樁基礎(chǔ)工程的發(fā)展及應(yīng)用
摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，樁基礎(chǔ)工程也得到了較快的發(fā)展。結(jié)合多年的工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)樁基的特性、樁基的使用條件及其發(fā)展情況進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹，希望對(duì)同行有所幫助。
關(guān)鍵詞：地下樁基,樁基工程,應(yīng)用,發(fā)展
一、 樁基礎(chǔ)工程的樁型及其成樁方式
(一)樁基礎(chǔ)的形式
1.按承載性狀
(1)摩擦型樁：①摩擦樁：在極限承載力狀態(tài)下，樁頂荷載由樁側(cè)阻力承受;②端承摩擦樁：在極限承載力狀態(tài)下，樁頂荷載主要由樁側(cè)阻力承受。(2)端承型樁：①端承樁：在極限承載力狀態(tài)下，樁頂荷載由樁端阻力承受;②摩擦端承樁：在極限承載力狀態(tài)下，樁頂荷載主要由樁端阻力承受。
2.按樁的使用功能
豎向抗壓樁(抗壓樁);豎向抗拔樁(抗拔樁);水平受荷樁(主要承受水平荷載);復(fù)合受荷樁(豎向、水平荷載均較大)。
3.按樁身材料分類
混凝土樁;灌注樁、預(yù)制樁;鋼樁;組合材料樁。
4.按成樁方法分類
(1)非擠土樁：干作業(yè)法、泥漿護(hù)壁法、套管護(hù)壁法;(2)部分?jǐn)D土樁：部分?jǐn)D土灌注樁、預(yù)鉆孔打入式預(yù)制樁、打入式敞口樁;(3)擠土樁：擠土灌注樁、擠土預(yù)制樁(打入或靜壓)。
5.按樁徑大小分類
(1)小樁 d≤250mm;(2)中等直徑樁 250mm
(二)灌注樁
灌注樁是樁基工程中最為常見(jiàn)的樁型之一。灌注樁具有以下幾方面的優(yōu)點(diǎn)：第一，灌注樁可以在各種不同的地層中應(yīng)用;第二，樁長(zhǎng)可以根據(jù)持力層的變化而變化，并且沒(méi)有接頭也不需要截樁;第三，灌注樁可以有效的節(jié)約鋼材，因?yàn)楣嘧吨腥绻皇茌S向壓力時(shí)就沒(méi)有必要配置鋼筋;第四，當(dāng)灌注樁采用挖空灌注樁或者是使用大直徑鉆孔時(shí)具有較大的總承載力;第五，相對(duì)于預(yù)制樁，一般情況下灌注樁的成本低于預(yù)制樁的成本。
(三)預(yù)制樁
預(yù)制樁的適用條件如下所述：第一，預(yù)制樁對(duì)環(huán)境的要求并不嚴(yán)格，不需要考慮振動(dòng)以及噪音污染對(duì)環(huán)境的影響;第二，持力層上沒(méi)有堅(jiān)硬的夾層，上面全是松軟的土層;第三，預(yù)制樁的持力層的頂面較為平緩，沒(méi)有太大的起伏，并且可以有效控制樁長(zhǎng)，降低截樁次數(shù);第四，可以實(shí)現(xiàn)樁基工程澡水下施工;第五，預(yù)制樁適用于大面積打樁工程，打樁過(guò)程中的工藝簡(jiǎn)單，施工效率高，并且當(dāng)需要大量打樁時(shí)經(jīng)濟(jì)效益較高。
二、鉆孔灌注樁施工方法。
鉆孔灌注樁的施工，因其所選護(hù)壁形成的不同，有泥漿護(hù)壁方式法和全套管施工法兩種。
(一)泥漿護(hù)壁施工法
泥漿護(hù)壁施工法可以應(yīng)用在重抓鉆孔、回轉(zhuǎn)鉆削成孔以及沖擊鉆孔等過(guò)程中。下面，對(duì)泥漿護(hù)壁施工法的施工過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。首先，應(yīng)平整場(chǎng)地之后進(jìn)行泥漿制備，埋設(shè)護(hù)筒;完成之后要鋪設(shè)工作平臺(tái);進(jìn)行鉆機(jī)安裝并定位;緊接著鉆進(jìn)成孔，成孔后要抓緊清孔并檢查成孔質(zhì)量;合格之后下放鋼筋籠。其次，灌注水下混凝土，之后拔出護(hù)筒。最后，檢查質(zhì)量是否合格。該施工過(guò)程是全套管施工方法，該方法不需要泥漿也不需要進(jìn)行清孔。除此之外，幾乎和泥漿護(hù)壁法相同。由于施工過(guò)程中壓入套管的垂直度與5-6米時(shí)挖掘的垂直度密切相關(guān)，所以應(yīng)進(jìn)行垂直度檢查，可以使用鉛垂校核和水準(zhǔn)儀。
綜上所述，施工過(guò)程中應(yīng)根據(jù)建筑物的結(jié)構(gòu)類型、樁的使用功能、建筑物的安全等級(jí)以及荷載性質(zhì)等建筑物的特征，樁端持力層巖土特性、穿越土層等工程地質(zhì)條件，地形地貌，地下水位標(biāo)高、地下水類別等水文地質(zhì)條件，施工機(jī)械設(shè)備、施工經(jīng)驗(yàn)、施工環(huán)境、制樁材料供應(yīng)條件、各種樁施工法的特征、成本以及進(jìn)度等方面進(jìn)行綜合研究評(píng)定之后選出最適合本工程的樁型和工藝。
