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具體說來,樁基礎施工就是建筑工程的基石,是由基樁和裝頂組合在一起所構成的。根據樁端支撐狀況的差異可將其分為高承臺樁基和地承臺樁基兩種,而前者因施工工藝的不同,又由灌注樁和預制樁構成。使用率較高的施工方法一般有靜壓法、水沖法、敲擊法等。若遇到了暴雨或地震等惡劣天氣,則樁基礎強有力的豎向承載力能夠發揮非常積極的作用,它可以將建筑的豎向荷載分散至附近地表和地下,增加建筑的穩定性,將坍塌或傾斜等問題發生的可能降到最低。建筑工程中使用樁基礎的一大原因是它能顯著增加整體結構的穩定性。進行樁基礎的施工時,一定不能忽視地基變形、承載力變化的影響,這就要在事先嚴格進行勘測工作。樁基礎施工和其他工程的施工有著一定的差異,它的工作量很大且費用較多,并且對施工現場的地質狀況等有著嚴格的要求,所以在施工期間,必須事先開展勘測工作,保證樁基礎工程具備較高的承載力和防震性能。
2樁基礎技術的實際應用
樁基礎在重要的建筑和高層建筑物的建造中的應用比較廣泛,下面主要介紹常用的樁基礎進行分析,從而提高樁基礎的施工技術。首先是人孔挖孔樁基礎施工。該施工方式純粹是由人力來進行的,它的主要特征是操作簡單、花費少、承載力弱、工作量大等,所以在小型建筑的施工中應用廣泛。其次是靜力壓樁施工法。在人口密集處或者是高層建筑中進行施工時要盡量減小對環境的影響,而靜壓力樁施工技術正好能解決這一問題,施工時低噪音、低沖擊力,所以在這類建筑的施工中有著普遍的應用。靜壓力樁基礎屬于預制樁施工技術的一種,其工作原理是借助靜力壓樁機及樁架上的重力對預制樁產生壓力,進而將預制樁壓進土中。使用這種方式進行工作時可能會毀壞土層的結構,所以要盡量連續完成,以提高工程整體質量。再次是預制樁的施工。這種方法一般在高層建筑中使用,它的強度很高并且原料利用率高。開展工作時是借助沉樁機械將預制樁壓進土層內部,施工期間要特別重視預制樁底部的高度和方向,萬一方向不夠準確,則會影響沉樁工作的順利進行。施工中要把握好各樁之間的間隔,避免因錘擊力太大而使樁基礎附近的土壤結構發生形變。最后是灌注樁的施工。使用這種方式進行施工時多采用沖擊法和沉管法。前者在土質較松軟的地方適用,且操作工藝簡捷,不過要做好防坍塌的處理,可后者會將周圍的土體擠壓致變形。施工期間,不但要保證混凝土澆筑的高質量,還要科學的把握管樁的入土深度,才能有利于樁基礎的長期使用。
3建筑工程施工中樁基礎技術應用的要點
樁基是建筑的根本,在建筑工程中必須重視樁基的建造,以保證整個建筑工程的順利完成,并確保建造結構的穩定性與牢固性。在建筑工程土建施工中,樁基施工技術的運用十分廣泛,并對整個建筑的質量產生最直接的影響,樁基檢測技術的運用,則為保證施工質量起到了至關重要的監測作用。建筑工程施工中常見樁基礎技術應用如下:
3.1樁基礎技術應用分析
進行建筑工程的施工時,必須要認真選擇樁基礎,這樣才能保證整體工程的質量。在確定樁基礎時要結合實際的建筑環境,選擇最適宜的樁基礎,一般需要符合下列三個關鍵點:首先是要符合土體的實際狀況。進行樁基礎的施工時,必須綜合考慮土壤種類、樁端持力層深度、地下水狀況等眾多因素,這對于樁基礎的質量有著很大的影響,所以在施工期間必須要結合樁基礎的結構等確定最適宜的樁基礎類別;其次是基礎荷載量的有效控制?;A荷載量是影響單樁的承載力的最主要因素,因此在建筑工程樁基礎的施工前需要對建筑上層和基礎等進行精確的有關荷載量的計算,還要設計最符合實際狀況的樁基礎;最后是要把握好工程進度。實際施工進度對建筑工程的整體質量有著很大的影響,所以在施工過程中必須制定科學的方案來控制好施工進度。若工程的建設周期不長,就可以使用施工速度較快的靜壓力樁施工方式來完成工作,但是在工期相對較長時,就可以使用普遍使用的人工挖孔樁技術來完成工作。
