关于地基基础施工技术与加固技术的探讨

2015-07-07 136 0
核心提示:建筑物(或构筑物)的质量事故,很多与地基基础问题密切联系,因此,在工程建设时,对地基基础的合理选择、设计和施工,是保证建筑物使用安全、节约投资的重要环节。文中对地基基础施工技术与加固技术进行了说明,以供参考。

  地基是指建筑物荷载作用下基底下方产生的变形不可忽略的那部分地层,而基础则是指将建筑物荷载传递给地基的下部结构。作为支承建筑物荷载的地基,必须能防止强度破坏和失稳,同时,必须控制基础的沉降不超过地基的变形允许值。

  一、建筑地基基础工程的施工特点

  1、复杂性。我国幅员辽阔,分布着多种地形类型与地质。我们国家有平原、高原、盆地、丘陵等不同的地形,分布着冻土、季节性冻土、杂填土等不同的地质类型,对待不同的地形和地质在实施建筑地基基础工程时要实施不同的施工方案,我国处于喜马拉雅地震带和环太平洋地震带两大地震带的交叉处,作为世界上多发地震的几个国家之一,因此在建筑方面对地震的防御显得尤为重要,我国复杂的地形地质给我们的建筑施工队伍带来了巨大的挑战也为施工技术人员带来了各种各样的技术性难题。

  2、多发性。我们国家近两年出现了很多建筑物倒塌事件,这些事件都是在地基基础施工过程中和建筑施工问题没有按照科学的方法设计、施工导致的,这些事件都造成了较大的人力物力财力的损失,充分说明建筑地基基础工程的施工显得尤为重要。

  3、隐藏性。建筑工程的施工过程是一个复杂的过程,具有复杂的工序,每一道工序之间都有重要的衔接,有时会出现前一道工序被后一道工序所覆盖,隐藏性是施工中普遍存在的问题。隐藏性的特点使得建筑监管部门增加了监管难度,因此,监管部门要加强对建筑地基基础工程的质量监督,尤其要加强对隐藏部分的监管。

  4、严重性。建筑地基作为整个建筑物的基础,建筑地基的好坏对建筑的整体发展有决定性的作用,有些施工单位对建筑地基基础工程不重视,在工程建成之后发现建筑地基存在着严重的质量问题,这些问题都是无法弥补的,这些问题所造成的损失远远大于建筑工程地基基础工程施工所投入的资金。因此建筑公司在决定建筑地基基础施工方案时要严格考察本地区的地质环境,做好全方面的准备,只有将实际情况考察清楚了才能保证建筑地基的坚固性,只有地基的坚固才能保证整个建筑物的稳定性,如果建筑地基基础工程出现了一丝一毫的差池不仅会在经济上遭受损失,更严重者可能会威胁到人们的生命财产安全。

  5、困难性。地基基础工程如果出现事故在修复起来难度是相当大的,由于地基基础工程施工时是在地下进行的工程,如果地基工程出现问题,要在地下进行修复,工作难度是相当大的。而且一旦建筑地基基础工程出现问题,对于整个建筑物的整体质量都会造成很严重的后果,尤其是对建成的工程,它将会对整个建筑工程带来严重后果。

  二、建筑物地基基础沉降的原因分析

  1、地质因素导致的建筑物地基基础沉降

  导致建筑物地基基础沉降的地质因素有很多,山坡冲沟、地下水丰富、软土地质、土层分布结构等原因都会导致建筑物地基基础出现沉降。此外,随着建筑物规模的增大,建筑物各部位所处的地基也不尽相同,这会导致在建筑物地基基础沉降的同时,产生建筑物不同部位的不均匀沉降,当前,建筑物地基基础不均匀沉降对建筑物的危害的影响更为显著,是建筑物地基基础施工中应该注意的重点。

