房屋建筑施工中地基处理技术探讨胡元卿

房屋建筑施工中地基处理技术探讨胡元卿

1三门峡市建设工程有限公司河南三门峡472000;2三门峡职业技术学院河南三门峡472000

摘要:随着我国工业化、城市化、现代化的快速发展,带动了大规模的基础设施建设需求。近年来,在政府扩大内需、调整振兴重点产业的大背景下,公路、铁路、机场、港口等重大基础设施建设工程的相继展开都为地基处理行业提供了庞大的市场需求。目前,我国在地基处理方面发展潜力巨大,与此同时竞争也变得越来越激烈,这就需要我们进行良好的地基处理工程行业市场调研,并根据工程及产品提升的需要进行更深层次的技术开发和研究。

关键词:房屋建筑;地基处理;施工特点;技术要点

引言

地基处理施工技术是房屋建筑过程中最为重要,最为复杂的部分。地基施工的质量好坏关系着房屋建筑的质量,关系着房屋的稳定性和住房群众的人身财产安全。地基处理施工技术的水平高低直接影响着房屋的后续建设和房屋建设的质量水平。因此,认真探讨发现地基处理施工技术的特点有助于保证房屋建筑的质量安全,提高房屋建设的综合质量水平,延长房屋的使用寿命,为人们的生命财产安全提供保障,并且节约自然资源和建筑材料,有利于减少安全隐患。

一、地基处理技术对于房屋建筑的重要性

1、增加土体强度

一个建筑物的稳定性与地基的承重有很大的关系,只有地基坚实牢固,不易被侵蚀,地基才可以承受更重的建筑物。土体强度是衡量地基牢固的一个标准,土体破坏主要由剪切所引起,剪切破坏是土体破坏的重要特点。如果土体的抗剪能力弱,会使地基的承受力减弱,最终很可能会使地面上的房屋出现安全问题,所以需要引进先进的地基处理技术,并不断对原有的处理方法进行改善才能使房屋地基的土体强度达到安全的标准。

2、把地基土体的压缩性减低

由于土的本身特质,地基土体会有压缩的问题,当地面上建造房屋时,会对其产生一定的压力,使得地基土体产生下沉的情况,进一步使的房屋下移。如果在暴雨大学等天气恶劣的情况下,房屋建筑也许会下降的更严重。所以要想把安全隐患降到最低,建设安全房屋,就要通过使用先进的地基处理技术,把地基土体的压缩性减低,以此来保证房屋地基的稳固性。

3、减弱地基土体的流动性

地基土体的流动性是指其本身与周围土体的协调一致。当地基上面进行房屋建筑时,会使得地基土体与周围土体的结构不一致,进而造成沉降,使得房屋建筑产生安全问题,人们的身体健康和财产产生严重的安全隐患。因此,房屋建筑施工工程中,需要对地基出题的流动性加以完善,今儿增加地基的稳定性。

二、地基施工特点

在房屋建筑过程中,关于地基处理的方面主要有几个不同的特点:

首先是其在处理方面的困难性。整体建筑施工过程中可能会发生一些不可预知的局限性问题,但是这些问题可以通过某些技术得到很好的处理和調整。就是因为在整体房屋建筑过程中地基的处理是整体建筑工程实施的最基本内容,如果想要使建筑达到可以预期的标准要求,就需要先保证地基的安全使用。房屋地基处理过程是在地下进行的,因此在各个方面的施工上都有一定的局限,这会导致在地基处理过程中施工技术和相关方法很难进行,如果一旦发生错误就会对整体工程的建筑过程增加难度,并且也会对工程质量也有着很大影响。

另外一个方面的特点就是地基处理上的严重性。从不同层面上看,整体房屋建筑在使用过程中地基的问题对整体质量有着很大影响,如果发生这样的问题是无法进行弥补的,而这样的问题带来的损失也往往超出了在地基处理过程中所投入的成本。在地基处理过程中,如果一旦出现问题就会导致整体结构失去其稳定性,从而造成最严重的后果,对人们的生命和财产产生很大威胁。

