滕玉雷桩基工程施工质量控制与管理 (2)45425.docx
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1、第一章.绪论1.1 引言 万丈高楼平地起,基础必须要牢固。桩基础是建筑工程,桥梁工程,港口工程和海洋工程中的主要基础形式之一,在我国有着广泛的应用。基础工程是一门实践性和理论性都很强的学科。进而基础工程施工质量控制与管理就更显得尤为重要。如某些房屋基础由于设计和施工不当出现沉降过大活不均匀沉降,给国家和人民造成了巨大损失。1.2 背景 从人人类有记载历历史以前到119世纪中、末末期,主要桩桩型为木桩。人人类最早使用用的木桩,主主要是凭其四四肢和体力攀攀折大自然中中的树木枝干干打入土中,后后来才逐渐借借助于最原始始的石器工具具砍树伐木打打入土中而成成桩。 桩在中国国起源于距今今60007000年
2、年的新石器时时代。中国的的考古专家于于1973年年和19788年相继在长长江下游以南南浙江省东部部余姚市的河河姆渡村发觉了了新石器时代代的文化遗址址,出土了占占地约4万mm2的木桩和木结构构遗存。经鉴鉴定,其浅层层第二三文化化层大约距今今6000年年,深层第四四文化层大约约距今70000年。这是是太平洋西岸岸迄今发现的的时间最早的的一处文化遗遗址,也是环环太平洋地区区迄今发现的的规模最大、最最具有典型意意义的一处文文化遗址和木木桩遗址。 考古研究究表明,中国国有很多地方方存在着先人人利用木桩支支撑房屋、桥桥梁、高塔、码码头、海塘或或城墙的遗址址;另一方面面也可以从一一些出土的墓墓砖、随葬品品或
3、古画、古古籍等历史文文物中领略数数千年以前的的木桩建筑物物的风貌。 大约至220世纪200年代或稍晚晚一些,上海海即使是三四四层的房屋,对对地基的承载载力有疑问时时也常用木桩桩,一般都是是几米长,不不超过15米米,其大头直直径约3000mm,小头头直径约500mm。至330年代初,在在多层或高层层建筑及重型型结构物中由由于上部荷载载的需要和打打桩机具的改改进,开始采采用长达300m的木桩,其其直径相应增增大。到了19世纪后后期,钢、水水泥和混凝土土相继问世,并并且生产了混混凝土桩和钢钢筋混凝土桩桩。中国随之之于20世纪纪20年代开开始采用钢筋筋混凝土预制制桩和灌注桩桩,从而出现现了木桩、混混凝
4、土桩和钢钢桩三者并举举的时期,视视工程具体条条件分别选用用。有的工程程,例如著名名的杭州钱塘塘江大桥(建建成于19337年),则则在一项工程程中同时采用用了木桩和钢钢筋混凝土预预制桩。从建国以后后到改革开放放之前,我国国的桩基发展展处于一个起起步的阶段。在在这个阶段沉沉管灌注桩、钻钻孔灌注桩、人人工挖孔桩以以及预制桩等等成为主要应应用的桩型。20世纪2030年代已出现沉管灌注混凝土桩。上海在30年代修建的一些高层建筑的基础,就曾采用沉管灌注混凝土桩,如Franki桩和Vibro桩。到了50年代开始生产预制钢筋混凝土桩,多为方桩。1979年年改革开放至至今,随着国国民经济的持持续高速增长长,中国
5、出现现了大规模的的用桩时期。采采用桩基础的的高层超高层层超过了数万万栋。如上过过海金茂大厦厦,采用钢管管桩基础,公公布桩10661根,桩长长83米。 近年来,出了了广泛应用的的现场浇注钢钢筋混凝土桩桩、工厂化预预应力管桩和和钢桩以外,一一些新理论、新新桩型、新工工艺、新技术术得到了研发发和应用,如如出现了现场场浇注的挤扩支支盘灌注桩、DDX挤扩桩、工工工厂化生产的的预应力管桩桩竹节桩、桩桩端后注浆技技术、大直径径筒桩、载体体桩、螺旋桩桩、高压旋喷喷桩及刚柔复复合桩、长短短桩组合等桩桩基新技术。 1.3 目的及及意义桩基工程是工业业与民用建筑筑、交通、港港航、市政和和地下工程等等专业的专业业必修
