某低层商住楼桩基施工技术

某低层商住楼桩基施工技术

摘要：现代建筑工程桩基是一种常用的基础形式,是加深基础的一种。桩基础通常是由若干根单桩组成,在单桩的顶部用承台连接成一个整体,构成桩基础。本文从桩土的受力机理以及桩土沉降模型着手, 结合某多层商住楼工程实例对建筑桩基施工技术进行了探讨。

关键词：桩基工程；施工技术；受载力；设计

Abstract: The modern architectural engineering pile foundation is a common form and one of the foundation deepening methods. Pile foundation is usually composed of several single pile components and connected into a whole in the top of the single pile with cap, constituting a pile foundation. This paper, from the pile soil loading mechanism of pile and soil to subsidence model, is combined with a multi-story commerce-residence building engineering example of building pile foundation construction technology.

Keywords: pile foundation engineering; construction technology; bearing; design

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

采用天然地基时, 有两方面的要求: 一方面要求地基具有足够的强度承担建筑物的荷载; 另一方面, 在建筑物的荷载作用下, 其沉降不能超过国家规范规定的容许值。当地基不满足上述两方面要求时, 应采取相应的处理措施, 如采用桩基等。在实际工程中, 桩基设计主要围绕以上两个方面进行。在桩基设计中, 建筑物的荷载不必由桩全部承担,桩间土可以

承担相当一部分, 这符合桩基的工作机理。

一、桩基础设计

1. 传统刚性桩基设计方法。现行桩基设计步骤一般是: 首先根据建(构)筑物的具体情况、基础施工条件和工程地质条件, 确定桩的类型和尺寸, 初步确定承台埋深和尺寸, 然后确定桩的根数和平面布置, 最后验算桩基中各桩所受的荷载是否超过单桩承载力特征值, 必要时验算群桩的地基强度和沉降, 继而进行承台设计。桩的根数按承台的竖向荷载和单桩承载力特征值确定, 当轴心受压时, 桩数n应满足:

N≥( N+ G )/Pa(1)

式中N为作用在承台上的轴向荷载; G为承台及承台上的土的重量; Pa为单桩轴向承载力特征值。

验算各桩所受的荷载时, 对于轴心受压的桩基, 各桩所受的荷载P应满足

P=(N + G)/n≤Pa(2)

桩间距一般取3～4 倍桩径。现行的设计方法是假定承台底面以上的荷载完全通过群桩传递给地基土, 没有考虑桩间土直接分担荷载。

2. 减沉桩设计方法。减沉桩的原意是承载力满足设计要求, 而沉降量过大, 因而设置较少量的桩以减少沉降, 因而称之为减沉桩。但必须进一步明确的一个基本观点是减沉只有通过减少土中应力来实现。由于减沉桩设置的数量相对少, 而减沉之后地基沉降仍是较单桩达极限时的沉降量大的多, 有的最终沉降甚至可达150mm, 而一般短桩的极限荷载

时对应的沉降一般为数毫米, 最大也不可能超过SOmm。因而减沉桩一般都能达到极限荷载。这样, 可以计算荷载值。

(3)

式中△f为设置n 根减沉桩地基上承受的荷载值; A 为承台总面积; fo 为地基承载力设计值; n 为减沉桩总数; a为每根减沉桩对应的承台面积, a= X2, X 为平均桩间距。若取fo = 100kPa, Pu = 1000kN, 桩间距取为6m, 可减少:

(4)

即约减少原承载设计值20%; 若采用桩间距4m, 可减少42%, 则可减少较多的沉降量;若采用3m 间距的减沉桩, 则可减少承载力的74%。

3. 按变形控制进行桩基设计和处理。软土地基是一种不良地基。由于软土具有强度较低、压缩性较高和透水性很小等特性, 因此, 在软土地基上修建建筑物, 必须重视地基的变形和稳定问题。在软土地基上的建筑物往往会出现地基强度和变形不能满足设计要求的问题, 因而常常需要采取措施, 进行地基处理。处理的目的是要提高软土地基的强度, 保证地基的稳定, 降低软土的压缩性, 减少基础沉降和不均匀沉降。

目前对软基处理, 国内已有换土法、超载预压法、减少附加应力法、排水固结法、水泥深层搅拌和高压喷射注浆法、振动碎石桩法等处理方法, 都是行之有效的。对厚度较大的软土地基一般采用各类钢筋混凝土桩进行处理, 对含水量和孔隙比较大的软土地基一般采用砂桩、石灰桩、化学灌浆或堆载预压等方法处理。各种处理方法都有较强的针对性, 处理方法选择是否合理, 直接影响到建筑物的设计是否安全和节约。

二、桩基工程实例分析

1. 工程概况。该工程为某六层商住楼, 一层为框架结构, 二层以上为砖混结构, 底面积为13×90.6㎡, 房子中间设一伸缩缝, 该工程基础采用桩筏与土共同作用的复合桩基, 桩基的锚杆静压桩采用逆作法施工工艺, 底板为0.25×0.25×17.6m 的锚桩, 锚桩持力层为较薄的粉砂层(约lm 左右)。

