各类桩基础施工
基工程可按照不同的目的、性质和特点进行分类。按受力情形基桩可分为支承桩(端承桩)摩擦桩和压实桩,见图⒈21~图⒈2七。端承桩是指穿过软弱土层并将建(构)筑物的荷载通过桩传递到桩端坚硬土层或岩层上,桩侧较软弱,土对桩身的摩擦作用很小,其摩擦力可忽略不计。摩擦桩是指沉人软弱土层一定深度通过桩侧土的摩擦作用,将上部荷载传递扩散于桩周围土中,桩端土也起一定的支承作用,桩尖支承的土不甚密实,桩相对于土有一定的相对位移时,即具有摩擦桩的作用。另外,由于作用在铅直桩顶的竖向外荷载通常由桩侧摩阻力和桩端阻力共同承担,摩阻力和端阻力的大小及占外荷载的比例主要由桩侧和桩端地基土的物理力学性质、桩的几何尺寸、桩与土的刚度比及施工工艺等决定,因此,我国习惯根据摩阻力和端阻力占外荷载的比例大小将桩基分为摩擦型桩(纯摩擦桩、端承摩擦桩)和端承型桩(纯端承桩、摩擦端承桩)两大类。(1)纯摩擦桩 在极限承载力状态下,桩顶荷载由桩侧阻力承受,桩端阻力忽略不计。桩长径比很大时桩顶荷载只通过桩身压缩产生的桩侧阻力传递给桩周土、桩端土层,分担荷载很小,纯摩擦桩适用于桩端下无较坚实的持力层的情况,桩底残留虚土或沉渣的灌注桩、桩端出现脱空的打入桩等均可看作是纯摩擦桩。(2)端承摩擦桩 在极限承载力状态下,桩顶荷载主要由桩侧阻力承受,桩端阻力占少量比例。置于软塑状态黏性土中的长桩,桩端土为可塑状态黏性土,端阻力承受小部分荷载,可看作是端承摩擦桩。(3)端承桩 在极限承载力状态下,桩顶荷载由桩端阻力承受。桩的长径比较小(一般小于10),桩端设置在密实砂类、碎石类土层中或位于中、微风化及新鲜基岩中,桩侧阻力可忽略不计时,可看作是端承桩。(4)摩擦端承桩 在极限承载力状态下,桩顶荷载主要由桩端阻力承受。桩端进人中密以上的砂类、碎石类土层中或位于中、微风化及新鲜基岩顶面,侧阻力虽属次要但不可忽略,可看作是摩擦端承桩。按承台位置的高低分为高承台桩基础和低承台桩基础。高承台桩基础的承台底面高于地面,它的受力和变形不同于低承台桩基础,一般应用在桥梁和码头工程中。低承台桩基础的承台底面低于地面,一般用于房屋建筑工程中。按受力方向的不同可分为竖向承载桩、横向承载桩(挡土桩、横力桩)斜向承载桩(竖向、横向都受力)。
基坑开挖产生环境问题时的解决办法可概括为以下三方面。(1)地下水渗漏的处理 在开挖过程中会经常遇到支护墙上的局部渗漏。这些渗漏主要是施工质量不高引起的。如果渗漏点的水量不大,而且水中基本上不夹带泥沙,此时只要及时用快凝材料把漏水点堵住就可以了。如果墙面上出现具有一定压力的较大漏水,而且在水中夹带着较多泥砂,在开挖面上有明显的泥沙沉积。此时,在墙背往往伴随发生较大的地面沉降,地下水位出现聚降,对于这种情况需要给予高度重视。首先应该了解墙背水源补给情况,如有上下水管漏水,必须及时修复。待漏点的水压减低后,马上在基坑内把漏洞堵好。随后要进一步观察在开挖面上沿墙边附件有没有隆起、冒砂或冒气现象,在沉积的砂堆中仔细观察有没有存在水通道。如果存在这种现象,表面开挖面以下还有墙体施工质量,或者可能是支护结构抗渗流不够。这种情况下,应该暂停基坑内挖土,并根据具体情况立即采取补救措施。解决的办法有两个,一是用地质雷达等物探手段查明墙背土体中可能已经现成的空洞,以及空洞的位置和大小,然后用注浆或高压喷射等方法把空洞填实,增补隔水帷幕。二是在基坑内,把开挖面以下的沿着支护墙的那部分土层进行注浆加固,提高土体的抗渗性能(土体的加固宽度可取墙体在开挖面以下插人深度的1/2,加固深度一般不超过4m,或根据抗渗验算确定)。(2)承压水影响的处理 在基坑底部有承压水,而且坑底的不透水土层又没有足够的厚度时,容易使坑内土体产生较大的隆起,严重时可能冲溃基坑底部的不透水层,在基坑外侧土体顶面引起较大的地面沉降。在发生隆起破坏之前,可能在支护墙边以及支撑立柱四周看到冒水,冒砂现象。9对待承压水,可以采用穿过坑底不透水层的减压井进行处理。(3)土体变形的处理 如果支护结构强度不足、墙体刚度较小、插人深度不够或者在墙后有大量的水土流失,会有可能引起土体滑动、使支护构件遭到破坏甚至导致整个支护结构倒坍,在地面出现裂缝、产生大量沉降甚至塌陷,在基坑内产生大量隆起使主体工程的工程桩产生位移,同时使周围环境受到严重破坏。遇到这种情况,一般可采取以下4条措施。①封堵在地面出现的所有裂缝,防止雨水或其他地面水流人缝隙。②清除基坑周围的地面荷载,并尽可能卸除部分基坑边上的土方,以减小支护结构上的侧向荷载。③情况严重时应立即向基坑内回土,待土层加固后再重新挖除。④将基坑内外沿滑动面上下进行加固,滑动面的位置可以根据现场所表现出的滑动现象,结合工程地质资料进行估计:加固的方法可采用能有效的提高土层抗剪强度的地基处理方法,如注浆,高压喷射等,也可以沿滑动面打抗滑桩加固。以上各种事故抢险措施中,注浆方法是一种不得已的方法。因为处理不要往往会由于注浆力使地基土的原状结构破坏而于事无补。因此必须严格控制注浆压力(宁低不高、宁慢不快),而且应在浆液中掺和高效速凝材料。
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