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在當代工民建筑工程中,樁基材料、類型、樁工機械、施工工藝均較以往有較大改觀,現代化的樁基基礎工程施工體系已經形成,故施工企業在施工過程中需根據建筑物的實際特征來挑選合適的施工工藝,從而保證高質量的施工,本文就當代樁基工程施工技術在工民建中核心技術問題進行了相關介紹。
建筑施工中樁基的形式與類型多種多樣,為了保障施工質量,提升施工效率,控制施工成本,施工方需要對建筑物的地質條件、水文條件、荷載等級、樁基使用功能、建筑結構、地形、施工設備、樁端持力層巖土特征、施工環境、制樁材料的供應、施工造價、施工周期等進行綜合研究與分析,并將各類待選的樁基施工工藝進行經濟性與技術性的對比后來挑選合適的樁型和成樁工藝,以下是筆者結合自身多年的樁型選擇經驗所做的總結:
若樁基用于工業廠房、倉庫、車庫等下部設置,或用作擋土墻下等處的斜樁時,此時采用樁基可有效承受來自建筑物的上拔荷載與浮托力;若地基上部為軟土層,下部土層較為堅硬時,最好采用樁基。若軟土層較厚致使樁端無法深入至良好土層時,應首先考慮樁基的沉降。若嵌巖樁須嵌入硬質基巖中時應重點考慮一種或多種集中力作用下嵌巖樁的的受力情況[1],一般而言,沖擊式鉆進法要優于旋轉式鉆進法;若樁基的持力層較深,考慮到施工成本、施工難度及排水等因素,宜選擇機械挖孔而避免人力挖孔;若工民建的施工場地正好位于灰巖地區等特殊巖土地質條件,該地可能存在土洞、巖溶(溶洞、溶溝等)、斷層及裂隙構造帶的發育,地質條件較為復雜,含有豐富的地下水,甚至存有地下暗河通道等,這將對樁基礎的選型及施工質量造成嚴重的影響,故筆者認為該條件下的樁基施工工程優勢并不顯現,因該條件下的施工安全性無法得到有效保障,且由于樁端持力層埋置深度過大,則將使樁基經濟性大打折扣,倘若在樁基基礎巖土工程條件認識不足的條件下憑經驗施工,施工中發生多次樁型更改的現象,則容易帶來無法估量的經濟損失與安全隱患。考慮到上述因素,建議在選擇樁基時根據不同類型樁基的特征來進行擇優挑選,灌注樁的優勢在于可根據建筑物的實際需求來調整樁基的長度,目前主要用于高結構的建筑項目施工。
目前工民建中常用的施工樁為沖、鉆孔灌注樁、沉管灌注樁等,在樁基施工前,應做好現場的勘查工作,以保證樁基施工的連續性,樁基施工前的常規準備工作主要有以下幾方面:(1)現場放線測量并定位。施工人員應以項目施工圖及布設的平面控測量制網來進行樁基的測放與定位。為了保證測量結果的精準度,一般需進行兩次左右的復測,再進行樁位部分加固施工與特殊防護。施工區域附近應至少設置2個不受沉樁干擾的水準點[2]。(2)制作泥漿。將土、水、純堿按照標準的比例加以配合與攪拌后形成混合泥漿,需要注意的是,施工人員需在借助泥沙分離器作用之余,嚴格控制混合泥漿中的含砂率,亦可采用電子檢測裝備對泥漿進行驗孔,以利于樁基施工的順利開展。
工民建樁基施工的順利開展需以遵循施工技術為前提,如在施工中打群樁時應遵循先中心再四周的原則,打排樁時則應遵循先中心后兩頭的原則,亦可分段施工。樁基施工時,若鄰近處有其他建筑物,則應從鄰近建筑物處開始施工。
灌注樁施工工藝:施工前應清除一切影響施工的物品,如地下管線與構筑物等,達到“三通一平”[4],根據樁型設計來選擇相應的成孔工藝,如采用人工挖孔灌注樁,在遇地下水時應邊抽邊挖并留置運土通道;若施工地區的地質條件復雜,地層松散且有豐富的地下水,這時采用傳統的人工挖孔樁進行施工,則難以滿足施工標準,導致施工周期嚴重滯后,長螺旋鉆孔灌注樁存在施工周期短,造價相對低,不受地下水影響等優勢。要想保證樁頭質量,若樁頂標高超越自然地坪,則應回填地面達設計的標高,也可做適當超灌,樁頭與孔口應做好保護工作,冬季施工還應做好保溫措施[5]。若施工處的地基土質較差,施工人員應當挑選膠體率>95%的粉質粘土進行護壁;為了保證打孔口的完整度,應挑選厚度為5mm的鋼板制作護筒,埋設護筒時可留置溢水口,以利于樁基施工中的排水。
沉管灌注樁與沖、鉆孔灌注樁為較為常見的兩種灌注樁,沉管灌注樁通過借助錘擊式設備或振動式設備進行打樁,將附有鋼筋混凝土的樁尖或附帶活瓣式樁靴的鋼套管沉入土內,從而造成樁孔,繼而置入鋼筋骨架并行混凝土澆筑,完成后取出套管,借力于拔管時所產生的振動性來將混凝土夯實,從而形成所需的灌注樁,該技術適用于砂土、黏土地基,且一般基于獨立柱上使用,該方法施工噪聲較大,且極易產生縮頸樁,因而施工時一定要做好質量監控;鉆孔灌注樁施工過程中無論是采用沖抓式鉆孔、沖擊式鉆孔,還是旋轉成孔法,均可使用泥漿護壁的方法,開孔前測準垂直度,對準中線,壓好護筒才能保證鉆孔質量,沖擊式鉆孔法下應持續添加泥漿并及時抽渣,檢查成孔是否存在偏斜,應及時清理孔洞內雜物。此外,不同類型的樁基對于沉渣厚度的要求也不盡相同,如《建筑樁基技術規范》(JGJ94-2008)中明確指出,在灌注混凝土前,端承型樁的孔底沉渣厚應<50mm;抗拔樁則應>200mm;摩擦型樁的沉渣厚應<100mm。下放鋼筋籠并灌注混凝土,灌注過程不宜中斷,否則將發生斷樁。該方法適用于砂土、粘土、淤泥等地質條件下。
作為一個建筑物最基本的建筑結構,樁基對于確保建筑物安全與質量,保障人民安居業余而言就顯得尤為重要。樁基顯著的穩定性及荷載力使其成為建筑項目施工環節中的關鍵部分,其與工民建筑物的質量安全息息相關,因建筑物的大部分重量通過樁基傳到地面以下深處位置,樁的好壞,直接關系到地面建筑物的質量。因此,進行樁基施工的單位除了掌握嫻熟的樁基施工工藝外,還應做好施工各環節的質量控制,切不可偷工減料,降低成本,施工環節均嚴格按照相關技術規范來執行,以保障整個樁基施工工程的安全性與可靠性。
[1]魯克智.對樁基工程施工技術在工民建中的運用探討[J].門窗.2012,21(10):65-66.
[2]張國彬,王永濤.工民建樁基工程施工技術應用研究[J].民營科技.2011,14(07):88-90.
[3]張瑞華.樁基工程施工技術在工民建中的運用研究[J].山西建筑.2012,40(25):112-113.
[4]王旭光.樁基在建筑施工中的應用研究[J].中國新技術新產品.2010,18(09):78-79.
[5]鞠好森.工民建中對不同土質的樁基選擇及樁基的施工技術探討[J].科協論壇(下半月).2013,24(06):145-146.