赵大军
四川乐山嘉成建筑工程有限责任公司 614000
摘要:伴随着城市化进程的进一步加快,城市人口越来越多,城市中土地资源越来越短缺,因此为了缓解人地矛盾,高层建筑应运而生。但是因为该类建筑本身层数比较多,所以对于地基的要求往往都比较高,再加上地基质量直接与整个建(构)筑物的质量息息相关。基于此,本文将重点对其地基基础工程施工技术进行分析,以供参考。
关键词:高层建筑;地基基础工程;施工技术;桩基础
引言:在整个建筑行业之中,其工程建设的基础就是地基,它在整体建(构)筑物的施工以及后期使用过程中发挥着基础性的作用。不论是何种建(构)筑物,要想保证其在未来使用过程中能够保持基本的安全性和稳固性,就需要将基础措施落实到位,也就是要加强地基建设。只有地基牢固了,整体建筑物才可以牢固,因此地基处理与建筑物质量有直接性联系。在高层建筑不断发展的背景下,地基施工技术也已经获得了巨大的进步,要想满足大众对建(构)筑物不断提出更高要求的情况下,使其适应各种地理环境及施工要求,就需要对高层建筑在其基础工程建设中的技术与经验进行总结分析,进而创新出新的更加适宜的技术,推动整个行业的发展。
一、施工技术特点与基础施工的重要性
(一)特点
首先,具有一定的复杂性。由于受到地理因素的影响,我们国家的土质结构相对比较复杂,所以这就在很大程度上使地基施工难度越来越大。除此之外,很多地区土壤结构本身具有一定的复杂性,例如很多地区在施工的时候都经常会遇到黄土与淤泥共同存在的情况,因而这就在很大程度上增加了施工难度。正是因为基础的复杂性影响,所以这就需要地基处理技术能够满足基本的需求,因而这就给设计人员提出了一定要求,确保在进行地基处理的时候能够根据实际情况选择合适的处理方式。其次,具有一定的多发性。在实际施工的时候经常会出现施工技术不依照规范进行的情况,所以这就导致高层建筑在建设的过程中出现倾斜或者是直接倒塌的现象。不仅如此,自然环境的变化有时候也会给建筑质量造成影响,增加相关企业的建设成本。最后,具有一定的困难性。因为地基基础工程本身就是处于地下的,所以施工难度相对比较大,需要重点考虑的参数以及相关技术细节也都比较多,再加上本身地质结构具有一定的复杂性,只要忽略了其中一个细节,就会严重影响到其它的施工工序,最终出现安全隐患,并有可能会使整个高层建筑的机构体系受到影响。
(二)基础施工与技术处理的重要性
一方面,良好的施工技术能够保证整体结构的质量。在高层建筑建设过程中,地基处理是第一步,同时也是一项最关键和最重要的环节,倘若这时候其处理技术不合格,那么就会无法保证后续工程的进一步开展,情况严重的话还会导致安全事故发生,威胁着作业人员的生命安全。另一方面,能够展示出来高超的施工技术。在高层建筑地基建设过程中需要重点考虑地基的地质情况以及地下水情况等因素,所以对于实际技术的选择要求就相对比较高,因而施工企业就必须要进一步提升技术措施,进而满足地基基础的施工要求。
二、当下地基施工技术面临的问题
(一)地基施工中易出现塌方
在工程地基施工过程中,对于塌方的处理相对比较困难。尤其是在高层建筑的地基基础施工处理过程中,经常会出现塌方现象,倘若遇到塌方,就会影响到正常的地基施工,直接使地基的基本承载力降低,不仅会危及到自身正在建设的工程,还有可能会直接影响到周围建筑物的安全,情况严重的话还有可能会发生安全事故。特别是当基坑在对不同土层实施深度开挖的时候,只要没有根据土层的实际性能进行开挖及支护,就势必会影响到边坡顶部的基本受力情况,最终出现塌方。
(二)缺乏对地基的保护
