工業(yè)廠房地基基礎(chǔ)施工研究

孫昌嶺

（上海康達(dá)化工新材料集團(tuán)股份有限公司，上海 201419）

工業(yè)廠房在建設(shè)的過(guò)程中，分項(xiàng)工程數(shù)量多且每個(gè)分項(xiàng)工程都有其獨(dú)特的特點(diǎn)，如土方工程、地基基礎(chǔ)工程、屋面工程等，需要選用與之相對(duì)應(yīng)的施工機(jī)械、技術(shù)手段才能更好地完成施工任務(wù)[1]。文章主要對(duì)工業(yè)廠房的地基基礎(chǔ)施工進(jìn)行研究和介紹，以期有利于地基基礎(chǔ)的發(fā)展。

1 地基基礎(chǔ)施工概述

地基位于建筑物的最下面，起到強(qiáng)有力的支撐作用，能夠很好地將建筑荷載的傳導(dǎo)進(jìn)行分散。基礎(chǔ)部分屬于建筑的一部分，在荷載的傳遞方面，基礎(chǔ)能夠有效地把建筑物的荷載進(jìn)行向下的傳導(dǎo)；在結(jié)構(gòu)方面，地基是與建筑物直接相連的，有利于保障建筑的穩(wěn)定性[2]。地基基礎(chǔ)在保障建筑物的安全性能中起到很重要的作用，在設(shè)計(jì)和施工的過(guò)程中，需要嚴(yán)格按照規(guī)范要求進(jìn)行，同時(shí)密切關(guān)注地基基礎(chǔ)的變化，防止出現(xiàn)變形、失穩(wěn)、破壞等情況。

通常而言，建筑物基礎(chǔ)施工技術(shù)具有兩種類(lèi)型，即靜壓力樁、震動(dòng)沉樁兩種技術(shù)，技術(shù)通過(guò)基礎(chǔ)樁與地基的有效接觸，使整體建筑得到穩(wěn)固。由于現(xiàn)代建設(shè)不斷發(fā)展，建筑自重、體積都愈來(lái)愈大，地質(zhì)及建筑結(jié)構(gòu)限制下，普通建筑地基基礎(chǔ)已經(jīng)無(wú)法達(dá)成相應(yīng)的功能及穩(wěn)定需求，因此便需要應(yīng)用基礎(chǔ)加固技術(shù)，使得地基基礎(chǔ)穩(wěn)定性得到有效提升，達(dá)成相應(yīng)的設(shè)計(jì)功能及安全效果。

2 工業(yè)廠房地基基礎(chǔ)施工相關(guān)技術(shù)

2.1 樁基礎(chǔ)施工技術(shù)

樁基礎(chǔ)施工是現(xiàn)代絕大多數(shù)建筑建設(shè)中會(huì)使用到的地基基礎(chǔ)處理及施工技術(shù)，在當(dāng)前建筑工程中的應(yīng)用極為廣泛[3]。樁基礎(chǔ)對(duì)于地基基礎(chǔ)的處理可以概括為：通過(guò)樁，建筑將上部荷載傳遞到地下深處堅(jiān)硬的土層上，以此保證地上建筑穩(wěn)定，對(duì)基礎(chǔ)變形大、承載不足的問(wèn)題亦能解決。樁基礎(chǔ)施工技術(shù)因施工簡(jiǎn)便、承載力高、沉降均勻且量小等優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為現(xiàn)代基礎(chǔ)建設(shè)中較為主要的基礎(chǔ)施工技術(shù)。在工業(yè)廠房基礎(chǔ)施工中，應(yīng)用的主要包含兩類(lèi)樁基礎(chǔ)施工技術(shù)。

