巖土工程師輔導(dǎo)：建筑樁基礎(chǔ)施工技術(shù)分析

　　在城市建設(shè)中，由于人口密集而土地有限，人們便向空中及地下發(fā)展，建造了大量高層建筑，以獲得更大的活動空間;同時(shí)，由于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及新村料、新工藝、新設(shè)備的涌現(xiàn)，也為高層建筑設(shè)計(jì)與施工奠定了基礎(chǔ)。高層建筑的施工主要包括基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)施工與主體結(jié)構(gòu)施工兩個(gè)方面，當(dāng)然還包括裝飾工程施工。由于高層建筑高度大，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)角度考慮其基礎(chǔ)必須有一定的埋深，因此，高層建筑的施工具有“高”、“深”的特點(diǎn)，即上部結(jié)構(gòu)施工高度大、基礎(chǔ)施工的深度大，由此也帶來施工難度大的特點(diǎn)。

　　高層建筑的基礎(chǔ)常采用筏形基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)及樁基等，尤以樁基(或樁基加箱基)為多。同時(shí)，高層建筑通常均設(shè)有地下室，故在施工前需先進(jìn)行基坑支護(hù)，以保證土方開挖及地下室結(jié)構(gòu)施工的順利進(jìn)展。

　　一、施工前的準(zhǔn)備工作

　　按施工方法樁可分為預(yù)制樁和灌注樁兩大類。預(yù)制樁用錘擊、靜壓、振動或水沖沉入等方法打樁入土。灌注樁則在就地成孔，而后在鉆孔中放置鋼筋籠、灌注混凝土成樁。根據(jù)成孔的方法，又可分為鉆孔、挖孔、沖孔及沉管成孔等方法。工程中一般根據(jù)土層情況、周邊環(huán)境狀況及上部荷載等確定樁型與施工方法。

　　在樁基礎(chǔ)施工前，應(yīng)做好現(xiàn)場踏勘工作，做好技術(shù)準(zhǔn)備與資源準(zhǔn)備工作，以保證打樁施工的順利進(jìn)行。樁基礎(chǔ)施工前的一般準(zhǔn)備工作包括以下幾個(gè)方面：

　　(一)施工現(xiàn)場及周邊環(huán)境的踏勘

　　在施工前，應(yīng)對樁基施工的現(xiàn)場進(jìn)行全面踏勘，以便為編制施工方案提供必要的資料，也為機(jī)械選擇、成樁工藝的確定及成樁質(zhì)量控制提供依據(jù)。

　　現(xiàn)場踏勘調(diào)查的主要內(nèi)容如下：

　　1.查明施工現(xiàn)場的地形、地貌、氣候及其它自然條件。

　　2.查閱地質(zhì)勘察報(bào)告，了解施工現(xiàn)場成樁深度范圍內(nèi)土層的分布情況、形成年代以及各層土的物理力學(xué)性能指標(biāo)。

　　3.了解施工現(xiàn)場地下水的水位、水質(zhì)及其變化情況。

　　4.了解施工現(xiàn)場區(qū)域內(nèi)人為和自然地質(zhì)現(xiàn)象，地震、溶巖、礦巖、古塘、暗濱以及地下構(gòu)筑物、障礙物等。

　　5.了解鄰近建筑物的位置、距離、結(jié)構(gòu)性質(zhì)、現(xiàn)狀以及目前使用情況。

　　6.了解沉樁區(qū)域附近地下管線(煤氣管、上水管、下水管、電纜線等)的分布及距離、埋置深度、使用年限、管徑大小、結(jié)構(gòu)情況等。

　　(二)技術(shù)準(zhǔn)備

　　1.施工方案的編制。施工前應(yīng)編制施工方案，明確成樁機(jī)械、成樁方法、施工順序、鄰近建筑物或地下管線的保護(hù)措施等。

　　2.施工進(jìn)度計(jì)劃。根據(jù)工程總進(jìn)度計(jì)劃確定樁基施工計(jì)劃，該計(jì)劃應(yīng)包括進(jìn)度計(jì)劃，勞動力需求計(jì)劃及材料、設(shè)備需求計(jì)劃。

　　3.制定質(zhì)量保證、安全技術(shù)及文明施工等措施。

　　4.進(jìn)行工藝試樁。為確定合理的施工工藝，在施工前應(yīng)進(jìn)行工藝試樁，由此確定工藝參數(shù)。

　　(三)機(jī)械設(shè)備準(zhǔn)備

　　施工前應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)的樁型及土層狀況，選擇好相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備，并進(jìn)行工藝試樁。

　　(四)現(xiàn)場準(zhǔn)備

　　1.清除現(xiàn)場障礙物。成樁前應(yīng)清除現(xiàn)場妨礙施工的高空和地下障礙物，如施工區(qū)域內(nèi)的電桿、跨越施工區(qū)的電線、舊建筑的基礎(chǔ)或其他地下構(gòu)筑物等，這對保證順利成樁是十分重要的。

　　2.場地平整。高層建筑物的樁基通常為密布的群樁，在樁機(jī)進(jìn)場前，必須對整個(gè)作業(yè)區(qū)進(jìn)行平整，以保證樁機(jī)的垂直度，便于其穩(wěn)定行走。