3.2樁基礎技術施工的質量控制
現代的建筑工程施工中,采取樁基礎,既節省了施工工期,又保證了工程質量,并取得了相應的經濟效益和社會效益。隨著現代科學技術的發展樁的種類和樁基形式、施工工藝和設備以及樁基理論和設計方法,都有了很大的演進。樁基已成為在土質不良地區修建各種建筑物特別是高層建筑、重型廠房和具有特殊要求的構筑物所廣泛采用的基礎形式。現今的建筑工程施工中,樁基礎技術是一項重要的施工內容,其施工質量也和建筑整體工程的質量有著密切的聯系。樁基礎的施工具有較高的難度,所以我們必須不斷提高樁基礎施工的工藝。但在實際施工期間依然不可避免的會出現許多質量方面的問題,如斜角過大、樁位位移、單樁承載力差等。對于這些問題,在施工期間必須制定高效的解決措施:(1)補樁法、糾偏法。前者是借助承臺和地下室結構來承擔靜壓力裝所造成的反力,它的優勢是施工簡便,還能更好地保障工程質量。若樁體出現了一定的傾斜卻未斷裂就要使用糾偏法來進行施工,一般要在完成局部開挖后用千斤頂完成糾偏及復位;(2)增大承臺面積。進行建筑工程的樁基礎施工時,可能會遇到平臺面積過小的狀況,這時就需要采取措施來增大基礎承臺的面積。若工作中單樁的承載力無法滿足相關需求,還要將荷載分散到樁基礎和地基上。
4結語
關鍵詞:中央空調 安裝 問題處理措施
1 工程概況
某綜合辦公大樓建筑概況:共12層,框架結構,建筑總高度為41.40 m,建筑總面積17338 m2。該工程中央空調系統包括:冷凍站、空調風系統及空調水系統。
2 中央空調安裝
整個空調工程的安裝、工藝制作質量應符合《通風與空調工程施工質量驗收規范》《建筑工程施工質量驗收統一標準》的要求。各工序認真把關,各施工作業組應執行班組自檢、互檢、質檢員專職檢的“三檢”制度,并做好記錄。按其工藝流程為分體設計、整體規劃,做到上不清,下不接,不經駐地監理驗收簽字(含隱蔽工程),不進行下道工序的施工。
安裝完成后,系統調試是不可缺的一項工作。調試方案的制定,這是確保系統達到預定功能的關鍵,也是對系統安裝結果的整體測試,調試之前應檢查各系統的安裝完成情況,如供電、供水、排水系統是否正常,閥門位置、方向啟用是否正常,沖洗是否完成,有無管道敞El,排氣塑料軟管是否固定,調試使用的材料、工具、人員是否備齊,有無成品保護措施等,排除一切影響運行的不良狀態。設備單機試運轉及調試、系統無生產負荷下的聯合試運轉及調試、系統測定與調整三部分內容,應依次進行。設備單機試運轉及調試必須逐臺進行,試運轉持續時間不少于規范所規定時間;系統測定與調整,包括通風機的風量、風壓及轉速測定,系統與風口的風量平衡,空調水系統壓力、溫度、流量測試,帶冷(熱)源的正常聯合試運轉不少于8h,通風系統的連續試運轉時間不少于2h。
3 設計與安裝常見問題及對策分析
在本工程設計與安裝過程中,曾出現過圖紙與實際不相符、管道太多無法安裝等一系列現象,給安裝帶來了極大的不便,一定要嚴格遵循相關規范和設計要求。
3.1 空調設計
