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摘要:近几年,随着我国电力工程建设的不断发展,提升我国电力工程的施工质量已经成为我国电网建设面临的一个重大问题,而基础施工是工程中最重要的一个环节,其施工技术对送电线路工程施工质量起着决定性的作用。本文分析了电力工程桩基础技术。
关键词:电力工程;桩基础技术;方法;
选择合理的灌注桩施工方法,对整个工程施工质量、安全、进度以及成本都有着直接的作用。因此,掌握桩基础的施工技术成为控制施工质量的关键。
一、重要性
桩基础是一种常用的深基础形式,当天然地基上的浅基础沉降量过大或地基的承载力不能满足设计要求时,往往采用桩基础。桩基础由桩身和承台组成,桩身全部或部分埋入土中,顶部由承台梁连接成一体,在承台上建造建筑物或构筑物。桩型与工艺选择应根据建筑结构类型、荷载性质、桩的使用功能、穿越土层情况、地下水位、施工机械、施工环境、施工经验、制桩材料等进行选择。当遇到下列情况之一时,电力工程各类建(构)筑物应当进行地基处理:①天然地基承载力或变形不能满足工程要求;②地震区存在液化土层的地基,不能满足抗液化要求;③发现地基有暗沟、隐埋的湖塘、土洞或溶洞。不进行处理或处理不当,将会造成建(构)筑物沉降过大或严重不均匀下沉,导致建筑物裂缝甚至破坏,严重影响电力工程安全使用。建(构)筑物的地基当需要处理时必须正确处理,不做处理或处理不当将会造成严重后果。
二、桩基础分类
桩可按荷载原理、材料形状(或断面)、大小、性能及桩端支承情况等分类。1、按材料可分为木桩、钢筋混凝土桩、钢桩及组合材料桩等,其中钢筋混凝土桩又可分为普通钢筋混凝土桩;预应力钢筋混凝土桩;预应高强度混凝土桩;钢筋混凝土桩使用最广泛。2、按桩的使用功能可分类竖向抗压桩、竖向抗拨桩、水平受荷桩、复合受荷桩。3、按成桩方法可分为非挤土桩、部分挤土桩和挤土桩。4、按承载性能分为摩擦型桩和端承型桩,摩擦型桩又可分为摩擦桩和端承摩擦桩;端承型桩又分为端承桩和摩擦端承桩。5、按桩径大小分为小桩(d≤250mm)、中等直径桩(250mm)。
三、电力工程桩基础技术
1.桩基础施工前的准备。对于施工技术方面的准确。进行桩基础施工之前,要做好相应的方案编制工作,确定各种施工中的措施,比如对建筑物进行保护的措施、对地下管道进行保护的措施、施工顺序的安排等,要根据具体施工的特点来确定具体的桩基础施工计划、进度等方面的安排。桩位的设定十分重要,是保证桩基础施工质量的关键,桩位设置完成之后,要对桩位进行相应的检查,按照设计的要求进行各个桩位的校准,以免在施工中出现错误。在桩基础的施工中要注意对水准点的保护。
2.预制桩施工技术。预应力管桩是近期开始大量使用的一种桩型,它采用预应力钢筋和高强度混凝土,进行工厂预制,从而节约了混凝土用量,增加了桩长与桩截面面积的比值,使产生相同桩周阻力(与方桩比)时所占用混凝土用量最小,这样就达到经济节约目的,预应力管桩的工程造价比预制方桩的价格略低,必须注意的是预应力管桩由于有土塞效应,它仍为挤土桩。预制的混凝土桩主要有两种,一种是管状的桩,一种是方桩,而预制的钢桩则主要是钢管桩以及H型钢桩。预制桩的施工方法主要有振动法、静压法、锤击法等。在预制桩施工中,振动锤击、静压等沉桩的方法都很容易出现挤土的现象,因此在具体的施工中,应该要采用相应的措施控制挤土现象或者避免挤土现象的出现。当使用水冲法进行沉桩施工时,对于敞口的钢管型的桩以及敞口的混凝土的桩要采取内射水的方法进行处理,而混凝土的方桩以及H型的钢桩则要采取外射的方法进行沉桩。无论是外射水还是内射水的方式,都要保证在桩顶标高的两米的位置停止射水。射水过程完毕之后要采用锤击的方式将桩打入到设计的标高位置。打沉桩过程一般包括定桩位、桩架移动、吊装和定桩、打桩、接桩、截桩等。桩架就位后即可吊装,垂直对准桩位中心,缓缓放下插入土中,桩插入时的垂直度偏差不超过0.5%。桩就位后,在桩顶安上桩帽,然后放下桩锤轻轻压住桩帽,桩锤、桩帽和桩身中心线应在同一条垂线上。在桩的自重和锤重作用下,桩向土中沉入一定深度达到稳定状态时,再一次检查桩的垂直度,符合要求后即可进行打桩。
