關(guān)于地基基礎(chǔ)施工技術(shù)與加固技術(shù)的研究
2015-03-20
前言
隨著建筑科學(xué)的發(fā)展和建筑技術(shù)的日新月異，建筑行業(yè)為人們提供的生產(chǎn)和生活環(huán)境正得到不斷改善，建筑施工的水平也相應(yīng)地不斷提高，新時(shí)期我國建筑行業(yè)取得了巨大的進(jìn)步，獲得了舉世矚目的成就，成為我國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)中為數(shù)不多的可以和世界先進(jìn)水平向媲美的行業(yè)。進(jìn)入二十一世紀(jì)第二個十年，我國建筑行業(yè)持續(xù)蓬勃發(fā)展，特別在新技術(shù)、新材料和新工藝不斷涌現(xiàn)的今天，建筑施工有了更加廣泛的和穩(wěn)定的保障，各種類型建筑物在各地不斷涌現(xiàn)，形成了建筑和經(jīng)濟(jì)大發(fā)展的態(tài)勢。當(dāng)前，各種建筑物都需要地基工程作為基礎(chǔ)，在實(shí)際的建筑施工中，為了確保建筑質(zhì)量，就必須從建筑物地基基礎(chǔ)施工抓起，地基基礎(chǔ)對于建筑物來說是重要的結(jié)構(gòu)部分，是決定建筑物整體穩(wěn)定性和功能安全實(shí)現(xiàn)的前提，因此，如何在地基基礎(chǔ)施工中科學(xué)地進(jìn)行施工，有效地對地基基礎(chǔ)進(jìn)行加固就成為十分重要的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，并且會形成伴隨建筑工程建設(shè)的整體過程，成為建筑建設(shè)方、施工方、社會共同關(guān)注的焦點(diǎn)問題。根據(jù)建設(shè)工作經(jīng)驗(yàn)地基基礎(chǔ)施工過程是地基
基礎(chǔ)形成性能和質(zhì)量的初始階段，必須展開對地基基礎(chǔ)施工的科學(xué)管理，通過對地基基礎(chǔ)施工技術(shù)的有效運(yùn)用，達(dá)到實(shí)現(xiàn)地基基礎(chǔ)施工整體穩(wěn)定和功能完整的目的。本文根據(jù)地基基礎(chǔ)施工的實(shí)際，在簡要論述地基基礎(chǔ)施工作用和價(jià)值的基礎(chǔ)上，提出了重視地基基礎(chǔ)施工技術(shù)運(yùn)用的觀點(diǎn)，說明了地基基礎(chǔ)施工的相關(guān)定義，簡介了地基基礎(chǔ)施工中靜壓力樁和震動沉樁技術(shù)的要點(diǎn)，分析了地基基礎(chǔ)出現(xiàn)沉降的原因，并在此基礎(chǔ)上提供了加固地基基礎(chǔ)的施工方法，希望對行業(yè)有效進(jìn)行地基基礎(chǔ)施工有相應(yīng)的技術(shù)強(qiáng)化作用，達(dá)到總體提升地基基礎(chǔ)施工質(zhì)量的目標(biāo)。
1、地基基礎(chǔ)施工的相關(guān)闡述
建筑地基是建筑物下方具有支撐和穩(wěn)定作用的地層，對于建筑物荷載的有效傳導(dǎo)和分散有重要的功能性價(jià)值；建筑物基礎(chǔ)是建筑物的組成部分，是負(fù)責(zé)將建筑荷載向下傳遞的結(jié)構(gòu)，是直接與地基相接處的建筑物下部結(jié)構(gòu)。建筑物地基基礎(chǔ)在設(shè)計(jì)和施工過程中必須防止出現(xiàn)失穩(wěn)、破壞和形變，因此，在施工的各個環(huán)節(jié)中要注意建筑物地基基礎(chǔ)的細(xì)節(jié)，應(yīng)該對不合格的地基進(jìn)行相應(yīng)的加固處理，使其適合建筑物地基基礎(chǔ)的需要。常見的建筑物地基基礎(chǔ)有兩種施工技術(shù)，分別為靜力樁施工和震動沉樁技術(shù)，通過基礎(chǔ)樁的有效接觸地基而達(dá)到穩(wěn)定整體建筑物的作用。由于現(xiàn)在建筑物體積和自重越來越大，在地質(zhì)條件和建筑物結(jié)構(gòu)因素的影響下，普通的建筑物地基基礎(chǔ)技術(shù)已經(jīng)不能夠完全達(dá)到穩(wěn)定和功能的需要，這時(shí)就必須采用相應(yīng)的建筑物地基基礎(chǔ)加固技術(shù)，通過灌漿加固和靜力樁加固等方法達(dá)到提升建筑物地基基礎(chǔ)穩(wěn)定性，求把建筑荷載更多、更合理地傳到地基中去，進(jìn)而達(dá)到建筑設(shè)計(jì)的功能和安全目標(biāo)。