  2、结构因素导致的建筑物地基基础沉降

  在自重大、施工范围广的建筑物施工中,为了确保施工速度和施工质量,在实际的施工中经常采用区别对待的原则,对不同部位采用不同的基础形式和施工技术,在地质条件较好的地段采用省工、省时的人工挖孔桩作为基础施工技术,而地质条件差、软土地质的地段,则采用了静压桩、振动桩、基础下砂垫层等措施,这会造成同一建筑物出现下沉量的区别,不但影响建筑物地基基础的后续施工,更会产生建筑物整体出现不均匀沉降,直接对建筑物的建设质量带来降低的可能,更会对建筑物安全使用带来隐患。

  三、常见的建筑物地基基础施工技术

  桩基础施工技术是一种既古老又现代的建筑物地基基础技术,对于高层建筑物、大型厂房和重要建筑物有着良好的适用性,在当前各类建筑工程中被广泛应用于基础的设计和施工,桩基础的真正价值是将建筑物上部结构较大的荷载通过桩穿过软弱土层传送到较深的坚硬土层上,以解决浅基础承载力不足和变形较大的地基问题。根据多年来实际的检验,桩基础具有承载力高,施工简便,沉降量小,沉降均匀,沉降速率恒定且缓慢等优点已经成为建筑物地基基础设计和施工的主体。桩基础能承受较大的垂直荷载、纵向拉伸和剪切、水平荷载、施工中机器的振动,应用中各种动力作用,在当前的桥梁、大型厂房、水利工程、高层建筑等重要建筑形式和新型建筑中得以普遍运用。

  根据持力情况分为端承桩和摩擦桩两种。端承桩是穿过软土层而达到深层坚实图层,上部荷载主要有桩尖阻力来承受,施工时主要以贯入度为主,桩尖进入持力层的深度和标高可供参考。摩擦桩只打入软弱土层一定的深度将软弱土层挤密,以提高土壤的密实度和承载力,上部结构的荷载由桩尖阻力和桩身侧面与土之间的摩擦力共同承受,施工时以控制桩尖的标高为主,贯入度可做参考。

  根据持力情况分为端承桩和摩擦桩两种。端承桩是穿过软土层而达到深层坚实图层,上部荷载主要有桩尖阻力来承受,施工时主要以贯入度为主,桩尖进入持力层的深度和标高可供参考。摩擦桩只打入软弱土层一定的深度将软弱土层挤密,以提高土壤的密实度和承载力,上部结构的荷载由桩尖阻力和桩身侧面与土之间的摩擦力共同承受,施工时以控制桩尖的标高为主,贯入度可做参考。

  常见的建筑物地基基础施工技术有如下两种主要应用类型:

  1、静压力桩施工技术

  静压力桩施工技术是相对于打桩施工技术而言,对于传统打桩机械施工噪声和环境污染大的缺点,静压力桩有着显著的优势,特别在当前建筑工程环境越来越复杂,建筑环保要求越来越高的时代背景下,静压力桩的环保、快速、高质量的优点得以充分显现。静压力桩施工技术主要适用于软弱土层的建筑物地基基础施工中,是利用静压力将预制桩逐节压入建筑物地基土中的一种沉桩法。静压力桩不但具有节约钢筋和混凝土,降低工程造价的经济效益,而且同时具有施工时无噪声、无振动、无污染,对周围环境的干扰小等环境效益,静压力桩十分适用于软土地区、居民点附近或建筑物密集处的大型、高层、复杂建筑物的基础工程,是城市改扩建工程、重点建设工程的主要方法和技术。



  2、振动沉桩施工技术

  振动沉桩技术是传统的桩基技术,是利用固定在桩顶部的振动器所产生的激振力,振动沉桩施工技术通过桩身使周围土颗粒受迫发生振动,形成土壤结构出现排列的改变或重新组织,进而产生收缩和位移,这样桩表面与土层间的摩擦力就减少,桩体在自重和振动力共同作用下沉入土中,进而达到稳定建筑物地基基础的作用。振动沉桩施工技术具有振动沉桩设备简单,不需要其他辅助设备等优势,同时,振动沉桩施工技术还兼具重量轻、体积小、适应性好、搬运方便、费用低、工效高、质量好等系统性优点,是当前进行粘土、松散砂土及黄土和软土建筑地基基础施工的主要技术。当前振动沉桩施工技术已经发展到打钢板桩,和借助起重设备损桩等技术新方向,这是通过打桩开始时,小的落距(0.5~0.8m)作轻的锤击,使桩正常沉入土中约1~2m后,经检查桩尖不发生偏移,再逐渐增大落距至规定高度,继续锤击,直至把桩订到设计要求的深度。振动沉桩施工技术应用时应该“重锤低击”的振动方式,以避免对环境的噪声、粉尘污染。

