1、谈房屋建筑桩基础施工中的技术问题与处理方法朱根权江苏屹峰建设工程有限公司 江苏兴化 225700摘要：桩基础、筏基础、箱型基础桩基础是建筑基础中采用的形式，随着经济的发展，高层建筑的基础多采用桩基础，因此，如何选择合理的桩基础形式，如何施工，对于保证工程安全起着举足轻重的作用。本文主要从桩基础的施工过程中各阶段的施工技术以及其施工技术要点进行具体阐释并针对这些质量问题提出相应的处理措施，为其今后的质量提高提供理论参考。关键词：房屋建筑 桩基础；施工技术；措施引言近年来,随着住宅建设步伐的加快,房屋数量不断增加,而建设的施工质量也受到越来越多的重视，技术是保证质量的前提，因此桩基础的施工技术占有
2、重要位置。目前,地质条件差的建筑均采用桩基础,桩基础具有承载力强、稳定性好、沉量小且均匀的特点,但在施工过程中极易出现质量通病。本文从建筑桩基础的施工技术问题出发,对桩基础施工过程中出现的技术问题及其处理方法进行了探讨。所谓“基础不牢，地动山摇” ，桩基础对于现代的高层建筑、建都是非常重要的，因此对于桩基础的施工技术有关部门给与高度重视。 （可以删除？）1 桩基础施工准备桩基础的施工过程具体可分为施工前准备阶段和沉桩阶段。1.1 桩基础施工前阶段1.1.1 在施工前，对桩基施工的现场进行全面踏勘，以便为编制施工方案提供必要的资料，也为机械选择、成桩工艺的确定及成桩质量控制提供依据。施工现场及周
3、边环境的踏勘现场踏勘调查的主要内容包括：查明施工现场的地形、地貌、气候及其它自然条件；查阅地质勘察报告，了解施工现场成桩深度范围内土层的分布情况、形成年代以及各层土的物理力学性能指标；了解邻近建筑物的位置、距离、结构性质、现状以及目前使用情况；了解沉桩区域附近地下管线（煤气管、上水管、下水管、电缆线等）的分布及距离、埋置深度、使用年限、管径大小、结构情况等，了解施工现场区域内人为和自然地质现象，地震、溶岩、矿岩、古塘、暗滨以及地下构筑物、障碍物等。1.1.2 机械设备准备。施工前应根据设计的桩型及土层状况，选择好相应的机械设备，并进行工艺试桩。比如螺旋钻机适用于水位以上粘性土、粉土、沙土、膨胀
4、土等，适用的径大约为 3002000mm，而震动沉管灌注桩机则适用于淤泥、一般粘土、松散砂土、素填土等，适用直径约为 400500mm。选好合适的机型才能正确的施工。1.1.3 现场准备。要使场地平整，高层建筑物的桩基通常为密布的群桩。另外，在桩机进场前，必须对整个作业区进行平整，以保证桩机的垂直度，便于其稳定行走施工现场首先应清除现场障碍物，成桩前应清除现场妨碍施工的高空和地下障碍物，如施工区域内的电杆、跨越施工区的电线、旧建筑的基础或其他地下构筑物等，这对保证顺利成桩是十分重要的。1.1.4 技术准备。桩基础施工前应：编制施工方案，明确成桩机械、成桩方法、施工顺序、邻近建筑物或地下管线的保
5、护措施等；计划施工进度，根据工程总进度计划确定桩基施工计划（含进度计划，劳动力需求计划及材料、设备需求计划） ；制定质量保证、安全技术及文明施工等措施；进行工艺试桩，确定合理的施工工艺，确定工艺参数。1.2 沉桩阶段1.2.1 灌注桩成桩灌注桩成孔方法主要有泥浆护壁成孔、沉管成孔及干作业成孔等几种。在成孔后放置钢筋笼、浇筑混凝土，形成灌注桩。1.2.2 预制混凝土桩与钢桩的沉桩预制混凝土桩的形式有方桩及管桩两类，钢桩则有 H 型钢桩及钢管桩两类，它们的沉桩方法主要有锤击打入法、静力压桩法及水冲沉桩法，有时也采用振动沉桩方法。2、桩基施工阶段的控制要点如下：2.1 原材料抽检 :主要检查钢筋、水
