摘要:基础施工技术加固技术属于建筑工程土建部分,直接关系到建筑结构的整体质量和安全。近年来,随着我国城镇化建设的不断加快,城市圈的扩张速度越来越快,城市建筑可利用的土地资源越来越少,城镇化建设与土地资源的矛盾日益明显,而城市上层空间的开发可以有效地解决这一矛盾。因此,中国市区中高层建筑越来越多,但现有的基础施工技术和加工技术已经很难满足城市化建设的需要。本文将深入研究传统的基础施工技术及其缺陷,并提出可行的地基加固技术,以期为中国的建筑工程施工提供参考。
关键词:建筑结构;地基基础施工;加固方法;研究
导言:随着科学技术的不断进步,建筑科学和建筑技术也在发生变化。建设工程可以有效地解决城市发展与土地资源的矛盾,为城市居民提供必要的社会生活空间环境。改革开放以来,我国建筑业取得了巨大成就,特别是新技术、新材料的应用,彻底改变了传统建筑工程的建设模式。基础工程是建筑工程的第一道工序,直接关系到整个建筑的稳定性和完整性。因此,我们必须从基础工程入手,提高建筑工程的整体质量。下面将详细阐述基础施工技术,并深入分析建筑物基础沉降的原因,提出可行的地基处理技术。
1地基基础施工简介
建筑基础的主要功能是支撑建筑物,它可以分散建筑物的荷载,并将建筑物的荷载传递给地基的每一部分。同时,基础也是连接建筑物和地面的重要结构,向下传递地基的荷载。在建筑基础施工中,必须防止损坏、不稳定或变形的缺陷。因此,必须对地基的施工进行详细的处理。基础施工后仍有沉降或其他缺陷的情况下,需要加强建筑物基础。共同基础施工技术包括静压桩施工技术和振动沉桩施工技术。通过基桩与地基的有效接触,提高了建筑物的整体稳定性。一般来说,建筑物的总重量越大,基础施工的技术要求就越高。传统的基础建筑技术已经很难满足建筑标准。因此,必须采取有针对性的地基处理技术来加强建筑基础,包括注浆加固技术、静压桩加固技术等。
2不同地基类型的处理方法
2.1充填土地基的应对方法
一些地区的地基由于水土流失而形成特殊的土壤结构,称为填土。由于流水侵蚀的需要,沿海地区多形成填土。填土地基的整体稳定性较低,需要在施工中进行具体处理,以提高地基的整体稳定性。原注浆地基变形、自然加固,不需要人工加固。然而,如果根据测量结果,一些地区的稳定性不符合建筑的要求,就有必要根据具体的过程对特定区域进行二次处理,以提高地基的稳定性。
(1)因为受到水流的冲刷,颗粒较大的因质量而下沉到底部,颗粒较小的主体会上浮到特定位置,因此形成的地基呈现分层的结构。
(2)充填土本身的含水量较大,在水体流动的位置,整体的稳定性和承载能力不高,而上层位置如果出现水分快速蒸发的情况,则很容易出现裂缝问题,使充填土的承载力降低。
(3)充填土地基为分层结构,在不断压缩以后,整体的稳定性会得到提高,但是需要耗费更多的时间。有些区域并不满足实际的地基建筑要求,因此必须采取相应的加固办法。
2.2换土法在地基加固工作中的应用
在进行基础施工工作时,首先要对特定区域的土壤状况进行调查。一些地区的土壤质量不能满足基础施工的要求。因此,有必要采用换土法。通常采用换填灰土或软砂软石的方法来改变该地区的土壤状况。这些方法的作用如下:(1)可在置换过程中使用强度较高的材料,有效地提高了该地区地基的承载力和强度;(2)如果压缩性能较低的材料用于置换填筑,(3)根据地基施工面积的要求,选择具有较大透水性的材料,避免蓄水,不仅破坏地基结构,而且保持地基土结构的塑性,提高整体强度。(4)如果置换位置为湿黄土,则可以完全避免不均匀沉降问题。同时,置换填料的材料密度和硬度也较大,基础的整体稳定性也会提高。根据实际建筑要求,在填筑过程中,应尽量避免对环境造成污染,同时也不应影响周边居民的生活。选择合适的填筑范围和材料,不仅可以保证地基的质量,而且可以加速工程的进度。
2.3加筋法在地基加固中的应用