（1）靜壓力樁。靜壓力樁突出表現(xiàn)在靜的能力上。傳統(tǒng)打樁機(jī)施工時(shí)，造成的震動(dòng)及噪聲是極大的，對(duì)于周邊建筑及社會(huì)生活都有不利影響，靜壓力樁則沒(méi)有這些缺陷。現(xiàn)代廠房建設(shè)中，一般會(huì)在郊區(qū)進(jìn)行建設(shè)，雖然人流較城市小，但隨著城市愈發(fā)大型化的發(fā)展背景下，郊區(qū)進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工也極有必要應(yīng)用這一技術(shù)。靜壓力樁基礎(chǔ)技術(shù)具有高效、環(huán)保、高質(zhì)量的優(yōu)勢(shì)，但在具體應(yīng)用中也具有一定的限制。靜壓力樁技術(shù)在軟弱土基礎(chǔ)施工中更為適用，是利用靜壓力將預(yù)制樁逐步壓入地基中的一種沉樁法。靜壓力樁也能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)材料的節(jié)約，是成本小、環(huán)境影響小、污染小的施工技術(shù)。

（2）震動(dòng)沉樁。該技術(shù)為傳統(tǒng)樁基施工技術(shù)，通過(guò)樁身震動(dòng)使樁周土顆粒發(fā)生震動(dòng)，以此使土壤結(jié)構(gòu)發(fā)生改變，并進(jìn)行位移和收縮，這樣樁表面及土層間摩擦力就會(huì)減少許多，樁體受到震動(dòng)力及自重的共同作用，沉入地下土層中，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)固地基基礎(chǔ)的效果。該技術(shù)優(yōu)點(diǎn)眾多，如高效、高質(zhì)量、低成本、小體積等，同時(shí)適應(yīng)性強(qiáng)，在黃土、軟土、松散砂土、黏土地基基礎(chǔ)中應(yīng)用都具有良好效果。該技術(shù)適合于打鋼板樁，同時(shí)借助起重設(shè)備可以損樁。在打樁開(kāi)始時(shí)，落距為0.5～0.8m時(shí)輕錘，樁被擊入土中1～2m后，樁尖未出現(xiàn)偏移情況時(shí)逐步增大落距，直至到設(shè)計(jì)高度，繼續(xù)錘擊，錘入到設(shè)計(jì)深度后停止。總體上，震動(dòng)沉樁技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中，最好采用“重錘低擊”的震動(dòng)方式，以此使環(huán)境受到的影響被降至最低。

2.2 地基加固技術(shù)

現(xiàn)代建設(shè)行業(yè)的發(fā)展極為迅速，為了滿(mǎn)足社會(huì)更高的質(zhì)量要求，建設(shè)技術(shù)水平得到大幅提升。但也同樣無(wú)法避免部分質(zhì)量問(wèn)題，就本文所探討的地基基礎(chǔ)處理而言，因?yàn)楣こ桃?guī)模大，各個(gè)區(qū)域施工條件差異大，那么在不同條件的地層中使用同一地基基礎(chǔ)處理技術(shù)就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。日常施工過(guò)程中，為了達(dá)成更高的質(zhì)量要求，往往會(huì)采用加固的方式對(duì)地基進(jìn)行再處理，一般使用的方法為灌漿加固技術(shù)和靜壓力樁技術(shù)。前一技術(shù)在運(yùn)用過(guò)程中，需要通過(guò)鉆機(jī)鉆入相應(yīng)地層中，之后使用灌漿設(shè)備將化學(xué)漿液灌注到地層中，化學(xué)注漿在注入土層后會(huì)產(chǎn)生化學(xué)或物理反應(yīng)，與土層進(jìn)行固結(jié)，在凝結(jié)、擠壓、劈裂等作用下，對(duì)土體的性能及結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善，以此保證地基基礎(chǔ)強(qiáng)度提升，滿(mǎn)足建筑支撐需要。靜壓力樁加固技術(shù)的應(yīng)用，是借助建筑承重柱重力作為與之相反的力，通過(guò)使用液壓設(shè)備或者自重設(shè)備，將預(yù)制管樁分節(jié)壓入加固目標(biāo)土層中，以此使得土體顆粒組成以及土體間隙、結(jié)構(gòu)等得到保障，并達(dá)成地基加固的要求。靜壓力樁在應(yīng)用時(shí)，要保證上下節(jié)靜壓力樁接駁處使用的是預(yù)埋角鐵焊接，以此保證靜力壓樁穩(wěn)定且連續(xù)。靜壓力樁進(jìn)行施工的過(guò)程中，要對(duì)其壓力及液壓進(jìn)行合理控制，荷載要求達(dá)成，同時(shí)計(jì)劃樁長(zhǎng)滿(mǎn)足要求則可進(jìn)行終樁，終樁單樁承載力能夠從壓樁設(shè)備儀表直接反映出來(lái)，對(duì)于后續(xù)工作要積極進(jìn)行保障，尤其是安全問(wèn)題。

