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【摘要】樁基專業施工是工民建筑工程體系各項專業系統中的一部分。簡單來說,它是深基的一種基礎常用形式,具備的承載性能較好、穩定性較高,從而使基礎沉降量能夠控制在設計要求或標準范疇內,保障了工民建筑工程的整體結構性能。所以,對建筑企業而言,樁基作業的施工質量完全能夠有效促進工民工程投產后的運營效益變現。基于此,文章以樁基作業施工技術作為研究課題,對樁基專業技術涉及到的機械種類、樁基選擇、以及相關技術等問題進行了探討研究。
【關鍵詞】樁基;施工技術;工民建筑工程
隨著建筑市場的全面對外開放,工程基礎專業施工所擁有的先進工藝、施工技術不斷涌現而出,尤其對建筑工程基礎作業的應用工藝、技術等而言,不論其是在技術理論上還是在相關專業實踐過程中,都取得了相當程度的顯著成果。其中,樁基的在不良土體、地層構造上的應用更為廣泛、普遍與實用。所以,樁基作為工程建筑的一種基礎形式,其對建筑工程的基礎構造安全與結構穩固性能得以可靠發揮所具備的現實意義與導向作用很大。
1 打樁機械種類分析
目前,實用價值較高的常用樁機設備根據其使用特性劃分主要有七種,即落錘、單動氣錘、雙動氣錘、柴油樁錘、振動樁錘、射水樁錘七大種類。其具體應用功能以及使用范疇如下說明:
1.1 落錘。落錘的定義很直觀形象,即這種樁錘基本質地是以木、剛作為樁架制成的樁錘,通常會以人力或者卷揚機設備將其拉起進行自由落體形式的落錘運動;待落體后則由重夯工藝使其樁頂深入土體。其具體作用對象則是用于尺寸相對細長的混凝土樁或者基本打木樁;適用土體地質則是以粘土地質為主或者是沙礫粒度適中的土體結構中都可運用。
1.2 單動氣錘。單動氣錘的工作原理是利用蒸汽壓力或者將空氣進行高度壓縮來完成錘頭的上舉或下沖運動,而上舉和下沖的目的則是保證其夯實效果的力道可觀。具體實踐時,則是將錘頭放于樁頂表面,利用導柱固定其位置,并通過與重錘緊密相關的活塞桿去完成滑行沖擊。一般而言,其沖擊次數每分鐘能夠達到40-70遍,且適用較多種類的樁;此外,其常用的配套工藝則是利用套管法去完成灌注混凝土樁。
1.3 雙動氣錘。雙動氣錘工作原理同單動氣錘一樣,都是利用蒸汽壓力或者將空氣進行高度壓縮來完成錘頭的上舉或下沖,進而才能自由落體作用于樁頂。不同時的是,雙動氣錘能夠打斜樁,且空氣壓縮形式的雙動氣錘能夠完成水下打樁。其本身也是也用于多種打樁方式。
1.4 柴油打樁。柴油打樁主要利用的是燃料爆破、活塞運動、錘頭夯擊來完成打樁。一般它有兩種作業方式,即導桿式與筒式兩種。此外,柴油打樁一般設施相對齊全,帶有樁錘、樁架、包括用來拉舉的卷揚機等設施。具體適用的打樁對象則是鋼板樁、木樁等,能夠完成軟地基20cm以下的打樁活動。
1.5 振動樁錘。其主要工作原理是利用偏心輪去引起激振,并以具備剛性的樁帽傳遞到樁本身。當進行沉樁時,要把樁頭套入振動器且要同樁帽或液壓夾樁器內固緊,然后啟動振動箱,使樁在振動和自重下沉入土中。如遇硬土下沉過慢,可加壓下沉或將樁略提高一點,然后重新快速下沖。沉樁機需要的激振力根據土的性質、含水性及樁種類、構造而定,約為100-400KN。這種錘設備適用于打鋼板樁、鋼管樁、長度在15 米以內的打入式灌注樁;適用于粉質粘土、松散砂石、礫石和密實的粘性土地基。
1.6 射水沉樁。利用水的壓力完成錘擊、夯擊形式的打樁活動。通常它會與錘擊法一起使用。其適用的打樁對象則是體積截面較大的混凝土樁與空心管樁。適用的土體結構則是砂礫土為主、或者是相對堅硬的土質結構;不適用質地很硬的粘土層、泥炭層、以及粗卵石等土體。
