王超
中国建筑第二工程局有限公司 北京市 100160
摘要:房屋建筑工程地基处理是建筑工程整体质量、后期使用安全性的关键性因素,也是进入施工环节的基础。受到各个地区地质条件、自然环境等因素的影响,房屋建筑施工现场周围的环境具有复杂性的特点,房屋结构与形式等在建筑需求的影响下,也发生明显的变化,地基处理质量要求更严格。所以,选择地基加固技术非常重要,能够优化地基压缩量与承载量,提高施工效率,保证地基结构稳定性。目前地基加固技术的选择与应用还面临一些问题,需要在今后施工过程中科学选择应用。
关键词:房屋建筑;地基;加固技术
在房屋建筑结构中,地基就是建筑物基础下方的土壤、砂石等天然刚性地表,地表以上所建造的部分以及基础和所存在的房屋属于建筑结构中的上部结构。建筑结构在正常受力下,其上部荷载通过楼板传递至梁,梁荷载传递至墙或柱,墙或柱荷载传递至下方基础,基础荷载传递至下部地基,因此,基础下方的地基承受着上部结构的所有荷载。在地基处理后,地基的承载力大于或远大于实际所承担的荷载时,才能确保地基的稳定性。
一、建筑地基加固的目标
对建筑地基进行加固的目标是对天然地基进行加固及改良,增强其承载力及稳定性,确保上部结构的安全使用。
1、提高地基的抗剪强度。地基出现抗剪强度不足时,是由于地基上部基础为条形基础或独立基础,基础下方地基所承担的局部应力大于其承载力,导致地基出现抗剪破坏。产生这种破坏时易导致上部结构出现歪斜现象,从而其上部结构出现变形裂缝,影响上部结构的承载力、整体性及使用年限。因此对地基进行施工及加固时,应提高地基抗剪强度,从而确保上部结构的安全使用。
2、降低地基土体的压缩性。我国北方地区的土体多数为失陷性黄土,遇水易产生较大的失陷性,且压缩性较高;而我国南方的土体多数为软土,其压缩性较高。当地基持力层土体为失陷性黄土或软土时,由于其土体压缩性较高,若对其地基土体施工及加固不当,上部结构施工过程中或施工完成后,由于地基土体的固结沉降及自身的压缩指标不同,可能导致上部结构产生不均匀沉降,从而导致上部结构因倾斜而开裂,影响上部结构的安全使用。因此针对压缩性高的土体,一般采用换填法、强夯法或灰土桩等地基加固方法进行加固处理,降低地基的压缩性,从而确保上部结构的正常使用。
二、房屋建筑地基加固常用的方法
地基加固所采取的主要加固措施总体可分为物理和化学两大类。其中物理加固法即通过物理方法改善土体物理性能和部分或全部替换薄弱土体来达到地基加固的效果,其一即通过施加外部荷载或者内置排水体来改善地基土的孔隙率和含水率,其二是将薄弱的土层中打入强度较高材料成为支撑桩或者通过换填法全部替换土层;化学加固法即通过化学反应析出胶凝物或使土颗粒胶结固以增强地基承载能力,将结合土体性质详细介绍这些方法的作用机理和选择:①换填法是广泛应用于地基加固处理中的一种方法,经过“挖”、“填”、“换”的方式实现对地基的加固。“挖”就是将地基中的软土层挖掉,剩下坚硬的土层作为天然地基;“填”就是在软土层中加入大量坚硬的岩石或者砂石,使软土层的承载力变大; “换”就是将软土层挖掉,填入新的垫层作为持力层,比如填入矿渣、碎石、灰土等。换填法有施工流程简便、工期短且成本小的优点,只适用于软土层较薄的且地基的承载力不需太大的建筑; ②强夯法主要是对深层松软地基土进行振密和击实,需要在几十米的高处对土进行强力夯实。强夯法的工作机理是通过高空落体产生的强大冲击力压缩土体孔隙,增加其密实度,进而提高其对上部建筑结构的承载力。
