工業(yè)廠房地基基礎(chǔ)施工技術(shù)與加固技術(shù)的研究

摘要:隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國的工業(yè)建設(shè)得到了極大的發(fā)展，眾多工廠不斷竣工。每一間工業(yè)廠房都是由許多分部分項(xiàng)工程(如土石方工程、砌體工程、地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)土建工程、鋼筋混凝土工程、結(jié)構(gòu)安裝工程、屋面工程、裝飾工程等)組成，每個(gè)分部分項(xiàng)工程的特點(diǎn)、規(guī)模和實(shí)際情況各不相同，都可以應(yīng)用不同的施工技術(shù)和施工機(jī)具來完成。我們在這里重點(diǎn)研究工業(yè)廠房地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)。本文首先闡述了地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)土建定義;其次對工業(yè)廠房地基的加固與處理技術(shù)進(jìn)行了分析;同時(shí)，還對工業(yè)廠房常見的兩種樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)進(jìn)行了研究，具有一定的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞:工業(yè)廠房 地基基礎(chǔ) 樁基礎(chǔ) 土建施工

0 引言

地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)對于工業(yè)廠房土建施工具有極為重要的作用，因此很有必要對其進(jìn)行探討。

1 地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)土建定義

地基是指建筑物荷載作用下基底下方產(chǎn)生的變形不可忽略的那部分地層，而基礎(chǔ)則是指將建筑物荷載傳遞給地基的下部結(jié)構(gòu)。作為支承建筑物荷載的地基，必須能防止強(qiáng)度破壞和失穩(wěn)，同時(shí)，必須控制基礎(chǔ)的沉降不超過地基的變形允許值。在滿足上述要求的前提下，盡量采用相對埋深不大，只須普通的施工程序就可建造起來的基礎(chǔ)類型，即稱天然地基上的淺基礎(chǔ);地基不能滿足上述條件，則應(yīng)進(jìn)行地基加固處理，在處理后的地基上建造的基礎(chǔ)，稱入土地基上的淺基礎(chǔ)。當(dāng)上述地基基礎(chǔ)形式均不能滿足要求時(shí)，則應(yīng)考慮借助特殊的施工手段相對埋深大的基礎(chǔ)形式，即深基礎(chǔ)(常用樁基)，以求把荷載更多地傳到深部的堅(jiān)實(shí)土層中去。

2 加固技術(shù)方法

改革開放以來，建筑業(yè)迅速發(fā)展，建筑工程質(zhì)量逐年提高，但工程質(zhì)量事故還時(shí)有發(fā)生，造成了許多不應(yīng)有的損失。這是由于各地區(qū)的工程地質(zhì)條件不同，土層分布、土的物理力學(xué)性質(zhì)不同，既使同一建筑場地，往往土質(zhì)也不均勻，在進(jìn)行工程勘察、工程設(shè)計(jì)與施工中，如果對地基條件掌握不全，處理不當(dāng)，就可能導(dǎo)致事故的發(fā)生，這些都會給國家和人民造成不應(yīng)有的損失。因此，準(zhǔn)確分析事故，合理地處理事故，是當(dāng)前建筑業(yè)亟待解決的一個(gè)大問題。目前對已建建筑物的加固處理的方法有許多種，但常用的有以下兩種:

2.1 灌漿加固:用鉆機(jī)在基礎(chǔ)上成孔至要加固的土層，然后用高壓灌漿設(shè)備將配制好的水泥化學(xué)漿液灌入地層，通過劈裂、擠壓作用，使土層與漿液產(chǎn)生物理化學(xué)反應(yīng)而膠結(jié)，從而達(dá)到改善土體結(jié)構(gòu)和性能的目的，提高土體的強(qiáng)度。

2.2 靜力壓樁加固:利用建筑物的承重柱重力作為反力，通過一套液(油)壓設(shè)備，把預(yù)制樁分節(jié)壓入土中，上下節(jié)樁接駁用預(yù)埋角鐵焊接。壓樁由液壓控制，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。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，從而將上部結(jié)構(gòu)的荷載通過樁直接傳遞到堅(jiān)硬土層。

毫無疑問，已建建筑物出現(xiàn)不均勻沉降，無論是采取灌漿加固還是靜力壓樁加固，都會給工程造成一定的損失，此時(shí)應(yīng)考慮的是如何將損失降到最低限度。

3 沉降原因分析

3.1 地質(zhì)因素:據(jù)鉆探揭露，廠房建造在一條山坡沖溝的邊麓地段，地下水豐富，水位埋深約0.30m，淤泥(含腐木)等軟土的分布極不均勻，層厚由西向東遞增，這是造成廠房不均勻沉降的客觀因素。

