淡曉祥
(黑龍江農墾宏誠建筑工程有限公司)
房屋建筑中地基處理施工技術探究
淡曉祥
(黑龍江農墾宏誠建筑工程有限公司)
隨著近些年我國快速發展和城鎮化進程的加快,我國的房屋建筑工程量也迅速增加,在大量實踐的基礎上,建筑施工工藝也取得了大量的進步,其中,地基處理作為工程中的第一步,其施工技術也在時代發展的浪潮中不斷更新換代,特別是隨著工程建筑結構的日益復雜化,很多新工藝新技術與地基處理相結合,使得工程施工效率和工程質量得到較大提升。本文主要結合了房屋建筑地基處理中需特別注意的事項和問題,簡要探究地基處理施工過程中的相關技術問題。
房屋建筑;地基處理;施工技術
隨著我國經濟社會的發展和城鎮化的不斷發展,房屋建筑量成倍數增加,對地基處理工程的需求量大幅增多;另一方面,隨著建筑物結構的復雜化以及高層和超高層建筑的增多,對地基處理工程質量的要求不斷提高。正是由于對地基處理工程量和質量要求的提高,使得地基處理在現代房屋建筑工程中的地位日益重要和突出。
當建筑物直接建造在未經加固和其他任何處理的純天然形成的地基上時,這種地基就稱為天然地基。但隨著人類社會進步和建筑物越來越復雜、龐大,很少有天然地基能夠滿足安全要求所需的強度,因此要人為地在天然地基的基礎上進行加固處理,然后再建造基礎,這種地基加固稱為地基處理。簡單來說,地基處理就是要利用換填、夯實、擠密、排水、固結、加筋和熱學等一系列手段對地基土進行加固處理,為工程建筑提供高強度、高安全度的施工基礎。
1、換土墊層法
換土墊層法的工作原理簡單易懂,就是將不適合作為工程施工基礎的淺層軟弱土移除,然后將每一層分別進行碾壓或夯實。換土墊層法常根據回填土的材料劃分種類,常用的回填土層材料有砂、碎石、粉煤灰、干渣等。換土墊層法最大的特點操作原理簡單,可以顯著改善持力層的承載力,很大程度上降低地基沉降量;在一定程度上降低土質的濕陷性和脹縮性。因為換土墊層法需要進行土層移除和回填工作,因此不適合深層地基的處理,一般將換土層的土層深度控制在 3米以內,否則工程量太大,加大工程成本;同時土層深度也要大于0.5米,否則工程處理效果不顯著,難以體現出該種方法的優越性。
2、振密、擠密法
振密、擠密法的原理是借助外部手段和設施,通過振動、擠壓降低地基土層的空隙比,從而實現土層的高強度化,使得地基符合施工條件。振密、擠密法由于工藝簡單,因此得到廣泛應用,種類也較為繁多,可以細分為表層壓實法、重錘夯實法、強夯法、振沖擠密法、砂樁法、爆破法等,當然在實際應用過程中也常將多種方法混合使用,其中以強夯法結合碎石樁法最為常用,下面就以它為例詳細講解。
首先應在要處理的填土層中預埋一定數量的碎石樁體,然后選取一定數量、大致均勻分布的強夯點,進行夯實土體的工作。通常來講,同一強夯點夯實工作量越大,土層的加固效果也就越好。但是當夯擊次數達到一定程度時,再對該強夯點施工,所獲取的強度增加量將不再明顯,也就是工程量上的性價比降低,因此施工過程中不會無限制地進行夯擊,最佳夯擊次數的確定要根據施工現場土層情況具體確定,常以夯坑的壓縮量最大、夯坑周圍隆起量最小為原則來確定。
3、排水固結法
排水固結法是基于固結變形原理工作的,也就是讓軟土地基在外界施加的作用力下,將空隙水擠出土層,降低空隙比從而產生固結變形以達到堅固地基的目的。排水固結法施工體系主要分為排水和加壓兩部分,根據外界施加壓力的方法可以將排水固結法進一步劃分為堆載預壓法、真空預壓法、真空堆載聯合預壓法、降低地下水位法和電滲法五種。排水固結法主要適用于土層中含有大量淤泥、淤泥質土的施工現場。但因為外載施加方式不同,各排水固結法的適用范圍也不完全一致,其中真空預壓法適用于能在加固區形成穩定負壓邊界條件的軟土地基,降低地下水位法、真空預壓法和電滲法由于不會增加土層受到的額外橫向剪力,因此適用于很軟弱的幾乎不可以承受任何剪力的粘土地基處理現場。