(二)樁基礎(chǔ)的發(fā)展方向。
1.樁的尺寸向長(zhǎng)、大方向發(fā)展
隨著建筑的高層化發(fā)展，以及高大的橋梁建筑，大型工業(yè)廠房等建設(shè)過(guò)程中所使用的樁徑在不斷的擴(kuò)大，樁長(zhǎng)也在不斷增大。
2.樁的尺寸向短、小方向發(fā)展
在舊城改造過(guò)程中以及基礎(chǔ)加固，建筑物的加固糾偏以及增加建筑層等工程中，需要使用較小規(guī)模的樁，目前的錨桿靜壓樁在上述工程中得到了廣泛的應(yīng)用，其施工技術(shù)也不斷成熟。
3.向低公害工法樁方向發(fā)展
國(guó)外已顯現(xiàn)出用液壓打樁錘代替筒式柴油錘的趨勢(shì)。不同于筒式柴油錘，液壓打樁錘具有較短的樁錘、較小的噪音、沒(méi)有油煙、節(jié)省燃料、較大的大劑量、較深的貫入度以及在各個(gè)循環(huán)中具有較長(zhǎng)的沉樁持續(xù)時(shí)間等優(yōu)勢(shì)。
4.向擴(kuò)孔樁方向發(fā)展
目前,國(guó)內(nèi)外廣泛使用大直徑鉆孔擴(kuò)底樁，是因?yàn)閿U(kuò)孔樁在成孔之后具有較少的土量，并且有較高的承載力;同時(shí)，具有較小的承臺(tái)面積等多方面的優(yōu)勢(shì)。除了鉆擴(kuò)成型工藝之外，擴(kuò)孔還包括爆擴(kuò)、夯擴(kuò)、錘擴(kuò)、注擴(kuò)、挖擴(kuò)、沖擴(kuò)、振擴(kuò)、壓擴(kuò)以及擠擴(kuò)等多種成型工藝。
5.向異型樁方向發(fā)展
異型樁的發(fā)展是為了不斷地提高單樁的承載阻力及樁斷阻力以及樁側(cè)阻力。目前,縱向截面異化樁和橫向截面異化樁作為兩種典型的異型樁，在國(guó)內(nèi)外得到了廣泛的推崇和大力發(fā)展。
6.向埋入式樁方向發(fā)展
鋼樁和鋼筋混凝土預(yù)制樁均包括埋入式、打入式以及壓入式三種設(shè)樁工藝。實(shí)際施工過(guò)程中壓入式和打入式設(shè)樁工藝會(huì)發(fā)生擠土效應(yīng)，導(dǎo)致水平擠動(dòng)以及地基土的隆起現(xiàn)象。對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的地下管線及其周邊的建筑物產(chǎn)生不同程度的破壞和影響。
7.向組合式工藝樁方向發(fā)展
目前的建筑施工中對(duì)樁的要求不斷增強(qiáng)，要求環(huán)境保護(hù)、水文水質(zhì)條件的要求、工程地質(zhì)受限以及承載力的要求等，使得單一工藝的樁型很難達(dá)到上述要求，為了有效的解決這一問(wèn)題，實(shí)際工程中經(jīng)常使用組合式工藝樁。
8.向高強(qiáng)度樁方向發(fā)展
由于當(dāng)前工程對(duì)打入式預(yù)制樁的高承載力要求、施工中需穿過(guò)硬土層、打擊應(yīng)力較大以及交貨速度較快等限制性因素使得普通的鋼筋混凝土樁已經(jīng)無(wú)法達(dá)到工程需求。因此，預(yù)應(yīng)力高強(qiáng)度混凝土樁以及預(yù)應(yīng)力混凝土樁的使用越來(lái)越廣泛。
9.向多種樁身材料方向發(fā)展
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，樁身材料向著多種化的趨勢(shì)發(fā)展開(kāi)來(lái)。舉例進(jìn)行說(shuō)明，灌注樁的樁身材料包括超流態(tài)混凝土、纖維混凝土、微膨脹混凝土普通混凝土、無(wú)砂混凝土、自流平混凝土等。再者，打入式樁同樣具有組合材料樁，如鋼管外殼加混凝土內(nèi)壁的合成樁等。
三、結(jié)語(yǔ)
隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，樁基礎(chǔ)在當(dāng)前民用建筑以及工業(yè)建筑中都得到了廣泛的應(yīng)用，近幾年來(lái)，橋梁工程、路基工程、邊坡工程以及建筑工程中都廣泛使用樁基工程。經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展推動(dòng)了樁基工程的飛速發(fā)展，樁基工程也推動(dòng)了各類工程的進(jìn)步與發(fā)展。筆者結(jié)合多年的工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)灌注樁及預(yù)制樁的優(yōu)點(diǎn)及其適用條件進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹;并對(duì)樁基的施工及其發(fā)展方向進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹，希望對(duì)同行有所幫助。
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