根据施工要求,加固方法需要特殊材料作为支撑,一般选用土钉、加筋土挡墙、铆钉板和土工合成材料。这些材料通常由金属、非金属和复合材料组成。为了控制工程造价,通常不选用金属材料,这与金属材料的性能有关。对于非金属材料的奇妙使用,通常选用土工合成材料,如:土工格栅、土工布、土工袋等,这些材料在实际应用中也起到了较好的加固效果。同时,采用混凝土等材料可进一步提高加固效果。混凝土在基础中的使用更为合理,可以保证地基的质量。加固后的复合结构承载力较高,能承受较大的外压。之所以选择这种相互作用的方法,是因为土体之间由于位移会产生一定的摩擦阻力。这种摩擦阻力产生了主体内部结构的侧向压力。在抵抗外力作用下,土体的侧向位移受到限制,从而提高了土体的强度和承载力。
3实例分析
3.1工程概况
项目位于荆门市繁华地段的一栋高层建筑内。地上七层,地下一层。地下室采用筏板基础。基坑深4.2米。地下室基础面积2600平方米。天然地面以下2m范围内为杂填土。回填时间5年以上。根据地质调查报告,场地为0~6m杂填土,6~9m为粉质粘土,9~12m为强风化砂岩,12为中度风化至m以下弱风化砂岩,地下水位为7m,筏板基础用于基坑施工。由于深厚的杂填土层,采用压密注浆技术加固基坑。
3.2地基基础加固施工
根据地质调查资料和相关设计规范,采用筏板基础进行基坑工程设计。由于基坑底部粉质粘土层的承载力不能满足要求,如果采用桩基施工,造价高,经济上不可行。经过分析,最终采用筏板基础施工,由于杂填土的影响,杂填埋深度超过基坑底面,基坑施工难度大,基坑稳定性也会受到影响。
3.2.1压密注浆施工
灌浆孔在距基坑筏板基础3.5米的范围内进行闭环布置。灌浆孔间距1.2m,梅花灌浆孔布置在筏板基础内,间距为1.5米,注浆材料为普通波特兰水泥(P.042.5级)。灌浆浆液的水灰比为0.8~1.0。考虑到35%,在基坑外注浆孔中加入2.5%~4%的模量,在浆料中加入浓度为42的水玻璃掺合料,保证基坑周围封闭环灌浆形成稳定壁,周边壁厚1m,有效防止。泥浆泄漏。为保证注浆加固效果,注浆孔底部进入坑底的土层厚度不宜小于0.5m,为便于注浆加固施工,灌浆孔深度要求9m,表层1.0m范围内不能进行灌浆加固,有效灌浆加固厚度为8.0m。
3.2.2工后沉降分析
(1)基坑工后沉降计算的荷载主要包括2个部分:(1)注浆后基底附加压力50kPa;(2)加固所用的水泥浆液固结后对地基承载力有所增加,基坑持力层承载力增加了13.6kPa。
(2)各土层的厚度和压缩模量:厚度6.0m处理后的杂填土复合压缩模量:Es1=10MPa;厚度8.6m粉土压缩模量:Es2=12.7MPa;厚度9.4m粉质粘土压缩模量:Es3=5.9MPa.。
(3)基坑沉降计算结果根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)的第5.3.5条,采用分层总和法进行沉降计算:计算结果发现,该建筑的最大基础沉降量为7.8cm,可以满足设计要求。
3.3地基处理效果的检测
在基坑注浆加固施工完成后28天,采用静载试验和现场钻孔取样对加筋杂填土地基的承载力进行检测,并对基坑底部土层的均匀性进行检测。本工程现场静载试验可采用1.0m×1.0m方形荷载板进行试验,最大荷载能力为250kPa。试验结果表明,注浆加固后杂填土地基的地基承载力可以达到120kPa,满足设计要求,注浆加固效果明显。通过现场钻探取样,可以看出水泥浆体中存在大量不规则的水泥浆体,且相对干燥,水平均匀性能满足设计要求。
3.4管井降水控制技术
目前,我国大部分住宅建设项目开始采用管井降水法来防止地基的腐蚀。在施工过程中,必须保证承压含水层的渗透系数具有层次性,且渗透系数逐渐增大,其下降幅度不能一致。同时,为了控制井深,一般来说,管井的深度需要超过基坑深度6m左右,含水层土壤主要是粉质粘土与粉砂的交汇,削弱了地基的渗透性。基于此,在房屋建设中,有必要将井深延伸至基岩底部,以提高渗透系数,保证管井的完整性。值得一提的是,威尔斯的布局随着基坑面积的不同而不同。
