简议建筑桩基工程的设计要点及其施工

简议建筑桩基工程的设计要点及其施工

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摘要:城市化建设进程的加快,使得高层建筑日趋增多,而高层建筑基础通常都采用桩基础,并且桩基工程由于其具有较高的承载力及稳定性,使得它在建筑工程地基施工中得到广泛应用。基于此,本文对建筑桩基工程的设计要点及其施工技术与施工要点进行了论述分析,旨在保障高层建筑工程建设的顺利进行。

关键词:建筑桩基工程;设计要点;施工技术;施工要点

建筑桩基工程建设前,必须进行现场踏勘工作,同时做好技术准备以及资源准备等相关工作,并且需要对其进行合理设计以及选择合适的施工技术,同时要求严格其施工要点的控制,从而保证建筑桩基工程质量。以下就建筑桩基工程的设计要点及其施工进行了探讨分析。

一、建筑桩基工程设计要点的分析

1.单桩竖向极限承载力计算分析

通常建筑桩基工程竖向承载力需要满足以下条件:如果建筑桩基设计是甲级,就应该利用单桩静载试验来确定极限承载力;当桩基设计为乙级,并且具有简单的地质条件,就可以参照类似的工程条件进行桩基设计,同时还应该结合相应的原位试验等加以综合确定;如果桩基为丙级时,就可以根据经验参数及原位测试等方式来进行确定。极限端阻力、极限侧阻力、单桩竖向极限承载力标准值应按下列规定确定:例如一般的桩基承载力可根据规范来确定;然而那些大直径端承型桩,就可以利用深层平板载荷试验确定极限端阻力;如果是嵌岩桩,还可以根据岩基平板载荷试验确定;通常情况下,桩的极限侧阻力及阻力可通过预埋测试元件的方式通过静载试验确定。与此同时还可以建立标准值与参数之间的经验曲线,最终根据这些经验参数法确定单桩竖向极限承载力。

2.桩项作用效应计算

建筑桩基工程荷载较小的设计需要考虑到柱、墙等在基桩的桩顶所产生的作用效应,对竖向力及水平力所产生的影响进行考虑;然而如果是需要承担地震荷载的低承台桩基,就更应该进行严格规范的验算了,如果当建筑物位于抗震有利的地段时就可以不考虑地震带来的影响;若是有可能发生8度及8度以上的建筑物区域或受水平力较大的桩基设计的话,那就要考虑承台与桩基的共同效果以及与土体间的弹性抗力作用,最终达到设计准确、科学的设计目的。

3.承台计算分析

建筑桩基工程设计时,需要科学计算承台:(1)桩基承台需要对其进行正截面受弯承载力的计算,配筋和受弯承载力可根据规范规定进行。(2)对于桩下桩基承台,首先应分别对桩边连线、柱边、变阶处所形成的贯通承台的受剪承载力和斜截面进行验算。如果承台悬挑边形成多个剪切截面时,那么就应该对每个斜截面的受剪承载力进行验算。(3)关于条形承台梁的弯矩可按照弹性地基梁进行分析计算;如果遇到桩端持力层较为深厚岩体坚硬且桩柱轴线不重合时,首先可以将桩视为不动的铰支座,其次再按连续梁进行计算。

4.位移与桩基水平承载力计算分析

为了建筑桩基工程的安全性,合理计算位移及桩基水平承载力具有重要作用,其通常分为两种类型:单桩基础、群桩基础。(1)单桩基础。它在承担水平力时应满足其特征值的要求。第一、如果是水平荷载为甲级或乙级的建筑桩基时,那么它的特征值就应通过单桩水平静载试验进行确定:第二、对于那些桩身配筋率不小于0.65%的混凝土灌注桩,就可以通过静载试验的结果来获取地面处水平位移为10mm所对应荷载的75%为单桩水平承载力特征值;第三、当遇到配筋率小于0.65%的灌注桩时,可利用单桩水平静载试验的临界荷载的75%作为特征值。(2)群桩基础。当遇到力矩较大或水平力的情况时,首先应考虑由承台、桩群、土相互作用产生的群桩效应,然后对基桩水平承载力特征值进行计算,土体类型与承台底部与地基土之间的摩擦系数有较大关系,所以在选取时应该小心谨慎。