高层建筑在建设的过程中应该要加强对地基的重点保护。因为南方与北方的气候条件具有很大的差异,所以地基形式以及可能会出现的各种问题也会存在一定差异。倘若没有处理好泥土松散以及地下水问题,就会影响到整个地基的建设。倘若不能对地基实施有效充足的保护,那么也会影响到防排水措施的实施,从而导致地基出现进水的现象,最终增加了施工难度,影响着地基的基本质量。
三、技术分析
(一)基础施工技术
(1)桩基施工
桩基是一种地基基础,该技术一般会被应用到整体施工地质情况比较差,并且整体自然基础无法满足构筑物强度要求的情况中。这一技术与传统的混凝土预制桩相比较,由于传统技术在施工的时候产生的噪音相对比较大,并且还经常出现挤土效应缺乏的情况,所以桩基技术应运而生。在该技术之中应用最多的就是灌注桩,这是因为该技术本身的适用范围相对比较广泛,可以满足各种各样的承载要求。近些年来,该技术得到了极好的发展,与此同时还累积了众多的施工经验,它的强度指标和预制桩基基本相似。在检验桩基承载力的过程中,传统的检验方式都是应用静载试验,但是现在将计算机技术结合了进去之后,整体桩基动测技术也都已经发展得成熟起来。
(2)基坑支护
由于高层建筑的整体高度相对比较高,所以整个的建设难度就会比较大,这时候其基坑就会挖地比较深,整个开挖难度也会增大。基坑支护的主要功能就在于能够在保证安全的基础上,对基坑周边的环境实施加固保护,在具体支护的过程中还应该要重点考虑支护、开挖、防水以及监测等基础性项目。在支护结构中还存在一种土钉墙体系,它主要可以被应用在低水位的非软土区域之中,虽然都是应用的分层开挖与分层支护的模式,但是其造价却是传统支护体系造价的40%到60%,因而能够有效节省成本投入,保证基本的经济效益。除此之外,基坑支护体系都还实现了创新性发展,例如当下应用比较多的帷幕形式支护、帷幕和封底复合式的支护体系等等。
(二)地基处理技术
(1)注浆加固
在高层建筑的地基处理过程中,注浆加固就是通过相应的压送设备将注浆材料注入到需要加固的地层之中,使其土壤之间的间隙与整个土层当中都充满相应的胶凝材料,进而对其实施加固,最终达到提升地基强度的目的。通常在其地基加固的过程中,该技术中应用最多的两种方式就是埋管与花管注浆,有时候还会根据详细的地基情况同时使用多种技术相互结合的方式一起配合应用,确保最终能够达到一定的加固处理效果。例如,在使用花管注浆的时候,就应该要将微型钢管砼桩应用进去,换句话来说,就是在基础处理的时候。作业人员一定要根据实际的地质情况,应用最有效的地基加固处理技术,进而最大程度上减少地基沉降以及变形情况的发生。
(2)深层水泥搅拌桩
该技术主要就是通过应用特制的一些搅拌轴叶轮,从地面的位置开始对其需要加固的基础进行充分搅拌,其搅拌程度要达到搅拌需要的深度,然后再将阀门打开来,把水泥浆液注入到整个土体之中,接下来再实施强制性搅拌,确保水泥浆液等具有胶凝性的材料会与土体相互混合,只有当其强度达到一定的要求的时候,桩体与周边的土体就会变成复合式的地基,进而来承载整体构筑物所给予的荷载。在应用该技术的时候应该要在应用水泥混合物之前,先实施相应的强度检测。通过大量的实践分析能够发现,应用该技术的之后,倘若其水泥掺入的量越大,整体强度也会得到有效的增加,当其水泥掺入的比例没有达到5%的时候,水泥自身对于整个水泥混合物产生的影响完全可以忽略掉。因此,为了进一步有效提升水泥混合物的强度,就必须要保证水泥的掺入量能够达到5%及以上,通常其掺入比例大概都是10%到15%之间。
(3)高压旋喷法
该技术就是通过应用钻机将注浆管引入到某一个位置之后,再使用相关的高压设备将浆液喷射到周围,从而将其土体的强度破坏掉,这时候再进行钻杆旋转提升,确保浆液能够与这些碎掉的土体相互充分混合,等到其浆液凝固以后,就会产生一个固结体,进而便能够达到相应的加固目的。这时候整个地基基础的抗剪强度就会变大,地基本身出现变形的情况也会越来越少。一般该技术应用的方式有三种,分别为单管式、二重管式以及三重管式,最后这种方式一般被应用到人工填土以及粘性粉体等地基情况中。这一技术一般都是被应用到对基础工程施工具有一定特殊性要求的情况中。
