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中圖分類號:TU208文獻標識碼: A
前言:
隨著我國城鎮化發展步伐的加快,我國建筑規模每年以較高的比例增加,而受城市建設用地規模有限的問題的影響,能夠應用到建筑中的用地更為有限,這便成為我國高層建筑迅速發展的主要原因。高層建筑施工前設計人員要對施工現場進行詳細的勘探以根據勘探總結出的數據資料制定詳細的施工計劃并對高層建筑的整體結構進行設計,在設計過程中設計人員需要注意的問題是建筑物的縱向越高,其存在的質量風險就會越多,因而必須加強地基的設計,從而通過夯實的地基為高層建筑的施工及其后期的正常的使用提供質量安全。很多設計人員在對高層建筑地基進行設計的時候愿意引入傳統的地基設計方法,但其卻忽略了傳統地基設計中存在很多問題不適宜現代高層的建筑施工,因而在設計中設計人員需要結合傳統地基設計中存在的問題來總結新時期高層建筑地基設計中應遵循的問題并以此為基礎探究科學的地基設計方案。
1 傳統地基設計中存在的問題
1.1 馬鞍形反力分布存在問題
筏形與箱形基礎設計中,我國很久之前就已經規定了其內部與的比例應該在1.25至1.39的范圍內,如果低于或高于這個范圍都會造成地基的承受能力降低,同時穩定性也會有一定程度的損失。但是,地基上還存在著另外一種力,馬鞍性的土反力,這種土反力破壞了內部與外部之間的比例,導致其比例超過了規定的范圍,給傳統地基設計帶來了安全隱患。
1.2 均勻布樁產生的問題
高層建筑中的地基設計一般都是采用筏形和箱形的樁基構造,這是傳統地基設計使用的主要手段,這種構造是為了達到載荷與樁基抗力得到平衡,從而達到了高層建筑地基的穩定。但是這也同樣會產生一些問題影響高層建筑地基的設計,例如當樁距和樁長存在差距的時候會產生蝶形沉降,這會大大降低高層建筑的穩定性以及抗力性。另外,需要注意當載荷之間的差異增大的時候也會造成地基的異常。
1.3 基礎剛性存在的隱患
在傳統的地基設計當中很多情況下都忽略了基礎剛性的設置,這會導致沉降值增大,給高層建筑帶來安全隱患。例如,某地的高層建筑,當時地基設計時使用的是11.8米的雙層箱基,當時進行施工時并沒有考慮基礎剛性的問題,但是目前我們已經可以明顯看出,該建筑的沉降值明顯過大,已經超過了規定的范圍。形成這一現象的原因就是基礎剛性增大。
2 高層建筑地基設計應遵循的原則
高層建筑地基與普通建筑物地基在施工操作中存在一定差異性,這主要是由于高層建筑的特殊結構所決定的,高層地基的這一特殊性也決定了地基設計也應遵循自己的設計原則。
2.1 具體問題具體分析
高層地基的設計工作需要符合高層建設的實際情況,在進行地基設計時,設計人員需要針對不同建筑的不同地基結構堅持用具體問題具體分析的方式來進行設計工作,不可因為同為高層地基設計就照搬照抄其它高層建筑的地基設計,只有始終堅持地基設計符合該工程高層建筑結構才能使地基建設發揮最大作用。
2.2質量至上
地基是高層建筑的基礎,因此地基設計需要把地基質量作為根本設計目標,在設計過程中遵循“質量至上”的原則。此外施工安全以及地基建設過程中的環保節能也是地基設計工作需要考慮的因素,在保證地基質量的基礎之上盡最大可能降低施工成本是高層地基設計需要遵循的原則之一。
2.3地基設計需要符合建筑工地的現場施工條件
地基施工之前應先對建址的地下土質、水文等進行勘測,施工設計方案要確保施工過程中的各環節都能同當地的條件協調統一,只有設計出符合建址客觀實際條件的地基設計才是最科學合理的,因此在進行地基設計的過程中一定要尊重這些自然因素,不可人為忽略。
3 高層建筑地基的設計
高層地基建筑最重要的就是地基的設計和建設,一般來說高層的高度和地基的深度是成正比的。我們要根據所建設的地區的土地地質進行分析和設計,整理出粘土、粉土、細砂等物質的含量,再根據地質狀況進行設計。我們要先確定地基的孔位,根據地質特征將面積置換率、承載力系數和承載力特征值進行計算,得出樁距和樁直徑。設計好孔位再進行水泥粉煤灰碎石樁設計,計算其單樁承載力,根據其承載力制作圖表,如下表:
表(一)單樁承載力表
通過對該單樁承載力的計算,設計出高層的高度,由載荷能力計算出該高層地基的強度系數,通過系數調整樁長,使承載力達到最優值。同時還要進行沉降計算,也就是在建筑過程中,由于壓力使地基沉降的深度,要使壓力承受均勻。我們還要進行地基變形計算,在建筑過程中地基受壓變形,這個數值要控制在一定的范圍內,否則會引起安全隱患。
在地基設計過程中,要按照國家的規定進行設計,如《建筑地基基礎設計規范》等規范,這些事地基設計的依據。我們的高層的水泥粉灰碎石樁地基要在建筑承載力的基礎上,有效的減小形變。根據的復合模量公式計算出樁長短和工程設計的天然土壓縮值,這對于地基的承載力和形變都有一定的影響。
總結:
高層建筑施工中地基的夯實程度直接關系到建筑物的整體穩定程度,因而新時期建筑設計人員必須在總結傳統地基設計中存在的問題的基礎上加強對新的地基設計方案的探究以為高層建筑的整體施工及其后期的使用提供夯實的地基保障。本文從傳統地基設計中存在的問題、高層建筑設計應遵循的原則及高層建筑地基設計等三個方面進行了探究,希望其中較為合理的部分能為發展提供質量安全保障。
參考文獻:
[1]江棹榮.基于高層建筑剛性樁復合地基設計的應用研究[J].中華民居(下旬刊),2014,06:100-101.
