桩基础施工技术研究毕业论文.doc
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1、目 录摘 要1关键词1Abstract1Key Words1前言11桩基础施工技术的现状2 1.1桩基设计中静载荷试验的重要性2 1.2桩基设计中桩型、桩长设计的重要性3 1.3关于桩偏差的控制和处理42 桩基础施工的测量技术要求5 2.1建筑物轴线测设的主要技术要求5 2.2对高程测量的技术要求53广州市电视台新址工程的施工示范5 3.1工程的概况5 3.2 施工部署阶段6 3.3施工的要点64柱基础施工准备工作6 4.1施工现场勘察7 4.2施工技术准备7 4.3施工机械准备7 4.4施工现场准备8 4.5施工放线85桩基础的施工9 5.1对于混凝土灌注桩9 5.2对于预制桩106施工中特
2、殊情况处理10 6.1桩基达到其极限承载力而无法压至设计标高10 6.2桩基施工时压桩力远低于设计承载力11 6.3桩基静载荷试验不合格11 6.4管桩裂缝处理127桩基础施工技术发展趋向12 7.1桩的尺寸向短、小方向发展12 7.2桩的尺寸向长、大方向发展12 7.3向低公害工法桩方向发展13 7.4向异型桩方向发展138结语13参考文献14 桩基础施工技术研究 摘 要:随着建筑业管理体质改革的深化,工程项目桩基础施工管理越来越受到人们的重视,其管理水平的高低成为制约企业生存发展的关键因素。本文结合工作实践,对高层建筑桩基础工程的施工准备与施工技术进行了论述,以总结施工经验,在以后的工作中
3、提高基础工程施工质量。关键词:桩基础;灌注桩;预制桩;施工Abstract:With the deepening of the reform of the construction industry management system,project pile foundation construction management has been paid more and more attention,enterprises.Basedvel has become a key factor in the survival and development of enterprises.Base
4、d on practice Of a high-rise building pile foundation engineering construction preparation and construction technology are discussed in this paper ,to summarizes the construction experience , in the later work to improve the quality of project construction.Key Words: Pile foundation ;piles ;Precast
5、piles ;construction前言 高层建筑多采用柱基础,筏式基础、箱形基础或桩与箱形基础的复合基础。其中桩基础是应用最广的一种基础形式,一般有三种类型:现浇混凝土灌注桩、混凝土预制桩以及钢桩。灌注桩由于桩承载力大,适应范围广,对换进影响小,因此应用日益广泛。混凝土预制桩一般具有震动、噪声大和挤土效应等缺点,使用量正在逐渐减少。钢桩一般造价较高。只能在特殊情况下使用。下面主要介绍桩基础工程的前期准备和施工技术。 各国政府相继投资于基础设施建设,诸如高速铁路、高速公路、高层建筑、特大桥等项目,而这些建筑物的建设桩和深基础作支撑。这就导致了几年来桩的用量急速上升。中国的用桩数量已达世界第一
6、,桩和深基础的设施施工技术、桩工机械及桩基测试和检测技术均获得空前的蓬勃发展。因此,如何选择合理的桩基础形式,对于保证安全,节约投资、降低造价起着举足轻重的作用。这就要求我们设计人员对每个建筑物的勘察报告进行仔细分析,选择一个最优化的基础方案。现就以下几方面对桩基础设计中值得注意的问题进行探讨。1桩基础施工技术的现状 按照施工的方法划分,桩可以分为非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩三大类,如细分,桩的施工方法可以超过300种。 以泥浆护壁法钻孔扩底灌注桩的成孔方法为例,则有40种以上,扩底方式可以分为反循环扩底、正循环扩底和钻斗钻扩底等。钻斗钻扩底方式又分为水平推出、滑降及下开和水平推出的并用等方式