3 工業(yè)廠房地基基礎(chǔ)施工實(shí)例

3.1 工程概況

上海某化工新材料有限公司新建廠區(qū)項(xiàng)目在設(shè)計(jì)過(guò)程中，將主體設(shè)計(jì)為3層柜架，局部是4層柜架結(jié)構(gòu)，首層建筑面積達(dá)到了1.2萬(wàn)m2（見(jiàn)圖1）。地區(qū)為濱海平原地區(qū)，地層上部結(jié)構(gòu)為第四全系統(tǒng)沖擊及海相沉積層，下部則是全系統(tǒng)沖基層，根據(jù)物理力學(xué)及巖性性質(zhì)、地下埋藏條件，和樁基施工相關(guān)的為9個(gè)土層，分別為粉土夾粉細(xì)砂、粉質(zhì)黏土、粉細(xì)砂夾粉土透鏡體、粉土夾粉質(zhì)黏土、粉細(xì)砂、飽和粉土、流塑粉質(zhì)黏土、粉土、素填土。根據(jù)相應(yīng)研究，表層土具有壓縮性強(qiáng)、承載力低的情況，無(wú)法作為建筑地基使用。由此在工程中選用泥漿護(hù)壁鉆孔灌注群樁的工藝，基礎(chǔ)樁徑達(dá)到0.6m，樁長(zhǎng)為20～24m，鋼筋籠長(zhǎng)度設(shè)計(jì)為10m。

圖1 某化工新材料新建廠地基基礎(chǔ)建設(shè)施工

3.2 地基基礎(chǔ)施工工藝

（1）成孔。選取適用的鉆具形式，同時(shí)于鉆桿上刻出鉆進(jìn)深度刻痕，之后展開(kāi)泥漿坑開(kāi)挖。采取正循環(huán)法鉆進(jìn)，注入鉆孔泥漿濃度約計(jì)為1.1g/cm3，進(jìn)行首次清孔換漿工作。在該作業(yè)中，孔底沉積會(huì)隨著泥漿上涌沖出孔外，使用測(cè)量工具進(jìn)行沉渣厚度測(cè)量，測(cè)量結(jié)果應(yīng)不大于10cm。在首次清孔換漿以后，孔中泥漿濃度和沉渣厚度需要能夠達(dá)到規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

（2）鋼筋籠吊放。鋼筋籠的制作施工選擇骨架焊接，螺旋進(jìn)行箍筋，每間隔2m時(shí)要加強(qiáng)箍筋一道，以此對(duì)鋼筋籠剛度進(jìn)行加強(qiáng)，達(dá)成吊裝的質(zhì)量要求。鋼筋籠要在相距3～4m距離時(shí)進(jìn)行一個(gè)導(dǎo)向環(huán)的設(shè)定，繞著鋼筋籠一周可以設(shè)置4個(gè)，使鋼筋籠吊進(jìn)孔后，具有一定混凝土層保護(hù)。在加工鋼筋籠的過(guò)程中，應(yīng)用技術(shù)要求為主筋順直無(wú)彎曲、箍筋的間距要保證均勻且焊接牢固，能保證整體性。用吊車(chē)進(jìn)行鋼筋籠吊裝過(guò)程中，要垂直下放同時(shí)保證穩(wěn)定，避免鋼筋籠對(duì)孔壁造成刮碰，進(jìn)而導(dǎo)致孔底沉渣堆積或者孔發(fā)生塌垮的現(xiàn)象。