6、泥、石子、砂等主要原材料的质量。如水泥要进行安定性、标准稠度、凝结时间、抗压和抗折强度试验；钢筋要进行拉力、冷弯等实验；砂石要检测其级配、含泥量、含水量等。如果采用商品混凝土，则需要认真核对水灰比，确保符合现场地质条件。2.2 钻孔过程监督: 在每次钻孔前应该重新复核该桩位及标高，确保无误；检测终孔的孔深、孔径、孔斜度及二次清孔后的沉浆密度、沉渣厚度。参照地质勘探报告，检查是否已经达到设计持力层以及进入持力层的深度。施工中如果遇到地质变化，进入持力层深度不能满足设计要求时，应根据具体情况适当加深 0.5m1.5m，以保证达到设计承载力。沉浆密度应符合规范要求。沉渣厚度不大于 100mm。2.3
7、 钢筋笼检查: 主要检查钢筋笼的制作质量、下笼、焊接质量、搭接长度。分段制作的钢筋笼的长度以钢筋的定长为宜，但不宜短于 6m，连接时 50%的钢筋接头应予错开焊接，且两钢筋轴心在一直线上。为避免灌注导管挂笼及钢筋笼上浮，笼底钢筋略成喇叭状。对非全长配筋的桩，钢筋笼顶标高低于地面时用吊筋将钢筋笼焊接牢固，防止下落。钢筋笼的保护层最好是设置成混凝土滚轮，厚度为混凝土的保护层厚度，每隔 2m 均匀布置 4 个，穿在箍筋上，这样既保证保护层厚度，又能减少对孔壁的扰动。在焊接施工时要特别注意焊缝的饱满程度。2.4 混凝土浇筑的旁站监理: 对混凝土灌注桩的浇筑过程应进行旁站监理，主要应检查施工企业现场质检
8、人员到岗、特殊工种人员持证上岗以及施工机械、建筑材料准备情况、执行施工方案以及工程建设强制性标准情况以及混凝土的搅拌、配比和浇注质量，对于导管的检查一定要进行水密承压和接头抗拉试验。灌注水下混凝土:灌注前应检查孔内的泥浆性能指标和孔底沉渣厚度，如超出规定应进行二次清孔。混凝土应有较好的和易性即流动性、粘聚性、保水性，只有这样才有良好的抗离析能力，才能真正保证桩身混凝土的质量。混凝土运至浇筑地点，应检查其均匀性和坍落度是否满足规范要求，若不符合应进行二次拌和。二次拌和后仍不符合要求，禁止使用。通过实践表明桩基浇筑过程中的堵管也与混凝土的离析有关。首批混凝土下落后，混凝土应连续浇筑，没有特殊原因，
9、不得长时间中断，防止坍孔情况发生，最好使用商品混凝土。钢筋笼上浮的预防:为防止钢筋笼上浮，当导管口低于钢筋笼底部 2m3m ，且混凝土表面在钢筋笼下 1m 左右时，应放慢混凝土浇筑速度，当混凝土面上升至骨架底口 4m 以上时提升导管使其底口高于钢筋笼底部 2m 以上，恢复正常的灌注速度。除上述方法外还应从钢筋笼自身加以考虑，将钢筋笼骨架中 4 根主筋伸长至桩底，实践证明，上述方法是有效的。混凝土桩身局部夹泥，灌注当中遇到不良地质，诸如流砂、淤泥层等应改变施工工艺，连续快速地浇筑，提高混凝土坍落度，防止夹泥情况的发生。例如有一项工程两根桩凿除桩头过程中发现桩身处有大小不等的夹泥情况发生。事后分析
10、是由于混凝土浇筑过程中中断时间太长造成桩孔局部坍孔所致，通过采取预防措施，类似的情况以后没有发生。灌注即将结束时要预防短桩情况的发生，可采取加大侧锤的重量；加水稀释泥浆，使之达到泥浆参数规定的上限，以防坍孔；仔细核对混凝土方量，混凝土应超灌 0.5m1.0m ，通过以上方法可有效避免短桩事故的发生。桩质量的好坏在很大程度上取决于混凝土的质量。监理人员必须及时督促施工单位做好现场取样，预留试块，并做好旁站监理记录和监理日记，保存旁站监理原始资料。3、桩基施工中常见质量问题及原因3.1 单桩承载力低于设计要求的常见原因有：桩沉入深度不足；桩端未进入设计规定的持力层，但桩深已达设计值；最终贯入度过大
