建筑地基基礎(chǔ)施工與加固技術(shù)研究

許繼寶

（山西五建集團(tuán)有限公司，山西太原 030003）

0 前言

當(dāng)下，伴隨著市場需求量的日益攀升，建筑業(yè)在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的作用越發(fā)凸顯，市場份額占有率越來越高，建筑的規(guī)模也愈發(fā)龐大。為符合建筑市場的要求和建筑行業(yè)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，建筑企業(yè)無一不關(guān)注地基基礎(chǔ)工程建設(shè)的專業(yè)性，并且相關(guān)企業(yè)還進(jìn)一步增強了配套的地基加固技術(shù)，以確保建筑的安全性和穩(wěn)定性。眾所周知，作為每一建筑施工的基本環(huán)節(jié)，地基的質(zhì)量是衡量施工質(zhì)量完成和實現(xiàn)安全生產(chǎn)目標(biāo)的關(guān)鍵因素之一，對建筑具有重要的意義。因此，在建設(shè)工程施工期間，應(yīng)加大對地基這一基礎(chǔ)工程質(zhì)量的重視，要著力控制和優(yōu)化建筑地基的施工工序，以確保后續(xù)建筑施工過程的安全性和相關(guān)建筑的穩(wěn)定性。

1 地基基礎(chǔ)相關(guān)概述

通常，地基分為自然地基和人工地基二種，自然地基指不經(jīng)過人處理的自然土層，而人工地基則必須經(jīng)過強化處理，且常用的材料有混合灰土等。簡單而言，地基是保持建筑在一定荷載作用下不變形的部分地面構(gòu)造；基座則是把建筑物荷載作用傳導(dǎo)給地面的下部結(jié)構(gòu)，好的建筑地基基礎(chǔ)必須是能夠支撐住建筑物荷載，能避免外界強度損傷，能夠防止建筑物出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象。在符合建筑荷載條件的前提下，需要把基礎(chǔ)的沉降控制在規(guī)定范圍內(nèi)，盡可能選擇埋深不大的淺基，這種施工非常簡單，因為當(dāng)淺基無法達(dá)到建筑條件時就應(yīng)該選擇埋深大的深基，把建筑荷載更多地帶到深的地基中去，防止基礎(chǔ)下沉現(xiàn)象的產(chǎn)生，保證建筑的質(zhì)量與使用安全。實際建筑施工中，地基基礎(chǔ)建筑的設(shè)計與施工都應(yīng)該以避免失穩(wěn)、損傷與變形為基本準(zhǔn)則，重視施工技術(shù)細(xì)節(jié)，對不合格的地面進(jìn)行密封處理，以便使之符合建筑地基的要求，而常用的建筑施工方法是靜力樁和振動自沉樁，利用樁基礎(chǔ)把建筑物的壓力直接傳導(dǎo)到建筑物表面，從而起到穩(wěn)固建筑物的目的。而當(dāng)下，高層住宅樓房日益增多，樓面自重急劇上升，單純的建筑施工方式已無法適應(yīng)穩(wěn)固樓面的要求，為使樓面的壓力平穩(wěn)傳導(dǎo)到地面上，需要科學(xué)合理、有效的進(jìn)行地基基礎(chǔ)施工，經(jīng)過嚴(yán)格縝密的建筑施工和控制確保地面基礎(chǔ)質(zhì)量，以此達(dá)到建筑安全、穩(wěn)固、多功能的要求。

2 常見的建筑地基基礎(chǔ)施工和加固技術(shù)

2.1 建筑地基基礎(chǔ)施工技術(shù)的類型

2.1.1 復(fù)合地基施工技術(shù)

常見的復(fù)合型建筑地基大致包括如下3 種，分別是水泥粉煤灰碎石樁、混凝土樁、釘狀桿復(fù)合基礎(chǔ)，以上3 類復(fù)合地基的建造方法各不相同，具體內(nèi)容包括。

（1）在樁體端部進(jìn)行褥墊排水層，利用褥墊排水層使樁體和基礎(chǔ)框架進(jìn)行相連，在后續(xù)工程施工、設(shè)計階段，基本構(gòu)件可以使其承擔(dān)壓力通過樁體向基底巖層分散輸送，具有提高基本構(gòu)造受力穩(wěn)定性的效果。現(xiàn)階段，這一類復(fù)合型地基大多已被用作天然分布粘性地基、粉土地基的施工中。

（2）在對材料和拌制水進(jìn)行拌和混合中，使得產(chǎn)生的水泥漿在孔中進(jìn)行分層回填、夯實等，當(dāng)水泥漿硬化生成水泥漿樁時，施工人員在樁身頂部進(jìn)行褥墊鋪，使樁體和地基框架進(jìn)行相連，這類地基成本低、有均勻的特性[1]。

