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【摘要】地基施工是現(xiàn)代建筑工程建設(shè)的重點,隨著建筑標高的及遭遇復雜地質(zhì)條件概率上升,建筑地基施工面臨更大的難度。本文著重介紹常見的建筑地基結(jié)構(gòu)處理技術(shù),并對不同技術(shù)的適用范圍及使用優(yōu)勢進行對比分析,希望為地基處理技術(shù)的優(yōu)化選擇提供一定參考,使地基達到足夠的荷載強度,合理開發(fā)地下空間資源,同時延長建筑使用壽命。
【關(guān)鍵詞】地基處理;地基結(jié)構(gòu)設(shè)計;樁基礎(chǔ)
引言
建筑地基處理具備復雜性、嚴重性、困難性的特點,實際工作中,需依照不同區(qū)域地質(zhì)條件不同合理設(shè)計地基結(jié)構(gòu)并選擇地基處理技術(shù),以確保地基施工過程的安全性,使其達到最佳的建設(shè)預期。地基施工中,結(jié)合施工需求合理選用DCC灰土擠密、碎石樁結(jié)合強夯等地基處理技術(shù),有利于地基處理效果強化,為建筑上部施工提供更有利的施工條件,同時發(fā)揮提高建筑工程整體質(zhì)量及經(jīng)濟性的作用,因此有必要對建筑地基處理及結(jié)構(gòu)設(shè)計要點進行系統(tǒng)性總結(jié)。
1建筑地基處理技術(shù)
建筑地基處理技術(shù)優(yōu)化選擇是確保建筑地基工程質(zhì)量的關(guān)鍵,正式施工前,結(jié)合建筑工程設(shè)計方案、施工現(xiàn)場勘查結(jié)果,選擇最佳的地基處理技術(shù),將現(xiàn)階段建筑工程施工常用的地基處理技術(shù)總結(jié)如下:
1.1排水固結(jié)技術(shù)
排水固結(jié)技術(shù)多用于建筑工程軟土地基的處理,主要是由于軟土地基中土壤含水量較高,通過排水固結(jié)可顯著提高地基荷載能力及穩(wěn)定性。使用排水固結(jié)技術(shù)進行地基處理時,需在地基內(nèi)設(shè)置排水系統(tǒng),排水管道多縱向安裝,以借助地基上部建筑結(jié)構(gòu)施加的壓力,促進軟土地基內(nèi)多余水分充分排除,提高地基荷載水平。實際工作中常將排水固結(jié)技術(shù)與強夯技術(shù)結(jié)合應用,以實現(xiàn)更優(yōu)的地基加固效果,在強夯過程中,土壤內(nèi)水分也可有效排出。若采用該結(jié)合技術(shù)方案,需重點關(guān)注夯擊深度及頻率的選擇。
1.2DCC灰土擠密技術(shù)
DCC灰土擠密技術(shù)需與深層強夯技術(shù)結(jié)合使用,地基經(jīng)強夯處理后,使用螺旋鉆機將灰土注入土體當中?;彝脸蓸兜耐瑫r進行強夯作業(yè),不斷錘擊樁基擴大樁徑,使灰土與樁尖土充分融合,形成穩(wěn)定性更優(yōu)的復合樁。為有效削弱地基的濕陷作用,在實際施工中需適當調(diào)整打孔結(jié)構(gòu),以防止地基變形,提高其荷載能力。有實驗表明,使用DCC灰土擠密技術(shù)最高可將地基承載能力提升至原來的7倍,擴大地基深度5~40cm[1]。但需要注意,該技術(shù)應用存在限制條件,其作用效果在濕陷性黃土地質(zhì)條件中的發(fā)揮更為充分,而在其他地質(zhì)條件中作用并不明顯,因此需根據(jù)建筑工程所在地的實際情況酌情選擇,
1.3碎石樁結(jié)合強夯技術(shù)
地基處理中將碎石樁與強夯技術(shù)相結(jié)合的主要目的是提高地基荷載能力及強度,確保排水固結(jié)作用效果發(fā)揮到最佳。施工過程中,依照碎石樁分布位置使用專業(yè)機械進行強夯施工,合理控制沖擊力大小,將碎石樁充分擊散,促使碎石不斷擠入周圍土層當中,提高周圍土層中碎石密度。該技術(shù)施工要點在于強夯環(huán)節(jié)的把控,要求嚴格控制強夯深度、輕度及頻次,避免出現(xiàn)過大的夯擊誤差反而影響地基穩(wěn)定性。其中,夯擊強度可依照夯擊深度、地基實際荷載能力、土壤條件等確定,夯擊深度則需要根據(jù)土層厚度、濕陷性等級進行確定,圖2為碎石樁結(jié)合強夯技術(shù)施工流程。
1.4換土墊層施工技術(shù)
換土墊層施工技術(shù)對建筑工程所在區(qū)域的地質(zhì)條件有嚴格要求,若施工當?shù)氐刭|(zhì)層較薄,可選用該地基處理基礎(chǔ)。換土墊層施工技術(shù)原理為,將原本的軟弱土地基及不良土層替換為密度高、強度大、抗腐蝕加壓縮能力強的礦渣、碎石、灰土等材料,以提高地基綜合性能。該技術(shù)在使用時需結(jié)合建筑工程建設(shè)要求及地基基礎(chǔ)特點,科學確定各類換填材料的配比,通過機械作業(yè)法將換填地基夯實,保證其充分承擔來自建筑上部結(jié)構(gòu)的荷載及地震作用。