地基处理存在突发性。事故造成的结果是无法预测的,并且这些事故通常是突发的,人们并不能对其进行预测来得到有效解决。在对地基处理过程中,其可能存在的潜在性危险,多发性问题以及复杂性设计等不同的方面都是在地基处理过程中所需要注意的问题。在潜在性危险方面,每一个工作环节都是相互联系的并且逐渐进行的,如果在地基设计过程中不能对其有效掌控,那么在整体工程建筑过程中如果地基处理不能很好进行,那么在后面的工程进行当中就会留下很多隐患。这样造成的后果就是整体工程质量不达标不能进行使用。

但是目前在地基方面存在的问题是非常多发的。建筑工程中由于在地基的设计以及施工方面存在的问题而导致的房屋出现质量问题的现象也是非常多的。这样造成的后果和损失也是十分严重的。在房屋建筑整体过程中在地基问题处理方面很容易由于某些施工处理技术不当而造成地基结构不稳定,在后期的建筑过程中出现的问题很容易就会被显现出来并且很难解决。

房屋建筑建设过程中具有很大的复杂性。我国领土面积是十分辽阔的,国土面积很大,因此不同地区的地质特点有着很大不同,某些地区土质比较湿润,但是某些地区在其土壤成分上来讲是十分干燥的。因此,对于不同地区的地基处理方面需要有其自身特色。

三、房屋建筑施工中地基处理技术

1、密实法

密实法是指软弱的饱和土和松散的非饱和土,在荷载(动荷载、静荷载以及冲击荷载)作用下,使土体的孔隙体积不断减小、同时地基土的承载能力增加、土体密实度提高、土体的压缩性降低。承载力的提高只与土的密度改变有关。对排水固结法而言,土体的密度与预压荷载的大小和时间相联系。当不考虑预压周期时,土体的密度只取决于预压荷载的大小。

1.1真空预压

真空预压是以大气压力做为预压荷载、在拟加固场地表面铺设一层透水的砂垫层,在其上覆盖一层不透气的密封薄膜,然后用真空装置抽气,在密封膜内产生一定的真空度,土体中产生负的孔隙水压力,在膜内外压差作用下,使土体固结。

瑞典于20世纪40年代末首先应用该法,随后口本和美国等国相继进行了探索和研究,我国交通部一航局在70年代末,成功地在新港集装箱码头工程应用,并取得了可喜的研究成果。通过多年探索,使膜内真空度达600mm水银柱高,相当80kPa的预压荷载。

1.2堆载预压方法

堆载预压是利用填土、砂石料或者其它重物对地基施加预压荷载,使孔隙水得以排出,达到土体结构固结的目的。

加固后软土地基承载力的大小主要取决于其上部堆积载荷值的大小。

堆载预压的原理与真空预压不间,真空预压可一次将荷载加到最大值,而不使土体产生剪应力增量,即不必考虑地基产生的剪切破坏。堆载预压方法必须要考虑加荷速率对土体结构产生的影响。通常情况下采用分级方式施加荷载,同时每隔一定周期(一天左右)要进行桩体竖向变形、边桩位移、孔隙水压力等数值的观测,在此要求竖向变形不超过10mm/天,边桩位移不应超过4m/天。

预压方法主要用于淤泥质土、淤泥和冲填土等饱和的粘性土地基。对于透水性比较好的薄砂层粘性土可以不再设置纵向的排水通道,这样也可以取得良好的固结效果。而对于透水性差的粘性土,为了缩短预压排水固结周期,通常还要设置纵向排水结构物,例如排水纸板、砂井等等。

1.3强夯法

强夯法又可称为动力固结法或者动力压实法,这种方法通常是以80-400kg的重锤,从6-40m落距的高处自由落下,将土体夯实。强夯法不仅适用于处理砂土、碎石土、粘性土、粉土、杂填土和素填土等土质地基,同时由于能够提高地基的强度、改善其抗振动液化的能力、降低其压缩性并能消除土的湿陷性,这种方法常用于处理可液化的砂土地基或者湿陷性黄土地基等等。