前言
某供電局新建的第一個縣級 110 kV 變電站變電站座落在某縣某鎮場地自然標高為157.5~168.0 m,設計標高為 162.5 m。 變電站場地南面約占 40%面積為回填區,回填最深點達 5 m。工程于 2009 年 12 月開工,在 2010 年 4 月發現場地南側局部下沉變形,沉降幅度 5~10 cm 不等。經全面檢查,房屋、圍墻、設備基礎等建筑物沒有受到地基下沉的影響。由此查找沉降的原因,采取處理方法,并總結分析該站地基設計施工質量管理的有效措施。
1.沉降原因分析
1.1 換填不到位
變電站地基處理采用了換填法,就是將基礎底下一定范圍內的耕土挖去,然后用一定比例的石夾土分層充填,同時用機械方法分層壓、夯、振動,使之達到要求的密實度,成為良好的人工地基。對地基土層壓實還可采用強夯法(又名動力固結法)壓實,強夯法就是用 10~40 t 的重錘提到高處使基自由落下(落距一般 10~40 m)給地基以沖擊和振動,使土體變得更為密實,從而提高地基的強度并降低其壓縮性。 但由于回填深度達 4.5 m 左右,施工中壓實不到位,壓實系數達不到設計的 0.94,致使半年時間就出現較大的沉降。1.2 站內排水不暢變電站的排水溝因初期沉降變形部分堵塞,造成場地內積水不能及時排出,大量滲入回填土層,從而影響土體狀態,加劇了不均勻沉降的發生。
2.地基沉降的處理方法
2.1 設計施工的質量監督及沉降處理基本方法
2.1.1 變電站地基處理的常用方法
(1)換填法。換填法就是將原有的軟弱土層挖去。然后以質地堅硬、強度較高、性能穩定.具有抗侵蝕性的材料分層充填,同時以人工或機械方法使之達到要求的密實度。成為良好的人工地基。換土墊層法在電力工程中最常用。
(2)強夯法。又稱為動力固結法,是反復將重錘自由落下使土體變得更加密實,從而提高地基的強度并降低其壓縮性。
(3)注漿法。又稱為灌漿,其實質就是把某些能固化的漿液注入裂縫或孔隙,以改善各種介質的物理力學性質。
(4)振沖法。依靠振沖器的強力振動使砂粒重新排列,孔隙減少。另一方面依據振沖器的水平振動力,在加回填料情況下通過填料使砂層加密。此法亦被稱作“振沖置換法”或“碎石樁法”。
(5)用淺地基處理不能滿足上部結構荷載和變形要求, 或經技術和經濟比較更合理時。 可采用樁基加固處理。樁基可用于電力工程各類建筑物和構筑物的地基加固。變電站地基處理還可使用攪拌樁法、預壓法、擠密樁法、應用土工合成材料等等。
2.1.2 地基設計施工的管理及沉降處理方法
對地基基礎的設計施工應根據結構類型、荷載大小及使用要求,結合地形地貌、地層結構、土質條件、地下水物征、環境情況和對鄰近建筑的影響等因素進行綜合分析,做出地基的設計方案和施工方案,方案應從加固原理、適用范圍、預期處理效果、耗用材料、施工機械、工期要求和對環境的影響等方面進行技術經濟分析和對比,選擇最佳的地基處理方法。 選定處理方法后,進行必要的測試,以檢驗設計參數和處理效果。 如達不到設計要求時,應查明原因,修改設計參數或調整地基處理方法。
2.2 夏都變電站采用的地基處理方法
2.2.1 戶外場地
戶外場地面積大,主要是防止大面積深度沉降。在平整土地后,自然沉降一段時間(一般為一個雨季),待土壤含水最小時對沉降區域進行較大面積換填,換填物為土夾石,按 30 cm 一層分層碾壓,再平鋪碎青石。
2.2.2 站內公路
按沉降統計數據,待場區換填土后,對站內公路路基抽取觀測點觀察,進行場石換填,經設計校驗后使用混凝土墊層,使得站內公路即使處于回填區其沉降都能控制在允許范圍內。
2.2.3 高壓室、控制室及電纜地基
考慮土層含水量大,有一定的流動性,而地基承受荷載為不大的靜載。但考慮到沉降將嚴重影響電氣設備的安全運行采用了壓力注漿法處理地基。 即用純水泥漿通過三角形分布的注漿孔進行一、二次注漿,填充,滲透和擠密。排空水份和空氣,形成結構新、強度高、防水性能好的穩定整體基礎。
2.3 對沉降地基的處理
對站內所有的排水設施進行排查,有破損的立即修復,降雨時排水通暢,做到站內無積水,盡可能減少土層含水流動,防止發生較大面積不均勻沉降。對已經發生沉降的地基,再次采用換填法,切實做到分層碾壓,確保壓實系數達到設計的 0.94 以上。
3.變電站基礎工程質量控制的要點
引言
我國地域遼闊,每年都會頻發很多不可抗力災害。在廣大村鎮地區,房屋一般用砌塊砌筑,有的甚至為土坯房,房屋基礎薄弱,安全性不高,抗地震及洪水沖刷性能弱,由于常年地基基礎的不均勻沉降,房體出現局部開裂,甚至整面墻出現傾斜,對村民居住安全造成極大威脅。因此,對村鎮地區的舊房危房加以研究,對其地基基礎進行加固,使其滿足抗震及抗洪要求,提高農民居住安全等級,具有重要的現實意義。
1 村鎮房屋地基基礎病害種類及特點
我國在幾千年的農業文明中,村鎮自給自足,位置分散于全國各地,范圍極廣,地域環境條件相差較大。地基土具有明顯的地域特點,比如雜填土,淤泥質土、濕陷性黃土、膨脹土等。村鎮居民往往按照祖輩傳統方式并結合個人經驗或當地風俗搭建房屋,這樣的缺點是未對房屋周圍地質條件進行綜合的、專業的詳細調查,有的房屋甚至直接建于軟粘土地基上,山坡上,土質不均,地勢不平直接影響著房屋的質量和安全。建造的房屋往往會出現由于地基處理不當而造成房屋不均勻沉降,進而造成房屋墻體開裂等問題。地基基礎處理不當對房屋造成影響可歸結為以下幾方面[1,2]:(1)軟土地基蠕變滑移產生剪切破壞,導致建筑物傾斜:由于軟土具有天然含水量大,壓縮性高,承載力低的特點,如未經處理直接在上面建造房屋,則往往會由于軟土地基的承載力不足而產生漸進的積累變形,最終導致建筑物傾斜甚至倒塌。(2)地基不均勻沉降導致房屋墻體開裂:若房屋的地基土土質不同或密實度相差較大,在建造房屋時未進行有效處理,則地基將會產生不均勻沉降,進而導致房屋基礎產生不均勻沉降,最終引起房屋墻體開裂,對居住安全造成隱患。(3)房屋地基下沉量過大引起房屋下沉:由于房屋地基沉降量大,形成地勢洼地,雨污水不能及時排出。下沉過大,一般會伴隨產生不均勻沉降,導致房屋墻體產生裂縫,整體傾斜,嚴重的將造成房屋倒塌。(4)房屋地基土局部失穩,反射導致房屋基礎斷裂:地基土由于失穩產生滑動,基礎局部失去支撐,在上部建筑物荷載作用下發生斷裂,嚴重危及房屋安全。
2 村鎮房屋地基基礎病害原因分析
對村鎮地區進行實地考察,通過分析總結,將地基基礎病害歸因為以下幾個方面[3]:(1)在地基基礎上未施做底圈梁。村鎮地區,房屋建設相對落后,一般傳承祖輩傳統工法,且受地域經濟文化限制,很多村鎮,根本無設置底圈梁概念,建造的房屋整體差,容易產生各種裂縫和發生傾斜。(2)未進行勘察設計,選址不當。房屋建造時,未對地形地質進行綜合考慮,未進行勘察設計,房屋選址在軟土地基上,或選在山坡、丘陵、地震分割帶,泥石流影響范圍內等,這些都會對房屋安全造成潛在威脅。(3)地基土長期受水浸泡,承載力降低。房屋地基周圍排水設施不良,雨水不能有效排出,或地勢較低,周圍雨水向房屋地基周圍匯集,行成積水,常年累月,對地基土造成沖刷浸泡,承載力嚴重降低。(4)屋頂堆載或增層,造成上部荷載增加。居民日常生活中,經常在平屋頂堆放貨物或農作物,有的甚至在未經設計計算的情況下直接在原屋基礎上增層改造,造成底層墻體和地基承受過大荷載,最終導致地基承載力不足而產生沉陷,墻體開裂等病害。
3 村鎮房屋地基基礎加固方法
3.1 基礎注漿加固補強法
適用條件:適用于軟土等地基加固,通過注漿達到提高地基土體強度,從而有效控制房屋地基的不均勻沉降。