1.5注漿法施工技術(shù)
注漿法施工技術(shù)在當前建筑工程地基處理中應用非常廣泛,其原理為改變土壤原本結(jié)構(gòu)而發(fā)揮加固作用。注漿法的施工設(shè)備相對簡單,主要設(shè)備為鉆機和注漿機械。地基處理過程中,在目標區(qū)域安裝鉆機,并使用高壓灌漿設(shè)備箱土層內(nèi)灌注化學漿液,以改變原本的地質(zhì)結(jié)構(gòu),強化地基。
1.6水泥粉煤灰碎石樁及粉噴樁處理技術(shù)
水泥粉煤灰碎石材料硬度大,是一種非常堅固的建筑施工材料,將其與粉噴樁相結(jié)合,可形成復合型地基,以提供更強的穩(wěn)定性和荷載能力。該地基處理技術(shù)可有效解決基層液化問題,提高建筑地基穩(wěn)定性,以應對泥石流、暴雨等極端自然現(xiàn)象。水泥粉煤灰碎石樁與粉噴樁相結(jié)合,能夠?qū)碜缘厣系暮奢d合理傳輸至地下深入,以有效削弱地基承受的沖擊荷載,減少地基沉降。
1.7強夯技術(shù)
強夯技術(shù)屬于地基處理的一類基礎(chǔ)技術(shù),其直接利用專業(yè)設(shè)備,對土層做夯擊處理,以強化軟土地基的平整度及荷載能力。強夯施工過程中會引發(fā)較大的噪聲,且會提高施工區(qū)域地基坍塌的風險,因此該技術(shù)目前多與其他地基處理技術(shù)結(jié)合使用,且多被用于遠離居民區(qū)的建筑項目當中。
1.8堆載預壓技術(shù)
堆載預壓技術(shù)利用沙土向軟土地基進行加壓,通過固結(jié)沉降,促使軟土地基的強度達到建筑工程建設(shè)要求。預先度軟土地基進行堆壓處理,可有效降低建筑后期發(fā)生地基沉降的概率。在使用該地基處理技術(shù)時,需重點做好堆載材料選擇及荷載計算工作,若荷載過大,會導致地基結(jié)構(gòu)受過度破壞,或荷載過小,無法有效發(fā)揮預壓作用。綜合看來,堆載預壓基礎(chǔ)施工操作便捷,地基加固處理效果優(yōu)良,因此有著較廣的適用范圍。
2不同地基處理技術(shù)對比
表1總結(jié)了常見建筑地基處理技術(shù)的分類及適用條件,可供建筑工程地基施工活動參考。建筑工程地基處理技術(shù)的選擇除結(jié)合施工當?shù)氐牡刭|(zhì)條件及施工條件外,還需重點關(guān)注技術(shù)操作的經(jīng)濟成本。在同一施工條件下,選擇不同的地基處理技術(shù)可能給施工成本、施工進度造成不同的影響。因此綜合適用條件、使用成本等因素,對不同地基處理技術(shù)的優(yōu)缺點進行總結(jié),以指導地基處理技術(shù)選擇工作的科學開展。(1)強夯法因施工流程及使用設(shè)備簡單,無須額外的施工材料支出,因此其在眾多地基處理技術(shù)中有著較高的經(jīng)濟性,其成本一般可較樁基類處理技術(shù)低2~4倍。(2)鉆孔壓漿樁技術(shù)多被用于填土、粉土、粘性土、砂土等地基當中,可提供較相同尺寸預制樁更高的承載能力,施工效率較普通樁高50%左右,因此經(jīng)濟性較強。(3)鉆孔灌注樁的適用范圍較廣,單樁承載力高,相較于預制樁,其涉及的鋼材成本更低,因此有利于施工總成本的控制。相比強夯類技術(shù),其還具備施工噪聲小的優(yōu)勢,若建筑項目處于市區(qū)內(nèi)部,可優(yōu)先選擇該類方法。(4)砂墊層法同樣具備施工流程及設(shè)備簡單的特點,但由于過程中需使用大量墊層材料,考慮到材料運輸成本的控制,在其他條件相同時,若施工場地附近存在材料供應點,可優(yōu)先選擇該方法。(5)排水固結(jié)法的工藝流程相對復雜,所需的施工設(shè)備眾多,對施工場地要求較大。以上特點導致排水固結(jié)法的施工周期延長,并帶來更高的施工成本,需慎重選擇。
3結(jié)論
總之,建筑地基處理及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計對于提高建筑整體質(zhì)量來說至關(guān)重要,實際工作中需結(jié)合施工現(xiàn)場條件及建筑特點合理選擇地基處理技術(shù),以此來保證地基強度及荷載能力達標。另外在選擇具體的地基處理方式時,應兼顧有關(guān)方法的經(jīng)濟性,使得地基處理發(fā)揮出最高的綜合效益,在施工條件相同時優(yōu)先選擇鉆孔灌注樁、灰土擠密或綜合性地基處理技術(shù),以幫助降低施工成本、縮短施工周期。
參考文獻
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作者:劉鍵 單位:云南省設(shè)計院集團有限公司