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工程施工中地基基础工程的施工技术处理措施

2021-06-15史学山

建材与装饰 2021年17期
关键词:沉井灌浆土体

史学山

(云南协和工业建设监理有限公司,云南昆明 650051)

0 引言

近年来,随着我国经济的高速发展,工程建设也飞跃式发展,在土地供给有限而且越来越紧张的情况下,部分工程建设用地都无法避免地处于地质软弱、地质结构复杂的地理环境,这就对地基基础的施工及处理提出更高的要求。地基基础处理直接关系到整个建筑物的结构安全,以及能否承受整个建筑的所有荷载等。如果地基基础出现问题,很可能对建筑物造成不可逆的破坏,对整个建设项目的影响和经济损失将永远无法挽回。

1 地基工程与基础工程

1.1 地基

基础下的土层或岩石承载着建筑(构)物的全部重量,这部分就是地基,它对于整个建设项目有十分重要的意义[1]。没有良好的地基基础,上部结构建设得再牢固、再富丽堂皇都是无用的,建筑工程失去了扎实的基础就不可能达到稳定与安全,更不用说它的抗震防灾性能。一旦工程建设的基础条件不佳,任何安全隐患都可能随时发生。地基位于建筑物下面的一定深度处,对确保建筑工程的安全稳定起着决定性作用。

1.2 基础

建筑和地基间存在着一个连接区,这一部分对于基础工程来说,十分关键也是非常重要,它有着把建筑物的重量导向到地基的转移作用[2]。因此,基础工程是第一个和建筑物相互衔接的主要工作部分,它的质量、牢固性及平衡性均对建筑物的稳定性和整体的安全性有着直接影响,如图1 所示。

2 地基工程的施工技术与处理措施

由于我国土地辽阔,不同地区的地质条件千差万别,存在不同的差异,由于建设用地的限制,许多地区都存在松散和不良的地质上进行工程建设。如果对这种地质的地基没有合理、可行的进行处理,很难实现地基上建筑物相互作用时确保高稳定性和抗震能力。特别是好多地域都存在软弱的地基,对软弱地基有一定的共性,在此对常见的几种方法:置换法、挤密法和振冲法、强夯法、灌浆及高压喷射灌浆等最主要几项技术展开论述。

图1 地基与基础

2.1 施工技术

2.1.1 置换法

在特定的环境条件下,基础工程和地基工程相触点的土层太薄,不能满足轴承稳定建筑物的需要。密实法不能完全满足这些需要,所以可改变思路,直接将软弱土层进行置换,即用能支撑承重物体更稳定的土层,如砂砾土或石灰土来代替,逐层压紧、压实,确保其根基牢固稳定,并且可人为地建造出一个能负荷压力的土体层[3]。置换法的置换厚度不宜大于3m,一般为1~2m。

2.1.2 挤密法和振冲法

挤密法和振冲法的加固原理是通过桩管的挤压或振动作用使土体空隙减小,密实度增加,地基土的强度也随之增强。对周围土体挤密作用不明显的桩体,则主要起深层换土作用。挤密或置换桩体的刚度都小于混凝土灌注桩,它们与桩体间的土一起构成“复合地基”,以提高地基的承载力,降低地基的沉降量。对于透水性好的桩体,还有利于原来饱和土体的排水固结。

2.1.3 强夯法

强夯法就是借助巨大的外力能量冲击力,使软弱的土体骨架解体、土体颗粒产生瞬间剧烈相对运动,从而使空隙中的气体、空隙水迅速排出或消散,使土体空隙减少并重新固结,土体的密实度、强度随之提高而起到提高地基承载力的作用。有时为进一步提高地基承载力可在夯坑(槽)内回填块石、碎石或其他粗颗粒材料进行强夯置换,其实用性可通过现场试验来确定。

2.1.4 灌浆法

注浆法也是大型地基基础灌浆工程施工中常见技术。在实践中,需明确每个钻孔的具体位置,准确计算所需的钻孔深度,科学调出所用注浆液的浓度,并在指定的钻孔位置下开始钻孔,注入适宜的浆量,且详细记录好相应的数据信息与实时状态。在钢筋混凝土灌浆工程施工中,要特别注意控制渗漏现象的发生,避免灌浆流淌,在检查中一旦有此类现象的问题,应及时进行有针对性的调整,保证灌浆工程施工的正常进行。该方法适用于处理砂及砂砾石地基、粘性土地基和湿陷行黄土地基,如图2 所示。