强夯法具有效率高、效果好、成本低的优点,但由于施工过程中产生较大的噪音和振动,故不宜在人口密度大的地方施工;③柱锤冲扩桩法,对填土、粘性土和粉土等土层利用柱形锤从高空落体产生的冲击力进行夯实成桩,再与桩间土形成复合基础,但其地基处理深度不宜超过 6m;④排水固结法通过地基中设置竖向排水体,再对其进行静力施加,使土体中水份沿着竖向排水管排出孔隙,将冲填土、淤泥质土等饱和粘性土类的地基压实,减少拟建物建成后的沉降量。预压方法有真空预压法、堆载预压法等,其中真空预压法就是在软土层中埋置竖向砂井,用薄膜将砂井口封住,抽空里面的空气和水分,使地基土预先固结,是一种比较新的加固技术;⑤高压旋喷法就是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进土层,到达预定位置后,通过高压设备将水泥喷向四周,冲切、破坏土体;同 时,将钻杆以一定速度往上提升,浆液和土体被搅拌混合,待凝固后,在土中形成旋喷桩,起到加固地基的作用。
三、房屋建筑地基加固技术质量控制措施
由于地基加固的处理方法较多,对其质量控制措施也较多,本文仅对常用的两种地基加固方法的质量控制措施进行举例分析。
1、强夯法质量控制措施。房屋建筑结构地基处理时,若使用强夯法进行加固施工,则应对其进行放线定位施工,为地基加固确定精确的位置,同时施工单位也可进行试夯再次确认夯点的位置。放线定位施工后,使用推土机对所夯实的部位进行预压处理,当场地平整后对原强夯所布置的点位进行复核。强夯施工前对地下水位进行监测。若地下水位较高,则应进行降水处理或在强夯点位上侧铺设一定厚度的砂石,以免强夯设备因地基较软而下陷,从而影响正常施工。强夯加固施工的顺序是从四周向中间集中,以便于强夯后场地的平整施工。强夯时,依次对深层土体-中层土体 -表层土体进行加固施工。在夯实过程中应注意落锤的平衡性及锤击的准确性,当夯实过程中,地基表层溢出水时,应对地下水进行抽排并实时监测,当地表积水较多时可在地基表面铺设砂石后再进行夯实施工。强夯施工完成后,使用低能量强夯机对夯实过的地基再次进行夯击。
2、注浆法质量控制措施。注浆法主要在新建及既有房屋建筑地基强度不足或地基稳定性较差时使用。在进行注浆法施工时,施工人员应对所钻孔直径及位置、数量等进行记录,且加固时确保浆体上方覆盖 1m 厚的土体,以免注浆时浆体从土层中溢出,必要时可在所注浆位置上方铺填素土并进行夯实。在注浆施工时,应对注浆压力进行实时监测,以免注浆压力大于规范规定值,从而影响加固施工质量。正常使用注浆法加固时,应先对上层土体进行加固,再对下层土体进行加固;若上层、下层土体的渗透系数及土质相差较大时,则应先对渗透系数较大的土体或土质较差的土体进行加固施工,再对渗透系数较小或土质相对较好的土体进行加固施工。在注浆过程中,应对所注浆液的强度及性能等进行抽查,并对所注孔位及注浆顺序等进行记录,最后将现场施工中所记录的实际注浆孔位等信息与所统计的孔位等进行核对,以免出现漏注现象。当注浆过程中,发现周围土体或附近建筑物出现隆起或倾斜等变形时,应立即停止注浆加固施工,查明原因后再进行后续相关施工。
综上所述,由于社会的快速进步,建筑行业正在蓬勃地发展,而在房屋建筑行业当中,比较主要的是地基基础施工。因此,为了可以良好地发展,需要注意房屋建筑地基基础施工技术和相关加固技术的合理使用。通过大量的调查发现,在地基基础施工当中,需要根据实际的环境进行施工,要选择最合适的基础施工技术,并且还应该注意选择加固技术对实际的土质进行有效的改善,这样才可以保证房屋建筑行业的可持续发展。
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