（3）在施工現(xiàn)場中不同管樁的尺寸也不同，由于荷載影響的連續(xù)作用，會產(chǎn)生附著應(yīng)力自上之下的現(xiàn)象，而復(fù)合地基的產(chǎn)生附著應(yīng)力也將得到降低。另外，建筑也要承擔(dān)軸向荷載、水平荷載，而螺桿樁復(fù)合地基，具備剛度大、沉小、抗震性能良好、能補性好的優(yōu)點。

2.1.2 振動沉樁技術(shù)

通常，振動沉樁在開挖時要使用振動沉樁法，先把樁體打入地層產(chǎn)狀中，尤其在壓樁工程中，由于振動沉樁機配備了轉(zhuǎn)軸偏心片和驅(qū)動輪，在兩軸運行情況下能夠有效地抵抗壓樁時發(fā)生的干擾力，從而達(dá)到了緩解樁尖阻力、減少樁面摩擦阻力、防止樁體結(jié)構(gòu)完整性發(fā)生搖擺的作用，另外，由于采用了共振機制，也能夠提高下沉效率、提高下沉效率。在實施過程中，必須根據(jù)實際施工情況選擇合適規(guī)格型號的振動沉樁機具、確保活動部位偏心塊保持在正確位置情況、正確計量振動上應(yīng)力對樁體結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的作用、保證樁體完整性中線塊和振動錘處于同一個直線、并定期檢測樁體的完整性及垂直度[2]。

2.1.3 靜力壓樁和真空頂壓

靜力壓樁法是指利用壓樁機的平衡物，不斷地將預(yù)制樁逐節(jié)壓入工地的適當(dāng)部位中，并合理解決樁體在壓樁階段中所造成的樁側(cè)壓力和樁側(cè)附著力，以快速地進(jìn)行壓樁施工。據(jù)現(xiàn)場使用現(xiàn)狀分析，雖然靜力壓樁技術(shù)具有施工噪聲較低、對周圍環(huán)境產(chǎn)生污染危害性小等特點，但在壓樁階段中，由于周圍的各種因素相互干擾，會產(chǎn)生壓樁困難、超高壓強、樁體完整性偏位等施工現(xiàn)象，所以，就必須及時進(jìn)行地質(zhì)勘查分析，并針對地下水位的地質(zhì)現(xiàn)狀來制訂壓樁措施。此外，施工人員還必須對現(xiàn)場安裝沙井或是排水板等設(shè)備，并對地面上依次進(jìn)行砂墊板和密封層[3]。然后，操縱真空泵油裝置，不斷吸入膜中剩余氣體，在真空中的砂墊板，密封層的外側(cè)形成壓力差，不斷給地面施以重力標(biāo)準(zhǔn)偏差力。與此同時，地面會逐步形成有效殘余應(yīng)力，發(fā)揮地面膠結(jié)功能，有效提高地基承載能力。

2.2 建筑地基加固施工技術(shù)

2.2.1 灌漿加固法

灌漿加固主要是鉆出幾個小孔，每孔里澆灌適量的化學(xué)泥漿或混凝土砂漿，漿液和混凝土體顆粒在碰撞過程中將形成各種物化反映，從而形成膠結(jié)反應(yīng)現(xiàn)象，當(dāng)泥漿凝固硬化后，則具有強化地面、改變地面物理特性、填補地面所產(chǎn)生裂縫空洞的功能，現(xiàn)階段，灌漿加固法包括高壓噴射灌漿、靜壓灌漿等不同種技術(shù)類型。在從事灌漿加固工程建設(shè)時，技術(shù)人員必須及時對各種技術(shù)參數(shù)加以檢驗論證，合理設(shè)定灌漿量與速率及相關(guān)管擋間隙等技術(shù)參數(shù)；對鉆孔精度等實行控制檢驗并按照現(xiàn)場施工情況，同步加入泥漿，合理確定泥漿拌和量；此外，應(yīng)優(yōu)先對地面邊緣區(qū)域?qū)嵤┕酀{補強作業(yè)，逐步向中央地段展開擴大建筑施工，防止形成注漿材料孔間串孔問題[4]。