2、预应力管桩技术

在高层建筑的地基处理方面,预应力管桩地基处理技术目前得到了广泛的应用,且取得了较好的应用效果。预应力管桩,也就是预应力混凝土管桩,可以分为先张法与后张法两种不同类型。施工人员在应用预应力管桩地基处理技术的时候,较多选用的是先张法类型。施工人员会应用离心成型措施加以辅助,确保具体的施工模式与施工效果达到预想的空心筒效果。施工人员在应用先张法预应力管桩技术的时候,会应用一种钢套性质的模式,其中包括了端头结构、桩体结构等,保证了预应力管桩地基处理技术得到切实应用。施工人员在应用这种方法处理高层地基时,不能在施工过程中开挖桩基,且需要在沉桩完全结束的2周之后进行后续施工。施工人员在挖掘基坑的时候,一定要做好排水工作,在施工位置留有边坡,切记不可将挖出的土方堆积在基坑旁,以免基坑在外部压力作用下出现严重的塌陷,给地基处理带来严重影响。此外,施工人员若是需要挖掘相对较深的基坑,需要采取分层挖掘的形式,以保证预应力管桩地基处理技术得到合理应用。

需要注意的是,施工人员在应用预应力管桩地基处理技术的过程中,有可能会遇到管桩倾斜这一现象,无法保证地基处理环节的质量。出现这一现象的主要原因有施工位置的平整度不够、坡度较大、承载力较小等,此外,施工人员如果在操作时没有保证管桩的垂直性,也会导致管桩出现严重倾斜。若想解决这一问题,施工人员应当着重对施工场地加以平整,在打桩机的工作范围内应用垫木等,保证打桩机处在一个相对平稳的水平。施工人员如果是在土质较软的施工位置进行管桩作业,就要对施工位置进行土方回填,还要保证回填土方的紧实度达到0.94。这样,打桩机在工作过程中就不会出现严重下陷,管桩也不会出现严重倾斜。

3、排水固结法

排水固结法主要是指房屋建筑工程中软土地基因为受到重力因素的影响,在地基中构建竖向的排水孔,把软土地基中的水分去除,缩减孔隙水的数量,使得地基出现固结变形,加强地基的抗剪力度和承受能力,也更好的提升房屋建筑施工的稳固性。

沙井法:在房屋建筑的软土地基中,构建一些砂井,并且在砂井上面铺设相应的砂沟或是砂垫层,利用软土地基来对排水通道进行安排,加强地基的稳固性,提升地基的抵抗力度,使其快速固结,减少地基排水中的问题。在对房屋建筑施工中的地基处理进行准备工作的时候,需要在地基施工场所堆放大于或是和建筑物承受能力相等的土石,并且对软土地基进行碾压,有效的完成房屋建筑地基的沉降工作。

电渗排水方法:电渗排水地基处理方式主要是在房屋建筑的软土地中融入金属电极,利用直流电,把软土地基中的水分通过阴极转入到阳极中去,再在阳极把水分排掉,利用电渗的效用,把软土地基中的水分排出,降低地基中的地下水位和含水数量,有效的加强房屋建筑坡的稳固性和地基的承受能力。

4、DDC灰土挤密法

DDC灰土挤密法应用在低级的施工过程之中,在应用的过程中要对于螺旋钻机进行使用,并且通过孔内的深层夯实从而将不同层面的土注入到所大的孔中。在地基的施工过程中,这一种施工方法可以良好的对于低级的稳固性进行保证,并可以有效的对于地基的变形问题进行避免,从而使得承载力进一步增大,加强整个房屋的负重能力。但这种施工方法并不适用于每一处低级的建筑,应用前首先应该对于当地的土质进行了解,湿陷性黄土地区对于这种方法应用的效果十分明显,而普通的黄土地区若对于这种方法进行应用就不会有很明显的效果,因此在对于该方法进行应用的过程中应做到因地制宜,从而将该方式的效果最大化。并且,在未来的发展过程中,我们应不断的将这一种方法进行完善,对于不同土质进行合理的方案设计,采用合适的施工方法,从而将建筑的稳定性进一步得到提升。