6、课或选选修课。桩基基础也是我国国现阶段广泛泛使用的主要要基础形式之之一。合理的的是用桩基础础既能有效地地控制建筑物物沉降变形,又又能提高建筑筑物的抗震性性能,从而确确保建筑物的的长期安全使使用。但由于于种种原因,目目前各种地质质条件下地基基基础事故层层出不穷,对对国家和人民民的财产造成成了重大损失失,所以我们们很有必要做做好桩基基础础工程的安全全与质量控制制。在一般房屋基础础工程中,桩桩基础以承受受垂直的轴向向荷载为主。桩桩基通过作用用于桩端的端端承力和桩侧侧土层向上的的摩阻力来支支承上部抗压压轴线荷载的的能力,称之之为桩的竖向向抗压承载力力。桩基工程程的理论研究究包括各种类类型桩在荷载载作用
7、下的受受力机理,各各种类型桩的的沉降计算方方法,各种桩桩基设计的理理论等。通过对桩基工程程的研究,使使桩基根据不不同的工程地地质条件、不不同的荷载特特点和不同的的施工方法及及不同的用途途,可以发挥挥各种不同的的用途。通过过桩侧表面与与桩周土的接触触,将荷载传传递给桩周土土体获得桩侧侧阻力,同时时随着上部荷荷载的增大痛痛过桩将荷载载传递给深层层的桩端岩土土层获得桩端端阻力,从而而根据设计需需要安全的支支撑上部建筑筑物的荷载。1.4 研究的的发展状况从我国正在研究究和应用的各各种桩型可以以发现,他们们具有不同的的制桩材料并并存,不同的的制桩工艺并并存,大中小小直径并存,锤锤击与静压施施工方法并存存
8、,机械成孔孔与人工挖孔孔并存,最新新的接近国际际先进水平的的工艺与最古古老的传统工工艺并存等一一系列特色。可可以说凡世界界各地在桩发发展的历史过过程中所出现现的具有代表表性的桩型乃乃至现代最先先进的桩型,几几乎都在中国国各地有所应应用,或者有有所改进,推推陈出新。从从成桩工艺的的的发展过程程看,最早使使用的桩基施施工方法是打打入发。打入入的工艺从手手锤到自由落落锤,然后发发展到蒸汽驱驱动、柴油驱驱动和压缩空空气为动力的的各种打桩机机。值得欣喜的是近近年的工程实实践推动了一一些传统桩型型和新桩型的的发展。桩端端压力注浆技技术效果好、速速度快、可以以节省大量成成本,减少建建筑物的整体体沉降和不均均
9、匀沉降;挤挤扩支盘灌注注桩,由于其其对摩擦型桩桩的桩测摩擦擦力的提高效效果很好且经经济效益明显显,近几年也也得到了广泛泛发展,它适适用于粘性土土为主的摩擦擦性桩基;就就地取材碎石石型锤击灌注注桩,由于现现场锤击成孔孔、现场碎石石浇注被广泛泛应用于残坡坡积的土层加加固基础中;大直径钻埋埋空心桩在已已钻好的大直直径孔内放预预制桩壳,形形成空心桩,而而大直径和预预拼工艺也是是当前桥梁深深桩基础工程程的发展趋势势。桩基向大直径超超长发展,随随着高层、超超高层建筑物物以及跨江、跨跨海特大桥梁梁的建设,上上部结构对桩桩基础承载力力与变形的要要求越来越高高,桩径越来来越大,桩长长越来越长,使使桩出现了向向超
10、长、大直直径方向发展展的趋势。如如上海环球世世贸中心、金金茂大厦都采采用桩长超过过80米的钢钢管桩,温州州世贸中心采采用了80120m不不等的钻孔灌灌注桩杭州钱钱塘江六桥采采用钻孔灌注注桩更长达1130m。桩基向工厂化制制作方向发展展,近年来,一一些类型的的的桩正向着工工厂化生产的的趋势发展,而而工厂化生产产也促使这些些桩型在工程程建设中被广广泛地大规模模使用。如先先张法预应力力混凝土管桩桩在我国使用用已有十余年年。随着建筑筑业蓬勃的发发展,管桩以以工厂化生产产、产品质量量稳定、施工工速度快、施施工中无泥浆浆污染、施工工周期短及经经济性价比好好等优点,在在国内基础中中,尤其在沿沿海软土地区区的