图2 注浆法处理的软弱地基施工

2.1.5 高压喷射

采用新型高压旋喷法,采用先进的喷射化学浆液让其与土颗粒混合技术对地基进行处理。在一些特殊场景中,一些大型砌体建筑要求具有良好的基层防水和抗渗加固能力,可以直接采用硅化加固法,把浆液通过管道直接注入土中,从而有效地促进了基土颗粒与硅胶层之间的粘结,以便于提高了基土的韧性、硬度和稳定性。这种方法不仅具有使用简单、快捷的优点,而且可以被人们广泛应用,是一种有价值推广的方法。

2.2 处理措施

在对工程中软弱地基的局部处理中,首先要掌握地基出现状况的原因和将会带来的影响以及所产生影响的范围。其次按照软基的真实状况,利用各种软基处置措施,进而使整个建筑(构)物各结构部分的沉降量逐渐统一,以减少地基出现的不均匀沉降现象而影响工程的正常使用。

3 基础工程的施工技术与处理措施

3.1 施工技术

3.1.1 浅基础施工技术

浅基础施工技术需根据现场施工需求进行针对性调整,下文主要介绍无围护基坑施工、有围护基坑施工两种修改技术。

(1)无围护基坑施工技术。

基坑的深度相对较浅,不具备过高的渗水量时,施工单位可将基础坑壁建设为竖直形状或斜坡形状。其中,前者适合与岩石地基、硬黏土地基配合使用,后者适合与其余普通土质配合,建设深度低于5m 的基坑。施工单位需考察地基中的含水量,如果含水量较高、存在坑壁损毁时,则应合理降低坑壁的坡度,以提升边坡的稳定性。

(2)有围护基坑施工技术。

基坑深度相对较深或渗水量较大时,应在坑壁周围建设围护设施。围护方式主要包括板桩墙支护、喷射混凝土护壁和混凝土围圈护壁等方式。板桩墙支护需在基坑开挖前建立,同时进行基坑的挖掘和坑壁的支撑工作。喷射混凝土护壁适用于深度低于10m,直径介于6~12m 之间的圆形基坑,以高压空气为动力,将搅拌物(砂、石、水泥与速凝剂)经喷射机喷吹到坑壁上,以形成混凝土护壁结构。

3.1.2 桩基础施工技术

桩基础一般分为单根桩、单排桩和多排桩等多种施工类型。当桩的数量不低于2 根时,就应用横系梁将桩结构连接起来,以加强横向稳定性。桩基础的建设需用桩锤将桩钉入土壤中,所以桩的直径一般较小,一般不应高于0.6m。常用的桩锤包括坠锤、单动气锤、双动气锤与柴油锤。桩锤的选择需根据桩的具体尺寸进行选择,防止出现桩锤破坏桩结构的情况。

3.1.3 沉井基础施工技术

深基础常出现于桥梁工程的建设中,是许多大型桥梁的基础建设方式。其中,沉井基础也是一种典型的深基础。具备埋置深度较大、承载面积较大、施工工艺不复杂、沉井倾斜等特点。沉井基础的形状应以结构物底部的具体形状为参照,长短边比例不应大于3,襟边宽度不应小于0.2m,浮运沉井不应小于0.4m。沉井结构的组成部分主要包括井壁、刃脚、隔墙、井孔、凹槽、射水管、封底、顶板和沉井填料等,施工人员需根据每个部位的施工需求进行建设。

3.2 处理措施

浅基础施工应利用明挖的方法进行挖掘,应将施工处理工作定在少雨季节,而且不应当中途间断,挖掘方法可采用机械或人工挖掘。桩基础施工处理应着重关注穿透复杂图层时的打桩角度与力度,防止桩锤严重回弹或桩身与桩锤的结构损坏,应保证打桩前的桩锤与桩身的中心线处于一个直线上。沉井基础在施工过程中应避免沉井偏斜,避免在松软土质上进行施工,同时防止难沉、突沉和流砂现象的发生。

4 结语

总之,这些地基基础工程的主要设计和主要施工中的处理将直接影响建设工程基础结构的设计性能及整体工程质量,若想对其性能与质量一直有所保障,就必须要做好的是地基基础施工工程的主要设计、施工处理质量和工程建设在施工过程中的整体施工安全性,这样,在正常施工期间,才可以有效地降低人员施工事故的发生概率或者建筑工程的损坏、坍塌事件。

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