5、高压喷射注浆法

高压喷射注浆法起源于日本,其作用机理是将经过升压处理的浆液,通过钻机钻孔,送至土层内部,利用浆液喷出的冲击能对土体进行破坏,颗粒较细、较轻的土料则随着浆液上浮,最终冒出液面,而颗粒较粗的土料则在浆液的作用下与浆液相互混合,待浆液凝结后,浆液与土体有机固结,并形成一个具有强大负载能力的复合型地基,从而达到建筑施工的要求。该法对处理粘性土、粉质土、淤泥土质的房屋地基效果较好,而在实际的应该选取中,应当结合实际的施工现场及环境条件进行施工。

6、结合法

结合法是指采取两种或两种以上的地基处理方法进行组合优化,取长补短,从而达到强化地基的目的,通常情况下,结合法包括了粉喷桩与CFG桩结合法、强夯法与碎石桩法结合法及碎石桩与CFG桩结合法,各自均有不同的优势、特点,在实际的应用中,需根据现场的实际情况,选取最佳方案。

(1)粉喷桩与CFG桩结合法。CFG桩一粉喷桩结合法集结了二者的优势,利用CFG桩高载荷的优势促使粉喷桩的侧线约束作用能力提高,从而形成一个新的复合型地基,此复合型地基除在抗载、抗剪能力上得到巨大的提高之外,还能使原有的地基形变能力提高,更好的适应了施工的要求。

(2)强夯法与碎石桩法结合法。碎石桩与强夯法结合的作用机理主要是事先对地基软土进行排水固结处理,而后再利用外界作用力将碎石桩体粉碎,使碎石镶入土层中,从而使碎石与土层形成整体,最终达到房屋建设的稳定性及施工强度等级要求。该法技术含量要求较高,在实际的施工中,必须严格把握好夯击的深度、次数及夯沉量等技术参数,确保夯击效果最佳。

(3)碎石桩与CFG桩结合法。碎石桩与CFG桩结合法与CFG桩一粉喷桩结合法有相似之处,二者均以CFG桩作为结合基础,以确保载荷能力达到施工等级要求,而不同之处主要在于碎石桩的作用主要偏向于消除土层表面液化的问题,因此,在使用碎石桩与CFG桩结合法时,必须根据软土地基的藏水情况,做出相应的措施。结合法的应用均基于桩的自身条件,因此,无论采取哪种方法对地基进行处理,首要保证桩的质量及强度。

(4)钢筋混凝土疏桩复合地基

钢筋混凝土疏桩复合地基是一种新型地基处理技术,其介于传统概念的复合地基与桩基之间,可以充分发挥钢筋混凝土桩基的承载能力,使桩与土两者共同承担上部荷载所带来的压力,从而能够最大限度地把沉降控制在合理可控设计范围之内。它与桩基承受荷载相比的最大优点是在一定范围内可以减少一半混凝土用量,不但能够降低工程材料成本,控制建筑垃圾的排放,还能满足设计地基强度等各方面的技术要求。尽管钢筋混凝土疏桩复合地基技术在设计理论上还有待完善,但其节能减排方面的优点,在未来工程中必将得到广泛的推广和应用。

结语

总的来说,经济发展促进了城市现代化进程的加快,城市的扩大也为建筑行业提供了更为广阔的空间,但是我们也应该看到,随着建筑工程范围的不断扩大,一些不太合格的地基、软土地基也越来越多地出现在建筑施工的实际施工中。而对软土进行相关处理已经成为建筑安全、建筑质量的必然要求,所以,必须要加强对建筑工程地基处理技术的研究工作,要在明确建筑工程地基处理技术巨大价值的基础之上,对建筑工程地基处理的方法加强了解,能够在科学运用的前提下,使建筑工程地基处理达到我们所预想的效果,从而达到为建筑工程整体提供更加稳定和安全的地基的最终目的。建筑工程地基处理方法很多,本文由于篇幅和水平的限制,未作过多的介绍,希望同行在建筑工程地基处理工作中不断加强,一起努力来丰富建筑工程地基处理技术。

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