1、桩型选择
(1)预制桩
适用情况:预制桩包括混凝土预制桩和钢桩。混凝土预制桩具有较高的强度和耐久性,适用于多种地质条件,特别是土质较硬的地层。例如在砂质土层或粉质粘土层中,混凝土预制桩能够很好地发挥其承载能力。钢桩(如H型钢桩、钢管桩)的贯入能力强,在遇到较厚的硬土层或密实的砂层时,更容易打入地下。而且钢桩的抗剪性能较好,适合在可能受到较大水平力的情况下使用,如在海边等风力较大的施工现场,或者在地震设防烈度较高的地区,需要考虑塔吊基础抵抗水平力时可以选用钢桩。
考虑因素:选择预制桩时,要考虑桩的截面尺寸和长度。桩的截面尺寸要根据塔吊基础的荷载大小来确定,一般来说,荷载越大,需要的桩截面尺寸越大。桩长则要根据地质勘察报告确定,要保证桩端能够达到良好的持力层。持力层是指能够为桩提供足够竖向承载力的地层,如密实的砂卵石层或中风化岩层等。
(2)灌注桩
适用情况:灌注桩是在施工现场的桩位上成孔,然后灌注混凝土形成的桩。它适用于各种复杂的地质条件,特别是在地下水位较高或者存在流沙等不良地质情况的场地。例如在一些靠近河流或湖泊的施工场地,地下水位高,灌注桩可以在水下成孔灌注。对于存在大孤石或旧基础等障碍物的场地,灌注桩可以根据实际情况调整桩位和桩径,灵活避开障碍物。
考虑因素:灌注桩的桩径和桩长也是根据荷载和地质条件确定的。桩径的大小会影响桩的承载能力,较大的桩径能够提供更高的承载力。在设计桩长时,同样要考虑将桩端置于合适的持力层。此外,灌注桩的桩身质量控制很重要,要根据不同的成孔方法(如钻孔灌注桩、冲孔灌注桩、沉管灌注桩等)来保证桩身的完整性和混凝土的灌注质量。
2、桩的数量确定
根据承载能力计算:首先要确定塔吊基础的竖向荷载(包括塔吊自重、大起重量等)和水平荷载(如风荷载、起吊重物时产生的水平力等)。然后通过岩土工程勘察报告获取地基土的承载力特征值。利用桩的承载能力计算公式,计算单桩的竖向和水平极限承载力。一般来说,桩的数量\(n\)可以通过公式\(n=\frac{F_{k}+G_{k}}{\R_{a}}\)来初步估算(\(F_{k}\)为塔吊基础顶面的竖向力标准值,\(G_{k}\)为基础自重和覆土重标准值,\(R_{a}\)为单桩竖向承载力特征值)。但这只是初步估算,实际的桩数还需要考虑安全系数、群桩效应等因素。
考虑群桩效应:当桩的间距较小时,群桩基础的承载能力并不等于单桩承载能力之和。桩与桩之间会相互影响,这种现象称为群桩效应。为了减少群桩效应的不利影响,桩的间距一般不应小于3倍桩径。在确定桩数时,要根据桩的布置形式(如行列式、梅花式等)和桩间距来考虑群桩效应,对初步估算的桩数进行调整。同时,还要考虑桩的水平承载能力,对于承受较大水平荷载的塔吊基础,需要适当增加桩的数量或者采用斜桩来提高基础的抗水平力能力。
结合工程经验和规范要求:在实际工程中,很多时候会参考以往类似工程的经验来确定桩的数量。同时,不同的建筑行业规范和标准也对塔吊基础桩的数量有一定的要求。例如,建筑地基基础设计规范等相关标准会规定在不同的地质条件和荷载情况下,桩的小数量和布置要求等内容,在确定桩数时必须遵守这些规范要求。
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