樁基礎(chǔ)施工技術(shù)發(fā)展趨向

　　樁工技術(shù)經(jīng)歷了幾千年的發(fā)展過程,無論是樁基材料和樁類型，或者是樁工機(jī)械和施工方法都有了巨大的發(fā)展，已經(jīng)形成了現(xiàn)代化基礎(chǔ)工程體系。下面由小編為大家分享樁基礎(chǔ)施工技術(shù)發(fā)展趨向，歡迎大家閱讀瀏覽。

　　一、樁基礎(chǔ)施工技術(shù)現(xiàn)狀

　　按施工方法，樁可分為非擠土樁、部分?jǐn)D土樁和擠土樁三大類。再細(xì)分，樁的施工方法超過300種。施工方法的變化、完善、更新可以說是日新月異。圖1中列出樁的部分施工類型。

　　以埋入式樁為例，圖中僅列出三大類，實(shí)際上細(xì)分可有80種以上類型。所謂中掘施工法樁是把小于樁徑30～40mm的長(zhǎng)螺旋鉆、或鉆桿端部裝有攪拌翼片的螺旋鉆及鉆斗鉆等插入樁的中空部，在鉆頭附近的地層連續(xù)鉆進(jìn)，使土沿中空部上升，從樁頂排土的同時(shí)將樁沉設(shè)。在施工中通常將樁端注入壓縮空氣和水，促進(jìn)鉆進(jìn)的同時(shí)也使樁沉順利。為使樁獲得更大的承載力，樁埋入孔中后可分別采用量終打擊方式、樁端加固方式或擴(kuò)大頭加固方式。

　　按中掘埋入工藝、鉆機(jī)、承載力發(fā)揮方法及采用的預(yù)制樁種類等，中掘施工法樁又可細(xì)分為40余種樁型。而預(yù)鉆孔埋入式樁亦可細(xì)分為40余種。以泥漿護(hù)壁法鉆孔擴(kuò)底灌注樁的成孔方法為例，亦有40種以上，擴(kuò)底方式可分為反循環(huán)擴(kuò)底、鉆斗鉆擴(kuò)底、正循環(huán)擴(kuò)底及潛水鉆擴(kuò)底等。其中反循環(huán)擴(kuò)底方式又分為擴(kuò)刀上開、擴(kuò)刀下開、擴(kuò)刀滑降及擴(kuò)刀推出等方式;鉆斗鉆擴(kuò)底方式又分為水平推出、滑降及下開和水平推出的并用等方式。

　　以樁端壓力注漿為例，注漿工藝可分為閉式注漿和開式注漿兩大類，樁端壓力注漿施工工藝的核心部件——樁端壓力注漿裝置又可分為預(yù)留壓力注漿室、預(yù)留承壓包、預(yù)留注漿空腔、預(yù)留注漿通道及預(yù)留特殊注漿裝置五大類，兩者組合，目前已有20余種樁端壓力注漿樁工法，其中國(guó)內(nèi)有18種。

　　二、常用樁設(shè)樁工藝選擇樁型的選擇應(yīng)考慮以下原則

　　(一)“因荷載制宜”即上部結(jié)構(gòu)傳遞給基礎(chǔ)的荷載大小是控制單樁承載力要求的主要因素。

　　(二)“因土層制宜”，即根據(jù)建筑物場(chǎng)地的工程地質(zhì)條件、地下水位狀況和樁端持力層深度等，通過比較各種不同方案樁結(jié)構(gòu)的承載力和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，選擇樁的類型。

　　(三)“因機(jī)械制宜”，即考慮本地區(qū)樁基施工單位現(xiàn)有的樁工機(jī)械設(shè)備;如確實(shí)需要從其他地區(qū)引進(jìn)樁工機(jī)械時(shí)，則需要考慮其經(jīng)濟(jì)合理性。

　　(四)“因環(huán)境制宜”，即考慮設(shè)樁過程中對(duì)環(huán)境的影響，例如打入式預(yù)制樁和打入式灌注樁的場(chǎng)合，就要考慮振動(dòng)、噪聲以及油污對(duì)周圍環(huán)境的影響;泥漿護(hù)壁鉆孔樁和埋入式樁就要考慮泥水、泥土的處理，否則會(huì)造成對(duì)環(huán)境的不利影響。

　　(五)“因造價(jià)制宜”，即采用的樁型，其造價(jià)應(yīng)比較低廉。

　　(六)“因工期制宜”，當(dāng)工期緊迫而環(huán)境又允許，可采用打入式預(yù)制樁，因其施工速度快;再如施工條件合適，也可采用人工挖孔樁，因該樁型施工作業(yè)面可增多，施工進(jìn)程也較快。

