浅析如何合理选择建筑工程地基基础

发表时间:2020/9/4   来源:《建筑实践》2020年39卷第9期   作者: 万胜,柳权有,刘洋
[导读] 近几年来,随着改革的深化和发展,房屋建筑的发展也很快

         摘要:近几年来,随着改革的深化和发展,房屋建筑的发展也很快。建筑工程项目施工中,地基基础尤为重要,合理地选择地基基础才能保证建筑工程的顺利施工,保证建筑工程的施工质量和经济效益。
         关键词:建筑工程;基础选型;地基方案
         地基基础是建筑物的基础工程,地基基础的施工对于工程建设来将有着重要作用。因此施工人员必须充分掌握相应的施工技术,保证施工质量,确保建筑物的稳定性。在实际施工中,应该根据土质的实际情况、地基状况以及施工环境的具体要求,选择合理的施工方法,提高施工质量,保证建筑安全可靠。
         一、地基基础的类型
         筏基。筏基是筏板型的基础,由底板跟联系梁构成。其底下是整个的浇注底板,通过筏基将柱子下独立基础部分,或者条形基础部分用联系梁联系在一起,其埋深比较浅,有的住宅还可以不做埋深式处理。一般情况下,如果建筑工程的地基承载力不均衡,或者地基比较软弱时,会使用筏基,就是当建筑物如一些高层住宅的话,其荷载力比较大,就会使用夯底板,来加大地基的承受力,从而形成筏基,避免地基出现不均匀下降的现象。桩基。桩基是深基础地基,其由桩跟桩承台构成,桩承台是连接桩顶的承台,桩基也叫单桩基础地基。桩基根据桩身的埋深情况又分为低承台桩基、高承台桩基,当桩身全部要埋在土中时,其承台的底面就会跟土相接触,就称为低承台桩基,一般住宅都为低承台桩基。当桩身的上部分跟承台的底都位于地面以上时,就称为高承台桩基。此外,桩基根据受理原理又分为摩擦桩、承载桩。其中摩擦桩用于承载层比较深,或者地层没有坚硬的承载层。而端承桩坐落于承载层上使可以承载构造物,其按照施工方式又细分为预制桩、灌注桩,预制桩是通过打桩机将预制的钢筋混凝土打入地下,其优点就是强度比较高、消耗成本小,缺点在于施工时间长,施工技术要求高,因此施工难度比较高。而灌注桩,是通过在场地打孔的方式,当孔位达到一定深度时,将钢筋放入孔位,在浇灌混凝土,其优点时施工难度低,缺点是承载力低,消耗原材料大。独立桩基,建筑物上部结构采用框架结构或单层排架结构承重时,基础常采用圆柱形和多边形等形式的独立式基础,这类基础称为独立式基础,也称单独基础。是柱下独立单桩基础,因为其由柱跟桩直接联系的,因此其地基比较稳定、牢固。
         二、建筑地基基础施工技术
         1.换土垫层法。对于一些位于软土地基上的建筑工程,为了避免因为软土地质承载力不足而导致的地基不均匀沉降问题,需要通过换土垫层方式,将表层一定厚度的软土挖出,然后换填进碎石、素土等材料,以起到稳固地基、提高承载力的目的。在使用换土垫层法时,要注意提前确定换填深度、范围等参数,这样既可以提高换填施工效果,又能够减少成本、加快进度。
         2.碾压夯实法。通过机械碾压、夯实的方法,让地基土的密实度增加,压缩性降低,达到防止地基基础变形、沉降的目的。根据施工方法的不同,又可分为机械碾压、振动夯实两种方法。对于地基土比较松散,或是含水率较高的情况,一般使用振动夯实。
         3.化学加固法。通过向地基土层中加入特殊的材料,经过材料与土壤的化学反应,达到加固地基、提高承载力的目的。根据具体操作方法、所用材料的不同,可以将其细分成喷浆法、深层搅拌法等几种。以深层搅拌法为例,先进行钻孔,向钻孔内注入一定量的石灰或泥浆等固化材料,然后将搅拌机的旋转翼片深入到地基土层的一定深度,通过搅拌使泥浆与土壤进行充分混合。混合物干燥、固结后,具有较强的稳定性和承载力,达到了地基加固目的。这种方法的优点是噪音和地质扰动较小,适合在一些建筑密集的地方使用。
         三、软土地基勘察的技术要点分析
         1.地面调查测绘。