　　對于預(yù)制樁，不論是錘擊、靜壓或是振動打樁法，打樁機(jī)械自重均較大，在場地平整時(shí)還應(yīng)考慮鋪設(shè)一定厚度(通常為200mm左右)的碎石，以提高與打樁機(jī)械直接接觸的地基表面的承載力，防止打樁作業(yè)時(shí)樁機(jī)產(chǎn)生不均勻沉降而影響打樁的垂直度。一般履帶式打樁機(jī)要術(shù)地基承載力為100～130kPa。如鋪設(shè)碎石仍不能滿足要術(shù)時(shí)，則可采用鋪設(shè)走道板(亦稱路基箱)的方法，以減小對地基土的壓力。

　　對于灌注樁應(yīng)根據(jù)不同成孔方法做好場地平整工作。如采用人工挖孔方法，則在場地平整時(shí)需考慮挖孔后的運(yùn)土道路;當(dāng)采用鉆孔灌注樁時(shí)，則應(yīng)考慮泥漿槽及排水溝。近年來，在上海等大城市實(shí)行了鉆孔灌注樁硬地施工法，即在灌注樁施工區(qū)先做混凝土硬地，同時(shí)布置好泥漿池、槽及排水溝等，然后在樁位處鉆孔成樁。該法使泥漿有序排放，做到了文明施工，同時(shí)也大大提高了施工效率。在沉管灌注樁施工時(shí)，場地平整的要術(shù)與預(yù)制打入樁類似，由于其沉管時(shí)亦需用錘擊或振動法，樁機(jī)對地基土的承載力也有較高的要術(shù)。

　　(五)現(xiàn)場放線定位

　　樁基礎(chǔ)施工現(xiàn)場軸線應(yīng)經(jīng)復(fù)核確認(rèn)，施工現(xiàn)場軸線控制點(diǎn)不應(yīng)受樁基施工影響，以便樁基施工作業(yè)時(shí)復(fù)核樁位。

　　1.定樁位。定樁位時(shí)必須按照施工方格網(wǎng)實(shí)地定出控制線，再根據(jù)設(shè)計(jì)的樁位圖，將樁逐一編號，依樁號所對應(yīng)的軸線、尺寸施放樁位，并設(shè)置樣樁，以供樁機(jī)就位定位。定出的樁位必須再經(jīng)一次復(fù)核，以防定位差錯(cuò)。

　　2.水準(zhǔn)點(diǎn)。樁基施工的標(biāo)高控制，應(yīng)遵照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，每根樁的樁頂、樁端均須做標(biāo)高記錄，為此，施工區(qū)附近應(yīng)設(shè)置不受沉樁影響的水準(zhǔn)點(diǎn)，一般要求不少于2個(gè)。該水準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)在整個(gè)施工過程中予以保護(hù)，不使其受損壞。樁基施工中的水準(zhǔn)點(diǎn)，可利用建筑高程控制網(wǎng)的水準(zhǔn)基點(diǎn)，也可另行設(shè)置。

　　二、沉樁方法選擇

　　(一)預(yù)制混凝土樁與鋼樁的沉樁

　　預(yù)制混凝土樁的形式有方樁及管樁兩類，鋼樁則有H型鋼樁及鋼管樁兩類，它們的沉樁方法主要有錘擊打入法、靜力壓樁法及水沖沉樁法，有時(shí)，也采用振動沉樁方法。

　　(二)灌注樁成樁

　　灌注樁成孔方法主要有泥漿護(hù)壁成孔、沉管成孔及干作業(yè)成孔等幾種。在成孔后放置鋼筋籠、澆筑混凝土，形成灌注樁。

　　泥漿護(hù)壁成孔常有正(反)循環(huán)泥漿護(hù)壁成孔與沖擊成孔兩種。前者適用于淤泥及淤泥質(zhì)土、一般粘性土、粉土等，在砂性土中也可適用，但應(yīng)注意泥漿護(hù)壁，防止護(hù)壁倒塌;后者則適用于粘性土及碎石土，也可用于淤泥質(zhì)土、粉土及砂土。

　　沉管成孔法通常采用錘擊法、振動法或振動沖擊法等。它們施工時(shí)都有振動、噪音、擠土等現(xiàn)象，選擇時(shí)應(yīng)注意環(huán)境保護(hù)。

　　干作業(yè)成孔法則可用鉆孔及人工挖孔兩種方法，鉆孔法可用于粘性土及粉土，在砂土中也可能采用;人工挖孔法一般只適用于粘性土，在淤泥質(zhì)土及粉土中應(yīng)視具體條件而定，而在砂土及碎石土中不可采用，同時(shí)，在地下水位以下采用人工挖孔也應(yīng)有可靠的排水或止水措施。

　　灌注樁的幾種施工方法中，泥漿護(hù)壁成孔及干作業(yè)成孔方法一般都無擠土或很少擠土，這兩種灌注樁施工中振動與噪音一般均很小，因而在城市的高層建筑樁基中常采用。

　　三、結(jié)語

　　樁基礎(chǔ)目前是我國高層建筑的主要基礎(chǔ)類型，當(dāng)建筑物場地上部的土層比較軟弱時(shí)，采用普通的擴(kuò)大基礎(chǔ)，則地基的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和變形將均不能滿足建筑物的要求，這時(shí)往往采用樁基礎(chǔ)。在地基中沉入多根樁，把上部的荷載傳入深層土中或傳入巖層，這個(gè)方法在我國得到廣泛應(yīng)用。

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