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关于桩基的发展一(桩基础的应用现状与发展)

发布:2024-09-13 浏览:54

核心提示:随着科学技术的飞速发展,桩基础在当前民用建筑以及工业建筑中都得到了广泛的应用,经济的快速发展推动了桩基工程的飞速发展,桩基工程也推动了各类工程的进步与发展。桩基础是一种承载能力高、适用范围广、历史久远的基础形式。随着生产水平的提高和科学技术的发展,桩基的类型、工艺、设计理论、计算方法和应用范围都有了很大的发展,被广泛应用于高层建筑、港口、桥梁等工程中。因为桩基具有良好的受力特性和抗变形能力,受到了人们的高度重视。城市建设立体化、交通高速化以及综合改善居住环境,大凡兴建大一些的土木建筑工程,都离不开桩基技术

随着科学技术的飞速发展,桩基础在当前民用建筑以及工业建筑中都得到了广泛的应用,经济的快速发展推动了桩基工程的飞速发展,桩基工程也推动了各类工程的进步与发展。
桩基础是一种承载能力高、适用范围广、历史久远的基础形式。
随着生产水平的提高和科学技术的发展,桩基的类型、工艺、设计理论、计算方法和应用范围都有了很大的发展,被广泛应用于高层建筑、港口、桥梁等工程中。
因为桩基具有良好的受力特性和抗变形能力,受到了人们的高度重视。
城市建设立体化、交通高速化以及综合改善居住环境,大凡兴建大一些的土木建筑工程,都离不开桩基技术的使用。
桩的种类和桩基型式、施工工艺和设备以及桩基理论、设计方法也有了很大的演进。
新桩型、新工艺、新技术的开发,取得了一些成果。
桩是将建筑物的全部或部分荷载传递给地基土并具有一定刚度和抗弯能力的传力构件,其横截面尺寸远小于其长度。
而桩基础是由埋设在地基中的多根桩(称为桩群)和把桩群联合起来共同工作的桩台(称为承台)两部分组成。
桩基础的作用是将荷载传至地下较深处承载性能好的土层,以满足承载力和沉降的要求。
桩基础的承载能力高,能承受竖直荷载,也能承受水平荷载,能抵抗上拔荷载也能承受振动荷载,是应用最广泛的深基础形式。
(一)适用范围(1)上部土层软弱不能满足承载力和变形要求,而下部存在较好的土层时.用桩穿越软弱土层,将荷载传递给深部硬土层。
(2)一定深度范围内不存在较理想的持力层,用桩使荷载沿着桩杆依靠桩侧摩阻力渐渐传递。
(3)基础需要承受向上的力,用桩依靠桩杆周围的负摩阻力来抵抗向上的力,即“抗拔桩”。
(4)基础需要承受水平方向的分力时,可用抗弯的竖桩来承担。
(5)地基软硬不均或荷载分布不均,天然地基不能满足结构物对不均匀变形的要求时,可采用桩基础。
(6)浅层存在较好土层,但考虑其他因素,仍采用桩基础,如港口、水利、桥梁工程中结构物基础周围的地基土宜受侵蚀或冲刷时,应采用桩基础;如精密仪器和动力机械设备等对基础有特殊要求时,常用桩基础。
(7)考虑建筑物受相邻建筑物、地面堆载以及施工开挖、打桩等影响,采用浅基础将会产生过量倾斜或沉降时用桩基础。
(8)建筑物下存在不稳定土层,如液化土、湿陷性黄土、季节性冻土、膨胀土等,采用桩基将荷载传递至深部密实稳定土层。
桩基础可以是单根桩(如一柱一桩的情况),也可以是单排桩或多排桩。
对于双(多)柱式桥墩单排桩基础,当桩外褥枉地而上较高时,桩间以横系梁相连,以加强各桩的横向联系。
多数情况下桩基础是由多根桩组成的群桩基础,基桩可全部或部分埋入地基土中。
群桩基础巾所有桩的顶部由承台连成一整体,在承台上再修筑墩身或台身及上部结构。
(二)分类桩基础有许多不同的类型,它们可以从不同的方面按照不同的方法进行分类。
如根据承台与地面相对位置的不同,分为低承台与高承台桩基。