7、;反循环扩底方式又分为扩刀上开、扩刀下开、扩刀滑降及扩刀推出等方式。 以埋入式桩为例,桩的施工方法细分可以超过80种类型。在施工中通常将桩端注入压缩空气和水,促进钻进的同时也使桩沉顺利。为使桩获得更大的承载力,桩埋入孔中后可分别采用量终打击方式、桩端加固方式或扩大头加固方式。而所谓的中掘施工法桩是将小于桩径3040mm的长螺旋钻、或钻杆端部装有搅拌翼片的螺旋钻及钻斗钻等插入桩的中空部,在钻头附近的地层连续钻进,使土沿中空部上升,为了使桩获得更大的承载力,可采用预制桩种类等。1.1桩基设计中静载荷试验的重要性目前的桩基础设计过程,往往受到时间的约束首先根据地质报告提供的参数确定单桩承载力设计值,
8、根据这个估算的单桩承载力直接进行桩基础设计并施工,等工程桩施工结束后再挑选试桩进行静载荷试验。这个过程具有相当的不科学性,结果符合估算要求,则皆大欢喜,否则因工程已施工完毕补桩也会很困难,且有时因地质报告有出入会给施工中带来相当的不便。这里主要有两个问题,下面举例来说明。一是根据地质报告提供的桩周土摩擦力标准值及桩端土承载力标准值由规范JGJ94-94计算的场区单桩承载力标准值,这是一个经验数值,不宜直接采用。近几年来笔者通过各类桩基础中试桩及工程桩的检测,发现绝大多数桩的实际承载力均大于计算值,有些相差幅度较大,因此按试桩获得的实际承载力将会比按勘察报告估算的承载力来布置基础将产生巨大的经济
9、效益。例如,笔者曾设计过苏州工业园区南都玲珑湾花园住宅,主体为地下一层、地面十八层的高层住宅,根据地质勘察报告拟采用 D500的预应力管桩,桩长20m,按JGJ94-94公式5.2.8估算单桩承载力设计值约为1400kN,而我要求进行的3根破坏性试桩显示实际单桩承载力可达1850kN,整整比估算值提高了30%左右,实际工程桩设计就采用试验值进行,为甲方大大节省了投资。其二是当场地不均匀或地质报告数值有偏差的情况下,不进行试桩而直接按地质报告进行工程桩施工将给施工带来巨大的困难且造成不必要的浪费。例如唯亭某五层商住楼,根据地质报告采用10m长的预制方桩,桩径400x400,单桩承载力极限标准值约
10、为1350kN,采用静力压桩,实际施工中几乎每根桩都压至2000kN而未达到预定深度,而此时已达到预制桩的桩身强度,故施工过程中每根桩都采用了劈桩,在时间金钱上都造成了巨大的浪费。经过静载荷试验未达设计标高的工程桩均达到了设计承载力,也就是说设计上如先进行试桩则至少可减短1.5m左右的桩长,桩承载力不减小且不需要劈桩。由上可见,桩基础设计过程中静载荷试验是一个十分重要的环节。因为次项工作质量直接影响到桩基形式、桩规格和桩入土深度的确定,同时也对施工难易有密切影响。通过科学试验,取得准确数据,能使设计方案更加合理、可行和经济,远远超过缩短工期所获得的效益。1.2桩基设计中桩型、桩长设计的重要性桩
11、基础设计中对桩型及桩长的合理选择均会对基础设计产生重大的影响,合理的桩型、桩长选择将产生巨大的经济效益。笔者在“昆山华地”住宅设计中,开始由于考虑时间原因(有现成的D400预应力管桩),甲方要求采用D400的预应力管桩,根据地质报告采用桩长L=16m,单桩承载力极限标准值为850kN,预算基础部分造价约为160元/m2,在整个住宅造价中占了相当大的比例。在其后的设计中,笔者桩长不变,结合当地的设计经验,将桩型改为250x250的预制钢筋混凝土小方桩,单桩承载力极限标准值约为600kN.预制小方桩在当地的施工价才约50元/m,而预应力管桩的单价约为100元/m.采用小方桩后预算造价约为90元/m
12、2,综合经济价值明显。可见选择合理的桩型,将对工程的造价产生巨大影响。同样桩基设计中对桩长的选择也至关重要,在某一高层住宅桩筏基础设计中,根据勘察报告采用D500预应力管桩,可选桩长有:桩长25m,单桩承载力特征值Ra=900kN;桩长34m,单桩承载力特征值Ra=1300kN.采用25m桩,约需要桩数290根;而采用34m桩,则需要工程桩200根。从桩本身而言,两种方案总的工程桩延米数量相当,但我们分析一下由此而相对应的筏板设计,采用25m桩为满樘布桩,所需筏板厚约为1200mm,而采用34m桩为墙下布桩,筏板厚可减至900mm,经济效益明显。因此,我们设计人员在桩基础设计中一定要采用多方案