1)機房布置不合理。在布置機房設備時,既要考慮冷凝器、蒸發器檢修空間,又要考慮主機操作人員觀察儀表的視線,還要給運行人員提供隔聲值班室。2)未考慮降聲防噪措施??照{機運轉時的噪聲在選用空調機組時,應根據噪聲標準規范選用機組。如選用的機組噪聲超標,應考慮消聲隔聲措施。為防止主機與輔機發生共振,主機與輔機管道之間應裝設減振器,避免主輔機共振。裝設減振器既可延長設備使用壽命,同時又降低了運轉噪聲。對于多臺機組來說,還應考慮安全保護措施,或在設計文件中提出多臺機組運行的程序。3)負荷取值計算問題?!对O計規范》規定,冬季供暖系統的熱負荷應包括加熱由門窗縫隙滲入室內的冷空氣的耗熱量,但有的工程在計算供暖熱負荷時出入較大;《設計規范》對圍護結構耗量計算各朝向修正率做了明確規定,北0%~10%,東、西0%~5%有悖于規范要求。4)設計圖紙與計算書不一致。暖通空調設計,所有設備、管道、部件的選擇均是通過計算確定的,從某種意義上講,設計圖紙即是計算書的體現,所以設計圖紙與計算書應完全一致。但有的供暖設計,散熱器數量、立管管徑等設計圖紙與計算書不一致,甚至差別相當大。計算完畢,繪制圖紙時發現不合理之處,允許調整,但應有調整計算書或調整說明,使設計圖紙與計算書最后統一起來。5)經濟性比選。經濟性比較是目前暖通空調方案比較中考慮最多的一個問題。在經濟性比較時首先應注意比較基準必須一致。應采用相同的設計要求、使用情況、設備檔次、能源價格、舒適狀況、美觀情況等基準條件進行比較,這樣才能保證方案比較結果的科學性和合理性。如果對采用名牌設備和采用低檔設備的方案進行經濟性比較,顯然是不合理的;如果不考慮舒適性的區別,對有新風供應和沒有新風供應的方案進行經濟性比較,顯然不可能做出正確的選擇;如果不考慮美觀性和舒適性進行經濟性比較,對集中式空調方案顯然是不公平的。
3.2 空調安裝
設備安裝施工質量的好壞直接影響到設備的運行使用。如果在施工中,能加強施工人員的責任心,并提高施工人員的技術水平,問題是可以避免的??照{安裝過程中,常常出現以下問題:1)各種管道交叉作業的處理不當。這是目前建筑工程上普遍出現的問題,許多設計施工圖中各專業的設計管道定位尺寸、標高所注數據與實際施工脫節,甚至管道與結構、裝修之間的矛盾時有發生,給管道安裝和監理帶來許多麻煩,造成管道安裝施工困難。2)冷凍水管穿墻、穿樓板處設保溫層。按規范要求,冷凍水管應連續保溫,但實際施工時,在穿墻、穿樓板處未設保溫或已保溫但在堵墻洞時被破壞,導致冷凍水管局部暴露在空氣中,產生冷凝水,形成尿墻、樓板積水等。一方面很不美觀,另一方面浪費了大量冷量。3)空調機房新回風管未接至空調機組。由于新回風管未接至空調機組,導致新回風短路,運行工況不同于設計工況,空調機房為較強負壓,房門啟閉困難。4)與其他工種的配合不到位。在功能較全的建筑物里,吊頂的凈空是有限的,而各專業工種的布管又是復雜的。如:暖通專業的送風管、回風管、新風管、排煙(風)管、供水管、回水管、冷凝水管等;給排水專業的生活給水管、排水管、污水管、噴淋管等;電氣專業的強弱電橋架、母線槽、電線管等?,F在許多暖通施工圖上,設計師只給出了主要設備的定位尺寸,沒有注明風管、水管的定位尺寸及標高。或者即使有尺寸,但與其他工種相沖突,因為有些圖紙設計院根本就沒有進行會簽,給施工帶來諸多不便。
3.3 對策分析
1)設計人員應加強對現行設計規范、規定、標準的學習,提高貫徹執行規范的自覺性。設計過程中缺乏多方案技術經濟比較,隨意性較大。空調設計應像建筑方案設計一樣,進行多方案比較,作出合理的設計。2)在設計時,與建筑專業、結構專業配合設計。比如設備間的布置問題,應考慮到高層建筑一般在建筑的裙
