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摘要:高层建筑是比较常见的建筑类型,高层建筑的发展有利于节约土地,提高空间利用效率,缓解人地矛盾。高层建筑由于其垂直高度相对较高,使得地基会承受巨大的压力荷载,因此,对地基建设的要求极为严格,地基处理对于整体建筑质量的重要性不言而喻。
关键词:高层建筑;地基处理技术;要点探析
引言
地基基础施工作为建筑施工的重要环节,为防止地基结构出现各种隐患问题,必须对施工进行优化处理。施工过程中如果遇到软土地基,必须采取有针对性的处理措施,以防严重质量问题的出现。本文先简单介绍了软土地基特性以及它对建筑的影响,接着对其处理要求及所需运用的施工技术进行深入分析。
1高层建筑地基处理技术特征
高层建筑较之于普通建筑而言,其地基处理技术较为复杂,且具有关联性强、施工困难的特征,主要体现在以下三方面:(1)复杂性。不同地区地质环境迥异,有的区域地质条件十分恶劣。为使高层建筑适应不同的地质环境,工程人员开发了不同的地基处理技术,在提高地基质量稳定性的同时也使得地基处理技术较为复杂;(2)关联性。地基处理是否合格关乎后续施工程序的推进,一旦发生地基处理问题,则该工程将会面临毁灭性打击,从而严重威胁施工人员生命安全。所以施工人员必须高度重视地基处理技术,做好风险评估和应急预案,加强施工监督,保障地基质量合格;(3)困难性。高层建筑的地基深埋于地下,给地基的施工带来了很大的困难。在地基施工过程中,施工人员必须考虑到不同深度地质构造的不同,还要考虑施工可能造成的地质结构变化,施工过程中任何的差错都有可能造成重大安全事故。
2软土地基上处理时存在的问题
首先,准备工作不充分。我国部分地区地质情况复杂,施工单位在软土地基处理前没有进行了解,导致工作无法顺利进行,延误工期的同时又浪费资源;前期的基础设计中对底层的流砂状况和地下的涌水量分析不准确,现场缺少排水和降水设备,影响了基础设计质量。其次,勘察不完善。相关勘测人员没有对当地周围环境、水文地质等进行勘测或没有进行精确勘测,使勘查数据出现误差,导致地基处理工作出现问题。另外,软土地基表层都会存在一层强度相对较高的覆盖硬质土层,即“硬壳层”,硬壳层有着较高的抗变形和承载能力,还可以通过扩散上部应力的方式增加地基的稳固性。但是在目前建筑工程的基础施工中,很多单位没有意识到硬壳层的有效作用,在设计施工时没有合理利用硬壳层。
3软土地基处理要求
在处理软土地基过程中,由于建筑工程对地基处理提出了较高的要求,想要解决好软土地基出现的各类问题,后续施工处理必须按照以下几个方面进行:首先,必须保证所处理的软土地基具备一定的抗压能力,这样才能提高其承载力与抗剪切强度,以便更好为建筑工程项目服务,防止后期软土地基出现失稳现象;其次,处理软土地基时,应侧重改善其动力性能,确保处理后的软土地基具备抗震性能,防止出现受力传递问题;最后,处理软体地基时,应不断优化结构的渗透能力,应尽可能降低其含水量,这样才能解决好流动性隐患,进而使基础结构的持力层作用得到充分发挥。
4高层建筑地基处理技术的要点
4.1地基处理的前期准备工作
做好地基处理前期准备工作能够保障后续地基作业工作的顺利开展。在地基处理的前期,首先需要根据实际情况计算地基的各项参数。设计人员需要根据勘探人员提供的数据和具体施工要求,确定地基的刚度以及强度,并计算各项地基参数,使得地基设计符合相关质量规定;其次,对于设计完成的地基设计方案进行必要的审核。要根据环境因素和材料性能对方案进行复核,论证方案的合理性,确保设计方案符合要求;再次,施工人员要重视地基处理材料的准备工作,对所需的材料明细进行确认,对性能进行严格检验,确保所有材料质量达标;最后需要细化各个岗位人员的工作,确保地基处理工作顺利进行。
4.2夯实地基处理技术
夯实地基处理指的是通过大型起重机,不断地向地基施加作用力,从而使得地基原有结构变得紧密,有效增强地基的强度与密实度。现阶段,夯实地基处理技术方法主要分为强夯与重锤,选择的处理工具分为大型起重机(10~40t)与夯锤(2~3t)。其中强夯处理技术方法是结合地基夯实现实需要,将起重机升到10~40m的高处,然后自由落下,同时需要按照作业要求适当地对下落高度进行调整,以达到地基夯实效果。而重锤是以重力作用为主,通过夯锤自由下落实现地基的夯实处理。
4.3粉煤灰填地基处理技术
高强的透水性是粉煤灰最主要的特征,将此特征进行应用,促使粉煤灰在地基中起到填充的作用,并且加速土壤的固化,将加固的步骤进行省略,不仅能够降低成本,同时也能够缩短工期。此技术实施的重点是需要将淤泥与粉煤灰进行一定比例的混合之后再进行填补工作,但是,要保证填补均匀,从而使地基的牢固性得到保障。此技术应用的最大优势是能够将有效的土地最大程度地开发与使用。
4.4深层拌和法
将水泥石灰添加到原有的软弱土体上,使之形成强度均匀且稳定的固体,以此达到加固地基目的,这种处理方法也可称之为深层拌和法。采用这种方法对地基进行处理时,通常需结合深层拌和法。一般来说,深层拌和法主要包括以下几种类型:其一为水泥砂浆喷射法;其二为粉状拌和法;其三为空气喷射法;其四为水泥搅拌法。其中,石灰搅拌、水泥搅拌这两种方法最为常见。深层水泥搅拌主要用于处理粉土泥炭,或其他软弱土体,通过利用水泥对软土地基进行加固。石灰作为一种固化剂,经常应用于深层石灰搅拌中,也可将其用于处理塑性指标相对较大的软土地基。
4.5换填垫层技术
换填垫层技术指去除地基基础中一定深度处的不适合土层,把质地坚硬的中砂、粗砂、砾砂、碎石、石屑或其他工业废粒料填入夯实,将基础荷载通过垫层扩散、传递到持力层,使其满足建筑地基的需求。换土垫层法经常使用土垫层、砂垫层、碎石垫层、砂卵石垫层、素煤渣垫层以及矿渣垫层等一些性质稳定、没有侵蚀性的材料。此技术能够提高浅层地基承载力、减少沉降量、加速软弱土层的排水固结等。
4.6旋喷注浆桩地基处理技术
旋喷注浆桩地基处理技术指的是通过高压旋转喷嘴,以10~25MPa的压力把水泥浆液灌注地基土层之中,以优化地基的性能,提高地基强度与稳定性。在具体实践应用时必须对钻孔孔径与终孔深度进行严格控制,一般孔径和孔深需要大于喷射管2~5cm、0.5~1.0m。若是孔深处于20~30m,孔斜率必须保证在1%以内。与此同时,针对测量放线、孔位定位以及旋喷设置等必须要根据规定要求进行作业。
结束语
高层建筑是现代城市建设应用广泛的建筑类型,地基的质量关乎整个高层建筑的存亡。地基处理技术具有复杂性、关联性和困难性的特征,要根据实际施工环境的地质构造情况进行综合使用。在地基处理过程中,勘测工作首当其冲,重视前期准备工作,在地基处理中严格按照各环节技术要求进行施工,加强对施工过程的监督,确保地基施工过程安全可控,工程质量优良。
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