2.2.2 靜壓力加固法和地基加寬加固法

靜壓力加固法施工中必須操縱液壓裝置、配置墻體自重設(shè)備，并利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化支承自重的逆向效應(yīng)，將樁基強行壓入土壤內(nèi)，以達(dá)到減少土壤孔隙、改善土壤密實性和承載力特性的效果。在實施工程中，必須及時對上下節(jié)段管樁交接處埋設(shè)角鐵，以保證結(jié)構(gòu)能夠繼續(xù)進(jìn)行靜力壓樁施工，并根據(jù)實際施工狀態(tài)，適當(dāng)設(shè)定壓樁壓力和參數(shù)。在采用連接方法時，對管樁結(jié)構(gòu)的鋼筋直徑、樁頂鋼筋應(yīng)做好相關(guān)銜接處理，另外，在某些建設(shè)工程中，由于對天然土壤力學(xué)性能條件不好或承載力特性要求過高，如果實施以上的各種加強方法，將很難達(dá)到預(yù)想的土壤密封作用，與實際工程施工條件完全相悖，此時可以考慮進(jìn)行加寬補強的地基基礎(chǔ)加固技術(shù)處理，采用鋼筋混凝土對基礎(chǔ)面進(jìn)行增加處理，還必須注意新老基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的連接處理工作。

3 建筑地基基礎(chǔ)施工的現(xiàn)狀

3.1 地基結(jié)構(gòu)容易開裂

在建筑地基基礎(chǔ)建設(shè)施工中，混凝土構(gòu)件易發(fā)生裂縫問題，嚴(yán)重?fù)p害房屋結(jié)構(gòu)的安全性，而相關(guān)構(gòu)件開裂的主要原因是基礎(chǔ)建設(shè)施工時軌道線的設(shè)置不適當(dāng)，相鄰軌道線容易在一個垂直面上，從而導(dǎo)致水泥施工后出現(xiàn)受力不平衡，造成水泥裂縫。另外，水泥本身質(zhì)量會出現(xiàn)某些情況，例如，水泥配制比例失調(diào)、拌和不平衡、拌和過程中產(chǎn)生水化熱過程，使室內(nèi)水溫迅速增高，外部逐漸冷卻，造成后期裂紋現(xiàn)象的形成。

3.2 地基基礎(chǔ)建設(shè)中的坍塌問題

事實上，在任何一個建筑工程的地基基礎(chǔ)施工中，一個不容忽視的現(xiàn)象便是地基基礎(chǔ)的坍塌，在地基基礎(chǔ)建造過程中，一旦發(fā)生了坍塌現(xiàn)象，就必然會導(dǎo)致周圍基礎(chǔ)土遭受影響，從而降低了建筑物的總體承重能力，不但會給自身的基礎(chǔ)工程建設(shè)造成危害，而且還會嚴(yán)重危及周邊建筑物的安全性，以至可能會引發(fā)嚴(yán)重安全事故，造成嚴(yán)重的員工傷亡事件，尤其是在當(dāng)?shù)氐牡鼗A(chǔ)施工深度很深且進(jìn)入不同的土質(zhì)環(huán)境后，基礎(chǔ)施工者若不去通過各個土質(zhì)的施工特點來判斷建筑物地面工程的邊坡開挖坡度與支撐方式，將或許會導(dǎo)致邊坡上部結(jié)構(gòu)由于堆載等外力作用的振動產(chǎn)生變化，從而導(dǎo)致基礎(chǔ)坍塌現(xiàn)象，或者由于工程施工者在進(jìn)行土方的施工錯誤，對需要進(jìn)行保護(hù)的地方?jīng)]去進(jìn)行相應(yīng)的防護(hù)，就會導(dǎo)致坍塌。

3.3 工程施工人員的水平有待提高

在城鎮(zhèn)化步伐迅速增長的今天，要求建筑行業(yè)必須有相應(yīng)規(guī)模的專業(yè)從業(yè)人員，但是因為需求量過大，導(dǎo)致供需不平衡，使得部分施工人員的操作能力和專業(yè)意識容易出現(xiàn)問題。由于部分施工人員都是來自農(nóng)村的務(wù)工人員，受教育程度普遍較低，因此盡管這些施工人員盡管掌握了一定基本的地基基礎(chǔ)施工理論知識，但對規(guī)模化的地基基礎(chǔ)施工工藝認(rèn)識還不夠，加之相關(guān)工程單位忽略了對這些施工人員技能的培養(yǎng)教育，很容易造成在建筑地基基礎(chǔ)施工過程中產(chǎn)生產(chǎn)品質(zhì)量問題，給施工單位帶來一定的不利影響。

4 建筑地基基礎(chǔ)施工與加固技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用

4.1 在選取材料中的應(yīng)用

在建筑地基基礎(chǔ)施工與加固技術(shù)運用中，首先在材料進(jìn)場環(huán)節(jié)，工作人員應(yīng)對各種原材料的尺寸技術(shù)參數(shù)應(yīng)進(jìn)行嚴(yán)格的檢測，如混凝土材質(zhì)標(biāo)號、集料粒度、鋼筋材料尺寸和孔徑等，然后，隨機選擇少量建筑材料帶至試驗室進(jìn)行測試，待確認(rèn)相關(guān)材料質(zhì)量無誤后，可將其投入使用。此外，在建筑物地基基礎(chǔ)施工環(huán)節(jié)，應(yīng)對所采用各種建筑材料的狀態(tài)、品質(zhì)進(jìn)行再次檢驗。在采用砂漿補強法時，還應(yīng)著重檢驗?zāi)酀{有無摻雜各種污物、或是泥漿粘度能否合格，而在使用地基加寬補強法時，應(yīng)高度關(guān)注檢驗鋼筋材料有無存在銹蝕跡象，去除表層殘余鐵銹，并均勻涂抹防腐蝕保溫涂層。