漿體材料:水泥漿、水泥砂漿、氫氧化鈉溶液等。
施工要點:在原基礎開裂位置鉆孔,在沿條形基礎縱向上,布置不少于2排的鉆孔,分段施工間距控制在1.5~2.0m。注漿管的直徑宜選用2.5cm,鉆孔時鉆進方向與水平面間的夾角宜θ≥30°,這樣有利于漿液流動。鉆孔孔徑應比注漿管外徑略大,約為28mm,注漿壓力為0.1~0.3MPa[4],影響半徑0.6~1.2m。
3.2 加大基礎底面積加固法
適用條件:適用于埋深相對較淺的獨立基礎、條形基礎,對于原房屋的地基產生不均勻沉降,沉降量過大或基礎面積不足,房屋加層擴建的情況,也適用。
加固材料:在原基礎四周加設混凝土或鋼筋混凝土套。
施工要點:在施工前,應將原地基基礎面鑿毛,灑水濕潤。對增加的面積部分,關鍵要保證增加的基礎及原有基礎要協調變形,這樣才能形成有機整體,可采取的措施是在新增加面積部分的地基上設置與原地基上一樣材料及厚度的墊層。
3.3 坑式托換法
適用條件:適用于房屋增層、屋頂增加荷載,上層地基土土質較好及地下水埋深較深的情況。
托換材料:混凝土。
施工要點:應在原有房屋基礎下采取分段、分片、分層、對稱、間隔開挖,每段開挖長度宜為1.2m左右,開挖過程中應加強對坑壁的支撐圍護,開挖須滿足設計深度,以設計持力層為準。開挖至設計持力層,驗收合格后進行坑內混凝土澆筑,直至澆筑距原基底8cm處停止澆筑,待養護一天后在空隙部位填充補償收縮水泥砂漿。
3.4 壓入樁加固法
適用條件:對于原有建筑物地基強度低,受力條件不佳,地質條件差等情形,可用壓入樁法對原地基土進行加固。
樁身材料:鋼筋混凝土或鋼結構。
施工要點:在施工過程中壓樁須保持豎直,不可形成偏心加壓情
形,對于單根樁,壓入時宜一次完成,中途不得停止,封孔時,樁頂應采用補償收縮混凝土。
3.5 灌注樁加固法
適用條件:村鎮砌塊房屋由于地基土質不良(如軟黏土、淤泥質土等),地基承載力不足導致房屋沉降過大或沉降不均的地基加固。使用沖擊鉆或旋挖鉆成孔,灌注混凝土,在基礎下方直接托換,提高地基承載力。
樁身材料:素混凝土或鋼筋混凝土。
施工要點:鉆機安裝平整,鉆進過程中受力均勻,平穩,鉆孔深度達設計深度時,應及時進行清孔,清孔后應及時吊放鋼筋籠并快速澆筑混凝土,成樁后,樁身混凝土強度達到設計強度后,鑿除樁頂浮漿層再與承臺連接牢固。
3.6 樹根樁加固法
適用條件:適用于大多數不良地基土的加固處理。樹根樁顧名思義,形狀如樹根,本質屬于微型鉆孔灌注樁,通常由多束不同傾斜度的樁束組成。
主要材料:水泥漿液、水泥砂漿。
施工要點:樹根樁的樁身直徑一般選15~30cm,樁長小于30m,鉆機成孔,間隔施工,鋼筋籠應整根吊放,注漿應一次完成。
4 結束語
文章通過實地調研,總結了村鎮房屋的破壞類型及特點,重點研究了村鎮房屋的地基基礎加固方法及技術,提出了適用于村鎮房屋地基加固的切實可行、經濟合理的加固方法,為廣大農村地區的低矮房屋地基基礎加固提供了切實可行的設計及施工依據。
參考文獻
[1]葉耀先.《國家中長期科學和技術發展規劃戰略研究》第11專題:城市發展與城鎮化科技問題研究,第10課題研究報告[Z].2004.
[2]葛學禮,朱立新,李永紅,等.自然災害對村鎮建筑的破壞與防御[J].中國減災,2001,11(1):38-42.
1 軟弱地基橋梁和涵洞質量問題產生的原因
近年來,由于經濟建設工作的實際需要,以及城市交通壓力的逐年加劇,我國日益加大了橋梁工程的建設步伐。目前,在橋梁工程施工中,橋梁和涵洞軟地基基礎施工是得到橋梁專家和社會廣泛關注的關鍵問題之一。其存在的質量問題主要表現為:軟地基基礎部分經常發生局部開裂、整體不均勻下沉,甚至有時會出現橋體全部倒塌等現象。因此,全面的分析和總結出橋梁和涵洞軟地基基礎施工產生質量問題的原因是十分必要的,其所具有的意義也是很深遠的。
①在橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,由于遭受橋梁工程設計部門水平和專業程度的限制,設計人員往往難以對于持力層處理作出合理的預估,也就客觀的造成了設計圖紙存在某些方面的弊端與失誤,進而導致施工工作難以有序的進行。在橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,如果存在基底處理達不到設計要求標準的現象,以及引發承載方面等問題,都極有可能為給橋涵工程的施工留下較大的質量與安全隱患,這是必須及時得到改進與完善的。
②一般情況下,施工單位在實際工作中,只是將管理和監理重點集中于橋梁的主體部分施工,而對于以下附屬工程項目,以及相關工程項目的質量控制重視程度不夠,這也就客觀的造成了橋梁工程施工單位有時會忽略了附屬工程項目的有效質量管控,有時會引發橋涵局部排洪不暢,或水浸泡橋梁、涵洞的嚴重質量問題。
③在橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,對于工程項目的勘察設計工作有誤。在中原地區,軟弱土包括淤泥、淤泥質土、沖填土、雜填土及飽和松散粉細砂與粉土等現象也是屢見不鮮,這與橋梁工程施工設計工作缺乏有效的監管是有很大關系的。目前,我國各省市及地區的橋梁工程主管部門由于人員匱乏、力量薄弱等因素影響,對于橋梁工程勘察設計的監管力度遠遠低于國家相關法律、法規的具體要求和規定。
2 橋梁和涵洞軟地基基礎施工中應注意的事項
在現代橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,尤其是在部分跨度加大、施工環境較為惡劣的橋梁工程施工中,軟地基基礎施工是施工中所面臨的主要技術問題與難題之一,必須引起施工單位與相關技術人員的高度重視,進而制定相應科學的應對措施與方法,以保障橋梁工程軟地基基礎施工工作的順利進行。橋梁和涵洞軟地基基礎施工中應注意的事項表現在很多方面,具體表現在以下幾個細節部分:
①橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,軟地基基礎施工一定要特別注意保證地基部分的強度,及地面排水措施的建設,確保開挖土體不受雨水等外界流水的沖刷,并盡量減少雨水滲入坑內。如果軟地基沒有認真做好相應的防水措施,一旦有雨水流入坑內,就必然會影響到軟地基基礎施工的整體作用與效果。在橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,有效、合理的排水措施可以在短時間內排除軟地基內流入的雨水,確保軟地基基礎施工所應用的各類建筑材料減少受雨水的腐蝕與破壞程度,進而保證橋體的整體強度和荷載能力,這是橋梁工程竣工驗收中質量檢驗的基本內容之一,必須得到足夠的重視和有效的技術保障,否則很可能造成一定的人員傷亡和經濟損失。
②軟地基基礎施工過程中,從軟地基中挖掘出的土方應及時拖放倒指定的位置,并保證軟地基部分土層回填有充足的軟土。同時,橋梁工程中需要使用的鋼筋、水泥、混凝土、沙子等基本建筑材料和部分大型的施工機械也不宜長時間放在軟地基的坑邊,施工單位要應盡量將其放置于距離軟地基較遠的地方,以保證各項施工工作的順利進行,不受到客觀因素的阻礙和影響。另外,軟地基基礎施工中挖掘出的土方、建筑材料與機械也會不同成都的對軟地基周邊的土層造成一定的壓力,因此,應盡量減少軟地基內部與周圍的地面荷載,確保軟地基基礎施工的順利進行。軟地基基礎施工對于天氣條件的要求也是比較高的,應盡量避開陰雨天氣,以利于軟地基基礎的迅速凝固,進而防止軟地基基礎部分出現裂縫、斷裂等施工質量問題。