(4)水泥粉煤灰碎石桩
这一技术又可以被称为CFG桩技术,它是在传统的碎石桩的基础上演变创新出来的一种新型处理技术,通过在原有的材料之中加入粉煤灰、水泥以及砂石等材料,混合搅拌称为桩。这一技术本身的应用范围相比较传统的碎石桩技术应用范围极为广泛,其设计简便、施工简便,整体施工过程噪音比较低、耗费时间少,实际成本投入也都相对比较少。不论是在高层建筑、多层建筑的建设过程中,还是在工厂建筑工程的建设过程中都可以将其应用进去。其具体的加固原理就是置换桩以及挤密作用,除此以外,还包含有成桩初期的排水与预震现象等等,这些都能够将地基的强度有效提升上去。
(5)换土垫层
这一技术在具体应用的时候,就是将一些比较坚硬的废渣、废石与废料等压缩性极小,并且整体性能相对比较稳定的材料通过分层填充的方式替换原先比较软弱的土质,接下来再使用人工形式将其进行压缩,从而保证其密度能够达到相应的垫层效果。换句话来说,就是在软土层壁面上比较浅的地方运用换土的方式对其基础工程进行加固,这样一来不但可以扩散基底压力,还可以最大程度上保证地基的基本承载力,并能够控制好沉降,使排水固结快速完成,有效消除膨胀土的胀缩情况。
在具体应用这一方式的时候应该要注意控制好含水量,倘若含水量相对比较大的话,还需要应用晾晒或者使用石灰的形式来实施预压操作,并运用分层的形式将其压实,进而达到控制含水量的目的。不但如此,在具体实施换层以前,还需要将表层处理完成之后再去挖其中的淤泥与粘土,然后再填筑废石废渣等材料。在填筑的时候应该要注意其宽度不能过高。
(7)粉煤灰吹填
由于粉煤灰自身具有极强的透水性,所以将其运用到地基加固志宏,便可以最大程度上提升其填土的固结速度,从而将施工过程中所需要的成本降到最低。这里需要注意的是,在实际施工的时候,相关作业人员应该要依照高层建筑地基图纸要求,调整好粉煤灰与淤泥之间的比例,进而达到一定的均匀效果。这样一来就可以有效提升地基土的固结特性。
(8)DDC灰土挤密
在运用该方式的时候,应该要在使用强夯法的前提下运用螺旋钻机把灰土一层一层地倒入到孔中。当其夯实成桩之后,作业人员还需要反复对其进行锤击,并扩宽整个桩径,确保桩与桩之间的地基土可以形成复合式的地基。一般这种方式可以被运用到湿陷性黄土地基处理中。
四、技术发展前景
首先,会将计算机技术更好地融入进去,这样一来不但能够确保各项信息的质量,还能够在提升管理水平的过程中,与国际水平同步发展。比如,在处理复合地基的时候,应用计算机处理技术以后,可以在精准计算各项数值的过程中,为工程后续建设提供数据支持。其次,会运用大量新型的建筑材料。伴随着科学技术的进步与发展,建筑材料之中的科技含量将会明显增强,同时材料还会变得更加具有绿色化,进而迎合基本的环保要求。最后,工业化建筑设计地位会有所增强。虽然当下我国该项技术已经获得了极大的发展,但是与发达国家相比较还是存在较大的差距,整个建筑市场也与发达国家差距较大,因而这就需要在未来进一步提升工业化建筑设计,严格把握好各项影响因素,提升资源利用率。比如,在深层搅拌桩当中,倘若只是应用芯材自重是无法达到预期效果的,这时候应用轻型振动锤便能够轻松地将材料加入到搅拌桩之中。
五、结束语
地基处理质量直接决定了整个高层建筑的质量,所以这就需要在实际施工的时候重视起来基础地基施工,应用最合适的地基处理技术和专业素质最强的作业人员,确保材料与设备的质量,实现整体行业的进一步发展。
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