11、多层和小小高层建筑工工程中被应用用。桩基向组合桩方方向发展,由由于承载力的的要求、环境境保护的要求求及工程地质质与水文地质质条件的限制制等,采用单单一工艺的桩桩型往往满足足不了工程要要求,近年来来,实践中经经常出现组合合式工艺桩。刚柔复合桩组合,刚性桩一般采用混凝土桩且是长桩,打到较好的持力层,柔性桩一般采用水泥搅拌桩且为短桩、摩擦桩型。刚性桩起到控制沉降的作用,柔性桩起到变形协调的作用。长短桩组合,及即桩身材料同为混凝土桩,但根据上部荷载的特点和地质条件选择不同的桩长和不同的持力层。咬合桩组合,可以是灌注混凝土桩之间的咬合;可以是混凝土桩与水泥搅拌桩之间的咬合;可以是预制桩与水泥搅拌桩之间的
12、咬合;也可以是预制桩与现场建筑混凝土桩之间的咬合。桩长度方向上的组合,即一根单桩中上部桩为混凝土桩,下部桩为钢桩,这样有利于将桩打入持力层较硬的岩土层中。桩基础是一种既既古老又现代代,在高层建建(构)筑物物和重要土木木工程结构中中被大量、广广泛应用的基基础形式。随随着人类和恶恶劣自然环境境的抗争,远远古的治水活活动得以大规规模开展,为为了堵水人们们先将圆木打打入水中的泥泥里,竖立的的圆木之间再再搭设横木和和填筑土石,使使木质的桩基基有了工程意意义。为了躲躲避猛兽的袭袭击,人们将将多根木头铅铅直打入土中中,在打入土土中的木头上上绑上新的木木头接高,接接高的木头高高度合适后,人人们将木头的的顶端用
13、横木木密集地连接接起来建成了了原始房屋的的底板,继续续斜向搭接木木头建成了原原始房屋的屋屋盖,屋盖上上铺上草建成成了原始房屋屋的防雨的屋屋面层,这时时真正意义上上的桩基就形形成了。有史史记载,我们们的祖先在66000多年年前就开始使使用木桩作为为桥梁和建(构构)筑物的基基础(木桩成成为干阑式建建筑的支承构构件),浙江江河姆渡遗址址考古发掘出出的规则排列列的圆形和矩矩形木桩就是是一个典型的的例证。另外外,还有秦代代的渭桥、隋隋朝郑州的昭昭化寺、五代代时的杭州湾湾大海堤、南南京的石头城城、上海的龙龙华塔等。220世纪300年代建造的的当时上海的的最高建筑上上海国际饭店店采用的仍然然是木桩基础础。随
14、着近代代科学技术的的进步,混凝凝土和钢铁材材料的出现以以及制造业的的进步使桩基基技术的发展展突飞猛进,从从桩的几何尺尺寸到单桩承承载力,从成成桩工艺与设设备到桩型与与应用范围,都都发生了巨大大的发展变化化,显示出桩桩基技术蓬勃勃发展的生机机和广阔的发发展前景。桩桩基础取代传传统的基础形形式,大大提提升了各类基基础设施建造造的技术、经经济和效率水水平(比如以以往跨越江、河河、湖、海的的桥基多采用用沉箱、沉井井、围堰施工工,现在则多多采用大直径径灌注桩、预预制桩和钢桩桩,长36kkm的世界第第一跨海大桥桥杭州湾大桥桥等大型桥梁梁工程、海上上采油平台、输输油管支架、栈栈桥等不采用用桩基其建造造难度简