11、；其他，诸如桩倾斜过大、断裂等原因导致单桩承载力下降；勘察报告所提供的地层剖面、地基承载力等有关数据与实际情况不符。2.2 桩倾斜过大的常见原因有：预制桩质量差，其中桩顶面倾斜和桩尖位置不正或变形，最易造成桩倾斜；桩机安装不正，桩架与地面不垂直；桩锤、桩帽、桩身的中心线不重合，产生锤击偏心；桩端遇石子或坚硬的障碍物；桩距过小，打桩顺序不当而产生强烈的挤土效应；基坑土方开挖不当。2.3 出现断桩的常见原因，除了桩倾斜过大可能产生桩断裂外，其他原因还有三种：桩堆放、起吊、运输的支点或吊点位置不当；沉桩过程中，桩身弯曲过大而断裂。如桩制作质量造成的弯曲，或桩长细比过大又遇到较硬土层时，锤击产生的弯曲
12、等锤击次数过多。如有的设计要求的桩锤击过重，设计贯入度过小，以致于施工时，锤击过度而导致桩断裂。4 处理方法4.1 补送结合法当打人桩采用分节连接，逐根沉人时，差的接桩可能发生连接节点脱开的情况，此时可采用送补结合法。首先是对有疑点的桩复打，使其下沉，把松开的接头再顶紧，使之具有一定的竖向承载力；其次，适当补些全长完整的桩，一方面补足整个基础竖向承载力的不足，另一方面补打的整桩可承受侧向荷载。4.2 补桩法可采用下述两种的任一种：桩基承台前补桩。当桩距较小时，可采用先钻孔，后植桩，再沉桩的方法；桩基承台或地下室完成再补锚杆桩。此法的优点是可以利用承台或地下室结构承受锚杆桩的施工反力，设施简单，
13、操作方便，不延长工期。4.3 纠偏法桩身倾斜，但未断裂，且桩长较短，或因基坑开挖造成桩身倾斜，而未断裂，可采用局部开挖后用千斤顶纠偏复位法处理。4.4 复合地基法此法是利用桩土共同作用的原理，对地基作适当处理，提高地基承载力，更有效地分担桩基的荷载。常用方法有以下几种：承台下做换土地基。在桩基承台施工前，挖除一定深度的土，换成砂石填层分层夯填，然后再在人工地基和桩基上施工承台。桩间增设水泥土桩。当桩承载力达不到设计要求时，可采用在桩间土中干喷水泥形成水泥土桩的方法，形成复合地基基基础。5、结语桩基础工程的质量是工程施工中的重中之重，因此应加强对于桩基础施工技术的主观和客观两方面的改进，做好施工
14、前期的准备工作，以及在具体施工时加强管理监督，防止不应有的偏差和失误产生，以提升桩基础施工管理水平。 参考文献1刘金砺.桩基础工程技术进展M 北京: 知识产权出版社,2005,9.2浅谈房屋基础处理技术浅谈房屋基础处理技术浅谈房屋基础处理技术浅谈房屋基础处理技术 摘 要:地基处理的好坏将直接关系到基地的造型和造价。在基础处理中,基础的造型必须根据土质情况,地理位置以及上部结构的荷载,地基土质的承载力和工程造价综合进行确定。 关键词:房屋基础; 处理技术 1 工程概况 1.1 某宿舍位于某市新中路立交桥环线附近,房屋建筑设计总面积4600m2,框架结构 7 层,下设架空 层,层高 2.1m;上层