1.7 靜壓力樁。
采用液壓樁或利用樁架自重及附屬設備和重量,通過卷揚機的牽引傳至樁頂。將樁逐節壓入土中。采用該方法沉樁且樁機已經就位時,要先利用鉆機轉動至樁架前方,其目的是對準前方樁位進行鉆進工序。在鉆進時要控制好鉆桿的均勻旋轉,避免卡鉆現象發生。當鉆至作業所需的基本標高時,方可清孔提鉆,完成樁基的導軌定位;吊樁插于孔中施打,一般鉆孔深為8-10 米,其余長度用打樁機打入,鉆孔后半小時插樁施打,避免塌孔。這種樁適用于軟土地基及打樁振動影響鄰近建筑物或設備的情況及可壓截面60mm×60cm 以內的鋼筋混凝土和直徑60cm 以下的空心管樁。
2 樁基適用的土體、土層結構
樁基的選擇是工民建樁基工程基礎作業實施的關鍵,對完成樁基作業來說其導向作用與意義重大。具體而言,它主要根據不同樣式的土體結構、以及不同種類的項目專業工程去選擇當時作業所需求的樁基。總之,應立足實際去因地制宜的按照工程設計要求或標準去對樁基作出合理選擇。
2.1 重型工業廠房或者是基礎承受載荷相對較大的一些建筑項目,如大型庫房、糧倉或者是鍋爐房煙囪、電力塔等的高聳建筑結構,則需要承載性能較強的樁基。這是因為其要求上拔力和水平力都能完好發揮,且需要樁基能夠穩定建筑結構傾斜。因此可予以選用樁基。
2.2 如果是需求精密程度高的基礎,就要控制基礎的振動、能夠將振動帶來的負面影響降至最低,此時應選擇基礎沉降、和均速率沉降、沉降性能相對穩定的樁基。
2.3 已經確定其動工場地是軟土基或者是一些相對特殊的土體結構進行建筑施工,則需要以樁基基礎,以保證建筑物的抗震性能。
2.4 地基上部處的土體相對軟弱但下部深埋部分的土層結構還相對堅硬時則可以采用樁基。如果發現軟土層厚度比重較大,樁端不能作用于相對優質的土層時,應當周全考慮樁基沉降問題,確保其優質土層的載荷能夠傳遞到下臥軟層。
3 灌注樁施工技術研究
3.1 挖孔樁。挖孔樁通常會采用人力進行作業開孔,必要時也會利用機械設施進行挖孔。當利用人工方式進行挖土時,當挖至0.9m—1.0m之間時完成澆筑、混凝土護臂等作業工藝。當挖至作業所需要的深度時,要完成擴孔工藝,然后才能完成護臂內的鋼筋籠安裝、包括護臂內混凝土灌注。值得指出的是,挖孔直徑應當確保大于1m,深度控制在15m;通常樁徑控制在1.2m—1.3m左右,且樁身長度控制在30cm內。
3.2 沉管灌注樁。一般其會運用錘擊振動、沖擊形式對沉管開孔。值得注意的是,錘擊灌注樁的樁尖直徑應控制在300mm—500mm范疇內,樁長限制在20m內;對于直徑為340mm 和480mm 的樁,當錘的質量各為1t 和2t—3.5t 時,單樁軸向承載力分別約為250KN 和700kN。這種施工設備簡單,打樁速度快,成本低,但很容易產生縮頸(樁身截面局部縮小)、斷樁、局部夾長、混凝土離析和強度不足等質量事故,原因是多方面的,縮頸經常會發生在軟硬土層交界部位。因此管的速度應該放慢,例如為0.8m/min;管內混凝土量應充足。
結語:
民工建筑樁基作業施工時,應關鍵控制好上部載荷能夠有效的傳導到持力層,這是重點亦是難點,這樣才能完好發揮出樁基的使用性能。同樣,樁基施工階段對樁基的質量控制也必須要到位,應及時根據地質情況去周全考慮好施工的意外問題處理措施,并要合理安排施工工藝、加強人力組織管理、按照設計要求等進行施工,進而才能使樁基作業順利進行。
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