位偏差在20mm以内。

(2)桩尖调整

该项目选用的压桩机型号是YZY。首先,启动纵向和横向行走油缸,使桩尖瞄准桩位。其次,压桩入土,大概1mm,对桩尖横纵向的垂直度进行调整,必须保证其垂直。

(3)压桩

通过对油缸的夹持,确保其将桩夹紧,随后实施压桩。在这个过程的实施中,要仔细对压力表读数及桩入土的深度变化进行观察,以实时判断桩的承载能力及质量。若压力表读数骤然下降或是上升,就要立即停止压桩,并根据相关地质资料来分析读数的合理程度。

(4)接桩

本次采取的是焊接的接头形式,直径高于4mm。在焊接饱满之后实行自然性的冷却,时间应高于8min。在接桩的过程中,要让两节轴心线重合,接后保持桩身垂直。需要引起注意的是,接桩会造成压桩暂停,这个中止时间对桩尖阻力的影响不大,但却明显影响着桩侧的摩擦力。中止的时间越长,摩擦力便越大。因此,要科学合理地设置接桩位置及结构。

(5)截桩或送桩

压桩力小于规定值且桩顶迫近地面时,就可以进行送桩。如果压桩力符合了规定值,桩顶却高于地面,为了使压桩机方便移位,就要进行截桩。

2.极限承载力和终压力

据相关统计,不管桩尖持力层在哪一层,桩端极限承载力始终为终压力的40%—50%,要依赖桩周围土体抗剪强度对剩下的进行补充。静压桩的终压力与极限承载力之间的关系受到桩周围土体摩擦力恢复程度及桩身长短的影响,若恢复值较大且桩身较长,那么终压力小于极限承载力,反之亦然。

3.压桩终止的控制条件

将该工程的地域特点与静压桩施工经验相结合,对终止压桩的控制原则作出如下总结:

第一,摩擦桩。通过桩长设计实行控制。施工之前,先进行试压,接着暂停24h,再进行复压。复压终压力应该与设计极限承载力相等。

第二,端承摩擦桩。通过压力值实行控制,如下表。

第三,超载施工。通常情况下,不会采取满载连续复压法。特殊情况采用时要对稳压时间和复压次数进行控制,即复压小于2次,稳压小于10s。

(三)质量控制分析

1.要做好相关准备工作

首先,对施工单位的资质审查工作要落实,充分了解其压桩水平和技术力量,有效核查压桩路线和组织设计方案,探究其在实际中的可操作性。同时,依据单桩的承载力要求,结合工程项目的相关地质资料,有效进行静压桩机的选择工作。据通常情况看,压桩机的吨位应该要比竖向极限承载力的标准值高1.2倍以上[3]。

其次,对定桩位及施工放线工作要加强。这两个工序十分重要,既对建筑物位置能否合理满足设计要求产生影响,又对整个的建筑工程结构起着重要作用。

最后,对桩身、桩尖的质量检查不能马虎,一定要落实到位,保证桩的桩身弯曲程度、外观和尺寸偏差等都可以满足设计图纸要求。

2.加强压桩途中的质量控制

(1)引孔压桩技术

为了有效防止管桩周围的挤土效应,就要充分利用引孔压桩工艺。该工艺的主要实施步骤是:首先,使用钻孔机进行钻孔处理,钻孔规格要比管桩略小一些,深度应限制在大约2/3桩长;其次,对管桩实施压沉工作。这个过程中应该重视的是随引随压的重要性,注意压沉间隔时间不宜过长,否则会让桩的侧摩阻力再次削弱,还会导致桩端土软化的现象发生。

(2)沉桩时的质量控制

第一,要让沉桩达到设计的标准高度,在施工之前就要做好压桩机的检修和保养,并且为了杜绝“封闭”桩的出现,要对压桩流程和顺序进行合理设置。在项目的施工过程中,压桩机在确保压入能力的同时,还要保障压桩连续性,压桩途中出现的休息停歇问题是严格避免的。另外,想要避免硬土层焊接桩的情况,就要选择合理的桩搭配。

第二,在项目施工之前,要知悉施工现场的地质情况及施工环境,提前清除地下障碍物,避免桩体发生倾斜。在施工途中,要时刻保持桩、桩杆和压头在同一条轴线之上,并实时做好校验及调整工作。另外,做好桩的质量及隐蔽工程的验收工作,为提升桩的焊接质量及制作质量提供依据。

第三,保证桩承载的能力。首先,为了有效防止桩体的破损,应该对压桩精度进行相应提升;其次,为了避免压桩叠加,应该制定科学的压桩顺序,为超孔隙水压力的消散提供足够时间。

第四,对封桩的质量控制。作为锚杆静力压桩的关键环节,封桩工作一定要认真执行。具体实施步骤是:首先,将外露的桩头砍去,对桩孔内的杂物和孔壁进行清洗;其次,将交叉钢筋焊接好,并对混凝土的连接面进行湿润;最后,用C30微膨胀的混凝土浇筑并捣实,湿养7天以上,确保桩基承台和桩合为一体。

第五,对桩身的质量控制。静力压桩属于挤土桩,在施工现场桩的数量较大且桩距严密的状况下,已压的桩会因为后压的桩而发生挤压上抬现象,尤其针对于短桩,极易形成所谓“吊脚桩”。若用这种桩来做静载试验,就会出现一条桩身上抬的典型曲线,即起始时沉降较大、曲线较陡,当桩尖进入持力层,承载力显著增长,沉降曲线便开始趋于平缓。除了静载沉降偏大以外,桩身上抬还可能把桩的接头拉断,致使桩尖脱空,大幅度加深桩周的水平挤压力,发生桩位倾斜的现象。处理这种问题时,施工单位在施工之前就应对压桩顺序合理安排,同一单体建筑物,一般会要求对场地中央的桩先压,接着才是场地周围的桩;对持力层深的桩先压,接着是持力层较浅的桩。如果真的出现桩身上抬,要采用复压法让桩基正常应用,但要注意水平荷载的承受基础。

三、结语

对静压桩的类型进行选择时,要根据造价合理、质量稳定及施工效率的原则进行选用,并有效结合施工地的地质情况;对桩端持力层进行选择时,要以经济高效、安全可靠为原则;对静压桩进行设计施工的重点是:以地质状态及桩的入土深度为依据,确定出符合要求的单桩竖向极限承载力;静压桩施工时产生的挤土效应不可忽视,施工时要根据实际情况做出合理的防护。综上,不断地对静压施工水准进行提高,才能为高层建筑的安全稳定做出保障。

参考文献:

[1]赖华平.高层建筑桩基础静压桩施工技术探析[J].低碳世界,2016(6):151-152.

[2]周国林.建筑工程施工中静压预应力管桩施工技术[J].建材发展导向,2017(18):217-217.

[3]陈晓鸿.探讨建筑工程施工中静压预应力管桩施工技术[J].河南建材,2016(5):166-167.

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