③在橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,軟地基基礎施工的關鍵環節為支護結構的建設與利用,軟地基基礎部分在施工中必須有一定強度的支護結構對其進行有效的保護,否則此施工環節的工程質量是難以得到保障的,甚至會造成施工工作的終止或暫時停工等問題。目前,國內橋梁和涵洞軟地基基礎施工中,軟地基基礎部分的支護結構主要采用鋼筋混凝土的施工工藝和技術形式,這樣不但可以有效保證支護結構的強度和耐腐性,而且也避免了建筑材料的浪費,作為支護結構的材料還可以循環利用。在軟地基基礎施工支護結構建設過程中,一定要高度重視施工的質量,并適當的添加有效地工程監理機制和質量管控體制,因為軟地基基礎的支護結構不但關系到橋梁工程地基部分的強度和硬度,更關系到橋梁的整體質量和使用年限等問題。如果軟地基基礎施工中,支護結構施工難以達到相關質量標準,必然會影響到整個橋梁工程建設項目的施工進度與質量,甚至會釀成較大安全事故。
建筑施工中地基施工的特點
1.隱蔽性
建筑工程施工中很多之前的工序被后來的工序所覆蓋,二者以復雜的銜接方式相互聯系,所以,使施工工序質量呈現隱蔽性的特點。這種隱蔽性在監察工程質量過程中增加了一定的難度,為監察部門對于工程在基礎工程工序上監察工作提出了更高的要求,尤其加強對隱蔽性的施工進行監管。
2.多發性
由于地基的基礎設計缺陷或者施工過程出現問題,導致地基不牢,引發許多房屋倒塌以及人員傷亡的事件,所以,在工民建工程地基施工過程中,提高有關地基的施工技術能力顯得尤為重要。
3.嚴重性
如果建筑工程完工之后才發現在地基的基礎工程方面存在的問題,無論是勘察的問題,地質問題還是施工的問題,都會使地基失去應有的穩定性,對地基的基礎工程的質量產生直接影響。而這種地基質量缺陷是無法進行彌補的,對人的生命以及財產構成威脅,一旦出現倒塌或者下陷等問題,造成巨大的損失必然會超出建筑工程地基的基礎施工的成本。
4.復雜性
我國的土質類型多種多樣,包括凍土、淤泥以及雜填土等許多不適宜作為地基的土質,在建筑工程地基基礎的工程勘察工作中帶來了不小的麻煩,為了克服這種困難,對工程技術人員的要求隨之提高。
地基處理技術在建筑施工中的應用
1.CFG樁的運用
我們平時所說的CFG樁也就是水泥粉煤灰碎石樁,主要是由碎石、石屑、粉煤灰摻水泥加水攪拌后,再用專用成樁機械制成的可變強度樁,是一種介于剛性樁與柔性樁之間的一種樁型,可利用工業廢料粉煤灰和石屑作摻和料,可有效降低工程造價。CFG樁的適用范圍很大,在砂土、粉土、粘土、淤泥質土、雜填土等地基都可以使用。根據工程實際情況,CFG樁常用的施工工藝包括長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料成樁;振動沉管灌注成樁和長螺旋鉆孔灌注成樁。長螺旋鉆孔、管內泵壓混合料灌注成樁適用于粘性土、粉土、砂土,以及對噪聲或泥漿污染要求嚴格的場地;振動沉管灌注成樁適用于粉土、粘性土及素填土地基;長螺旋鉆孔灌注成樁適用于地下水位以上的粘性土、粉土、素填土、中等密實以上的地基。
2.人工成孔灌注樁
人工成孔灌注樁主要使用于民用和工業建筑中的粘土、含砂量少、粉質粘土和石粘土層,并且地下水位比較低的工程中。把房屋建筑工程的基礎設計為人工成孔的灌注樁,樁徑一般是800~1000mm,擴大頭是800~1600mm,根據施工的圖紙和對地質的勘察報告進行施工。施工的流程是放基礎軸線、挖樁、釬探、驗槽、下鋼筋籠,最后對樁混凝土進行澆筑。
3.振動沉管灌注樁
一般在多層房屋樁基礎中,振動沉管灌注樁有很大的占有比例,一般是應用在軟土基的地區。振動沉管灌注樁在房屋建筑中是比較常用的一種地基處理施工技術,主要的施工流程是先利用錘子對設備進行擊打或振動,把帶有鋼筋混凝土的樁尖或者把帶有活瓣式樁靴的鋼管沉入到土里,造成樁孔,然后再把鋼筋骨架放進,澆筑混凝土,接著把套管撥出來,利用在拔管時振動把混凝土搗實,這樣就會形成所需的灌注樁。
4.旋挖鉆孔灌注樁
旋挖鉆孔灌注樁主要適用于一些粘性土和砂性土,也適用一些強度比較弱的風化巖。旋挖鉆孔具有成孔速度比較快、勞動強度比較低、精度高等特點,在施工的過程中不需要太大的空間,在公路、橋梁樁基的施工中被廣泛的使用。主要的施工方法就是先測量放線、然后完成成孔作業,接著是安裝鋼筋籠和導管、最后用導管對混凝土進行灌注,在進行水封之前要先復測孔深,如果沉渣的厚度不符合規定時要及時進行清孔,達標后進行灌注水封混凝土。
5.灰土擠密方法
灰土擠密方法的原理就是運用孔里面深層的夯實方法施工工藝,采用沉管法成孔或沖擊成孔,在孔的中分層用夯錘分層次的進行夯實灰土最后成樁,在反復夯擊的過程中讓樁徑不斷地擴大,最后與樁間的部分土組成了復合型的地基。復合型地基的主要目的就是使濕限性的黃土打孔的結構得到改變,把地基土濕陷性進行消除,從而減小了地基土變形和提高了地基土承載能力。從分析的結果來看,灰土擠密處理后的復合地基的承載能力是原來天然地基的2~7倍,因此,這種方法技術具有一定推廣的意義,主要適用在濕限性的黃土地區的房屋建筑施工上,如果不是黃土地區,那么它的效果將不夠明顯。
隨著當前社會發展的不斷加快,在建筑施工的過程中是采用相應的技術手段進行分析與總結的過程,其在施工中,利用各種先進的施工手段和控制措施進行管理,在建筑施工的過程中,避免不了由于人為或者自然因素所形成的各種建筑缺陷。這就使得當前建筑工程在施工的過程中對各種病害的處理手段和處理方式也在不斷的完善,在施工的過程中,人為影響是建筑物并還出現的最主要的方式,其在施工的過程中要建立健全各種完善的管理措施和規章制度,保證建筑工程施工過程中的各個環節和施工要素進行完好統一的施工模式。其主要的形式是由于場地勘察,設計、施工、使用和維護管理等方面的不當所造成的,這些人為因素是造成當前建筑物缺陷的關鍵,但是其在施工的過程中是最容易被控制的過程。
一、建筑物發生裂損,傾斜的原因分析
1、設計工作的失誤
在建筑工程施工和設計的過程中,對當前環境認識的不夠完善,對各種設計方式和設計手段的應用不夠準確。可綜合考慮節能和隔聲的圍護結構主要有外墻,外門、窗等,利用相關的是技術手段對建筑工程中的各個方面進行嚴格的控制和設計。由于設計者在建筑物設計的過程中對施工環境和施工技術方法認識的不夠,設計工作失誤:許多設計人員對地基基礎問題的重要性認識不足,使得在設計的過程中吧各種復雜的問題采用簡單化的方式進行處理,是的當前建筑施工的過程中,各種缺陷不斷的涌現。據建設部1993~1996年的重大工程事故統計,由于建筑設計過程中出現的的失誤問題使得建筑物在施工和控制的中事故較多,成為當前建筑施工總數的比例不斷的增大。
(1)建筑物基礎設計時,沒有掌握地基土性,缺乏認真方案比選、專家論證,采用的基礎形式不當而發生事故
(2)在深厚淤泥軟土地基上,錯誤選用沉管灌注樁、沉管夯擴樁等基礎形式,經常發生縮頸、離析、斷樁和樁長達不到持力層等事故。
(3)在填土、軟土或濕陷性黃土等厚薄不均地基上,采用條形或筏板等基礎方案,導致建筑物傾斜。
(4)采用強夯處理地基時。由于夯擊能量不足,影響深度達不到加固深度的要求,沒有消除填土或黃土的濕陷性,如果建筑物在使用過程中地基浸水,必然造成建筑物下沉、傾斜或裂損。
(5)對于欠固結的填土、淤泥等軟土地基,地面大量回填堆載,采用樁基方案時,如忽視負摩擦力的作用與計算,常發生布樁數量不足,導致樁基過量沉降、斷樁等嚴重事故,使建筑物開裂或傾斜。
