楊麗敏
摘要:本文通過結合一些超大群樁基礎的設計技術和方式的實例,探討和總結一些關于超大群樁基礎設計技術及實施中存在的問題,并根據存在的問題提出其未來的發(fā)展方向。
關鍵字:超大群樁基礎;設計技術;探討;
1.超大群樁基礎設計技術
我國的建筑事業(yè)在近幾年飛速的發(fā)展,對樁基礎的需求和創(chuàng)新越來越成為建筑事業(yè)成功的基礎,由于我國本身的自然環(huán)境限制和經濟發(fā)展的制約,樁基礎的設計技術也是在不斷地改進和轉變中,通過大量施工實踐表明,我國常用的各種樁型從總體上看具有以下幾大特點:
(1)群樁基礎的運用種類分為:大直徑樁和普通直徑樁相結合;預制樁和灌注樁相結合;非擠土樁、部分擠土樁和擠土樁相結合等。
(2)群樁基礎中運用的技術分為:在部分擠土灌注樁的壓漿工藝法中前注漿樁和后注漿樁相結合;錘擊法、振動法和靜壓法相結合;在非擠土灌注樁中鉆孔、沖抓成孔與人工挖空法相結合等方式。
除了上述技術外,我國在各種大跨橋梁和高層建筑中還運用了先進的、現代化的工藝設備和傳統(tǒng)工藝設備相結合的方式,在保留過去成功的技術外,我國還積極的學習探索適合中國的現代化技術。由此可見,我國在樁基礎建設方面在不斷地嘗試和改進技術,并且也在一些不同的地質環(huán)境和領域中得到了較好的成績。
2.相關的實例分析
2.1蘇通大橋的群樁基礎建設
蘇通大橋位于江蘇省東部的南通市和蘇州市之間,是交通部規(guī)劃的黑龍江嘉蔭至福建南平國家重點干線公路跨越長江的重要通道。
蘇通大橋的樁基礎的建設就克服了許多困難,就超大群樁基礎設計與施工問題而言,蘇通大橋的基礎位于軟弱圖層中,其承受的壓力更大,所需的樁基數量也就越大,工藝的精確度和質量要得到最高的保障,施工風險及操作風險也就隨之增加。由于臨近長江口,蘇通大橋建設需要經受十分復雜的深水環(huán)境考驗,施工平臺,樁加固及施工安全等一些列問題也就產生了,因此就需要相應的解決方案的提出。蘇通大橋的設計者們堅持自主創(chuàng)新,開發(fā)了超大型群樁基礎建設成套技術。如:
(1)采用優(yōu)質泥漿集中制漿和循環(huán)凈化措施,采用永久鋼護筒支撐鉆孔施工平臺,有效的解決了水流速度快而產生的安全問題,并且也減少了臨時結構用鋼量等;
(2)采用永久沖刷防護工程,成功解決了長江河口段深水區(qū)存在的檢測難題;
例如,蘇通大橋的索塔基礎采用的就是鉆孔灌注樁群樁基礎,每個塔基礎樁數131根,樁長117m,樁徑2.85m/2.5m(鋼護筒外徑2.85m,混凝土樁直徑2.5m),樁距6.75m,采用梅花形布局,承臺呈啞鈴型,這樣就加大了樁基礎的牢固性,減少強水流沖擊帶來的危害。
(3)采用信息化施工技術,為工程質量提供科學保障。
2.2李子溝特大橋超大群樁基礎建設
李子溝大橋也是超大群樁基礎成功應用的一個典型,該橋所處地質條件十分復雜,其土質屬于巖土體,所以其承載能力較差。為了適應當地的地質結構和自然環(huán)境問題,該大橋運用了連續(xù)組合橋梁的形式,采用了多根大且粗的樁加固作為基礎,并且通過在矮墩設縱向活動支座的方法,有效的調整了結構剛度,改善結構受力,合理的利用了高低起伏的地質特點,滿足垮橋的要求。
由以上兩個例子可以總結出,超大群樁基礎的實施需要因地制宜的結合多方面的因素,將困難降低到最低點,并且能夠有相應的創(chuàng)新應用,這樣就可滿足不同的施工要求。
3.超大群樁基礎設計技術中存在的問題
隨著樁基礎的廣泛應用,單一樁基礎和普通的群樁基礎已經不能滿足一些建筑的需求,而且由于開發(fā)領域難度的不斷增加,所需要的樁基礎設計技術也是需要隨之改進的,樁基礎的承載能力和穩(wěn)定性要求越來越高;監(jiān)測手段也要進一步的提高,一套系統(tǒng)化的檢測和監(jiān)測系統(tǒng)是不可或缺的,而我國的樁基礎分析及檢測和監(jiān)測系統(tǒng)還是一直處于需要完善的階段;還有群樁基礎沉降計算也存在著普遍偏大的問題,尤其是深厚軟土地基中群樁沉降的預測問題一直是工程設計中的難題,這樣就給樁基礎的施工帶來一定的差錯或者一定的風險;在超大群樁基礎中,承載能力的需要是否達到所需的程度也是需要攻克的問題。
4.針對存在的問題提出的未來發(fā)展方向
(1)樁的尺寸
隨著土地資源的短缺,高層建筑及超高層建筑越來越多,當然這就對樁基礎的承載能力有很大的需求,樁的徑也就越來越大,長度也越來越長。例如,歐美及日本的鋼管樁長度已經達到100m以上,樁徑超過2500mm;廈門某大廈反循環(huán)鉆成孔灌注樁深度達103m;溫州地區(qū)靜壓式鋼筋混凝土預制樁長度已達70m以上,樁斷面600*600平方米等等。同樣超短超小尺寸的樁也將會得到一定的需求。如老城區(qū)的改造,老基礎托換加固,建筑物增層及補樁等,小樁和錨桿靜壓樁技術也將會日趨成熟。
(2)樁的結構
針對我國地質結構復雜等自然環(huán)境問題給各類樁基礎實施帶來的困難,我們需要對樁的結構進行改進。例如,我們可以向攻克樁成孔難的方向發(fā)展。采用少污染少浪費的方向發(fā)展,正如上文提出的國外的液壓打樁錘取代筒式柴油錘,這樣減少了燃料的浪費,而且噪音低,無油煙??梢韵虍愋螛斗较虬l(fā)展,如三角形樁、六角形樁、樁身擴大樁、波紋柱形樁、螺旋樁等,這樣就可以針對樁側摩阻力和樁端阻力的問題提高單樁的承載能力,提高其安全性。
(3)樁的材質
針對不同的施工要求,所需的樁的材質也將會不同,為了節(jié)約資源的同時能保證樁基礎的安全性,我們應該探索出更廉價更易獲得的材質,例如現在存在的超流態(tài)混凝土、無砂混凝土、纖維混凝土、自流平混凝土等。
(4)監(jiān)測和檢測系統(tǒng)
建立一套完善的檢測和監(jiān)測系統(tǒng),通過電子設備,精確所需的樁基的數值,沉降數值和相關的設計所需數值精確,減少設計中存在的失誤,也能提高施工的安全性。
這些都是在樁基礎建設中需要關注的發(fā)展需求和方向,并且我們應該不斷地創(chuàng)新應用,將基礎設施設計的技術不斷地改進,保證各項工程的高速度、高質量的完成。
【參考文獻】
[1]于清泉.超大規(guī)模群樁基礎承載性能試驗研究[J].東南大學,2009.
[2]程澤海.群樁基礎在飽和軟土地基中的工作現狀研究[J].浙江大學,2003.