4、一些新型的地基處理方法
①粉煤灰吹填法:粉煤灰吹填法之所以能得到大量應用,不是由于其工程效果更佳優秀,而是因為它可以降低吹填土的固結時間,從而降低工程的成本預算,這主要得益于粉煤灰的高透水性能。施工方法是按照預先設計好的混合比例將粉煤灰與淤泥質粘土均勻混合并且吹填,從而實現改善土層物理性質,強化地基的施工目的。
②動力排水固結法:動力排水固結法是常見夯實方法結合的最新方法。它是指強夯法與塑料排水板結合處理的施工手段,其最大的優點是在傳統方法基礎上大幅度縮減施工時間,并降低了工程施工成本,因此大有取代強夯法的趨勢,在近幾年的施工中得到越來越廣泛的應用。
③DDC灰土擠密法:這種方法適用于素填土、雜填土、砂土、粘性土、濕陷性黃土、淤泥質粘土等的地基處理,這種方法主要用于改善土層的密實度和抗剪強度,降低地基土層的變形幅度,強化地基物理性質,增強地基的承載能力。
在房屋建筑的地基的處理過程中,施工技術的選擇是一方面,另一方面還要考慮工程的具體施工環境和工程結構,結合影響工程質量的因素進行技術種類的選擇。下面就對房屋建筑中地基處理施工中需要考慮的環境因素進行闡述。
1、地下水位
影響土層承載能力的因素很多,其中地下水位是很關鍵的影響因素,通常只要是粘性土壤,其承載能力和力學強度都會因為土層中的含水量上升而出現一定程度的降低,但這種影響還是較小的,一旦在地基處理的過程中,發生地下水水位下降,會直接導致整個工程地基的下沉,從而導致上層工程建筑出現不穩定現象,嚴重的將會直接釀成工程坍塌事故。
2、上部結構的構造
上部結構對地基處理的影響是很容易理解的,畢竟,地基處理的目的就是為了讓上層建筑的施工可以獲得一個良好、安全的基礎。因此可以說上部結構以及房屋的具體結構直接決定了地基處理所選用的方式和施工方法,最簡單的例子就是高層建筑與普通民居的地基承載能力要求自然不同,因此所采用的地基處理方式也就相應的有差異。
3、相鄰建筑物
隨著我國人口的不斷增多,特別是諸如北京、上海這樣的超大規模城市,由于人口密度過大,導致建筑用地面積十分緊張,除了建筑之間距離的減少之外,建筑高度越來越高導致地基的面積也越來越大,勢必要涉及到在進行地基處理的時候要考慮到新舊建筑物之間的距離的問題,最典型的例子就是陸家嘴建設中三座超高層的最后一座——上海中心大廈在進行選址時,要考慮到另外兩座超高層——上海環球金融中心、金茂大廈的固有地基。
地基處理的方式種類繁多,適用的工程現場也不盡相同,具體要采取何種處理技術,除了要考慮施工技術條件、施工成本外,更多的要考慮到工程現場的地質條件、建筑的上部結構要求、周圍環境條件等。除此之外,因為地基處理工程屬于隱蔽工程,為了避免隱患的存在,在施工全過程以及施工后的驗收,要嚴格檢測和質檢的流程和規范,確保工程的質量應始終放在第一位。
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TU75
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1007-6344(2015)08-0244-01