房及主體之間設有一結構轉換層,水暖專業可用來匯總管線,也可用做水暖專業設備層等。在與結構專業配合時須認真嚴謹。水暖專業的設計人員,在設計方案確定后,應盡快給結構專業提供所有設備的位置、重量及基礎,尤其是較重的大型設備,如水箱、制冷機組、新風機組、空調機組、水泵等更不能遺漏等。3)施工前做好圖紙會審工作。圖紙會審前工程技術人員要熟悉強制性標準、設計選用的設計規范、施工規范及標準圖集;根據設計交底、圖紙要求及施工圖的內容,查找施工圖中存在的問題,避免在施工過程中出現窩工和返工現象。
關鍵詞:灌注樁,質量控制,驗收
前言:混凝土鉆孔灌注樁由于對各種地質條件的適應性、施工簡單易操作且設備投入一般不是很大,因此在各類房屋及民用建筑中都得到了廣泛的應用。鉆孔灌注樁的施工大部分是在地下進行的,其施工過程無法觀察,成樁后也不能進行開挖驗收。所以在施工過程中任何一個環節出現問題,都將直接影響到整個工程的質量和進度。因此,加強混凝土灌注樁在施工階段的質量控制和成樁后的質量驗收,就變的尤為必要。
1.測量質量控制
建筑工程樁基礎施工測量的主要任務有:①把設計總圖上的建筑物基礎樁位按設計和施工的要求,準確地測到擬建區地面上,為樁基礎工程施工提供標志,作為按圖施工、指導施工的依據;②進行樁基礎施工監測;③在樁基礎施工完成后,為檢驗施工質量和為地面建筑工程施工提供樁基礎資料,需要進行樁基礎竣工測量。
在進行質量控制時,應注意一下兩點:
1)建筑物定位矩形網點需要埋設直徑 8cm、 長35cm的大木樁,樁位既要便于作業,又要便于保存,并在木樁上釘小鐵釘作為中心標志,對木樁要用水泥加固,在施工中要注意保護,使用前應進行檢查。對于大型或較復雜、工期較長的工程應埋設頂部為 10cm ×10cm,底部為 12cm × 12cm,長為 80cm的水泥樁為長期控制點。
2)必須加強檢查工作,對樁位測量放線圖的所有計算數據,必須經第二個人進行 100%的檢查,確認無誤后才能到現場測設。在建筑物定位測量成果經檢查滿足要求后,才能測設建筑物樁位軸線進行建筑物的定位測量。
2.成孔質量的控制
在成孔的施工技術和施工質量控制方面應著重做好以下幾項工作。
2.1確保樁身成孔垂直精度
這是灌注樁順利施工的一個重要條件,否則鋼筋籠和導管將無法沉放。為了保證成孔垂直精度滿足設計要求,應采取擴大樁機支承面積使樁機穩固,經常校核鉆架及鉆桿的垂直度等措施,并于成孔后下放鋼筋前作井徑、井斜超聲波測試。
2.2 進行嚴格鉆進控制。
鉆進時須嚴格控制泥漿的比重、粘度、砂率等指標。特別象本橋淤質砂層較厚的地層,控制適當的鉆時速度,不可急進;并采用適當增大泥漿泵的單位小時循環量等措施,以減輕鉆機鉆進時的負荷。鉆進時,泥漿比重可適當大點,泥漿池要設2~3級的沉淀池,使粉砂、 碎巖等物充分沉淀,并經常清理泥漿池,以保證泥漿具有良好的懸浮功能。在土層變化處應經常撈取碴樣,判明土層,詳細記錄并和地質剖面圖核對,及時反饋調整施工工藝。
2.3保證鋼筋籠制作質量和吊放準確
鋼筋籠制作前首先要檢查鋼材的質保資料,檢查合格后再按設計和施工規范驗收鋼筋的規格、數量和制作質量。論文參考。在驗收中還要特別注意鋼筋籠吊環長度能否使鋼筋準確地吊放在設計標高上,這是由于鋼筋吊籠放后是暫時固定在鉆架底梁上的,因,吊環長度是根據底梁標高的變化而改變,所以應根據底梁標高逐根復核吊環長度,以確保鋼筋的埋入標高滿足設計要求。同時,要注意鋼筋籠能否順利下放,沉放時不能碰撞孔壁;當吊放受阻時,不能加壓強行下放,因為這將會造成坍孔、鋼筋籠變形等現象,應停止吊放并尋找原因,如因鋼筋籠沒有垂直吊放而造成的,應提出后重新垂直吊放,如果是成孔偏斜而造成的,則要求進行復鉆糾偏,并在重新驗收成孔質量后再吊放鋼筋籠。
2.4保證清孔質量