3.灌注桩施工技术。对于灌注桩而言,一般采用的成孔技术有作业成孔、沉管、泥浆护壁成孔等方式。灌注桩的施工中,将桩孔制作好的之后,要将之前就制作完备的钢筋混凝土放入到桩孔之中,然后进行混凝土的浇注施工,使得桩孔中的混凝土凝结之后成为灌注桩。对于泥浆护壁成孔,一般是采用振动法、锤击法等方法进行施工,灌注桩的施工中,一般也会对周围的土层产生一定的挤土、振动等现象,因此在实际的施工过程中,应该要加强对周围环境的管理,尽量避免挤土、振动等对土层带来影响。在灌注桩施工中,干作业成孔可以考虑人工成孔的方式或者机械钻孔的方式,机械钻孔一般适用于砂土、粉土等土层中,而人工挖孔一般是比较适用于在粘土中,也可以灵活地在粉土以及淤泥的土质中进行,人工挖孔的方式不能在砂土以及碎石土中进行。如果灌注桩施工的场地的地下水比人工成孔的位置要高,那么应该给要彩球一定的排水处理,防止对施工质量带来影响。水下混凝土正常灌注的过程中,应委派专业人员对孔和混凝土面的深度进行测量,使导管的埋深控制在1.5~2m左右,并由专人及时记录真实情况;钻机操作时,导管应做到“轻提慢放”并经常检查导管是否在钻孔中心,发现偏离中心后应立即进行纠正,以防防止导管碰撞钢筋笼;终灌时,应控制混凝土的搅拌量,防止桩顶混凝土不够或桩顶浇筑过高现象;水下混凝土在灌注的过程中,每班次都需要做两次混凝土坍落度试验,如不符合要求,应及时对混凝土的配比进行调整;混凝土灌注结束前,对灌注桩顶标高进行三级验收制,即自检,质检员检查、经监理检查验收签字后才能够将导管拆卸。
四、桩基础的发展趋势
未来工程建设的大规模与高难度以及桩基工程本身的复杂性必将向以下趋势发展:
1.桩型及其适用范围通过定型化和规范化进行科学筛选和整理,以改变过去规格和型式繁多,桩工机械和工艺难以适应的弊端。
2.超高强度材料及无公害成桩工艺将成为未来桩基础技术研究的主要内容。在许多情况下,桩和桩基的含义将被拓展,工程实践中将涌现出新的支护结构和深基础,例如,桩墙、格栅状群桩护壁、圆筒式环型支护结构等将在桩基设计和施工理论中被进一步分析、论证和完善。
3.化学和化工技术开始向岩土工程领域渗透并显示了其巨大影响和威力。例如,桩基工程环境反应的化学研究与桩身材料和桩尖与持力层加固的化学灌浆处理、油母页岩地基中桩基设计与施工、高压喷射成桩的工艺与理论等。特殊桩型(树根桩、斜桩、桩墙、桩与其他构件联合结构等)的工作机理和应力与位移计算;桩基施工的环境效应;以及桩的压屈分析等。这些问题将会受到岩土工程科学工作者的特别关注,其中大部分可望获得满意的解决。
4.经过一定时期的实践,已有许多试探式的桩型和工艺将得到确认和淘汰,目前的混乱现象将有所改观。科学将代替纯经验,规范将代替随心所欲,可靠而有效的计算将代替劳民伤财的现场承载试验,无公害施工技术将代替现时伴随着有噪声、震动、排土及污染等的成桩工艺,特别是自动化将在桩基施工中显示其非凡作用。
因各地区的地质及地下水位不同,设计时所采用的地基处理形式也不相同。为满足建筑荷载和结构形式上的要求,桩基础开始被广泛地应用于大量地基处理过程中。严格执行施工方案、标准和规范,确保了工程优质完工,为今后类似工程的施工提供了宝贵的理论依据和实践经验。
参考文献
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