樁的類型及施工工藝(7頁)(1).doc
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2024-01-16
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1、樁的類型及施工工藝淺談摘要:樁基礎是通過承臺把若干根樁的頂部連接成整體,共同承受動靜荷載的一種深基礎。而樁是是設置于土中的豎直或傾斜的基礎構件。隨著樁基施工技術的不斷發展,樁型的種類日益增多,工藝日趨成熟,對于某一個工程,往往并非只有某一種樁型可以選用.本文從樁的材料、構造形式、功用和施工技術等不同的角度對樁進行分類和介紹,了解各種樁的結構、性質和適用條件以及不同樁的施工方法,對基樁有一個全面的認識.Abstract: pile cap by the number of piles connected at the top of the overall, static load to bear2、 a deep foundation. The pile is located in the soil in the vertical or inclined building blocks。 With the continuous development of Pile Foundation Construction, increasing the types of piles, process maturity for a particular project, often not only the choice of a particular pile。 From the pile of3、 material, structural form, function and construction technology and other perspectives on the classification and presentation of piles, pile about a variety of structures, properties and application conditions and the different piles of construction methods, pile a comprehensive understanding 。關鍵字:4、樁基礎 分類 施工 特點Keywords:Pile Foundation Construction Features Category引言樁基礎是一種常用的基礎形式,是深基礎的一種,深基礎主要有樁基礎、沉井基、墩基礎和地下連續墻等幾種類型。其中樁基礎應用最為廣泛。我國在樁基礎應用方面有著悠久的歷史,七八千年前的新石器時代。人們就在湖上和沼澤地里打下木樁,在上面筑平臺建所謂“湖上住所”以防止敵人和猛獸襲擊。自人工挖孔樁一百年前在美國問世以來,灌注樁基礎得到了極大的發展,出現很多新型樁.隨著生產水平和科學技術的發展,樁的種類和樁基的形式、施工工藝和設備以及樁基礎設計理論和方法,都有了極大的發展和變5、化。文章通過查閱一些參考文獻,對樁基進行了詳細分類,并介紹了其施工方法。一、按樁體材料分類根據樁的材料,可分為木樁、混凝土樁(包括鋼筋混凝土和預應力鋼筋混凝土)、鋼樁和組合樁。1、木樁天然原木是最早被用作樁的材料,也有經過加工后的方形等截面木樁。常用松木、杉木做成。單根木樁的長度一般最多為十多米,不利于接長,木樁經常會因為環境的原因而受到很大的限制,只能在具體工程中因地制宜的采用.2。 混凝土樁混凝土樁是當前工程中大量應用的一類樁型。它又可以分為預制混凝土樁和現場灌制混凝土樁兩大類。預制混凝土樁多為鋼筋混凝土樁,可以在工廠集中生產,也可以在場地附近預制。樁斷面多為方形或圓形,單節長度十余米.