清孔的主要目的是清除孔底沉渣。論文參考。清孔是利用泥漿在流動時所具有的動能沖擊樁孔底部的沉渣,使沉渣中的巖粒、砂粒等處于懸浮狀態,再利用泥漿膠體的粘結力使懸浮著的沉渣隨著泥漿的循環流動被帶出樁孔,最終將樁孔內的沉渣清干凈。灌注樁成孔至設計標高,應充分利用鉆桿在原位進行第一次清孔,直到孔口返漿比重持續小于 1.10-1.20 ,測得孔底沉渣厚度小于50mm ,即抓緊吊放鋼筋籠和沉放砼導管。由于孔內原土泥漿在吊放鋼筋籠和沉放導管這段時間內使處于懸浮狀態的沉渣再次沉到樁孔底部,最終不能被砼沖擊反起而成為永久性沉渣,從而影響樁基工程的質量。因此,必須在砼灌注前利用導管進行第二次清孔。當孔口返漿比重及沉渣厚度均符合規范要求后,應立即進行水下砼的灌注工作。
3.成樁質量控制
混凝土灌注質量是影響成樁質量最重要的因素。
(1)在灌注前, 首先要嚴格檢查驗收進場原材料的質保書 (水泥出廠合格證、化驗報告、砂石化驗報告) 和配合比試驗報告, 核對進場材料是否與抽檢樣品一致, 拌合及計量設備能否能正常工作,并根據理論配合比和現場實際情況計算施工配合比。其次,水下混凝土主要采用導管灌注,由于落差較大,很可能出現混凝土離析現象,但良好的混凝土配合比可降低離析程度。因此,配合比要隨水泥品種、砂、石料規格及含水率的變化進行調整。在混凝土攪拌前復核配合比并嚴格計量和測試管理。為防止發生斷樁、夾泥、堵管等現象,在混凝土灌注時應加強對混凝土攪拌時間和混凝土坍落度的控制。
(2) 在灌注過程中, 隨時注意每米樁的混凝土用量,并對每根樁的用量進行記錄, 以及時判斷是否發生塌孔及縮孔, 并以此確定每段樁體的充盈系數,要求充盈系數 > 1。灌注混凝土應連續施工, 否則導管內產生氣囊高壓; 容易將兩節導管間的封水橡皮墊擠出,致使接口漏空而進水。如果中斷灌注超過半小時或確認發生塌孔、縮孔, 則必須立即采取補救措施或重新鉆孔。每根樁至少應作混凝土試件一組, 以其28 d試壓強度作為質量評定的依據。論文參考。
(3) 注意:在施工過程中,要控制好灌注工藝和操作方法。抽動導管的力度應適中,保證有序的拔管和連續灌注,升降幅度不能過大,否則容易造成混凝土沖刷孔壁,導致縮頸或坍落、樁身夾泥、夾砂。
4.工程驗收階段的成樁檢測和質量評價
(1) 成樁檢測: 包括樁位偏差、 樁身質量、樁的承載力檢測等??梢圆捎贸暉o損檢測法檢測樁體質量,有未發現嚴重的縮頸、夾層和混凝土不密實等缺陷。樁的承載力檢測包括靜載試驗、動力測試兩項。規范要求:作靜載試驗的樁數不少于總樁數的 1% ,且不少于 3根;檢驗樁體豎向承載力的動力測試取樁總數的 10%~15%。
(2) 質量評價: 完工后應根據樁基施工過程記錄、成樁檢測及試塊試驗結果對施工質量做出評定質量結果。
結語
由于灌注樁基的特殊性和隱蔽性,施工人員要根據實際情況采取合理的施工組織設計和施工工藝,精心施工,加強管理,并充分考慮施工中可能出現的意外,提前提出質量控制和檢驗標準,施工過程中嚴格遵守和執行,同時充分重視工程驗收階段的檢測結果,并認真分析總結,從而不斷提高施工水平。
參考文獻
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關鍵詞:凍土地區鉆孔樁基礎設計
中圖分類號: S611 文獻標識碼: A