15、直不不可想象)。桩桩基技术的进进步也促进了了相关领域的的发展,形成成了不同领域域相互渗透、相相互交融的格格局(比如由由圆形钻孔灌灌注桩到机挖挖矩形、异形形桩,再进一一步发展成为为地下连续墙墙,其功能也也由竖向承载载发展为侧向向支挡与地下下永久性墙体体结合。又如如复合地基领领域,将各种种柔性桩增强强体引入刚性性桩增强体,形形成刚性桩复复合地基,进进而发展为刚刚性、柔性桩桩结合;长短短桩结合的复复合地基,拓拓宽了复合地地基的适用范范围和设计优优化思路)。目目前,桩的种种类、桩基的的形式、桩基基的施工工艺艺和设备以及及桩基的理论论与设计方法法都有了极大大的进步与发发展,应用最最为广泛的钢钢筋混凝土桩
16、桩基础(预制制桩、钻孔灌灌注桩)在工工业与民用建建筑、桥梁、铁铁路、水利、机机场、港工等等各工程领域域随处可见,上上海浦东888层、高4220.5m的的金贸大厦的的桩基础的入入土深度已超超过80m,桩桩基础事实上上已经成为松松软深厚地基基上高层建筑筑的主要基础础形式。尽管管如此,桩基基工程仍面临临许多未弄清清的、需要进进一步研究与与探讨的问题题。桩基础常常被归类为深深基础。当上上部建(构)筑筑物荷载较大大、适合于作作持力层的土土层埋藏较深深、用天然浅浅基础或仅作作简单的地基基加固仍无法法满足要求时时,人们就不不得不采用深深基础方案。深深基础主要包包括桩基础、沉沉井和地下连连续墙等,深深基础中桩
17、基基础的应用最最为广泛。竖竖向承载的桩桩基础的功能能是通过桩身身侧壁摩阻力力和桩端阻力力将上部结构构的荷载传递递到深处的地地基上,以解解决浅基础承承载力不足和和变形较大的的地基问题。桩桩基础又称桩桩基,是指由由设置于岩土土中的桩和与与桩顶联结的的承台共同组组成的群桩基基础或由柱与与桩直接联结结的单桩基础础。1.5方法和内内容桩基工程是一门门实践性很强强的学科,对对于桩基工程程问题的研究究涉及了许多多的学科,包包括数学、物物理学、化学学、土力学、工工程地质学、岩岩石力学材料料力学等。桩桩基工程学研研究的内容也也很多,主要要包括桩基工工程勘察。单单桩和群桩在在竖向荷载作作用下的受力力性状、桩基基沉
18、降计算、水水平受荷桩、桩桩基础设计、桩桩基础工程施施工、支护桩桩设计、桩基基工程试验与与检测等内容容。桩基工程研究的的是桩的受力力机理计计算理论、方方法施工工工艺勘勘察检测事故处理等等一系列问题题,需需要充充分结合工程程实际进行分分析。 第二二章.施工质量控控制与安全管管理2.1桩基础施施工准备 1.现场勘探探 现场勘探包括括探掘、钻探探、触探、物物探等四大类类。在工程地地质勘探中,钻钻探是目前最最常用、最广广泛、最有效效的手段。他他利用钻探设设备和工具,从从钻孔中取出出土石试样,以以测定物理力力学性质,鉴鉴定和划分地地层。触探和和物探既是勘勘探方法,同同时也是一种种测试手段。触触探可以确定定
19、地基土的物物理力学性质质,选择桩基基持力层和确确定桩的承载载力。物探如如地质雷达可可以探明古河河道的界面以以及地下障碍碍物等。 深基坑支护工工程勘探点的的布置:勘探探范围为支护护结构可能设设置的地段,在在开挖边界外外的12倍倍基坑开挖深深度范围内,布布置勘探点。对对于软土,勘勘探范围应当当适当扩大。勘勘探点应布置置在基坑周围围,间距视地地层复杂程度度而定,一般般20300m左右。勘勘探孔的深度度应满足整体体稳定性等的的验算要求,一一般应不小于于基坑开挖深深度的222.5倍。 基坑支护工程程的设计与施施工都会碰到到地表浅层土土,因而对其其勘察要求更更应详细一些些。上海地区区浅层土常会会遇到暗浜、