3.2 結(jié)構(gòu)因素:同一棟廠房，采用了兩種不同的基礎(chǔ)型式，地質(zhì)條件較好的西段，采用人工挖孔樁基礎(chǔ)，樁端支承在堅(jiān)硬狀的殘積土層里，而地質(zhì)條件極差的東段，則采用了條形基礎(chǔ)下的砂墊層，墊層厚僅1.0m，未作壓密處理。根據(jù)推算，采用樁基礎(chǔ)的最終下沉量僅為1.4mm(設(shè)樁長10m，進(jìn)入堅(jiān)硬狀土層)，而采用條形基礎(chǔ)下砂墊層處理的基礎(chǔ)經(jīng)推算仍有200mm的沉降量，條形基礎(chǔ)的剛度起不到變形(沉降)調(diào)節(jié)作用，因此導(dǎo)致廠房的不均勻沉降，影響到廠房的安全使用，所以必須盡快處理。

4 工業(yè)廠房常見的兩種樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)

樁基礎(chǔ)是一種既古老又現(xiàn)代的高層建筑物和重要建筑物工程中被廣泛采用的基礎(chǔ)形式。樁基礎(chǔ)的作用是將上部結(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。樁基礎(chǔ)具有承載力高，沉降量小而均勻，沉降速率緩慢等特點(diǎn)。它能承受垂直荷載、水平荷載、上拔力以及機(jī)器的振動或動力作用，已廣泛用于工業(yè)廠房、橋梁、水利等工程中。

4.1 靜力壓樁施工技術(shù) 打樁機(jī)打樁施工噪聲大，特別是當(dāng)工業(yè)廠房建在離居民點(diǎn)不遠(yuǎn)處，打樁會影響居民休息，為了減少噪聲，可采用靜力壓樁。靜力壓樁是在軟弱土層中，利用靜壓力將預(yù)制樁逐節(jié)壓入土中的一種沉樁法。這種方法節(jié)約鋼筋和混凝土，降低工程造價(jià)，而且施工時(shí)無噪聲、無振動、無污染，對周圍環(huán)境的干擾小，適用于軟土地區(qū)、居民點(diǎn)附近或建筑物密集處的工業(yè)廠房樁基礎(chǔ)工程，以及精密工廠的擴(kuò)建工程。

靜力壓樁在一般情況下是分段預(yù)制、分段壓入、逐段接長。每節(jié)樁長度取決于樁架高度，通常6m左右。接樁方法可采用焊接法、硫磺膠泥錨接法等。

4.2 振動沉樁施工 振動沉樁是利用固定在樁頂部的振動器所產(chǎn)生的激振力，通過樁身使土顆粒受迫振動，使其改變排列組織，產(chǎn)生收縮和位移，這樣樁表面與土層間的摩擦力就減少，樁在自重和振動力共同作用下沉入土中。

振動沉樁設(shè)備簡單，不需要其他輔助設(shè)備，重量輕、體積小、搬運(yùn)方便、費(fèi)用低、工效高，適用于在粘土、松散砂土及黃土和軟土中沉樁，更適合于打鋼板樁，同時(shí)借助起重設(shè)備可以損樁。打樁開始時(shí)，應(yīng)先采用小的落距(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。打樁宜采用“重錘低擊”。

目前較普遍的觀點(diǎn)認(rèn)為，壓力灌漿加固法是一種投資相對較少，快速而又有效的方法;而靜壓樁加固法則被認(rèn)為是投資大且工期長，但卻很可靠的一種地基基礎(chǔ)加固方法。但對于本工程的條形基礎(chǔ)，由于其寬度有限，條基上承受上部荷載的作用，對土層產(chǎn)生附加應(yīng)力，而條基外的土層仍為天然土層，不受外加荷載的作用，為小應(yīng)力區(qū)。灌漿時(shí)，在高壓的驅(qū)動下，漿液將沿應(yīng)力薄弱區(qū)(帶)進(jìn)行劈裂擴(kuò)散，因此，在本工程的條基下進(jìn)行注漿，漿液將對條基下的土體改善作用受到限制，漿液將會跑漏到條基外的軟弱土層中。加固后的地基，雖然獲得部分改善，但其受力壓縮層仍然是條基下的砂墊層和軟土層，地基的沉降不能完全得到控制，變形仍會繼續(xù)發(fā)展，效果不會很明顯。而靜力壓樁加固法是將樁壓至地基中的硬塑狀態(tài)的砂質(zhì)粘性土層中，上部結(jié)構(gòu)的荷載通過樁直接轉(zhuǎn)移到深部，由堅(jiān)硬狀態(tài)的土層承受，這樣條基下的砂墊層和軟土層地基處于釋荷狀態(tài)，而樁的受力和傳力直接，壓樁時(shí)單樁承載力值可直接從壓樁機(jī)的儀表中反映，地基變形最終可以得到控制，故處理效果明顯。因此，遇到實(shí)際問題時(shí)應(yīng)該具體問題具體分析，在采取加固措施前應(yīng)從技術(shù)可行、質(zhì)量可靠、安全穩(wěn)妥、經(jīng)濟(jì)合理四個(gè)方面作綜合分析，選出最優(yōu)方案，否則將會使問題越來越復(fù)雜，造成的損失也會越大。

地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)對于工業(yè)廠房土建施工具有極為重要的作用，因此很有必要對其進(jìn)行探討，這是一個(gè)很漫長而艱巨的任務(wù)，同時(shí)也是一個(gè)研究的新趨勢，具有較大的社會意義。