我國的凍土分布為世界第三大凍土分布國家,有百分之二十的國土被凍土所覆蓋,既有高緯度的多年凍土,也有季節性凍土。這些凍土地區的多會發生凍融和凍脹的凍害,因此,嚴重影響干寒區的工程施工與安全,是制約該地區經濟發展的主要因素。鉆孔樁基礎是凍土地區主要的工程基礎形式,它擁有樁定沉降位移小、承載能力高以及適應性強等優點,但是在凍土地區,仍舊會因為凍害的發生產生樁基不均勻下沉、整樁凍拔甚至拔斷等情況,嚴重影響著工程的整體穩定與安全。因此如何選擇樁基礎成樁形式、如何確定樁基礎抗凍拔承重穩定性成為了凍土地區工程設計的難點。因此,研究凍土地區的鉆孔樁基礎設計是很有實現意義的事。
一、凍土的特性
1.凍土的性質
凍土可以看做是由土顆粒、液態未凍水以及氣體和粘塑性冰組成的溫度敏感性土體,在凍土建設工程中,凍土一般會處于六種不同狀態:凍結、融化、未凍結、已融化、正凍結、正融化。建設凍土地區工程的基礎工作是要掌握和理解凍土的性質,一般來說,凍土的物理性質和狀態可以用四個指標來衡量:凍土的總重量含水量、單位體積的土顆粒重和凍土重、凍土的未凍水含量。
2.凍脹特性
多年凍土地區的凍土發生凍脹的主要原因是凍土中的水分發生了凍結,以冰的形式來填充土顆粒間隙,是的體積產生膨脹致使土體凍脹。而季節性凍土一般則只會在冬季發生凍脹。尤其是當溫度持續負溫的時候,凍脹現象更為嚴重。影響凍脹的主要因素有:土中水分以及補給來源、土的粒度、外荷作用、凍結條件以及交換鹽基。當樁基礎與地基土發生凍脹的時候,二者會牢固的凍結在一起,地基土凍脹變形,為了克服樁基礎的約束力,便會產生凍脹力。在切向、法向以及水平方向對樁基礎產生力的影響,引起地樁基礎的結構變形或者產生結構唯一。因此凍脹力分析是樁基礎設計的指標之一。
二、凍土地區樁基礎的分類與選擇
凍土地區一般選用鉆孔樁基礎是因為鉆孔樁基礎橫截面較小,在施工過程中對凍土的擾動面和破壞面小,上限下移不明顯,對凍土本身的凍結狀態干擾較小。但是根據凍土地區的自然氣候環境、地質條件的不同,會選擇不同形式的樁基礎的構造形式。樁基礎選擇的主要依據是在充分考慮到凍土的融沉變形的時候,樁基礎的變形是否在結構物的承受范圍之內。鉆孔樁基礎可以分為三類,分別適應不同地質條件的凍土地基:鉆孔插入樁基礎、鉆孔灌注樁基礎、鉆孔打入樁基礎。
鉆孔插入樁基礎:這類樁基礎適用于一般種類的凍土地基以及巖性地基,在施工中,對地基的熱擾動小,因而地基回凍快,但是整體性能相對較低,承載能力低,不適應高水平負荷的樁,而且由于技術限制,目前建造的樁基直徑長度有限。試用范圍有一定的局限性。
鉆孔灌注樁基礎:這類樁基礎適用于處于堅硬的凍結狀態下的地基,它的有點在于制作方法簡單,整體的承載能力比較強,并且能夠節省材料,同時還不受地下水條件的限制,能夠建造直徑較大的樁,但缺點在于施工過程中,對地基的熱擾動較大,因而地基回凍較為緩慢,施工效率低。
鉆孔打入樁基礎:這類樁基礎主要適用于沙土類凍土地基,整體性能不錯,承載負荷能力也不錯,對地基的熱擾動干擾最小,但是回凍時間因為地質的原因仍舊比較慢,并且容易發生沉樁困難的問題,同時因為其沉樁過程需要的設備比較復雜,因而設計師較少選用此類型樁。
在進行凍土地區樁基礎設計的時候,應該考慮到各方面的因素,既要綜合考慮凍脹作用與融陷作用給地基帶來的破壞,還要考慮到凍土地基的實際自然條件以及地質區別,同時還要盡可能預先的設計好有效的防凍防破壞等防護措施,在這樣的條件下,選擇最適合最經濟的樁基礎設計,保證樁基礎的建筑安全以及正常使用。
三、凍脹程度分析