(6)同一棟建筑物上選用兩種以上基礎形式或將基礎置于剛度不同的地基土層上,易發生嚴重事故。
(7)對于軟土地基或建筑物形體復雜、高度變化較大時,必須按照變形與強度雙控條件進行設計,以確保建筑物的整體均勻沉降。如只做強度驗算,將會使建筑物發生不均勻或過量沉降。
(8)設計人員不熟悉或沒有認真學習、掌握國家頒布的現行有關技術標準。等等。
2、施工方面的失誤
(1)基礎工程施工質量低劣:施工部門偷工減料,弄虛作假,隨便減少配筋,降低混凝土強度等級,采用劣質鋼材乃至縮小基礎尺寸,減少基礎埋深,基礎施工放線不準確等。
(2)地基處理方面的原因:目前地基處理手段多,這方面的問題也很多,如樁端未進到設計持力層;樁徑未滿足設計要求;強夯未達到有效的影響深度;振沖碎石樁未達到振密效果;檢測手段不合理或未能正確反映實際情況等等。
(3)地下開挖引起地面建筑物的裂損:城市由于修建地鐵、地下街等地下建筑物,或者礦區開挖采礦、采煤巷道引發地面沉降,造成地面建筑物的下沉、開裂、傾斜等損害。
(4)相鄰深基坑施工引起建筑物的損壞:在高層建筑基礎工程施工中,由于深基坑的開挖、支護、降水、止水、監測等技術措施不當,造成支護結構倒塌或過大變形。
二、裂損,傾斜建筑物治理方案的制定
1、制定建筑物正式糾傾扶正和加固方案時,應當充分掌握并具備以下各項條件:業主的要求和建筑物重要程度;實際傾斜和開裂情況;建筑物糾傾時是否有人居住,周圍環境條件;地基土質和新補充的勘探資料;基礎的損壞情況;原建筑物發生傾斜原因的分析結論;原建筑物檢驗鑒定結果及糾傾可行性的報告;經現場試驗驗證的糾傾技術的可行性;與糾傾工程有關各方的協議書等。
2、制定糾傾扶正和防復傾加固技術方案,要在有經驗的專家指導下,進行反復分析比選。承擔糾傾工程的技術主管應當充分熟悉各種糾傾方法,并對其適用條件有正確判斷。
三、建筑物糾傾加固的施工技術要點
根據糾傾工程設計方案應編制施工計劃,并要注意以下內容:
1、對整體剛度較差的建筑物,糾傾施工前先進行破損部位或建筑物整體的加固施工,防止建筑物在施工時發生倒塌。
2、要考慮建筑物地基在糾傾施工時可能產生的附加沉降,并估計糾傾后建筑物地基可能持續的變形(即滯后的回傾量),在糾傾施工時及施工后要加強現場觀測,并要采取有效的處理措施。
3、施工前要對相鄰建筑物及地下設施進行一次檢查或測量,要與對方協商或簽訂協議,采取必要的保護措施。
四、防復傾加固技術
為了防止糾傾后建筑物再度傾斜,應在糾傾施工前或施工后,進行防復傾的加固。防復傾加固有以下幾種常用的方法:
1、抬墻梁法:采用預的鋼筋混凝土梁或鋼梁,穿過原房屋基礎下,置于基礎兩側預先做好的鋼筋混凝土樁上或支護墩上。
Abstract: in the process of the construction of water conservancy and hydropower engineering, foundation construction is the whole construction work is the most important a work, and also one of water conservancy and hydropower construction project important part of it. So, in the processing of the necessity of the shall strengthen the attention, in construction, must to guarantee of the firmness of foundation construction and safety, based on their own experience, the water conservancy and hydropower engineering foundation construction technology are expounded, and everybody discusses together.
Keywords: water conservancy and hydropower projects; Foundation construction; Technology exploring
中圖分類號:TV212文獻標識碼:A文章編號:
【正文】:工程建設對于地基可以按照底層的性質分為兩類,一是軟基,二是巖基。但是由于建筑物對于地基的要求都各有不同,那么相對處理地基的目的和方法也有著不同之處。對地基進行開挖是施工中最為常見的處理方式,但是受到一系列的外在客觀條件因素的影響而受到諸多方面的限制,例如工期時間緊和開挖的現場條件以及施工機械設備等。地基的處理還需要根據工程對地基的處理要求,采用更加有效的方法進行施工處理。
一、水利水電工程基礎施工的要求
在建設施工的過程中,對于基礎施工的要求,筆者總結認為主要有以下幾點:①應當具有相應的具體施工圖紙和地質勘察報告等相關文件和資料,并且需要掌握施工區域具體的地質情況;②在對土方開挖之前,需要根據相應的施工方案要求,將施工現場或者施工區域相關妨礙施工的已有物體進行妥善的處理;③如果是在山區進行施工,在施工之前應當先了解施工現場的底層巖性和地形地貌以及地質構造等,對于隱性危險進行相應的處理;④施工中所利用的施工機械在經過現場道路或者橋梁等地點時,應當事先在經過路段做好加寬以及加固等準備性工作;⑤測量放線的定位控制線、水準基準點及基槽的灰線尺寸,必須復核,符合設計要求,并辦理預驗手續,且應妥善保護及經常復測;⑥對于施工場地需要進行清理,保持干凈平整,施工現場的表面坡度應當符合設計要求的排水坡度和臨時排水設施。
二、水利水電工程基礎施工的注意事項
在水利水電施工的過程中,對于基礎施工作業方面我們需要做好注意事項,其主要有以下兩點:
①對于基礎比較淺的情形,在不用放坡的情況下,這時施工首先就需要沿著進行測量的基準灰線直邊切割出來一個槽邊的輪廓線,而后對作業面予以一一的展開。對于地下水位的降低和地面排水系統的建造, 這二個工程都需要結合當地工程地質資料、挖方尺寸等條件予以考慮, 這樣就可以進一步的預防地基土結構被破壞。
②需要保證地基與基礎的強度能夠足以承受建筑物上的全部結構荷載。為了滿足這一條件, 基礎的耐久性、防潮性、耐侵蝕性和抗凍的能力都需要充分滿足要求。除此之外, 為了確保地基穩定, 必須讓地基和基礎有足夠的工作面。地基變形值的范圍也應該在許可的參考值數之內,這樣才不會引起建筑物的開裂、傾斜或者標高產生相應的變化等等。
三、水利水電工程基礎加固
(一)混凝土及鋼筋混凝土灌注樁施工
混凝土及鋼筋混凝土灌注樁(簡稱灌注樁),是直接在樁位上成孔,然后利用混凝土或沙石等材料就地灌注而成。與預制樁相比, 其優點是施工方便, 節約材料, 成本低; 缺點是操作要求高, 稍有疏忽,容易發生縮頸、斷樁現象,技術間隔時間較長,不能立即承受荷載等。灌注樁的成樁技術日新月異,其成樁施工法主要有:
首先,鉆孔灌注樁。鉆孔灌注樁是先在樁位上用鉆孔設備進行鉆孔,然后灌注混凝土。
其次,挖孔灌注樁。隨著建筑工業的發展,小直徑單樁和群樁基礎在承受大荷載或滿足沉降要求等方面已受到一定限制, 大直徑灌注樁已被許多國家廣為采用, 其直徑為1 ~ 3m, 樁深20 ~ 40m, 最深可達6 0 ~80m。每根樁的承載力可達10000~40000kN。大直徑樁可采用機械挖孔灌注和人工挖孔灌注,