4.2 強夯法在地基基礎(chǔ)建設(shè)中的應(yīng)用

作為地基基礎(chǔ)施工的基本技術(shù)，強夯法通過對土壤進(jìn)行夯實處理，并搭配適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)設(shè)備使用，從而促使相關(guān)土壤固結(jié)技術(shù)效果的顯著提高，其實這個技術(shù)的應(yīng)用過程也正是對重力的一個合理運用，當(dāng)重力錘根據(jù)一定的距離進(jìn)行自然下降運動，并同時進(jìn)行對土壤的夯實處理，則土壤的凝固速度提高，而土壤的承載能力也會增加。在實施該技術(shù)操作的時候，根據(jù)不同的土壤特性進(jìn)行黏土性、砂土等，基礎(chǔ)施工階段的土壤使用效果一般較好，如果根據(jù)土壤中可能會產(chǎn)生的水分、游離水分的情況，使砂石地基回填作用進(jìn)一步加大，那么土壤也會顯得更加粘性較好，因此進(jìn)行了基礎(chǔ)施工階段對其進(jìn)行了填充處理，并在該階段對土壤的強度加以了控制，待后續(xù)打平之后，地面的均勻度能夠得以有效提升，從而也可以做到對各階段的地面沉降的問題集中控制，地基承載能力提升上層建筑的安全性得到了保證。

4.3 地基基礎(chǔ)灌漿加固技術(shù)的應(yīng)用

注漿成型加固工藝是我國建筑工程地基基礎(chǔ)處理施工中使用極為普遍的一種施工技術(shù)，具備實施簡便、投資費用高的優(yōu)勢，實施時需要根據(jù)地基的狀況，設(shè)置適當(dāng)?shù)拈_挖部位和鉆機位置，而后，利用鉆機等對地面進(jìn)行鉆孔，然后把配制好的水泥混凝土砂漿和黏合劑灌注在裂縫內(nèi)，并利用高壓裝置進(jìn)行施壓，使砂漿可以順利達(dá)到地面部位。地基和砂漿相互作用產(chǎn)生硬度很強的物質(zhì)，進(jìn)而改變原有建筑物的結(jié)構(gòu)，使建筑物的總體結(jié)構(gòu)安全性更高，建筑物品質(zhì)更加完善，相關(guān)的注漿成型的技術(shù)包括多種施工方式，施工人員可以按照現(xiàn)場的建筑現(xiàn)狀合理加以選用，以便提高工程地基的處理效率[5]。

4.4 提高施工人員的專業(yè)素養(yǎng)

地基基礎(chǔ)施工和加固技術(shù)是施工中十分重要的施工方法，對改善建筑物地基工程質(zhì)量，維護(hù)工程整體的穩(wěn)定性具有及其關(guān)鍵的意義，因此，施工人員必須針對建筑物地基的實際狀況，選用適宜的施工方法和加固技術(shù)，而相關(guān)單位需要進(jìn)一步完善基礎(chǔ)施工技術(shù)和加固技術(shù)的人才培養(yǎng)，在既有技術(shù)基礎(chǔ)上盡快培養(yǎng)相關(guān)專業(yè)人才從而實現(xiàn)突破和創(chuàng)新性發(fā)展，以此滿足市場的基本要求，從而促進(jìn)建筑施工企業(yè)的長效發(fā)展。

5 結(jié)語

綜上所述，建筑地基基礎(chǔ)是建筑物構(gòu)造的主要構(gòu)件，與施工過程和建筑物的安全、質(zhì)量息息相關(guān)，因此，工程加固處理技術(shù)在工程建設(shè)中具有非常重大的作用，它是整個工程建設(shè)的基石，是工程建設(shè)后期質(zhì)量穩(wěn)定的關(guān)鍵保障，地基基礎(chǔ)的建筑施工技術(shù)與加固工藝既關(guān)系到工程質(zhì)量，同時又關(guān)系到施工效益，其施工技術(shù)需要與工程建設(shè)、地質(zhì)條件條件、建筑技術(shù)特性等緊密結(jié)合在一起，才能最大限度的完善相關(guān)施工技術(shù)，從而助推建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展。