在6、預制過程中可以對鋼筋及混凝土土體施加預應力,使用樁體在抗彎、抗拉以及抗裂等方面性能有很大的優越形成所謂的預應力鋼筋混凝土樁.樁基要求用長柱時,可將單節樁連接成所需的樁長。現場灌注混凝土樁可以根據樁體的受力特征,放置不同深度的鋼筋籠,直徑可以根據設計要求確定.3。 鋼樁早期使用的是鑄鐵板樁,現使用的鋼樁主要為型鋼和鋼管兩大類。型鋼有各種形式的板樁,可以用作臨時支擋結構或者永久性的碼頭工程;H型和I型鋼則也用作支撐樁。鋼管樁由各種直徑和厚壁的無縫鋼管制成。鋼樁的樁身抗壓強度高、抗彎強度也很大,其貫入性能好,能夠穿越相當厚度的硬質土層,提供較高的豎向承載力;另外,鋼柱的施工比較方便,易于連接,質量穩7、定,施工速度比較快。鋼樁應用的最大困難是造價比較昂貴,目前只有在一些重點工程中使用。鋼樁的應用還存在環境的腐蝕等問題,在設計和施工中要予以特別的關注。4。 組合樁組合樁是指一根樁用兩種材料組成,整個樁長分段采用木材、鋼材或混凝土材料,或截面為組合材料,如鋼管類澆灌混凝土,較早采用的是水下樁基,泥面以下用木樁而水中部分用混凝土樁。組合樁常用于特殊地質條件以及施工技術條件下。二. 按功用分類樁在基礎工程中,可能主要承受軸向垂直荷載,或主要承受橫向水平荷載,或兩種荷載兼而有之.在高聳的塔形建筑物和水中的高樁承臺基礎中,樁還要承受風、海浪沖刷所引起的往復拉壓荷載,因此,樁基礎按其功用可分為承壓樁、抗拔8、樁、橫向受荷樁等類型。承壓樁一般工業民用建筑的樁基,在正常工作條件下,主要承受的就是上部結構傳來的垂直荷載.承樁進一步從樁的荷載傳遞機理又可分為:(1)。摩擦型樁摩擦樁:在極限承載力作用下,外部荷載由樁身側阻力承受,一般不考慮樁身部分承受的荷載.端承摩擦樁:在極限承載力作用下,外部荷載主要由樁身側阻力承受,樁端阻力分擔荷載的比例與樁徑,樁長,土層厚度以及持力層厚度有關.(2)。端承型樁端承型樁是指在豎向荷載作用下,樁頂荷載全部或主要由樁端阻力承受,樁側阻力相對樁端阻力而言較小,或可忽略不計的樁。根據樁端阻力發揮的程度和分擔荷載的比例,又可分為摩擦端承樁和端承樁兩類。樁端進入中密以上沙土,碎石類9、土或中,微化巖層,樁頂級限荷載由樁側阻力和樁端阻力共同承擔,而主要由樁端阻力承受,稱其為摩擦端承樁.當樁的l/d較小(一般小于10),樁身穿越軟弱土層,樁端設置在密實沙層,碎石類土層中,微風化巖層中,樁頂荷載絕大部分由樁端阻力承受,樁側阻力很小可以忽略不計時,稱其為端承樁。對于鉆(沖)孔灌注樁,樁側與樁端荷載分擔比還與孔底層渣有關,一般為摩擦型樁。三按施工工藝分類樁按施工方法主要可以分為預制樁和灌注樁兩大類。1、預制樁預制樁可以用混凝土,鋼材或者木材在工地現場或者工廠制作,然后通過錘擊,震動,打入,靜壓或旋入等方式將樁體就位。預制樁除了木樁,鋼樁外,目前大量使用的是剛筋混凝土樁。預制樁的長度比10、較靈活,可以分段制作然后在打樁過程中接樁,預制樁的斷面形狀也比較多樣,但方行和圓形比較多見。(1).預制鋼筋混凝土樁。預制鋼筋混凝土樁最常用的時實心方樁,該樁質量可靠,制作方便,沉樁快捷,是近年來應用最普遍的一種樁.分節制作的樁應保證樁頭的質量,滿足樁身承受軸力,彎矩和剪力的要求。接樁的方法有:鋼板角鋼焊接,法蘭盤螺旋和硫磺膠泥錨固等。當采用靜壓法沉樁時,常用空心方樁;亦有在軟土層中采用三角形斷面,以節省材料,增加側面積和摩擦阻力.(2)。預應力鋼筋混凝土樁預應力鋼筋混凝土樁是預先將鋼筋混土樁的部分或全部主筋作為預應力拉張,對樁身混凝土施加預應力,以提高樁的抗沖擊能力與抗彎能力。預應力鋼筋混凝11、土樁與普通鋼筋混凝土樁比較,其強度重量比大,含鋼率低,耐沖擊、耐久性和抗腐蝕能力高,以及穿透能力強,因此特別適合于用作超長樁和需要穿越夾沙層的情況,所以是高層建筑的理想樁型之一,但制作工藝要求復雜。(3)。鋼樁鋼樁有兩種:鋼管樁和H型樁.