15、层高均为 3.1m,于早年竣工建好。该工程总投资 600 多万元。施工期间,工期紧、气候寒冷、基础差,多数土质属于淤泥,施工前将对基础进行处理。 1.2 地质条件:场地内房屋自上而下依次为素填土厚 0.903.00m,淤泥厚 58m,粉质粘土滞厚 4.89m含泥中粗沙厚 0.74m 砂质粘土 厚0.53m 2 提出对基础进行处理 基础是建筑物和地基之间的连接体,基础把建筑物竖向体系传来的荷载传给地基。如果地基的承载力足够,则基础的分布方式可与竖向结构的分布方式相同,但由于土或质荷载的原因,需要采用满铺的伐形基础。伐形基础有广大地基接触面的优点,但与独立基础相比,它的造价要高,基础的概念都是把集
16、中荷载分散到地基上,使荷载不超过地基的长期承载能力。建筑物如果有几层以上,基础土质较好,地下水位较低的粘土,亚粘土、则采用作支承、抗滑,可采用人工挖孔灌注桩。如果地基非常软弱,建筑物很高的情况下,则需要采用伐形基础,多数建筑物的竖向结构墙,柱都可以用各自的基础分别支承在土地基上。 假设地基承载力不足,属于软土地基,必须采取措施对软弱地基进行处理。软弱地基系由淤泥质土冲填土、杂填土或其它等构成的地基,那么在勘察时应查明软弱土层的均匀性组成,分布范围和土质泥沙,据采用的地基处理方案提供相应参数。在初步计算时最好计算房屋结构的大致重量,假设它均匀的分布在全部面积上,从而得到平均的荷载位,可以和地基本
17、身的承载力相比较,如果地基的容许承载力大于4 倍的平均截位,则用单独基础可能比伐形基础更经济。如果地基的容许承载力小于 2 倍的平均荷载位,那么比建造满铺在全部面积上的伐形基础更经济,如果介于在二者之间,则用桩基或沉井基础。 3 地基处理方案 当基地质土为淤泥,上层土层又较薄时,应采取避免施工中对淤泥和淤泥土扰动的措施。如果是冲填土,建筑物垃圾废料,当均匀性和密实度较好时均可利用作为持力层,对于有机质含量较多的生活垃圾和对基础有侵蚀性的工业度料等杂填土,未经处理不能作为持力层。在选择地基处理方法时,应综合工程地质和水文地质条件、建筑物对地基要求,建筑结构类型和基础型式,周围环境条件、材料供应情
18、况,施工条件等因素,经过技术经济指标比较分析后择优采用。 地基处理时,必须采取有效措施,加强上部结构的刚度和强度,以增加建筑物对地基不均匀变形的适应能力,对已造定的地基处理方法,进行必要的测试,同时为施工质量提供相关依据。地基处理后,建筑地基变形应满足现行有关规范要求,并在施工期间进行沉降现测;如果地基上欠固结土、脚胀土,湿陷性黄土,则选用适当的增强体和施工工艺。 常用的地基处理方法有:换填基层法、强夯法、沙石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤压桩法和土挤密桩法等。 房层基础处理方案应根据工程地质和水文地质条件,建筑物型与功能
19、要求,荷载大小和分布情况,相邻建筑基础情况,施工条件和材料供应以及地区抗震裂度等综合考虑,选合理的基础型式。 结合该房层地基的实际情况,地基较差,荷载较大,施工前为增强整体性,减少不均匀沉降,为满足地基和沉降要求,可以采用桩基或人工处理地基,但人工挖孔桩适用于地下水位较深,而持力层以上无流动性淤泥质土者,因此采取桩基础作为建筑的基础比较理想。 方案中我们要着重考虑超长给结构带来的不利影响,当增大结构伸缝间距或者是不设伸缩缝时,必须采取切实可行的措施,要防止结构开裂,在适当增大伸缩最大间隙的各项措施中,在结构施工阶段采取防裂措施是通用的减少混凝土收缩不利影响的有效方法,我们一般采用的做法是设置施