3.5注浆控制技术
在基础施工中采用注浆控制技术时,需要通过计算确定钻孔的位置、深度和大小。在计算了相关数据后,需要对浆液进行配比。灌浆质量的好坏直接影响地基的质量。灌浆时,按有关施工设计钻孔点,向孔内注入泥浆,在储浆过程中观察并记录各种参数数据,以便于后续的验孔。为了减少这种现象的发生,有必要在硅化处理中预留1m用于地基加固。如果施工基础有特殊要求,可通过夯实平原土进行施工。由于注浆压力过大的现象,有必要对注浆前地基的承载力进行研究,并控制注浆压力。在地基加固过程中,应从上到下进行。当土体渗透系数增加明显时,可自上而下进行加固施工。另外,灌浆过程中如有渗漏,应停止作业,查明原因,进行修补,然后继续灌浆。
3.6检测控制技术
在建筑物基础施工中,利用检测和控制基础可以有效地提高工程的安全性。(1)做好探测点的布设和控制,在基底支护变化较大的地区或地质条件较差的地区,应科学布设探测点。(2)观察基坑边坡变形,观测基坑底部位移和开挖深度比,了解基坑支护的具体变化情况。同时,应根据地基地质条件对支护参数进行调整。当出现异常支护时,可采用支护和回填的方法来改善基底边坡的质量。(3)在支护期间,应对基础密度进行多次试验。另外,在施工过程中,要考虑季节变化和水害的来源,进行有针对性的检测。出现问题时,应及时查找原因,并根据具体工程情况采取排水措施。例如:需要检查基坑支护和地基土,以提高施工项目的安全性。
3.7灌注桩控制技术
这种控制技术就是在设计桩位上开孔。当用作孔时,钢筋笼放置在孔中,并将混凝土浇注到孔中以形成基桩基础。这种施工技术具有无振动、低噪声的特点,在现代住宅建设工程中得到了广泛的应用。例如:在一个住宅建筑工程中,需要使用3个试验桩、63个工程桩和10个苗木进行施工。同时,各桩基础的加筋延迟土的规格也存在差异。有关部门应根据具体的桩基础规范调整施工技术,制定详细的施工程序,以提高地基工程的质量。
4结束语
综上所述,中国建筑业的基础设计和加固中还存在一些问题,如单一加固方法,对建筑结构的整体稳定性有一定的影响。因此,在实际施工中,有必要提高自身的加固意识,增强对实际操作问题的重视,解决在加固建筑结构中给居民带来安全的居住环境的问题。同时,在基础设计中,有必要将高层建筑结构、基础和地基处理结合起来,综合考虑设计,优化基础设计和地基处理效果,使基础设计达到一个新的水平。
参考文献:
[1]滕延京.《建筑地基基础设计规范》的编制和历次修订[J].建筑结构学报.2017.31(6):29-33.
[2]亭峰,侯建国,安旭立,等.国内外规范中目标可靠指标取值的比较研究[J].电力建设.2019.30(5):13-16
[3]赵东平,喻渝,赵万强,等.铁路隧道衬砌目标可靠指标研究[J]铁道工程学报.2019.32(6):51-56
[4]张晓兰,徐飞.太底盘多塔楼高层建筑结构的设计分析[J].工业:118-118.
[5]门江涛.工业厂房地基基础施工技术与加固技术的研究[J].黑龙江科技信息,2018,03∶273.
[6]聂国东.关于地基基础施工技术与加固技术的研究[J].科技与企业,2019,17∶177+179.
[7]顾谦.建筑地基基础施工和加固技术探析[J].建筑施工,2018,08∶915-917.
[8]赵勇强.既有建筑物地基基础加固的研究与工程应用[D].武汉科技大学,2017.
[9]郑楷.北京市某超高层建筑基础灌注桩后压浆技术的研究与应用[D].吉林大学,2019.
[10]吴建军.顶升纠倾及加固技术在云南大理登龙街商住楼工程中的应用研究[D].吉林大学,2018.