要完成以下要点:软土地基分布路段的地形、地貌及第四纪地层沉积的关系;软土的成因类型、分布范围、基底地层的性质;软土层内的砂夹层的厚度、颗粒组成及排水性能;软土层内的埋深、厚度及上下层间的性质;地下水类型、埋深、补给与排波情况,以及地下水与地表水的水力联系;在软土地基上已建成建筑物在附加应力作用下,对地基强度及变形的影响程度,以及地基处治措施。
         2.勘探点布置和深度。勘探点布置宜根据成因类型和地基复杂程度确定,勘探点的间距不宜大于30m;当土层变化复杂时,应予加密。对勘探点的深度,不要简单地按地基压缩层的计算深度确定,而提出根据地质条件、建筑物特点、可能的基础类型来确定。此外还应预计到可能采取的地基处理方案的要求。
         3.勘探手段以钻探取样与原位测试相结合为原则。钻探。钻探是岩土工程中划分土层最重要,最关键的一环,对软土取样采用薄壁取土器静压法,从取样至试验的全过程,必须采取有效的措施,保证样品不受扰动,变形、水分流失等其它外界因素的影响;对细砂层采用标准贯入器取样,并选取有代表性的地段采用薄壁取土器采取三件以上的原状砂样进行颗粒分析及粘粒含量测定。原位测试。宜采用静力触探、十字板剪切试验。在软土地区用原位测试取代相当数量的钻孔,不仅减少钻探取样和土工试验的工作量,缩短勘察周期,而且可以提高勘察质量。静力触探是软土地区十分有效的原位测试方法。
         4.软土的力学性质参数的测定。按岩土工程类别及勘察阶段采用一种或多种手段测定土的力学参数,这些手段包括室内土工试验、原位测试、间接经验推算、原型观测反分析等。试验土样的初始应力状态、应力变化速率、排水条件和应变条件均应尽可能与工程的实际条件相模拟。故对正常固结的软土应在自重应力下预固结后再作不固结不排水三轴剪切试验。
         四、如何合理地选择地基方案
         1.天然地基。建筑工程地基选择时,应该尽可能地利用到区域内的地质条件,也就是选择天然地基。由于自然界土质都是经过不断的沉积而形成的,具有明显的分层,每层土壤有着不同的物理性质和承载力。我们在选择天然地基时,需要考虑的便是土壤结构和基础形式。比如,选择上部土层,该土层有着较高的承载力,做为天然地基,并对其地基下层承载力进行验算,检验是否满足施工要求。如果条件较差,可以通过增加持力层厚度的方式,改善地基条件。
         2.软弱粘性土。软弱粘性土选择地基时,如果土层埋藏交浅且面积不大,可以通过挖出之后进行回填或者加深加固的方式。关注软弱粘性土的含水量,可以通过排水固结或者砂桩的方式,加剧地基。
         3.饱和粉细砂、饱和粉土。对于液化地基土情况的处理,需要结合液化的等级,并考虑建筑物的性质,确定地基的处理方案。如果是丁类建筑物,存在轻微或者中等液化地基,可以不采取措施;如果是比较严重的地基,则可能影响到地基的上层结构。采取振冲打碎石桩的方式,提升土质密度;也可以通过灌浆法、强夯法提升土质的密实度。
         4.膨胀土。膨胀土最大的特性在于土质的膨胀与收缩特性,其中含水量和压力是影响其膨胀的主要因素,也是我们控制其膨胀的关键因素。针对此类地基,需要对区域的气候和水文地质进行测定,明确其含水量、膨胀率以及自由膨胀率,从而获悉其对建筑物带来的影响。比如,膨胀土位于地表3M左右,地下水位较深或者膨胀土比较厚的情况,尽可能使用上部地基土,选择合适的基础形式,浅埋基础。如果膨胀土位于地表下的2-3M,有着12M的厚度,可以将膨胀土全部挖出,然后使用不具有膨胀特性的粘性土、砂和灰土替换。
         万丈高楼从地起,目前的勘探和基础处理手段都较多,只要重视房屋建筑的勘探工作,就不难查明地基地质条件,有了准确的第一手资料,精心设计的基础才会经济可靠。
         参考文献:
         [1]杨建.现代房屋建筑地基基础工程施工技术[J].价值工程.2018(22)。
         [2]邢毛.关于对现代房屋建筑地基基础程施工技术的论述[J].科技与企业.2018(10)。
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