13、比较,选择合理的桩型与桩长,这都将对整个基础设计的合理性与经济性产生巨大的影响,当然我们也应考虑施工可行性等多方面因素。1.3关于桩偏差的控制和处理桩基施工中对桩的偏差必须严格控制,特别是对于承台桩及条形桩,桩位的偏差都将产生很大的附加内力,而使基础设计处于不安全状态。对于桩位偏差我们主要控制两个方面,其一是竖向偏差,根据JGJ94-94第7.4.12条我们控制桩顶标高的允许偏差为-50+100mm,但实际施工中偏差这么大将引起繁重的施工任务及损失。当桩顶标高高于设计标高,则需要劈桩,特别对于预应力管桩等空心桩来说,桩顶有桩帽劈桩既困难又不经济;而当桩顶标高低于设计标高时,又需要补桩头,这既影
14、响工期又浪费金钱。这就要求施工单位在施工过程中必须严格控制桩顶标高,尽可能地使工程桩标高同设计一致,特别是施工过程中必须考虑到桩在卸载后的回降量,否则不加考虑则每根桩都将高于设计标高。而我们设计人员在设计过程中对施工误差亦应有所考虑,笔者建议针对目前的施工质量,设计中可以考虑2mm左右的偏差容许,这样就可以免除大量小偏差桩的劈桩,这在实践工程中具有相当的可操作性,避免了大量不必要的工作。其二则是桩位的水平偏差。根据JGJ94-94第7.4.11条控制各桩位偏差,施工过程中发现桩位偏差较大则应及时补桩处理。这里针对416根承台的桩基,JGJ94-94规范第7.4.11条中规定允许偏差为1/3桩径
15、或1/3边长,而根据GB50202-2002第5.1.3条则规定允许偏差为1/2桩径或边长。这显然是矛盾的,在实际过程中很容易与施工验收方产生不同的理解,因此笔者强调在设计过程中可以明确桩位偏差允许值所执行的标准。另外,对于小直径桩(D250)笔者强调必须对其偏位进行严格控制而不应按上述规范标准,笔者建议对承台桩可控制70mm;而对于条形承台则区分垂直于条形承台方向50mm,平行于承台方向为70mm,当然这些要求必须在施工前予于明确。当然桩位偏差满足规范或设计要求仅仅代表桩基本身验收合格,而对于由此引起的承台整体偏心或基础高度损失,我们必须另行处理。对于桩偏心我们可以采取增加承台刚度或加大拉梁
16、刚度、配筋来解决,这在实际工程中需针对具体情况相应处理。2 桩基础施工的测量技术要求 设计和施工单位建筑工程的尺寸精度要求不是按照测量中的误差来要求的,而是按照长度与设计长度之比的误差来要求的。 2.1建筑物轴线测设的主要技术要求建筑物桩基础的定位测量,一般是根据建筑设计或者设计单位所提供的测量控制点与新建筑物的相关数据等,先进行测设建筑物的控制网,进行建筑物定位的测量,最后根据建筑物的定位矩形控制网,测设建筑物柱位轴线。 2.2对高程测量的技术要求 桩基础施工测量的高程应该以设计或建设单位所提供的水准点作为基准来进行引测,因此,在高程的引测前,应该对原水准点高程进行检测。高程的测量可以按四等
17、水准测量方法和要求来进行,在各方面确认无误后才能进行。 3广州市电视台新址工程的施工示范 3.1工程的概况 广州市电视台新址项目工程北望珠江新城,旁临新领事馆,紧靠广州市新城市轴线,毗邻新电视塔。新址项目与紧邻的610米高的广州新电视塔组成广州新电视中心,是2010年第16届亚运的重点配套工程,将成为广州市的标志性建筑之一。新址工程的可建设用地面积为86232.5m2,包括1栋20层东塔楼,1栋19层西塔楼,2层裙楼和2层地下室,建筑总高度为97.75m,其中采光顶最高点为100.05m。该工程采用的是钻(冲)灌注桩,桩径分别为:1000mm、1200mm、1400mm、1600mm、1800
18、mm,2200mm、2200mm(扩底至3000mm)、2500mm, 桩长约1130m。3.2 施工部署阶段 工程以严格按照图纸设计要求和国家有关施工规范施工,确保达到合格等级为目标的,还要确保无倒塌、无火灾、无中毒、无重伤、无死亡。 根据施工进度计划安排,进场后东、西塔楼部分的工程桩同时施工,塔楼部分的工程桩完成后,所有桩机转入进行裙楼部分的工程桩。钻孔桩的成孔与扩底施工既要紧密衔接,又要在时间上合理搭配,不至于影响施工质量、工期;临时设施的布置尽量与工程施工顺序、施工进度相适应,使其不致于因为施工的进展而相互矛盾,妨碍施工;还应该确保电的安全。在桩施工阶段,根据现场的具体情况,在现场布置
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