  四、地基基础加固技术

  建筑物的地基质量直接关系到整个建筑物的质量,也紧密联系着建筑物的使用寿命和安全系数。在不同的地质条件下,根据工程建设的需要,采取适宜的施工技术保证地基的稳固性是非常必要的。为了让地基基础满足建筑物的承重指标,工作人员需要做好地基的加固工作。尤其是在地质状况不佳的条件下,工作人员要想办法采取技术手段来改善地质条件,以保证地基能够满足施工要求。

  地基基础加固方法主要有基础补强注浆加固法、基础加宽加大底面积法、加深基础法、锚杆静压桩法、树根桩法、坑式静压桩法、石灰桩法、注浆加固法等等。

  最常用的加固方法有如下几种:

  1、基础加宽加固技术

  (1)加固机理。

  当地基承载力或基础面积不足时,通过增加基础底面积,减少作用在地基上的接触压力,降低地基土中的附加应力水平,以减小沉降量或满足承载力和变形要求,适用于场地允许,基础埋置较浅的基础加固。

  (2)技术特点。

  基础加宽加固技术是一种设计简单、施工工艺成熟的加固技术,是采用混凝土套或钢筋混凝土加大已有基础底面,减少作用在地基上的接触压力,降低地基土中的附加应力水平,以减小沉降量或满足承载力和变形要求。

  2、加深基础法加固技术

  (1)加固机理。

  加深基础加固法是通过在原基础下设置墩式基础,使基础坐落在较好的土层上,以满足承载力和变形要求。主要适用于地基浅层有较好的持力层,地下水位较低的场地。

  (2)技术特点。

  加深基础法(墩式托换、坑式托换)是一种受力明确、施工操作简便的加固技术。是通过基础下加设混凝土墩使荷载传递到较好的持力层。

  3、锚杆静压桩加固法技术

  (1)加固机理。

  锚杆静压桩是锚杆和静力压桩两项技术巧妙结合而形成的一种桩基施工新工艺。加固机理类同于打入桩及大型压入桩,受力直接和清晰。锚杆静压桩法适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土和人工填土等地基土。

  (2)技术特点。

  保证工程质量。传荷过程和受力性能非常明确,在施工中可直接测得实际压桩力荷桩的入土深度,对施工质量有可靠保证;压桩施工过程中,无振动、无噪音、无污染,对周围环境无影响,做到文明施工;施工条件要求低。由于压桩施工设备轻便、简单、可在狭小的空间进行压桩作业,并可在车间不停产、居民不搬迁的情况下进行基础托换加固;锚杆静压桩配合掏土或冲水,可以成功低应用于既有倾斜建筑的纠倾工程中。

  五、结束语

  在具体的地基基础施工中,要应用好静压力桩技术和震动沉桩技术,确保地基基础的施工质量,并在此基础上以合理的灌浆加固和静压力桩加固技术的有效应用,实现地基基础的加固,最终实现地基基础的稳定,进而确保地基基础的施工质量,形成具有指导意义和参考价值的地基基础施工技术体系和保障体系,整体上将地基基础的施工纳入有效控制和合理规范的范围内。

  参考文献:

  [1]刘振强.浅谈地基加固技术建筑工程施工管理探究[J].科技创业家.2013(18)

  [2]王寰.建筑施工过程中地基加固技术的应用研究[J].中华民居(下旬刊).2013(10)

  [3]王昆伟,刘江平.软弱土地基处理实例分析[J].建筑技术.2013(09)

  [4]张翔.采用花管注浆法加固回填土下沉地基[J].建筑技术.2013(09)

  [5]常丽丽,姜春生.浅谈地基基础缺陷处理及地基加固[J].黑龙江科技信息.2012(20)

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