二、建筑桩基工程建设中的主要施工技术分析

1.振动沉桩施工技术

建筑桩基工程建设中的振动沉桩施工技术主要是通过电动机的振动而才产生的巨大垂直力作用于地基,使地基土层达到密实状态。由于振动时间较长,且振动效果好,因此对地基土体的作用效果也很理想。在施工中首先要在桩顶安装固定的振动器,通过震动器的振动,在桩自身重力与振动效果的共同作用下,将桩沉入地基土层,从而带动土层受迫振动,产生收缩和位移,这个过程就是利用了振动沉桩施工技术。在采用振动沉桩施工技术时,要注意的是开始打桩时,先采用小距离轻度锤击,再进行连续锤击,直到将桩打入要求的深度。

2.静力压桩施工技术

建筑桩基工程建设中的的静力压桩施工技术是利用静力压桩机,以压桩机的自重及桩架上的配重对预制桩作反力,将其压入土中的一种沉桩工艺。由于静压桩是挤土桩,其在压桩的过程中极易破坏土层的结果,产生超空隙水压力。因此,在使用静力压柱施工技术时,不宜中途停顿,应持续进行。该技术不仅具有无振动、工艺简明、无冲击力、质量可靠、造价低廉、无噪音、检测方便等优点,同时还能节约混凝土和钢筋,降低建筑工程成本,因此,非常适用于高压缩性粘土层或砂性较轻的软粘土层区建筑。

3.钻孔灌注桩施工技术

建筑桩基工程建设中的钻孔灌注桩技与打入桩方式不同,钻孔灌注桩是先成孔后成桩,通过面向桩体方向移动的土体从而对桩产生动态压力,采取适合的桩距以防止坍孔和缩径。成孔的垂直精度是验证灌注桩的顺利实施的主要指标,可利用扩大桩机的支撑面积使桩机稳固、定期核实钻架和钻杆的垂直度等措施以保证其精度,成孔后必须及时拆掉钢筋前作井径、井斜超声波测试等设备。控制护筒中心与桩位中心线偏差不超过50mm,并检查回填土是否严实,以避免漏浆现象的发生。同时为精确把握钻孔深度,可在桩架固定后实时记录底梁和桩具之间的长度,根据钻杆在钻机上的多余长度来确定成孔的实际操作深度。

三、建筑桩基工程施工要点的分析

建筑桩基工程施工要点主要表现为:(1)施工前的要点。主要包括:第一、施工现场及周边环境的踏勘。在施工前,应对桩基施工的现场进行全面踏勘,以便为编制施工方案提供必要的资料,也为机械选择、成桩工艺的确定及成桩质量控制提供依据。第二、技术准备。其主要内容包括如下几个方面:一是施工方案的编制。施工前应编制施工方案,明确成桩机械、成桩方法、邻近建筑物或地下管线的保护措施等。二是施工进度计划。根据工程总进度计划确定桩基施工计划,该计划应包括进度计划、劳动力需求计划及材料设备需求计划。(2)施工现场放线定位要点的分析。主要包括:第一、定桩位。定桩位时必须按照施工方格网实地定出控制线,再根据设计的桩位图,将桩逐一编号,依桩号所对应的轴线、尺寸施放桩位,并设置样桩,以供桩机就位定位。第二、水准点。桩基施工的标高控制,应遵照设计要求进行,施工区附近应设置不受沉桩影响的水准点,一般要求不少于2个。桩基施工中的水准点,可利用建筑高程控制网的水准基点,也可另行设置。

四、结束语

综上所述,城市化建设的快速推进,促进了建筑业的发展,使得高层建筑工程日趋增多,很多桩基工程项目建设没有经过科学论证就安排施工,导致工程频繁变更,为建筑安全埋下了隐患,因此对建筑桩基工程的设计要点及其施工进行分析具有重要意义。

参考文献:

[1]高志广.高层建筑桩基设计要点[J].建材与装饰,2017

[2]朱兴旺等.现代建筑桩基的设计分析与沉降控制措施[J].建筑知识,2017

[3]高威.建筑工程土建施工中桩基础施工要点探讨[J].科学与财富,2016

[4]李刚.建筑工程施工技术的研究[J].中国新技术新产品,2018

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