徐立春
摘要:基于巖體力學(xué),工程地質(zhì)和土力學(xué)理論基礎(chǔ),對巖石和土進(jìn)行整治和改造的工程稱為巖土工程。而樁基礎(chǔ)則是深基礎(chǔ)的一種,當(dāng)天然淺基礎(chǔ)不能達(dá)到地基變形的強度要求時,可以利用下面堅硬的巖土層作為基礎(chǔ)持力層而設(shè)計成的深基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)承載力高、穩(wěn)定性強、有良好的抗震性等特征,因此在各類建筑工程中廣泛應(yīng)用。樁基礎(chǔ)工作由于建筑工程量的增加,也出現(xiàn)了各類問題,本文從對這些常見問題進(jìn)行分析。
關(guān)鍵詞:樁基礎(chǔ);常見問題;巖土工程
巖土工程是土木工程的一個分支,主要解決有關(guān)巖石、土技術(shù)的問題。主要研究地下工程、地基與基礎(chǔ)工程等,而在這些研究內(nèi)容中,地基與基礎(chǔ)工程是最重要的也是建設(shè)的根本所在,其中樁基礎(chǔ)的使用占很大比例。在施工途中,淺基礎(chǔ)不能滿足地基變形和強度的要求時,這就要采用深基礎(chǔ)而深基礎(chǔ)最常用的就是樁基礎(chǔ),樁基礎(chǔ)主要是將建筑物的壓力通過樁基礎(chǔ)傳遞給埋在深處的堅硬土層或穿給地基。
一、樁基礎(chǔ)施工中常見問題
常見的問題有:單樁壓力低于設(shè)計值、樁的傾斜度過大、斷樁、樁接頭斷裂、樁位偏離等五大類。
(一)單樁承載力力低于設(shè)計值的原因
單樁承載力是指在荷載作用下,地基土和樁本身的強度和穩(wěn)定性可以得到保障,變形也在可控范圍之內(nèi),以確保樁的正常使用所能承受的最大荷載。
1、當(dāng)樁的底部支撐在很堅硬的地層的時候,樁在軸向壓力荷載的作用下,如同一根被壓彎的桿一樣出現(xiàn)縱向撓曲破壞[1] 。明顯的會出現(xiàn)破壞荷載的現(xiàn)象,樁的承載力被樁身材料的硬度所影響著。
2、當(dāng)樁具有足夠的強度硬度可以穿過強度較低的土層到達(dá)強度較高的土層時,樁在軸向壓力荷載的作用下,樁的底部土層能形成滑動面并出現(xiàn)被切下去一樣的破壞,這是因為樁底部受力層上面的軟弱土層不能阻止這樣形狀的形成
3、當(dāng)樁具有足夠強度并且入土層較深的情況下,受到軸向壓力荷載的作用,將會出現(xiàn)刺入式破壞,可能會導(dǎo)致最終貫入度過大。
(二)樁的傾斜度過大的原因
1、樁的制作材料質(zhì)量不過關(guān),樁的頂面呈現(xiàn)傾斜狀態(tài)、樁的尖部位置不正或者尖部位置變形,這些都比較容易導(dǎo)致樁傾倒。
2、安裝樁的機(jī)器的位置安裝不正,樁架與地面沒有做到垂直。樁錘、帽、身中間的線不重合,錘擊的時候容易打偏。
3、樁的底端遇到很堅硬的阻礙物。樁和樁之間的距離太小,打樁的時候會因為順序不當(dāng)而產(chǎn)生強烈的擠土反應(yīng)。地基最初的土方挖的位置不當(dāng)。
(三)斷樁的原因
像第二點所說的樁的傾斜度過大就會導(dǎo)致斷樁,還有三點其他原因:
1、樁全都堆放在一起、運輸?shù)闹吸c或把樁吊起來的點位置沒有選好。
2、把樁打下去的過程中,樁身彎曲程度太大而導(dǎo)致斷樁。可能是因為第二點所說的那樣因為樁的質(zhì)量問題導(dǎo)致的彎曲,也可能是因為樁本身的硬度不高而遇到了堅硬的土層錘擊而產(chǎn)生的彎曲。
3、有的設(shè)計會要求樁錘擊過重或者錘擊次數(shù)過多,導(dǎo)致設(shè)計貫入度過小,這種情況會導(dǎo)致施工時錘擊過度從而使樁發(fā)生斷裂現(xiàn)象。
(四)樁接頭斷裂的原因
需要用的樁較長,為了應(yīng)施工工作的完成和需要,要將長樁分段預(yù)制作、分段沉入,段與段之間需要采用樁接頭,而樁接頭主要用鋼制焊連接件來做。這種樁接頭出現(xiàn)斷離現(xiàn)象比較常見,除了樁傾斜過大的常見原因以外,還有中心線不重合;樁接頭質(zhì)量差;焊縫尺寸不足等原因。
(五)樁位偏離的原因
1、樁與樁之間的距離過密所產(chǎn)生的擠土效應(yīng),容易在施工過程中導(dǎo)致后施工的樁將先施工的樁位置擠偏。
2、施工場地的土質(zhì)比較松軟,有的打樁機(jī)對于土層有硬度要求,如果太軟,沒有經(jīng)過處理。打樁機(jī)在行走過程中容易發(fā)生陷機(jī)狀況,將已經(jīng)施工的樁位置壓偏。
3、測量的時候放的線出現(xiàn)差錯、樁身傾斜也會導(dǎo)致在工程完成的時候樁位出現(xiàn)較大的偏差。