2、常見的建筑物地基基礎(chǔ)施工技術(shù)
樁基礎(chǔ)施工技術(shù)是一種既古老又現(xiàn)代的建筑物地基基礎(chǔ)技術(shù)，對于高層建筑物、大型廠房和重要建筑物有著良好的適用性，在當(dāng)前各類建筑工程中被廣泛應(yīng)用于基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)和施工，樁基礎(chǔ)的真正價(jià)值是將建筑物上部結(jié)構(gòu)較大的荷載通過樁穿過軟弱土層傳送到較深的堅(jiān)硬土層上，以解決淺基礎(chǔ)承載力不足和變形較大的地基問題。根據(jù)多年來實(shí)際的檢驗(yàn)，樁基礎(chǔ)具有承載力高，施工簡便，沉降量小，沉降均勻，沉降速率恒定且緩慢等優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)成為建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和施工的主體。樁基礎(chǔ)能承受較大的垂直荷載、縱向拉伸和剪切、水平荷載、施工中機(jī)器的振動，應(yīng)用中各種動力作用，在當(dāng)前的橋梁、大型廠房、水利工程、高層建筑等重要建筑形式和新型建筑中得以普遍運(yùn)用。常見的建筑物地基基礎(chǔ)施工技術(shù)有如下兩種主要應(yīng)用類型：
2.1靜壓力樁施工技術(shù)
靜壓力樁施工技術(shù)是相對于打樁施工技術(shù)而言，對于傳統(tǒng)打樁機(jī)械施工噪聲和環(huán)境污染大的缺點(diǎn)，靜壓力樁有著顯著的優(yōu)勢，特別在當(dāng)前建筑工程環(huán)境越來越復(fù)雜，建筑環(huán)保要求越來越高的時(shí)代背景下，靜壓力樁的環(huán)保、快速、高質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)得以充分顯現(xiàn)。靜壓力樁施工技術(shù)主要適用于軟弱土層的建筑物地基基礎(chǔ)施工中，是利用靜壓力將預(yù)制樁逐節(jié)壓入建筑物地基土中的一種沉樁法。靜壓力樁不但具有節(jié)約鋼筋和混凝土，降低工程造價(jià)的經(jīng)濟(jì)效益，而且同時(shí)具有施工時(shí)無噪聲、無振動、無污染，對周圍環(huán)境的干擾小等環(huán)境效益，靜壓力樁十分適用于軟土地區(qū)、居民點(diǎn)附近或建筑物密集處的大型、高層、復(fù)雜建筑物的基礎(chǔ)工程，是城市改擴(kuò)建工程、重點(diǎn)建設(shè)工程的主要方法和技術(shù)。
2.2振動沉樁施工技術(shù)
振動沉樁技術(shù)是傳統(tǒng)的樁基技術(shù)，是利用固定在樁頂部的振動器所產(chǎn)生的激振力，振動沉樁施工技術(shù)通過樁身使周圍土顆粒受迫發(fā)生振動，形成土壤結(jié)構(gòu)出現(xiàn)排列的改變或重新組織，進(jìn)而產(chǎn)生收縮和位移，這樣樁表面與土層間的摩擦力就減少，樁體在自重和振動力共同作用下沉入土中，進(jìn)而達(dá)到穩(wěn)定建筑物地基基礎(chǔ)的作用。振動沉樁施工技術(shù)具有振動沉樁設(shè)備簡單，不需要其他輔助設(shè)備等優(yōu)勢，同時(shí)，振動沉樁施工技術(shù)還兼具重量輕、體積小、適應(yīng)性好、搬運(yùn)方便、費(fèi)用低、工效高、質(zhì)量好等系統(tǒng)性優(yōu)點(diǎn)，是當(dāng)前進(jìn)行粘土、松散砂土及黃土和軟土建筑地基基礎(chǔ)施工的主要技術(shù)。當(dāng)前振動沉樁施工技術(shù)已經(jīng)發(fā)展處打鋼板樁，和借助起重設(shè)備損樁等技術(shù)新方向，這是通過打樁開始時(shí)，小的落距（0.5～0.8m）作輕的錘擊，使樁正常沉入土中約1～2m后，經(jīng)檢查樁尖不發(fā)生偏移，再逐漸增大落距至規(guī)定高度，繼續(xù)錘擊，直至把樁訂到設(shè)計(jì)要求的深度。振動沉樁施工技術(shù)應(yīng)用時(shí)應(yīng)該“重錘低擊”的振動方式，以避免對環(huán)境的噪聲、粉塵污染。 3、建筑物地基基礎(chǔ)沉降的原因分析