鋼管樁由鋼板卷焊而成,具有抗沖擊疲勞性能好、貫入能力強、抗彎曲的剛度大、單樁承載力高、質量可靠、便于運輸、沉樁速度快以及擠土影響小等優點;但它抗腐蝕能力較差,必須做表面防腐處理,且價格昂貴.因此,在我國只在必須穿越沙層或其他樁型無法施工和質量難以保證,或必須控制擠土影響,或工期緊迫等情況下及重要工程才選用.H型鋼樁系一次軋制成型,與鋼管相比,其擠土效應更小,割12、焊與沉樁更便捷、穿透性能更強。H型鋼不足之處是側向剛度較弱,打樁時樁身易向剛度較弱的一側傾斜,甚至產生施工 彎曲.在這種情況下,采用鋼筋混凝土或預應力混凝土樁身加H型鋼樁尖的組合樁則是一種性能優越的樁型。2、灌注樁的種類灌注樁系指在工程現場通過機械鉆孔、鋼管擠土、或人力挖掘等手段在地基土中形成樁孔,并在其內放置鋼筋籠、灌注混凝土而做成的樁.依照成孔方法不同,灌注樁分為沉管灌注樁、鉆孔灌注樁和挖孔灌注樁等幾大類。(1)。 鉆(沖)孔灌注樁鉆孔灌注樁(簡稱鉆孔樁)與沖孔灌注樁(簡稱沖孔樁)是指在地面用機械方法取土成孔的灌注樁,其施工順序主要分為三大步:成孔、沉放鋼筋籠、導管法澆灌水下混凝土成樁。水13、下鉆孔樁成孔過程,通常具有一定重度和粘度的泥漿進行護壁,泥漿不斷循環,同時完成攜土和運土的任務。兩者區別僅在于前者以旋轉鉆機成孔,后者以沖擊鉆孔成孔。這種成孔工藝可穿過任何類型的地層,樁長可達100m,樁端不僅可進入微風化基巖而且可擴底.施工過程無擠土、無(少)振動、無(低)噪音,環境影響小,在城市建設中獲得了越來越廣泛的運用。(2).人工挖孔灌注樁人工挖孔灌注樁簡稱挖孔樁,是先用人力挖土形成樁孔,并在向下掘進的同時,將孔壁襯砌以保證施工安全,在清理完孔底之后,澆灌混凝土.這種方法可以形成大尺寸的樁,滿足可高層建筑對大直徑樁的迫切需求,對周圍環境也沒有影響、護壁可有多種形式,最早用木板鋼環梁或14、套筒式金屬殼等,現在多用混泥土現澆,整體性和防滲性更好,構造形式靈活多變,并可做成擴底.當地下水位很低,控壁穩固時,亦可無護壁挖土。由于人工在挖土時的安全問題,挖孔樁挖深有限,最忌在含水沙層中開挖,主要適用于場地土層條件較好,在地表下不深的位置有硬持力層,而且上部覆土透水性較低或地下水位較低的條件。他可做成嵌巖端承樁,直身樁或擴底樁,實心樁或空心樁。挖孔樁因為直徑較大,相應的樁長較小,也稱作為墩。(3)。沉管灌注樁和夯擴灌注樁沉管灌注樁又稱套管成孔灌注樁,這類灌注樁是采用振動沉管打樁機或錘擊沉管打樁機,將帶有活瓣式樁尖或錐形封口樁尖。或預制鋼筋混凝土樁尖的鋼管沉入土中,然后邊灌注混凝土、邊振動15、或邊錘擊、邊拔出鋼管而形成灌注樁。該方法具有施工方便、快捷,造價低的優點,是國內目前采用的較為廣泛的一種灌注樁.沉管灌注樁是最早出現的現場灌注樁,其實供程序一般包括四個步驟:沉管、放籠、灌注、拔管。沉管灌注樁的優點是在鋼管內無水環境中沉放鋼筋籠并澆灌混泥土,從而為樁身混泥土的質量提供了保障。夯擴灌注樁是在錘擊陳管灌注樁的機械設備與施工方法的基礎上加以改進,增加一根內夯管,按照一定的施工工藝,采用夯闊的方式將樁基現澆混泥土擴大成大頭形的一種樁型,通過擴大樁端面積和擠密地基土,使樁端土的承載力有較大幅度的提高,同時樁身混泥土在柴油錘和內夯管的壓力作用下成型,避免了“縮頸”現象,使樁身質量得以保證.16、小結:現在,隨著科技的不斷發展,出現了越來越多的新型的樁,具有更優良的特點和性能,新型樁的發展日新月異,作為二十一世紀的大學生,我們更應該熟悉各種樁的類型和特性,及時了解新型樁的信息,跟上時代的步伐,為以后進入社會和工地施工打下堅實的基礎。參考文獻:1葉志明主編 土木工程概論M 高等教育出版社,2009.2 鄭剛。基礎工程M。北京:中國建材工業出版社,2000.3 趙鴻佐,胡鶴鈞.中國土木建筑百科辭典M.北京:中國建筑工業出版社,1999.4 閻西康。 土木工程施工M。 北京:中國建材工業出版社5 中國土木工程指南編寫組. 中國土木工程指南M. 北京:科學出版社,1993.第 7 頁 共 7 頁