20、工浇带,另外,当建筑物存在较大的高差,但是结构设计根据实际情况,不设置永久变形缝时,例子中就存在采用施工后带来解决施工阶段的差异沉降问题。当地下室结构超长过多,单靠设置后浇带不足以解决混凝土收缩和温度变化问题时,可以考虑采用补偿收缩混凝土,在适当位置设置膨胀加强带时,并制定严格的技术保障措施,保证混凝土原材料的质量和微膨胀剂的配合理准确,结构设计应对地下室结构部位混凝土的限制膨胀率采取措施。 在施工中高层建筑主体与裙房之间是设置永久变形缝,还是在施工阶段沉降后浇带,应根据场地地基持力层土质情况,基础形式上部结构布置等条件综合确定。在采用天然基础埋深,一般应大于裙房基础埋深至少 2 米,不满足要
21、求时,应计算高层建的隐定性,并与高层建的架空层贯通,期间设置了沉降缝,基础埋深基本相同,沉降缝间采用硬质材料充填,如果处理不好,出现高屋建筑层与地下架空层互质问题,建筑投放使用后,发现沉降缝两侧墙开裂,造成渗漏。 近年来,复合地基得到广泛运用,地基可以提高地基持力层承载力,有效地控制建筑物的沉隆,以解决高层建筑主体和裙房之间差异沉隆问题。不论采用哪种方法,如果采用施工后浇带而不设置永久变形缝,却有可能出现裙房与高层建筑物的整体倾斜,因此,如何保证高层建筑物整体使用寿命。除质量安全、材料、工艺要求外,首先要把握基础施工方案,这是关键。 4 简述桩基础的计算 (1) 计算单桩竖向承载力 F500R
22、a=41002/2=2050KN F400 Ra=3100/2=1550KN (2) 确定桩数量,间距和布置方式,桩的间距采用了 3.6 倍桩径。(3) 内力控制: NK=4666 Fk=4666 F=6200 (4) 单桩竖向力计算:N=1.35*(1633.7-78.3)=2099KN (5) 承台形心到承台两腰距离弯矩计算: M1=20991.8-0.75*0.65/(4-0.9992 )0.5/3=1063KNM m2=20991.8-0.75*0.7/(4-0.9992) 0.5/3=1047 KNM 2、承台受冲承载力 X 方向上自述边最近桩边的水平距离: Aox=900-700/
23、2-433/2=333mm Y 方向自柱边到最近桩边的水平距离(下边) Aoy1=1040-650/2-433/2=498mm Y 方向自柱边到最近桩边的水平距离(上边) Aoy2=520-650/2-433/2=-22mm Y 方向冲切系数 Boy2=0.84/(入oy2+0.2) 3、底部角桩对承台的冲切验算 N1=N1=2099700N 满足要求 4、承台斜载面受剪顾载力计算 X 方向斜载面受剪承载力计算 Vx=N2+N3=4199400N 5、柱下局部受压承载力: Ab =(bx+2*c)(by+2*c) C=Mincx,cy,bx,by=650mm Ab=(700+2*650)(65
24、0+2*650)=3900000mm B1=Sqr(Ab/A1)= Sqr(3900000/455000)=2.928 W*1*fcc*A1=16227305NF=6299100N 满足要求 6、桩局受压承载力: F=Nmax+vg*Qgk=2099.7+1.35*78.3 =2205KN A1= *d2/4=196350mm 承台在角桩局部受压计算底面积计算 : Ab=(bx+2*c)*(by+2*c) C=250mm Ab=8894631mm 1=2.128 W*1*fcc*A1=5090815NF=205432N 满足要求 5 小结 基础处理方案关键是上部荷载准确性,而荷载的准确性关键是结构型式,如砖墙、框架、剪力墙,外观造型等等因素将直接影响对基础的处理。