　　總之，在選擇樁型和工藝時(shí)，應(yīng)對(duì)建筑物的特征(建筑結(jié)構(gòu)類型、荷載性質(zhì)、樁的使用功能、建筑物的安全等級(jí)等)、地形、工程地質(zhì)條件(穿越土層、樁端持力層巖土特性)、水文地質(zhì)條件(地下水類別、地下水位標(biāo)高)、施工機(jī)械設(shè)備、施工環(huán)境、施工經(jīng)驗(yàn)、各種樁施工法的特征、制樁材料供應(yīng)條件、造價(jià)以及工期等進(jìn)行綜合性研究分析后，并進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析比較，最后選擇經(jīng)濟(jì)合理、安全適用的樁型和成樁工藝。

　　我國(guó)幅地遼闊，工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件復(fù)雜多變，東部與中西部地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展不平衡，各類工程要求又不相同。大量施工實(shí)踐表明，我國(guó)常用的各種樁型從總體上看，具有以下特點(diǎn)：大直徑樁與普通直徑樁并存;預(yù)制樁與灌注樁并存;非擠土樁、部分?jǐn)D土樁與擠土樁并存;在非擠土灌注樁中鉆孔、沖抓成孔與人工挖孔法并存;在擠土樁中錘擊法、振動(dòng)法與靜壓法并存;在部分?jǐn)D土灌注樁的壓漿工藝法中前注漿樁與后注漿樁并存;先進(jìn)的、現(xiàn)代化的工藝設(shè)備與傳統(tǒng)的、較陳舊的工藝設(shè)備并存等等。由此可見，各種樁型在我國(guó)都有合適的地層土質(zhì)、環(huán)境與需求，也有發(fā)展、完善和創(chuàng)新的條件。需要引起注意的是：任何一種樁型都不是萬能的，都有其適用范圍，關(guān)鍵在于找到切入點(diǎn)，揚(yáng)長(zhǎng)避短;再好的樁型只要施工中不注意質(zhì)量或超過其適用范圍，就會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問題甚至造成重大事故及經(jīng)濟(jì)損失。

　　三、樁基礎(chǔ)施工技術(shù)發(fā)展趨向

　　在進(jìn)入21世紀(jì)之際，樁基礎(chǔ)施工技術(shù)發(fā)展中至少有以下一些動(dòng)向值得人們關(guān)注。

　　(一)樁的尺寸向長(zhǎng)、大方向發(fā)展

　　基于高層、超高層建筑物及大型橋主塔基礎(chǔ)等承載的需要，樁徑越來越大，樁長(zhǎng)越來越長(zhǎng)。歐美及日本的鋼管樁長(zhǎng)度已達(dá)100m以上，樁徑超過2500mm;上海金茂大廈鋼管樁樁端進(jìn)入地面下80m的砂層，樁徑為914.4mm;溫州地區(qū)靜壓式鋼筋混凝土預(yù)制樁長(zhǎng)度已達(dá)70m以上，樁斷面600×600mm2;鄭州某工程反循環(huán)鉆成孔灌注樁直徑為1000～1100mm，樁長(zhǎng)77.6m;廈門某大廈反循環(huán)鉆成孔灌注樁深度達(dá)103m;南京長(zhǎng)江二橋主塔墩基礎(chǔ)反循環(huán)鉆成孔灌注樁直徑為3m，深度150m。

　　(二)樁的尺寸向短、小方向發(fā)展

　　基于老城區(qū)改造、老基礎(chǔ)托換加固、建筑物糾偏加固、建筑物增層以及補(bǔ)樁等需要，小樁及錨桿靜壓樁技術(shù)日趨成熟，應(yīng)用廣泛。小樁又稱微型樁或IM樁，是法國(guó)索勒唐舍(SOLETANCHE)公司開發(fā)的一種灌注技術(shù)。小樁實(shí)質(zhì)上是直徑壓力注漿樁;樁徑為70～250mm(國(guó)內(nèi)多用250mm)，長(zhǎng)徑比大于30(國(guó)內(nèi)樁長(zhǎng)多用8～12m，長(zhǎng)徑比通常為50左右)，采用鉆孔(國(guó)內(nèi)多用螺旋鉆成孔)、強(qiáng)配筋(配筋率大于1%)和壓力注漿(注漿壓力為1.0～2.5MPa)工藝施工。錨桿靜壓樁的斷面為200×200mm2～300×300mm2;樁段長(zhǎng)度取決于施工凈空高度和機(jī)具情況，為1.0～3.0m，樁入土深度3～30m。

　　(三)向攻克樁成孔難點(diǎn)方向發(fā)展

　　以日本為例，成立由64家基礎(chǔ)公司組成的巖層削孔技術(shù)協(xié)會(huì)，研究開發(fā)出20余種大直徑巖層削孔工法，其中長(zhǎng)螺旋鉆進(jìn)成孔法3種，回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)成孔法5種，沖擊鉆進(jìn)成孔法7種以及全套管回轉(zhuǎn)掘削孔法9種。國(guó)內(nèi)也有不少單位成功地研究開發(fā)出巖層鉆進(jìn)成孔法及大三石層(大卵礫石層、大拋石層和大孤石層)鉆進(jìn)成孔法。

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