根據凍土地基的凍脹特性,在凍脹過程中,凍土會對樁基礎產生水平方向、法向、切向的凍脹力。在自然條件下,凍土地基的地質條件不盡相同,土壤中粘土含量、顆粒礦物成分不同使得不同凍土土體的凍脹情況不同。因此,在發生凍脹情況是,土體會產生不同方向和數值的凍脹力,目前對凍脹力的計算大都分為兩部分:法向凍脹力與且切向凍脹力。凍土土體的法向凍脹力是沿著樁基礎表面的法線方向,主要對樁基礎的側面和地面產生凍脹力作用。法向凍脹力的數值大小主要取決于凍土的性質以及土層的壓縮性質。切向凍脹力是沿著凍土與樁基基礎接觸表面的切線方向的,主要對樁基礎側邊作用。因為凍土的性質不同,因此對凍脹力的取值不具有確切的方法,許多工程師做過大量的研究,一般在工程設計中多運用經驗公式來計算凍脹力。設計過程中需要計算到切向凍脹力條件下樁基礎是否滿足到承載力的要求,需要進行抗拔穩定性驗算。
一般情況下,基樁的抗拔極限承載力的計算公式為:T=∑λi Qsik Ui,Qsik為樁側第 i 層土的極限側阻力標準值;Ui為樁身周長,T為基樁抗拔極限承載力,λi為抗拔系數。基樁的抗凍拔穩定性數值與凍深影響系數、切向凍脹力、凍土的標準凍深、樁身周長的乘積,如果基樁的抗拔極限承載能力T小于這個值的話,那么該樁基的抗凍拔穩定性較差。
四、單樁豎向承載力常用計算方法設計計算
樁基設計的一個重要工作的就是單樁豎向承載力的設計計算,極限承載力為樁基土極限側阻力與端阻力之和。常用的集中計算方法有以下幾種:
靜載荷實驗法:最傳統可靠的方法,通過在樁身與樁底埋設的元件來測定樁端阻力喝樁側阻力,同時還能夠進行單樁垂直承載能力的實驗,能夠為設計提供合理的單樁承載能力。
靜力計算法:將樁當作深基礎,在假設的不同地基破壞模式中算的豎向極限承載力,之后除以該環境下的安全系數,確定豎向極限承載力,需要分別計算樁端阻力與樁側阻力。
經驗法:根據多年來對凍土地區鉆孔樁基礎的研究以及實踐經驗,有許多經驗方法被收入了計算單樁豎向承載力的規范中。例如《建筑樁基技術規范》(JGJ94-2008)中規定的鉆孔灌注樁的極限承載能力的計算公式為:樁底底面積與樁尖處土的極限承載力二者乘積,樁周長、樁底部的有效長度、樁側土的平均極限摩擦阻力三者乘積,取二者乘積之和作為單樁的極限承載能力。
五、結語
凍土地區的樁基礎設計需要嚴格考慮到各方面的因素,進行詳細的凍脹分析,選擇合理的成樁形式,并且要仔細計算單樁豎向承載力,確保凍土地區樁基礎的穩定性和可靠性。對于自然環境相對惡劣的凍土地區,樁基礎設計還需要考慮到結構的耐久性問題,保證樁基礎結構在一定的時間內能夠保證正常的功能實現。
參考文獻
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l一39一1624一28
樁周土的沉降大于樁體的沉降!樁土的相對位移(或者相對位移趨勢)是形成摩擦力的原因,樁基礎中,如果土給樁體提供向上的摩擦力就稱為正摩阻力;反之,則為負摩阻力。
地基土沉降過大,樁和土相對位移過大地基土將對樁產生向下的摩擦力拉力,使原來穩定的地基變得不穩定,實際荷載可能超過原來建議的地基承載力。
一般可能由以下原因或組合造成:未固結的新近回填土地基;地面超載;打樁后孔隙水壓力消散引起的固結沉降;地下水位降低,有效應力增加引起土層下沉;非飽和填土因浸水而濕陷;可壓縮性土經受持續荷載,引起地基土沉降;地震液化。
二、地基設計為什么要考慮負摩阻力
樁周負摩阻力非但不能為承擔上部荷載作出貢獻,反而要產生作用于樁側的下拉力。而造成樁端地基的屈服或破壞、樁身破壞、結構物不均勻沉降等影響。因此,考慮樁側負摩阻力對樁基礎的作用是樁基礎設計必不可少的問題之一。
三、如何在現場測試和估算負摩阻力
在樁體安裝應變計這是目前測單樁負摩阻力問題的最常用的方法。80年代,有工程運用瑞士生產的滑動側微計(SlidingMicrometer---ISETH)來測定。