3.1地質(zhì)因素導(dǎo)致的建筑物地基基礎(chǔ)沉降
導(dǎo)致建筑物地基基礎(chǔ)沉降的地質(zhì)因素有很多，山坡沖溝、地下水豐富、軟土地質(zhì)、土層分布結(jié)構(gòu)等原因都會導(dǎo)致建筑物地基基礎(chǔ)出現(xiàn)沉降。此外，隨著建筑物規(guī)模的增大，建筑物各部位所處的地基也不盡相同，這會導(dǎo)致在建筑物地基基礎(chǔ)沉降的同時(shí)，產(chǎn)生建筑物不同部位的不均勻沉降，當(dāng)前，建筑物地基基礎(chǔ)不均勻沉降對建筑物的危害的影響更為顯著，是建筑物地基基礎(chǔ)施工中應(yīng)該注意的重點(diǎn)。
3.2結(jié)構(gòu)因素導(dǎo)致的建筑物地基基礎(chǔ)沉降
在自重大、施工范圍廣的建筑物施工中，為了確保施工速度和施工質(zhì)量，在實(shí)際的施工中經(jīng)常采用區(qū)別對待的原則，對不同部位采用不同的基礎(chǔ)形式和施工技術(shù)，在地質(zhì)條件較好的地段采用省工、省時(shí)的人工挖孔樁作為基礎(chǔ)施工技術(shù)，而地質(zhì)條件差、軟土地質(zhì)的地段，則采用了靜壓樁、振動樁、基礎(chǔ)下砂墊層等措施，這會造成同一建筑物出現(xiàn)下沉量的區(qū)別，不但影響建筑物地基基礎(chǔ)的后續(xù)施工，更會產(chǎn)生建筑物整體出現(xiàn)不均勻沉降，直接對建筑物的建設(shè)質(zhì)量帶來降低的可能，更會對建筑物安全使用帶來隱患。
4、建筑物地基的加固技術(shù)
隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，建筑行業(yè)也呈現(xiàn)出高速發(fā)展的態(tài)勢。人們對建筑工程的質(zhì)量和性能也提出了更高的要求。但是目前建筑工程質(zhì)量的實(shí)際情況而言，其中還存在著諸多的質(zhì)量問題。出現(xiàn)這些質(zhì)量問題的主要原因是由于每個區(qū)域的施工條件差異性大，就算是在同一個建筑施工場地，也會存在土質(zhì)上的差異問題。建筑施工的過程中，如果對地基的實(shí)際情況掌握不準(zhǔn)確和處理不恰當(dāng)，就很容易給工程留下質(zhì)量隱患，并且很可能進(jìn)一步影響到工程的安全性，威脅到人們的生命財(cái)產(chǎn)安全。所以，要想對建筑工程的質(zhì)量進(jìn)行有效的保障，就必須科學(xué)合理的進(jìn)行地基工程施工。在當(dāng)前的地基基礎(chǔ)施工中，建筑物地基的加固通常采用如下的施工方法：
4.1建筑物地基的灌漿加固技術(shù)
灌漿加固技術(shù)的主旨是通過對地基土壤的改良進(jìn)而達(dá)到加固建筑物地基的目的，灌漿加固利用鉆機(jī)，將鉆孔鉆入設(shè)定的軟土基礎(chǔ)層，然后用高壓灌漿設(shè)備將配制好的水泥化學(xué)漿液從鉆孔灌入軟土基礎(chǔ)地層，使土層與漿液產(chǎn)生物理化學(xué)反應(yīng)而膠結(jié)，通過劈裂、擠壓、凝結(jié)等綜合作用，從而達(dá)到改善土體結(jié)構(gòu)和性能的目的，進(jìn)而確保建筑物地基提高土體的強(qiáng)度，達(dá)到使建筑物地基滿足地基基礎(chǔ)施工和建筑施工的需要，確保建筑物地基的穩(wěn)定，整體上形成對建筑物的有效支撐。灌漿加固技術(shù)在應(yīng)用時(shí)要做好前期的準(zhǔn)備，要確定軟土的類型、分布和特點(diǎn)，選擇好適于灌漿加固施工的化學(xué)漿液，通過科學(xué)的施工做到對建筑物地基的有效加固。灌漿加固技術(shù)的應(yīng)用過程中要嚴(yán)格遵守相關(guān)的操作要求，確保施工技術(shù)和參數(shù)重點(diǎn)得到有效執(zhí)行，進(jìn)而達(dá)到真正改善土地結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定建筑物地基的作用。