二、樁基礎(chǔ)施工中常見處理方法
(一)補樁法
補樁法有兩種方法可以采用:
1、當(dāng)樁與樁之間的距離較近時,可以采用先鉆出一個孔然后再在孔里面植入一個樁再沉樁的方法。
2、在承臺或地下室完成再補靜壓樁,這樣可以利用承臺和地下室結(jié)構(gòu)承受靜壓樁的反作用里,便于操作不會導(dǎo)致工期延長。
(二)補沉法
預(yù)備的樁入土深度不夠的時候、或者打入樁的時候由于土體隆起而導(dǎo)致樁上抬的時候也可以用這種方法。
(三)補送結(jié)合法
既用到補樁的方法也用到補沉的方法,在逐根打入樁時,差的接樁可能發(fā)生連接點斷開的狀況下采用這兩種方法[2] 。對有狀況的樁反復(fù)擊打使其沉下去,然后把松的接頭好好擰緊,讓其有一定的豎向承載力;在此之后,再補一些合適的完整的樁,一部分可以把豎向承載力補足,另一部分補充完整的樁可以增強地震荷載的承受度。
(四)擴(kuò)大承載力法
因為這三種原因?qū)е略械某信_滿足不了基本承載力的要求,所以要擴(kuò)大承臺的面積。
1、原有樁的樁位偏差較大。原來設(shè)計的承臺承受不了這個樁位的樁時可以用擴(kuò)大承臺面積的方法來處理。
2、當(dāng)單個樁的承載力達(dá)不到應(yīng)達(dá)到的設(shè)計要求的時候,也需要用擴(kuò)大樁承臺面積的方式并與天然地基共同承受應(yīng)承受的上部結(jié)構(gòu)荷載。
3、為了防止每個承臺的質(zhì)量不均勻而導(dǎo)致的不均勻下沉,或者為了增強承臺的抗震能力,可以把每個單獨的承臺連成一整塊,從而達(dá)到提高基礎(chǔ)整體的效果。
(五)糾正法
樁身傾斜度較大,但還沒有造成斷樁,并且樁較短或者因為挖地基的時候?qū)е碌臉渡韮A斜而沒有斷裂,這樣的情況都可以采用局部開挖然后用千斤頂來糾正把樁復(fù)原到最初的位置。
(六)改變樁型或沉樁參數(shù)
1、改變原有樁型。如把沉管灌注樁改為機(jī)械成孔灌注樁等。
2、在打樁過程中遇到堅硬的土層或較厚的土層導(dǎo)致樁下沉困難,嚴(yán)重時導(dǎo)致斷樁現(xiàn)象,這時可以增加樁的數(shù)量。
3、在沉樁過程中遇到堅硬的阻礙物時,使樁受到阻隔產(chǎn)生傾斜甚至斷裂的時候,可以采用改變樁下沉位置重新下沉。
三、樁基礎(chǔ)施工中預(yù)防問題發(fā)生的解決措施
制定相應(yīng)的施工質(zhì)量控制制度,包括崗位責(zé)任制,技術(shù)檢查驗收及基本的獎懲制度,并把制度落實到具體的實施人員身上,明確其任務(wù),組成嚴(yán)格緊密的施工質(zhì)量體系。采用質(zhì)量分析控制的方法對樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量進(jìn)行監(jiān)控,將監(jiān)督重點控制在各個工序之中,而不是只在最后定型的檢驗上。在整個過程中都有對進(jìn)程進(jìn)行追蹤檢查。
在施工機(jī)器方面,各類機(jī)器的管理要貫穿整個工程,包括機(jī)器維修方面但不只局限于維修方面[3] 。在初期要選取適合、可靠可滿足技術(shù)要求的設(shè)備;后期則要在此基礎(chǔ)上,進(jìn)行定期的檢驗,以保證每個設(shè)備都能很好的投入到工程中去。從而保證工程在進(jìn)行過程中不會出現(xiàn)意外,這樣才可以確保巖土工程樁基礎(chǔ)的施工質(zhì)量。
在施工材料方面要多加重視,因為所用材料是整個工程的構(gòu)成基礎(chǔ),確保每個施工材料可以按量按質(zhì)供給和使用。使用的同時也要注意不要浪費施工材料,保證質(zhì)量的同時也要對工程成本進(jìn)行相應(yīng)的控制。
結(jié)束語
樁基礎(chǔ)是最古老的、最基本的一種基礎(chǔ)類型,更是人類可以在軟弱地基上創(chuàng)建建筑物的一種創(chuàng)造;還是一種有著廣泛應(yīng)用、發(fā)展很迅速、生命力較為頑強的一種基礎(chǔ)型式。樁基礎(chǔ)作為巖土工程和整個建筑工程的基礎(chǔ),關(guān)乎著工程的質(zhì)量如何,更與工程安全關(guān)系緊密。因此,在整個樁基礎(chǔ)的施工中要提高整體的施作質(zhì)量。由于土的變異性和樁與土相互作用的復(fù)雜性使得現(xiàn)在的樁基礎(chǔ)仍然是不夠完善并且有待發(fā)展的。
參考文獻(xiàn):
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(作者單位:遼寧東地建筑巖土工程有限公司)