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2010-04-23 11:34 付劍 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
摘要:由于高層建筑高度大,從結構設計角度考慮其基礎必須有一定的埋深,因此,高層建筑上部結構施工高度大、基礎施工的深度大,由此也帶來施工難度大的特點。高層建筑的基礎通常采用樁基(或樁基加箱基)施工為多,文章從施工前的準備工作、沉樁方法選擇等方面對高層建筑樁基礎施工進行分析研究。
關鍵詞:高層建筑;樁基礎;沉樁方法;施工技術;結構設計
在城市建設中,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,由于現(xiàn)代科學技術的發(fā)展及新村料、新工藝、新設備的涌現(xiàn),也為高層建筑設計與施工奠定了基礎。高層建筑的施工主要包括基礎結構施工與主體結構施工兩個方面,當然還包括裝飾工程施工。由于高層建筑高度大,從結構設計角度考慮其基礎必須有一定的埋深,因此,高層建筑的施工具有“高”、“深”的特點,即上部結構施工高度大、基礎施工的深度大,由此也帶來施工難度大的特點。
高層建筑的基礎常采用筏形基礎、箱形基礎及樁基等,尤以樁基(或樁基加箱基)為多。同時,高層建筑通常均設有地下室,故在施工前需先進行基坑支護,以保證土方開挖及地下室結構施工的順利進展。
一、施工前的準備工作
按施工方法樁可分為預制樁和灌注樁兩大類。預制樁用錘擊、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。
在樁基礎施工前,應做好現(xiàn)場踏勘工作,做好技術準備與資源準備工作,以保證打樁施工的順利進行。樁基礎施工前的一般準備工作包括以下幾個方面:
(一)施工現(xiàn)場及周邊環(huán)境的踏勘
在施工前,應對樁基施工的現(xiàn)場進行全面踏勘,以便為編制施工方案提供必要的資料,也為機械選擇、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性能指標。
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、暗濱以及地下構筑物、障礙物等。
5.了解鄰近建筑物的位置、距離、結構性質(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、結構情況等。
(二)技術準備
1.施工方案的編制。施工前應編制施工方案,明確成樁機械、成樁方法、施工順序、鄰近建筑物或地下管線的保護措施等。
2.施工進度計劃。根據(jù)工程總進度計劃確定樁基施工計劃,該計劃應包括進度計劃,勞動力需求計劃及材料、設備需求計劃。
3.制定質(zhì)量保證、安全技術及文明施工等措施。
4.進行工藝試樁。為確定合理的施工工藝,在施工前應進行工藝試樁,由此確定工藝參數(shù)。
(三)機械設備準備
施工前應根據(jù)設計的樁型及土層狀況,選擇好相應的機械設備,并進行工藝試樁。
(四)現(xiàn)場準備
1.清除現(xiàn)場障礙物。成樁前應清除現(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、舊建筑的基礎或其他地下構筑物等,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,在樁機進場前,必須對整個作業(yè)區(qū)進行平整,以保證樁機的垂直度,便于其穩(wěn)定行走。
對于預制樁,不論是錘擊、靜壓或是振動打樁法,打樁機械自重均較大,在場地平整時還應考慮鋪設一定厚度(通常為200mm左右)的碎石,以提高與打樁機械直接接觸的地基表面的承載力,防止打樁作業(yè)時樁機產(chǎn)生不均勻沉降而影響打樁的垂直度。一般履帶式打樁機要術地基承載力為100~130kPa。如鋪設碎石仍不能滿足要術時,則可采用鋪設走道板(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,則在場地平整時需考慮挖孔后的運土道路;當采用鉆孔灌注樁時,則應考慮泥漿槽及排水溝。近年來,在上海等大城市實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,同時也大大提高了施工效率。在沉管灌注樁施工時,場地平整的要術與預制打入樁類似,由于其沉管時亦需用錘擊或振動法,樁機對地基土的承載力也有較高的要術。
(五)現(xiàn)場放線定位
樁基礎施工現(xiàn)場軸線應經(jīng)復核確認,施工現(xiàn)場軸線控制點不應受樁基施工影響,以便樁基施工作業(yè)時復核樁位。
1.定樁位。定樁位時必須按照施工方格網(wǎng)實地定出控制線,再根據(jù)設計的樁位圖,將樁逐一編號,依樁號所對應的軸線、尺寸施放樁位,并設置樣樁,以供樁機就位定位。定出的樁位必須再經(jīng)一次復核,以防定位差錯。
2.水準點。樁基施工的標高控制,應遵照設計要求進行,每根樁的樁頂、樁端均須做標高記錄,為此,施工區(qū)附近應設置不受沉樁影響的水準點,一般要求不少于2個。該水準點應在整個施工過程中予以保護,不使其受損壞。樁基施工中的水準點,可利用建筑高程控制網(wǎng)的水準基點,也可另行設置。
二、沉樁方法選擇
(一)預制混凝土樁與鋼樁的沉樁
預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,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。
泥漿護壁成孔常有正(反)循環(huán)泥漿護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,但應注意泥漿護壁,防止護壁倒塌;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。它們施工時都有振動、噪音、擠土等現(xiàn)象,選擇時應注意環(huán)境保護。
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)土及粉土中應視具體條件而定,而在砂土及碎石土中不可采用,同時,在地下水位以下采用人工挖孔也應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、結語
樁基礎目前是我國高層建筑的主要基礎類型,當建筑物場地上部的土層比較軟弱時,采用普通的擴大基礎,則地基的強度、穩(wěn)定性和變形將均不能滿足建筑物的要求,這時往往采用樁基礎。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,這個方法在我國得到廣泛應用。
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