4.2建筑物地基的靜壓力樁加固技術(shù)
靜力壓樁加固技術(shù)是利用建筑物的承重柱重力作為反力，通過自重裝置或液（油）壓設(shè)備，將靜力壓樁預(yù)制樁分節(jié)壓入土中，在改變土壤顆粒組成、結(jié)構(gòu)、間隙等基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)建筑物地基的加固，靜力壓樁加固技術(shù)的應(yīng)用工程中要確保上下節(jié)靜力壓樁接駁處用預(yù)埋角鐵焊接，以確保靜力壓樁的連續(xù)和穩(wěn)定。靜力壓樁加固施工中要控制好壓樁的液壓和壓力，當(dāng)壓力達(dá)設(shè)計(jì)荷載并基本滿足計(jì)劃樁長要求時(shí)則終樁，終樁時(shí)的單樁承載力可直接從壓樁設(shè)備的儀表中反映出來，這時(shí)要做好終樁的后續(xù)工作，特別要重視安全，靜力壓樁加固終樁后將壓入樁的樁頭鋼筋與原基礎(chǔ)鋼筋焊接，并澆注砼承臺與基礎(chǔ)連為一體，這樣就可以有效地將上部結(jié)構(gòu)的荷載通過樁直接傳遞到堅(jiān)硬土層之中，進(jìn)而達(dá)到加強(qiáng)建筑物地基的目的。
4.3建筑物地基加固的技術(shù)應(yīng)用
當(dāng)前，建筑物地基出現(xiàn)軟土或弱強(qiáng)度地質(zhì)的情況會越來越多，因此，掌握建筑物地基的加固技術(shù)就顯得尤為重要。灌漿加固處理技術(shù)和靜力壓樁加固處理技術(shù)尤其應(yīng)用的范圍和條件，合理、科學(xué)地應(yīng)用加固技術(shù)，對灌漿加固處理技術(shù)和靜力壓樁加固處理技術(shù)的環(huán)節(jié)和工序流程有效把握，形成建筑物地基加固的有效措施和方法，提高建筑物地基加固的效果，防止可能出現(xiàn)的建筑物地基基礎(chǔ)的沉降和不均勻沉降，切實(shí)達(dá)到保障建筑物總體施工的質(zhì)量。此外，我們應(yīng)該看到，無論是采取灌漿加固處理技術(shù)還是靜力壓樁加固處理，都會給整體建筑工程造成一定工期延誤和不必要的經(jīng)濟(jì)損失，因此，應(yīng)考慮的是如何將損失降到最低限度，這就為我們提出了如何科學(xué)運(yùn)用建筑物地基加固技術(shù)的問題。
結(jié)語
綜上所述，經(jīng)濟(jì)和社會的發(fā)展離不開建筑行業(yè)的基礎(chǔ)性支撐和保障作用，當(dāng)前的形式和任務(wù)需要建筑行業(yè)利用好當(dāng)前的有力時(shí)機(jī)，加速行業(yè)的進(jìn)步，在為社會提供更多數(shù)量、更穩(wěn)定、更具功能性的建筑物的前提下，形成對發(fā)展的有力支持。地基基礎(chǔ)是建筑整體的組成結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)部分，是決定建筑物質(zhì)量和穩(wěn)定性的主要環(huán)節(jié)，因此，必須在建筑施工中加強(qiáng)對地基基礎(chǔ)施工的相關(guān)技術(shù)和管理工作，形成科學(xué)的地基基礎(chǔ)施工、穩(wěn)固的地基基礎(chǔ)加固，滿足建筑物設(shè)計(jì)、功能、安全上對地基基礎(chǔ)的基本要求。在具體的地基基礎(chǔ)施工中，要應(yīng)用好靜壓力樁技術(shù)和震動沉樁技術(shù)，確保地基基礎(chǔ)的施工質(zhì)量，并在此基礎(chǔ)上以合理的灌漿加固和靜壓力樁加固技術(shù)的有效應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)地基基礎(chǔ)的加固，最終實(shí)現(xiàn)地基基礎(chǔ)的穩(wěn)定，進(jìn)而確保地基基礎(chǔ)的施工質(zhì)量，形成具有指導(dǎo)意義和參考價(jià)值的地基基礎(chǔ)施工技術(shù)體系和保障體系，整體上將地基基礎(chǔ)的施工納入有效控制和合理規(guī)范的范圍內(nèi)。