最后,打拔管灌注樁。打拔管灌注樁是利用與樁的設計尺寸相適應的一根鋼管,在端部套上預制的樁靴打入土中, 然后將鋼筋骨架放入鋼管內,再澆筑混凝土,并隨灌隨將鋼管拔出, 利用拔管時的振動將混凝土搗實。此外,也常用振動灌筑法,即鋼管上端與振動沉樁機剛性連接,下端裝有活瓣的樁尖,并在鋼管的上部開有加料口,利用振動力將鋼管沉入土中。當沉到設計標高后,停止振動,用上料斗將混凝土灌入鋼管內,然后再開動沉樁機、卷揚機拔出鋼管,邊振邊拔,從而使樁的混凝土得到搗實。
(二)鋼筋混凝土預制樁施工
鋼筋混凝土預制樁有實心樁和空心樁兩種。空心樁為管樁,由預制廠用離心法生產而成,樁體強度較高,可達C30~C40級,外徑多為400~500mm;實心樁大多在現場預制, 為方便預制, 截面多為2 0 0 m m ×200mm~550mm×550mm的正方形。樁長不得大于樁斷面邊長或外徑的50倍,為方便運擂和施工,單根樁長一般不超過30m。
四、截滲處理
由于受到地下河道和地下水位的變化,對于河堤、大壩以及建筑物的地基都產生不同程度的負面影響,如果影響嚴重的話對于地基建筑物而言無非是一個嚴重的破壞,在一定程度上會造成其出現滲透和變形的現象,對于建筑物的安全性有著極其嚴重的威脅。那么,對于這種情況,我們在施工過程中應當采取哪種有效措施進行改變。筆者認為最有效的處理辦法就是將滲流的通道進行有效的階段制止,具體的操作實施辦法有以下幾點:
(一)防滲墻
防滲墻是修建在透水地基中的地下連續墻, 可用于壩基、河堤的防滲加固。根據成墻材料和成墻工法的不同, 常見的有塑性混凝土防滲墻和水泥土防滲墻。
(二)高壓噴射注漿
高壓噴射注漿是利用鉆機把帶有特制噴嘴的注漿管鉆進至土層的預定位置后,用高壓泵將水泥漿液通過鉆桿下端的噴射裝置, 以高速噴出, 沖擊切削土層,使噴流射程內土體破壞, 同時鉆桿一方面以一定的速度(20r/min)旋轉,另一方面以一定的速度(15~30cm/min)徐徐提升,使水泥漿與土體充分攪拌混合,膠結硬化后即在地基中形成具有一定強度(0.5~8.0MPa)的固結體,從而使地基得到加固。
【總結】:建筑過程中建筑物的基礎不牢固對于建筑物可能會有致命的影響。所以,我們作為水利水電工程的從業者,在工程項目施工的過程中對于基礎施工工作一定要有著高度重視,在后期的工程建設中確保建設處牢固以及安全性高的樹立水電工程。
參考文獻:
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[2]連宇,王軍,連華. 聚丙烯纖維混凝土在水利水電工程中的應用[J]. 水利科技與經濟. 2010(04)
Abstract: because of the soft soil foundation intensity is low, in some construction, the soil structure easy because construction of confusing and lead to the destruction of the structure by certain, and with China's high-rise buildings of the growing, for the settlement of foundation and strength requirement also increasingly, so for the processing of soft soil foundation are particularly important. This essay, taking as the major highway construction are introduced in this paper present the soft soil foundation treatment method of characteristics and practical, and combined with the engineering practice of the soft soil base used in the actual situation of processing technology, to present a summary of the processing time need focus on some of the factors.
Keywords: building engineering; The soft soil foundation; reinforcement
中圖分類號:K826.16文獻標識碼:A 文章編號:
引言
隨著社會飛速的發展,我國在基礎建設上面花費了很大的人力和財力,建筑行業得到了飛速的發展,尤其是在公路建設方面進行了大規模的建設。但是建筑業的飛速發展也給地基和基礎工程施加了不少技術性難題,例如在實際生活中,一些建筑工程就會不可避免的遇上地基經過軟基地質的情況。由于軟土地基具有容易變形,強度較低,固結較為緩慢等特點如果在施工過程中沒有得到很好的處理,那么以一旦由于承受壓力過大發生地基沉降,就會導致地基上建筑物不同程度上的損壞。基于此研究背景,本文提出并進行了軟土地基處理方法及其技術的分析,并且結合實際對軟土地基在處理時候所涉及的一些因素進行了分析。軟土地基對于建筑的危害性很大,如何處理好軟土地基已經是建筑業所面臨的一個重大難題。
軟土地基處理技術的發展歷程及其應用
1.軟土地基處理技術的發展歷程
我國已經進入了大規模的經濟建設時代,對于地基與基礎工程的要求也越來越高,一方面給其提出了大量技術性的難題但是另一方面也極大的促進了地基基礎工程的發展,并且促使我國的工程師在這一領域取得了巨大的成績和突破性的進展。近幾年來說,我國的地基處理技術已經逐步成熟,所研發的技術能夠符合我國特殊地質和特殊工作環境,與此同時,我國也積極引進國外先進的軟土地基處理方法及其技術并且將其改造和發展成適合本國國情的軟土地基處理技術,并且有的在中國建筑中已經得到了實際的應用,例如股揭發和沙莊鋪設法等等。
2.軟土地基在實際生活中的應用
由于軟土地基的特殊性,例如超限沉降,在軟土上面修建一些路基或者是橋涵之類的構造物容易出現壓縮、沉降、化纖或者是坍塌等危害性大的現象,我國工程師在防止路堤失穩、沉降觀測控制、軟土地基處理技術等方面取得了很大的成就。
2.1表層處理法。表面處理法主要是應用于地表面非常軟弱的情況下。此種方法主要是利用排水、敷設或者是增添一些材料等等,來提高地面的強度,避免地基發生局部的剪切變形,能夠確保施工進行機械作業的同時能夠將填土荷載均勻地分布在地基上面。屬于這一類的處理方法的主要有:表層排水法、砂墊層法、敷設材料法以及添加劑法等等。
2.2置換法。主要是通過一些較為優良的土質來代替那些軟弱土,以此來確保填土的穩定性以及沉降量的減少。采用這類方法的主要是兩種:一種是人工挖掘置換,另外一種是強制置換。就現在得工業發展水平而言,實施兩種置換法都是較為容易的事情,并且在短期能夠達到所要求的目的。但是人工挖掘置換較為可靠。所采用的優質土最好是收到水浸液不會降低承載力的粗粒土,但是注意在施工時候要進行充分的壓實。
2.3加載法。加載法主要是為了增強施工地基的強度,以免今后在填土上面的構造物由于軟土地基的沉降發生有害沉降而導致路面的破壞等等。而促使地基發生固結沉降的方法主要有一下幾種:
在地基上增加總壓。一般來說,是在填土荷載時候采用填土加載法。
減少土中的間隙水壓一次來提高有效應力法。通過井點、豎井等來降低地下水,并且在其地表面鋪砂一次來覆蓋不透水膜以此形成真空并且依靠大氣壓的加載來促進固結的大氣壓加載法。
在采用填土加載法的時候要密切關注地基的穩定狀態。但是降低地下水和大氣壓加載法就不必考慮到地基是否會遭受到破壞,但是由于考慮到該方法所使用的工程費用較大并且軟土地基的特殊性及適應性的限制一般都很少單獨采用以上方法。
2.4豎向排水法。在一些需要改造的軟土地基中例如粘性土地基中插入一些垂直放置的排水管。這樣可以縮短排水的距離,加快軟土地基排水固結的速度,加強其的抗剪強度。根據所使用的排水柱的材料的不同可以分成沙井以及紙板排水這兩種。
軟土地基在進行處理時候需要著重考慮因素
在實際的對于軟土地基的施工過程中,處理時候仍舊需要注意一些影響因素較多,主要有一下幾點:
1.在做地基處理時要注意施工所在的土質條件。例如粘性土質一般采用的是壓實法,在建筑施工采取處理方法的時候要注意對其的擾動盡量要小。而沙質土的流動性較大則采用的是紀實砂樁法或者是震動壓實法來減小沙質土發生液化的可能性。
2.建設地基的組成情況。一般來說,如果軟土基層相對較淺的話,只要進行相對簡單的地址表層處理。重要的建筑基礎則是采用的開挖填法措施。如果軟土層相對較厚例如5—6米以下的濕陷性軟土層則是采用荷載強壓法、置換表層法等。對于一類的軟土層較厚且無砂層的實際工程中,由于其固結和沉降所耗費的時間較長,一般情況下則是希望能夠很快的排水,加快固結速度所以一般采用垂直排水法,或者是石灰樁法。
3.施工周圍的環境。在建筑施工的過程當中,一般會對周圍的環境產生影響,例如在處理地基的施工過程中機械的施工作業很容易就導致震動、噪音或者是地下水的變化。
總結
本文主要通過一些實例淺析了軟土地基處理的一些方法以及在處理時候應該注意的因素,隨著中國經濟的發展,中國的工程建設在其經濟建設發展中起著越來越重要的角色,然而工程建設的地基建設則是整個工程中最基礎也是最重要的一項。若是出現一些地基沉降等問題可能會導致整個建筑安全的重大問題,雖然我國的建筑工程中對于軟土地基的處理技術日益成熟,但是仍舊存在著一些問題。文章中所提出的一些方法及因素可以供相關工程進行參考,但是在實際操作過程中,仍舊要結合實際情況不斷的總結自己的施工經驗,積累更多關于軟土地基處理技術的相關知識,這樣才能使建筑工程的質量得到更好的保障。才能使得我國經濟建設得到平穩快速的發展。
參考文獻:
地基質量關系著建筑物的整體安全,只有通過合理的設計,才能滿足工程建設需要,起到穩定建筑物的作用,在地基設計施工時,一定要按照化要求,合理組織工程設計和施工,確保工程質量,避免出現工程事故,如果出現事故,則事后補救就會出現困難,影響了工程進度,增加了成本投入。
1.1 地基設計要求
地基設計要牢牢把握好幾個主要原則,要根據施工現場情況,做好地質、環境調研,力求實事求是、因地制宜、就地取材,充分滿足當地環保要求,使能源利用更加充分、資源使用不增加浪費;施工現場巖土情況,需要通過大量的測驗形成工程勘察綜合參考資料,用科學精確的數據指導設計,設計時,需要全面的考慮建筑結構類型、材料選擇與施工條件等因素各類因素影響,通過全面精心的設計,實現技術與工藝的有機融合,設計方案可操作性,形成安全適用、技術先進、經濟合理的方案。通過實踐總結,進行地基設計時,需要嚴格把握好如下幾個方面:一是基礎底面單位面積壓力一定要小于地基允許承載力,這樣才能保證最大承載力,使建筑更加穩固;二是建筑物沉降值一定要小于允許變形值,這樣在地進行地面部分建設時,才能確保堅固;三是地基無滑動危險,實現與地層的牢固接觸。在進行設計時,需要充分考慮到地面部分建筑物的大小,這樣就能夠科學合理的計算出地基承載強弱參數,所以說,地基設計時,一定要從這三個方面綜合分析,不能只顧一方面,而不重視其他方面,對不符合設計理念的,要進行整改,直到達到建筑物對地基設計的要求為止。
1.2 地基施工要求
施工環節相當重要,在通過設計階段后,就進入了整體施工階段,為了確保建筑物安全、正常使用,則需要嚴格按照文字設計要求,強化施工管理與過程控制,保證地基荷載力符合標準規范,地基建設中,要全面做好質量控制,避免出現破壞、收縮、壓縮、凍脹、濕陷等問題,使地基結構穩定可靠,不出現變形。
2 地基施工方法
地基施工中,按不同使用途徑可以把埋深不大、只需挖槽、簡單排水等普通施工叫做淺基礎,通過這類工程建設,能夠保證建筑物與地基的接觸面積擴大,強化地基力量,同時保證上部荷載能夠得到擴散,形成穩定的基礎。在各類淺基礎施工中,已經形成了不同的用途,一般分為獨立基礎、條形基礎、筏形基礎三種類型,不同的起到不同的作用。深基礎主要是在淺層土質不符合工程建設要求的情況下,需要把基礎進行深埋,達到鞏固的目的,深基礎包括樁基礎、墩基礎、沉井或沉箱基礎、地下連續墻等,通過深基礎建設,進一步分散上部荷載,使上部巨大的壓力通過轉移傳遞到周圍地層或下面較堅硬地層上。深基礎是當前非常多見的地基形態,不同的基礎有不同的施工方法,具體施工方法如下:
2.1 樁基礎
這是當前較為普遍使用的基礎,是非常傳統的地基處理方式。可以分別使用預制樁和灌注樁兩種方法施工,形成不同的地基狀態。預制樁施工主要是指將事先在工廠或施工現場制成的樁,通過長距離運輸,運送到施工現場,然后再使用沉樁的方式進行沉入,確保地基穩定;灌注樁主要是在現場進行施工,在現場做好直接樁位開孔作業,通過向孔內澆灌混凝土的方式完成作業,達到穩定的目的。
2.2 沉井和沉箱基礎
沉井也叫做開口沉箱,主要是通過事前預制,把上下開敞井筒進行沉入,下到地基里面,以此形成建筑物基礎地基部分的建設。而沉井剛度好、強度大、抗震強,其應用范圍較為廣泛,一般可做為承重基礎和防滲結構使用。沉箱也叫做氣壓沉箱,整個結構、功能、開關等和沉井相類似,唯一不同之處是在井筒下部分開一個密閉的工作室,工作室保持干燥,便于施工人員進入工作室內操作施工,保證了工程質量與進度。
2.3 地下連續墻
這類地基主要是使用專門機具在地基中進行造孔、泥漿固壁、灌注混凝土等施工,形成堅固耐用的承重或防滲結構物,保證地面建筑承載能力。這類地基主要用在水工建筑物施工中,同時也能在土木建筑擋土墻、地下工程側墻等施工中,得到良好應用,一般情況下,要求厚40~130cm,才能達到防滲效果。
2.4 土基加固
這是一種改善施工,通過對土基施工改善地基的工程性質。從操作方式上看,土基加固方法分為換土法、碾壓法、強夯法、爆炸壓密、砂井、預壓砂井、振沖法、灌漿、高壓噴射灌漿等,不同的方法呈現不同的效果,這就需要根據工程實際情況、現場環境、地質結構等做好方法選擇,保證施工質量與安全,達到使用目的。
2.5 巖基加固
中圖分類號: TU7 文獻標識碼: A 文章編號:
前言:
民用與工業建筑工程施工承載著改善民生和推動社會經濟發展的重要職責,而地基質量是所有工程建設的根本。不同地區、不同環境的土質各有不同,地基土的質量直接影響民用與工業建筑施工水平與施工質量,其檢測與改造是建筑施工中的重要環節。隨著社會經濟的發展與民用、工業建筑工程施工范圍的擴大,不良地基土引發的地基沉降、施工質量不達標、施工過程及使用過程安全事故頻頻發生,直接影響工程建設效率、建設質量及工程建設的社會效益。民用與工業建設施工過程中,應準確識別不良地基土,并根據地基土實際狀況采取相應的置換改造技術、夯實改造技術、預壓改造技術、擠密法改造技術改造措施,為后續施工環節打好基礎。