普遍的方法都是測定樁體軸力,從而推算樁側摩阻力。
四、影響負摩阻力大小的主要因素
樁周土的特性當然是首當其沖的,其次樁端土特性也不可忽視(因為其之間影響著中性點的位置問題)、樁體的形狀、樁土模量比等都有影響。
五、負摩阻力的防治措施
打樁前,先預壓地基土,從根本上消除負摩阻力的產生;在產生負摩阻的樁段安裝套筒或者把樁身與周圍土體隔離,這種方法會使施工難度加大;在樁身涂滑動薄膜[如涂瀝青],目前這種方法應用比較普遍,效果也不錯;通過降低樁上部荷載,儲備一定承載力;在地基和上部結構允許有相對較大沉降的情況下,采用摩擦樁;采用一定的裝置消除負摩阻力。
下面介紹一種消除負摩阻力的裝置:它由設置在樁體外周的卸荷套及卸荷套與樁體之間的隔離層構成。卸荷套使樁體與周圍土層完全隔開并由樁體帶動在打樁時與之同步下沉,而當樁周土層沉陷時,卸荷套依靠隔離層內材料的作用,可隨土層相對樁體自由下沉而不將下拽力傳給樁體,從而有效地消除了負摩阻力的作用??蓮V泛用于各種軟基地層擬用樁基礎的工程中。
六、負摩阻力的群樁效應[研究大多數是單樁,實踐中基本是群樁
這個跟我們的研究方法有關系,目前我們的現場實踐方面的研究方法都是針對單一樁體的。另外,群樁方面的研究,運用數值分析方法也有不少研究。群樁的現場研究很值得期待呀。
七、端承樁產生負摩阻的可能性大于摩擦樁
(1)對于摩擦型樁基,當出現負摩阻力對基樁施加下拉荷載時,由于持力層壓縮性較大,隨之引起沉降。樁基沉降一出現,土對樁的相對位移便減小,負摩阻力便降低,直至轉化為零。
(2)對于端承型樁基,由于其樁端持力層較硬,受負摩阻力引起下拉荷載后不致產生沉降或沉降量較小,此時負摩阻力將長期作用于樁身中性點以上側表面。因為端承型樁,樁身基本不動,只要地基沉降,基本都是相對位移。
八、負摩阻力的計算方法
負摩阻力大小的確定關鍵在于上面提到的確定中性面,這個定了,計算按模型假設和常規的側阻力計算一樣。給大家把經常用的方法介紹一下,個人認為比較全面系統的,國內規范一般只提有效應力法(2)。
(1)總應力法;
(2)有效應力法,詳見《建筑樁基技術規范》JGJ94-94;
(3)原位測試結果法[靜探法、標貫法]工程地質手冊中有說明;
(4)高應變動力樁檢測;
《建筑樁基技術規范》JGJ94-94中規定,對可能出現負摩阻力的樁基,宜按下列原則設計:
(1)對于填土建筑場地,先填土并保證填土的密實度,待填土地面沉降基本穩定后成樁;
(2)對于地面大面積堆載的建筑物,采取預壓等處理措施,減少堆載引起的地面沉降;
(3)對位于中性點以上的樁身進行處理,以減少負摩阻力;
中性點在樁身某一深度處的樁土位移量相等,該處稱為中性點。中性點是正、負摩阻力的分界點。
(4)對于自重濕陷性黃土地基,采用強夯、擠密土樁等,先行處理,消除上部或全部土層的自重濕陷性;
(5)采用其他有效合理的措施。
綜上所述,地基問題是很復雜的,而理論研究往往又與工程實踐相距甚遠。所以要依據理論,但不要完全依賴于理論,對具體工程作具體分析。例如上面提到的負摩阻力的產生,從理論上來說是對的,但要在工程實踐中具體介定卻很困難,估算可以作為參考,但不要作為定論。又如采用隔離的方法,故然可以避開負摩阻力,但有用的正摩阻力也被“避開”了。如果采用套筒,樁周又失去了側限,反而不利。
生產實踐中會遇到很多預料不到的問題,并不是想象的那么容易。負摩阻力樁的樁土相互作用十分復雜。盡管國內外對這個問題的研究持續了約七十年,但許多問題還有待進一步的研究。
參考文獻:
[1]《建筑樁基技術規范》JGJ94-94.P14.3.4.7.P238.5.2.15.