20、暗暗塘、暗井、古古河道及地下下障碍物,常常见的填土为为素土或垃圾圾土。如果回回填前没有清清除水草和浜浜土,则往往往含有大量的的有机质。杭杭州、宁波等等有的地方建建筑垃圾的填填土达255m,有些以以炉渣或生活活垃圾填成,有有机质含量较较多。 2.施工场地地及周围状况况调查 施工场地的状状况。a.施工场地地表面状态和和地上堆积物物及地面标高高的变化情况况b.地下建建筑物、管道道、树木、及及地上障碍物物等。c.地地基的稳定程程度 施工场地周围围建筑的状况况。a.周围围建筑物的结结构、构造和和层次。b.周围建筑的的地下部分深深度和基础形形式及地基沉沉降c.周围围建筑物施工工状况,包括括开挖深度、开开挖
21、规模、基基坑挡土方法法及基坑开挖挖时的排降水水方法等d.周围建筑物物的用途及附附属设备等。 3.公共设施施及周围道路路状况 a.地下管线线的位置、埋埋深、管径、使使用年限等状状况b.周围围道路的级别别、宽度及交交通情况等。 4.桩基施工工准备 a.清除施工工现场内障碍碍物。桩基施施工前,应清清除妨碍施工工的地上、地地下障碍物,如如电杆、架空空线、地下构构筑物、树木木、埋设管道道等,这对保保证顺利进行行桩基础施工工十分重要。b.施工场地平平整处理。现现场预制桩场场地的处理,为为了保证施工工现场预制桩桩的质量,防防止桩身发生生弯曲变形,应应对预制混凝凝土桩的制作作场地进行必必要的夯实和和平整处理。
22、沉沉桩场地的平平整处理,施施工设备进场场前应做好场场地的平整工工作,对松软软场地也能够够进行夯实处处理。若施工工场地的地基基承载力不能能满足桩基作作业时的要求求,应在表面面铺以碎石,并并予以整平,以以提高地基表表面承载力,保保证桩架作业业时正直,不不发生不均匀匀沉降。雨期期施工时必须须采用排水措措施。c.放线定位。放放基线,桩基基轴线不仅是是桩基础施工工,而是整个个上部结构施施工所应遵照照的,必须予予以高度的重重视。轴线的的施放,应以以国家级三角角网控制点引引入,并应多多次复合测量量。桩基轴线线的定位点,应应设置在不受受桩基施工影影响处。设置置水准基点。每每根桩入土后后,均应按设设计要求做标标
23、高记录。为为了控制桩基基施工的标高高,应在施工工地区附近设设置水准基点点,一般要求求不少于2个个,为防止损损坏,应设置置在不受桩基基影响处。施施放桩位。根根据设计图纸纸的桩位图,按按沉桩顺序将将桩逐一编号号,根据桩号号所对应的轴轴线,按尺寸寸要求施放桩桩位并设置样样桩,以供桩桩基就位后定定位。d.打桩前的准准备工作。针针对不同的设设计桩型,选选择相对应的的打桩机各就就各位。同时时对钻孔桩施施工配备好泥泥浆池、泥浆浆泵等设备。2.2桩基础施施工方法 打入式预制制桩施工、预预应力管桩施施工、静力压压桩施工、钢钢桩、和混凝凝土灌注桩等等都是目前常常用的桩基施施工类型。2.2.1以打打入式预制桩桩施工
24、为例(1)桩的制作作、运输与堆堆放现场预制时选择场地桩的制作流流程 钢筋笼就位 支模板绑扎钢筋笼涂隔离剂浇筑混凝土就位,陈设到设计标高吊装,运输,堆放养护到100%强度达到30%强度拆模钢筋混凝土预制制方桩制作工工艺流程见右图制作要点 A,水泥和钢钢材进场,应应有质量保证证书,现场应应对其品种、出出厂日期等进进行验收。水水泥的保存期期不宜超过三三个月。原材材料使用前均均应抽样送到到有关单位检检验,合格后后方可使用。值值得一提的是是水泥的安定定性必须化验验,当安定性性不合格时,这这批水泥只能能报废另选钢钢材。B,支模必须保保证桩身及桩桩尖部分的形状状尺寸和相应应位置正确,尤尤其要注意桩桩尖位置与
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