一、不良地基土檢測識別
由于不同的地區、不同的自然環境下的土質各不相同,部分類型的土質不符合地基土標準,工程建設不能直接在未經處理的、不符合地基土質要求的地基之上進行施工。為避免因不良地基土施工引發不必要的施工質量、施工及使用期安全事故問題,需要在施工之前識別不良地基土,確保識別和改造過的地基土能夠更穩定地承載工程建設,為后續施工奠定堅實基礎。目前,不良地基土的識別可從以下幾方面進行:
高壓縮性土質。大多數達不到施工建設要求的地基土都要壓縮性高的共同特點,此種土質為基礎的工程建設施工過程及后續使用過程會逐漸出現不規則沉降等影響施工和使用質量的問題,此種狀況在建筑結構復雜、建筑規模大的工程施工中更為常見,且沉降、裂縫等現象更為明顯。
低滲透性土質。大多數建筑施工中的不良地基土都表現出較低的滲透性問題,此種性質的地基土在施工基土固結過程中時間明顯較長,在更長的固結期內,很容易發生不規則沉降與裂縫問題,進而引發不必要的施工質量問題及安全事故。
高靈敏度土質。工業及民用建筑工程施工經驗表明,工程施工中發現的不良地基土常兼有靈敏度過高的特點。此種性質的地基土相較一般地基土更加脆弱,難以承受工程建筑壓力,施工及使用中產生的震動和壓力都會破壞其原有結構及承受狀況。
二、不良地基造技術
(一)置換技術
1、換填土層技術
換填土層技術即換填一定比例的不良地基土,以強度、滲透性更好的土層加以取代。換填土層技術實施過程中,應根據工程施工規模、施工性質、施工強度精確計算不良地基土層的換填深度、換填比例,依照既定的換填深度、換填比例,挖出不良地基土相應深度的濕軟部分,并將強度、滲透性更好的碎石、砂土等放入空缺位置,再壓實處理。待形成強度、滲透性、敏感度更佳的地基土層之后,應對經過換填處理的地基土層穩定性和強度、滲透性進行全面的檢測和評估。換填處理技術實施過程中,應重點注意原不良地基土層挖除工作的徹底性和準確性、保持挖除過程中坑邊的穩定性、確保回填土整體質量、新的土質回填之后充分夯實。
2、振沖置換技術
振沖置換處理技術即采用專業振沖機械工具進行不良地基土層的置換處理。此種土層置換處理技術實際使用時,采用高壓水射流對原不良地基土層沖振處理,在不良地基土中成功造孔之后,分批向孔中填補強度、滲透性更好的碎石、卵石等,逐漸使分批填料與原地基形成復合地基,最終提升地基強度、滲透性能。
應用沖振置換技術進行不良地基造作業時,應首先對原地基土層的土質進行準確的判斷與性質評估,盡量不要應用于強度過低的軟粘土地基改造之中。
3、夯置換技術
夯置換技術應用于不良地基土的改造作業中,主要通過砂土、碎石、卵石等材料的直接注入形成復合地基,達到改造不良地基土的目的。技術的實際操作中,首先采用夯錘將不良地基土鑿開、擠入,再將強度、滲透性更好的碎石、砂土等材料置入鑿開的夯坑之中。也可采用沉管插入不良地基土中,將強度、滲透性更好的碎石、砂土等材料通過沉管進入原地基土層內部。兩種方式都比較常用,材料進入不良地基土層并形成樁體之后,則形成新的復合地基。由于復合地基是通過沉管、夯錘擠壓、夯實以及強度、滲透性更好的碎石、砂土等材料的充填而形成的,故而具有更好的強度和滲透性能。
使用夯置換技術改造不良地基土層時,應注意碎石、卵石與砂土材料不同的滲透性能,根據不同的施工性質及不良土層本身的特點,選用合適的充填置換材料,以確保地基造質量和水平。
(二)夯實改造技術
夯實改造技術是通過直接夯實的方式增強不良地基土的強度,以滿足工程施工要求。夯實技術的實際應用有表面夯實改造與重錘夯實改造兩種類型。
當不良地基土質量問題主要表現在土層表面,如地基土表層過于疏松、表面土層含水量過高等,則根據地基土實際狀況及施工中的地基強度要求,選擇合適的夯實處理工具及處理方式,對于地基土本身性質尚可或工程施工要求較低的表層疏松、含水量高的不良地基土,一般可采用人工夯實方式處理;對于地基土本身性質尚可或工程施工要求一般的表層疏松、含水量高的不良地基土,可選用低能夯實機械處理的方式;對于地基土本身性質不佳或工程施工要求較高的表層疏松、含水量高的不良地基土,選用振動或碾壓機械設備完成地基土夯實改造工作。
除表面人工與碾壓機械設備夯實改造方式以外,還可選用重錘夯實的不良地基造方式。此種改造技術實施過程中,主要采用重錘進行自由落體式的夯實處理,利用重錘設備的自由下落對不良地基土淺層地基進行夯實改造,是原地基層形成均勻的硬殼層,方便后續工程施工建設。
(三)預壓改造技術
預壓改造技術主要包括堆載預壓技術與真空預壓改造技術兩種類型,均可通過相應的處理方式和工具設備對不良地基土進行預壓處理,在需要進行改造的地基土之上施加一定的荷載,以提升地基土強度與品質,進而達到預防地基土沉降與裂縫、改善工程施工基礎的目的。
堆載預壓技術使用之前,應首先根據工程施工要求及不良地基土性質特點設定合理的堆載預壓期,在需要進行堆在預壓技術改造的地基土上施加一定量的砂石、水等靜荷載,待到預壓期滿后,依照一定的順序撤除施加的重物,在此基礎上施工建設。真空預壓技術使用之前,在需進行真空預壓改造處理的不良地基土表面鋪灑一層砂墊,再使用土工薄膜仔細在砂墊層之上覆蓋處理,直至土工薄膜將鋪灑的砂墊層完全覆蓋密封,再使用準備好的真空泵對砂墊層進行抽氣處理,直至薄膜之下的地基層呈負壓狀態,在真空泵抽氣的過程中,地基土內部逐漸得到固結,最終達到增強地基土強度、改造不良地基土的目的。
另外,堆載預壓技術及真空預壓技術都適用于淤泥質粘土、淤泥或人工沖填土等軟弱土地基,對于其他性質特點的不良地基土,應慎重使用。
(四)擠密法改造技術
擠密法改造技術適用于濕陷性黃土為主的不良地基造作業,此種技術常以灰土作為主要材料,是常見的不良地基造方法。擠密改造技術應用于不良地基土的改造作業中,在樁成孔和夯填階段,通過擠壓作用將原樁孔部位的地基土擠壓進入周圍的土體之中,有效擠密處理了不良地基土、降低了土體孔隙數量、增加了土體密度和摩擦角,優化地基土物理性能,進而提升地基承載能力,為后續工程施工奠定基礎。
(五)加筋加固改造技術
加筋加固改造技術是針對不良地基本身重量及荷載問題進行處理的,為消除地基土本身重量產生的不穩定現象及土體內部壓力的不均衡問題,在需要進行加筋加固技術改造處理的不良地基土底層安置相應強度與規模的加筋織物,以有效提升地基土底層的荷載能力和地基土本身的強度,增加上覆土自重應力,使有效應力增加,優化地基土物理性能,進而提升地基承載能力,最終使不良地基土真正得到固結加密,提升地基土強度與品質,進而達到預防地基土沉降與裂縫、改善工程施工基礎的目的,方便后續工民建施工。
四、總結
隨著社會經濟的發展與民用、工業建筑工程施工范圍的擴大,不良地基土引發的地基沉降、施工質量不達標、施工過程及使用過程安全事故頻頻發生,直接影響工程建設效率、建設質量及工程建設的社會效益。我國不同地區、不同環境的土質各有不同,地基土的質量直接影響民用與工業建筑施工水平與施工質量,其檢測與改造是建筑施工中的重要環節。因此,民用與工業建設施工過程中,應積極總結工民建施工中地基土識別與改造處理經驗,明確不良地基土強度低、滲透性高、靈敏性高的共同特點,并切實根據地基土實際狀況采取相應的置換改造技術、夯實改造技術、預壓改造技術、擠密法改造技術改造措施,做好建設施工中的地基改造工作,確保工程建設的順利、高效開展。
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