拟建场地自地表以下45.7m 范围内, 场地地层可为6大层, 细分为11亚层, 自上而下依次描述如表1所示。

表1底层分层及性质

地层编号 地层名称 颜色 地况

1 填土夹 灰褐色一黄褐色 有少量碎石、石子、碎粒

2 粉质粘土 灰褐色 软塑--流塑, 含氧化铁及少量有机质。

3 淤泥质粉质粘土 灰褐色 流塑, 含少量粉土

4 淤泥质粉土 灰褐色 流塑

5 粉砂 青灰色 稍密一中密，含少量云母

6 淤泥质粉质粘土 灰色 流塑，少量粉土薄层

7 粉质粘土 灰色 软塑--流塑，少量粉土薄层

8 淤泥质粉土 灰色 流塑，少量粉土薄层

9 淤泥质粉土 灰色

10 粉土 青灰色-灰色 稍密，少量粉质粘土

11 粉土 灰色 软塑-夹少量粉土

如采用沉管灌注桩的话, 桩长达40m, 桩架高度45m, 由于拟建场地有高压线通过, 桩架可能碰到高压线, 所以仅可采用钻孔灌注桩或其他桩型施工。设计上对复合桩基与钻孔灌注桩方案, 按经济指标进行对比分析, 表明采用复合桩基方案在经济上是非常节省的, 能较大程度地降低基础的工程造价, 节省工程投资。因而采用复合桩基方案是优化设计方案。

本工程所采用的锚杆静压桩, 工艺上采用逆作法施工, 即先浇注底板, 预留出锚桩孔, 造至三层楼时再打锚桩(2.8m 一节) , 然后再造剩下的三层。

2. 基础设计。①按变形控制的复合桩基, 桩截面为250×250mm 2.8m 混凝土标号为C30, 钢筋为X14螺纹钢。②桩基持力层为地勘报告中第5层,属于粉细砂层, 进入持力层大于0.2m, 小于0.4m, 为此桩端采用平底形, 的单桩承载力特征值175kN, 单桩承载力设计值为210kN,的静压锚杆桩, 每节桩长为由于层厚为0.8- 1.3m, 桩端减小桩的刺入变形。锚杆桩桩长16.5m左右。

3. 施工要求①底板下的地基土为粉质粘性土层, 铺100mm 厚塘渣垫层, 轻型碾压,

基础垫层为70mm 厚的C10砼。②基础底板及地梁施工时需预埋锚杆桩孔与预留锚杆。③当基础梁板施工后进行底层及二层框架后, 方可进行锚杆桩施工, 此时上部结构与桩基可同时施工,锚杆桩施工后及时用膨胀硅封桩孔。自底板硅施工后, 可开始沉降观测, 每施工一层观测二次, 测点布置每隔5 根框架柱埋设一个测点, 转角必须有测点。④施工方法为锚杆静压桩逆作法施工。

4. 施工工艺及特点

4. 1 施工工艺。锚杆静压桩是锚杆和静压桩二项技术的巧妙结合形成的一种桩基施工新工艺, 也是一项地基加固处理新技术。锚杆静压桩是先在新建的建筑物基础上预留压桩孔位并预埋好锚杆, 或在已建筑物基础上开凿压桩孔和锚杆孔, 用粘结剂埋好锚杆, 然后安装压杆架, 用锚杆做媒介, 把压杆架与建筑物基础连为一体, 并利用建筑物自重作反力(必要时可加配重)用千斤顶将预制桩段压入土中, 当压杆力及压入深度达到设计要求后, 将桩与基础浇注在一起, 桩即可受力。从而达到提高地基承载力和控制沉降的目的。

4. 2施工顺序。压桩施工标准按YB J227- 91《锚杆静压桩技术规程》进行: 按桩位在底层底板上预留压桩孔, 预埋锚固钢筋安装反力架从第一节桩段起, 桩段就位, 压桩, 接桩,再压桩, 直到所需压桩力送桩到所需标高, 焊接连接桩顶与预埋锚固钢筋, 浇捣微膨胀混凝土, 封桩。

4. 3施工特点。逆作法改变了常规先打桩后建房的施工顺序, 而是先建房后压桩, 且压桩是可与上部建筑同步施工, 成为立体交叉作业。因此采用锚杆静压桩逆作法施工就可不占工期, 这对加快投资效益的周转极为有利。

􀀂 三、结束语

桩基工程是隐蔽工程, 影响因素很多, 稍有不慎就有可能给工程留下隐患。大量工程实践表明, 整个建筑物工程的成败, 在很大程度上取决于桩基工程的质量和水平, 建筑物事故的发生, 很多与桩基工程问题有关, 由此可见, 桩基工程设计与施工质量的优劣, 直接关系到建筑物的安危。此外, 桩基工程的造价通常在整个工程造价中占有相当大的比例, 尤其是在地质条件复杂的地区更是如此, 其节省建设资金的潜力很大, 因此, 桩基工程在整个建筑工程的重要性是显而易见的。

参考文献:

[1]郑俊杰, 彭小荣, 桩土共同作用设计理论研究, 岩土力学, 200324(3)

[2]罗晓辉, 桩的荷载传递机理分析, 岩土工程技术, 1993, 3

[3]王成,邓安福，水平荷载桩桩土共同作用过程分析，岩土工程学报, 2001，23 (4).

注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。