（3）混凝土拌制。混凝土進(jìn)行拌制前進(jìn)行攪拌站的設(shè)置，專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)混凝土拌制。攪拌站應(yīng)設(shè)置在開(kāi)闊平坦處，與需求混凝土工藝處距離不能超過(guò)300m。同時(shí)，使用骨料的粗細(xì)要合格，砂石粒徑不能超過(guò)40mm，砂子最好用中砂，含泥量不能超過(guò)5%。水泥則選擇為普通硅酸鹽水泥，摻有乳化劑，以此使拌和用水及水泥用量得到減省，并提升混凝土和易性。

（4）水下混凝土灌注。采用泥漿泵配合導(dǎo)管進(jìn)行混凝土灌注。首先進(jìn)行二次清孔排渣，清孔時(shí)間要保證合理，避免導(dǎo)致樁孔發(fā)生塌陷。隔水栓使用素混凝土元胎體，最大直徑小于0.5cm，比導(dǎo)管的內(nèi)徑更小。在進(jìn)行灌注之前先將隔水栓放入導(dǎo)管中，位置上要與水面接近，使用鉛絲將其在料斗口處固定，以此能夠?yàn)榈谝欢饭嘧⑷霕犊缀笫沟脤?dǎo)管在埋入混凝土面以下且深度超過(guò)1m。灌注中要隨時(shí)利用重錘進(jìn)行導(dǎo)管埋深控測(cè)，同時(shí)及時(shí)對(duì)其進(jìn)行提升，拆除導(dǎo)管，將導(dǎo)管埋置深度控制在2～6m，但是導(dǎo)管不能在混凝土面以外拔出。灌注過(guò)程中，要將混凝土面上升速度進(jìn)行合理的控制，避免在上升中裹挾有鋼筋籠或者孔壁泥塊。混凝土面達(dá)成設(shè)計(jì)樁頂高程后，按照灌注超澆0.8～1.0m，以此鑿除樁頂浮漿和泥漿、泥塊等，進(jìn)而使得樁頂達(dá)成相應(yīng)要求。

（5）要點(diǎn)處理。①冬季施工。當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)5d低于5℃即進(jìn)入冬期施工，當(dāng)室外日平均氣溫連續(xù)5d高于5℃即解除冬施。上海1月份平均溫度為2℃左右，歷史極寒溫度達(dá)到-12℃。新建廠區(qū)項(xiàng)目樁基工程的施工時(shí)氣溫較低，為了使得工程質(zhì)量得到保證，需要做適當(dāng)?shù)亩臼┕?zhǔn)備工作，具體內(nèi)容：現(xiàn)場(chǎng)保溫防護(hù)，必要時(shí)選擇加熱拌和用水，攪拌站設(shè)置專(zhuān)人對(duì)上料順序進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)督，堅(jiān)持先加水及骨料，拌和后再進(jìn)行水泥攪拌，避免因拌和水過(guò)熱致使水泥假凝的情況出現(xiàn)，水溫控制要以出倉(cāng)溫度+5℃為標(biāo)準(zhǔn)。②斜孔處理。導(dǎo)致斜孔問(wèn)題發(fā)生的原因主要是鉆臺(tái)傾斜、地層具有軟硬不均的情況、鉆進(jìn)過(guò)程操作有誤。若是鉆臺(tái)傾斜，應(yīng)該在發(fā)現(xiàn)傾斜之后當(dāng)即停止鉆進(jìn)，同時(shí)將鉆具提升至斜孔段，對(duì)傾斜問(wèn)題原因進(jìn)行分析。在差誤得到糾正后，斜孔之上的0.5m向下樘孔，若是對(duì)于擋樘直樁孔無(wú)法直接形成，要對(duì)傾斜段樁孔和其上0.5m使用黏土進(jìn)行回填，在間隔3～4d以后重新進(jìn)行鉆孔。

4 結(jié)束語(yǔ)

文章對(duì)工業(yè)工廠地基基礎(chǔ)施工展開(kāi)了探究，先概述了地基基礎(chǔ)施工，之后探討了現(xiàn)代工業(yè)工廠常用地基基礎(chǔ)施工技術(shù)，最后以實(shí)例探討了工業(yè)工廠地基基礎(chǔ)施工。