当桩承台底面位于地面以下时,称为低承台桩基;当桩承台底面高出地面以上时,称为高承台桩基。
在房屋建筑中最常用的都是低承台桩基,而高承台桩基常用于港口、码头、海洋工程及桥梁工程中。
《建筑桩基技术规范》(JGJ 94-2008)从以下几个方面对桩进行分类。
1.按承载性状分类(1)摩擦型桩:1)摩擦桩:在承载能力极限状态下,桩顶竖向荷载由桩侧阻力承担,桩端阻力小到可忽略不计。
2)端承摩擦桩:在承载能力极限状态下,桩顶竖向荷载主要由桩侧阻力承受。
(2)端承型桩:1)端承桩:在承载能力极限状态下,桩顶竖向荷载全部由桩端阻力承担,桩侧阻力小到可忽略不计。
2)摩擦端承桩:在承载能力极限状态下,桩顶竖向荷载大部分由桩端阻力承受。
由于摩擦桩和端承桩在支承力、荷载传递等方面都有较大的差异,通常摩擦桩的沉降大于端承桩,会导致墩台产生不均匀沉降,因此,在同一桩基础中,不应同时采用摩擦桩和端承桩。
2.按成桩方法分类(1)非挤土桩:在成桩过程中将相应于桩身体积的土挖出来,因而桩周和桩底土有应力松弛现象,常见的非挤土桩有挖孔桩、钻孔桩等。
(2)部分挤土桩:成桩过程中,挤土作用轻微,桩周土的工程性质变化不大,常见的桩型有预钻孔打入式预制桩、打入式敞口钢管桩等。
(3)挤土桩:在成桩过程中,桩周土被挤开,使土的工程性质与天然状态相比有较大变化,常见的挤土桩有打入或压入的预制混凝土桩、封底钢管桩、混凝土管桩和沉管式灌注桩。
3.按桩径大小分类(1)小桩:d≤250 mm(2)中等直径桩:250 mm<d<800 mm;(三)发展方向。
1.桩的尺寸向长、大方向发展  随着建筑的高层化发展,以及高大的桥梁建筑,大型工业厂房等建设过程中所使用的桩径在不断的扩大,桩长也在不断增大。
2.桩的尺寸向短、小方向发展  在旧城改造过程中以及基础加固,建筑物的加固纠偏以及增加建筑层等工程中,需要使用较小规模的桩,目前的锚杆静压桩在上述工程中得到了广泛的应用,其施工技术也不断成熟。
3.向低公害工法桩方向发展  国外已显现出用液压打桩锤代替筒式柴油锤的趋势。
不同于筒式柴油锤,液压打桩锤具有较短的桩锤、较小的噪音、没有油烟、节省燃料、较大的大剂量、较深的贯入度以及在各个循环中具有较长的沉桩持续时间等优势。
4.向扩孔桩方向发展  目前,国内外广泛使用大直径钻孔扩底桩,是因为扩孔桩在成孔之后具有较少的土量,并且有较高的承载力;同时,具有较小的承台面积等多方面的优势。
除了钻扩成型工艺之外,扩孔还包括爆扩、夯扩、锤扩、注扩、挖扩、冲扩、振扩、压扩以及挤扩等多种成型工艺。
5.向异型桩方向发展  异型桩的发展是为了不断地提高单桩的承载阻力及桩断阻力以及桩侧阻力。
目前,纵向截面异化桩和横向截面异化桩作为两种典型的异型桩,在国内外得到了广泛的推崇和大力发展。
6.向埋入式桩方向发展  钢桩和钢筋混凝土预制桩均包括埋入式、打入式以及压入式三种设桩工艺。
实际施工过程中压入式和打入式设桩工艺会发生挤土效应,导致水平挤动以及地基土的隆起现象。
对施工现场的地下管线及其周边的建筑物产生不同程度的破坏和影响。
7.向组合式工艺桩方向发展  目前的建筑施工中对桩的要求不断增强,要求环境保护、水文水质条件的要求、工程地质受限以及承载力的要求等,使得单一工艺的桩型很难达到上述要求,为了有效的解决这一问题,实际工程中经常使用组合式工艺桩。
8.向高强度桩方向发展由于当前工程对打入式预制桩的高承载力要求、施工中需穿过硬土层、打击应力较大以及交货速度较快等限制性因素使得普通的钢筋混凝土桩已经无法达到工程需求。
因此,预应力高强度混凝土桩以及预应力混凝土桩的使用越来越广泛。

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