关于地基基础施工技术与加固技术的研究
2015-03-20
前言
随着建筑科学的发展和建筑技术的日新月异，建筑行业为人们提供的生产和生活环境正得到不断改善，建筑施工的水平也相应地不断提高，新时期我国建筑行业取得了巨大的进步，获得了举世瞩目的成就，成为我国经济结构中为数不多的可以和世界先进水平向媲美的行业。进入二十一世纪第二个十年，我国建筑行业持续蓬勃发展，特别在新技术、新材料和新工艺不断涌现的今天，建筑施工有了更加广泛的和稳定的保障，各种类型建筑物在各地不断涌现，形成了建筑和经济大发展的态势。当前，各种建筑物都需要地基工程作为基础，在实际的建筑施工中，为了确保建筑质量，就必须从建筑物地基基础施工抓起，地基基础对于建筑物来说是重要的结构部分，是决定建筑物整体稳定性和功能安全实现的前提，因此，如何在地基基础施工中科学地进行施工，有效地对地基基础进行加固就成为十分重要的关键环节，并且会形成伴随建筑工程建设的整体过程，成为建筑建设方、施工方、社会共同关注的焦点问题。根据建设工作经验地基基础施工过程是地基
基础形成性能和质量的初始阶段，必须展开对地基基础施工的科学管理，通过对地基基础施工技术的有效运用，达到实现地基基础施工整体稳定和功能完整的目的。本文根据地基基础施工的实际，在简要论述地基基础施工作用和价值的基础上，提出了重视地基基础施工技术运用的观点，说明了地基基础施工的相关定义，简介了地基基础施工中静压力桩和震动沉桩技术的要点，分析了地基基础出现沉降的原因，并在此基础上提供了加固地基基础的施工方法，希望对行业有效进行地基基础施工有相应的技术强化作用，达到总体提升地基基础施工质量的目标。
1、地基基础施工的相关阐述
建筑地基是建筑物下方具有支撑和稳定作用的地层，对于建筑物荷载的有效传导和分散有重要的功能性价值；建筑物基础是建筑物的组成部分，是负责将建筑荷载向下传递的结构，是直接与地基相接处的建筑物下部结构。建筑物地基基础在设计和施工过程中必须防止出现失稳、破坏和形变，因此，在施工的各个环节中要注意建筑物地基基础的细节，应该对不合格的地基进行相应的加固处理，使其适合建筑物地基基础的需要。常见的建筑物地基基础有两种施工技术，分别为静力桩施工和震动沉桩技术，通过基础桩的有效接触地基而达到稳定整体建筑物的作用。由于现在建筑物体积和自重越来越大，在地质条件和建筑物结构因素的影响下，普通的建筑物地基基础技术已经不能够完全达到稳定和功能的需要，这时就必须采用相应的建筑物地基基础加固技术，通过灌浆加固和静力桩加固等方法达到提升建筑物地基基础稳定性，求把建筑荷载更多、更合理地传到地基中去，进而达到建筑设计的功能和安全目标。
2、常见的建筑物地基基础施工技术
桩基础施工技术是一种既古老又现代的建筑物地基基础技术，对于高层建筑物、大型厂房和重要建筑物有着良好的适用性，在当前各类建筑工程中被广泛应用于基础的设计和施工，桩基础的真正价值是将建筑物上部结构较大的荷载通过桩穿过软弱土层传送到较深的坚硬土层上，以解决浅基础承载力不足和变形较大的地基问题。根据多年来实际的检验，桩基础具有承载力高，施工简便，沉降量小，沉降均匀，沉降速率恒定且缓慢等优点已经成为建筑物地基基础设计和施工的主体。桩基础能承受较大的垂直荷载、纵向拉伸和剪切、水平荷载、施工中机器的振动，应用中各种动力作用，在当前的桥梁、大型厂房、水利工程、高层建筑等重要建筑形式和新型建筑中得以普遍运用。常见的建筑物地基基础施工技术有如下两种主要应用类型：
2.1静压力桩施工技术
静压力桩施工技术是相对于打桩施工技术而言，对于传统打桩机械施工噪声和环境污染大的缺点，静压力桩有着显著的优势，特别在当前建筑工程环境越来越复杂，建筑环保要求越来越高的时代背景下，静压力桩的环保、快速、高质量的优点得以充分显现。静压力桩施工技术主要适用于软弱土层的建筑物地基基础施工中，是利用静压力将预制桩逐节压入建筑物地基土中的一种沉桩法。静压力桩不但具有节约钢筋和混凝土，降低工程造价的经济效益，而且同时具有施工时无噪声、无振动、无污染，对周围环境的干扰小等环境效益，静压力桩十分适用于软土地区、居民点附近或建筑物密集处的大型、高层、复杂建筑物的基础工程，是城市改扩建工程、重点建设工程的主要方法和技术。
2.2振动沉桩施工技术
振动沉桩技术是传统的桩基技术，是利用固定在桩顶部的振动器所产生的激振力，振动沉桩施工技术通过桩身使周围土颗粒受迫发生振动，形成土壤结构出现排列的改变或重新组织，进而产生收缩和位移，这样桩表面与土层间的摩擦力就减少，桩体在自重和振动力共同作用下沉入土中，进而达到稳定建筑物地基基础的作用。振动沉桩施工技术具有振动沉桩设备简单，不需要其他辅助设备等优势，同时，振动沉桩施工技术还兼具重量轻、体积小、适应性好、搬运方便、费用低、工效高、质量好等系统性优点，是当前进行粘土、松散砂土及黄土和软土建筑地基基础施工的主要技术。当前振动沉桩施工技术已经发展处打钢板桩，和借助起重设备损桩等技术新方向，这是通过打桩开始时，小的落距（0.5～0.8m）作轻的锤击，使桩正常沉入土中约1～2m后，经检查桩尖不发生偏移，再逐渐增大落距至规定高度，继续锤击，直至把桩订到设计要求的深度。振动沉桩施工技术应用时应该“重锤低击”的振动方式，以避免对环境的噪声、粉尘污染。 3、建筑物地基基础沉降的原因分析
3.1地质因素导致的建筑物地基基础沉降
导致建筑物地基基础沉降的地质因素有很多，山坡冲沟、地下水丰富、软土地质、土层分布结构等原因都会导致建筑物地基基础出现沉降。此外，随着建筑物规模的增大，建筑物各部位所处的地基也不尽相同，这会导致在建筑物地基基础沉降的同时，产生建筑物不同部位的不均匀沉降，当前，建筑物地基基础不均匀沉降对建筑物的危害的影响更为显著，是建筑物地基基础施工中应该注意的重点。
3.2结构因素导致的建筑物地基基础沉降
在自重大、施工范围广的建筑物施工中，为了确保施工速度和施工质量，在实际的施工中经常采用区别对待的原则，对不同部位采用不同的基础形式和施工技术，在地质条件较好的地段采用省工、省时的人工挖孔桩作为基础施工技术，而地质条件差、软土地质的地段，则采用了静压桩、振动桩、基础下砂垫层等措施，这会造成同一建筑物出现下沉量的区别，不但影响建筑物地基基础的后续施工，更会产生建筑物整体出现不均匀沉降，直接对建筑物的建设质量带来降低的可能，更会对建筑物安全使用带来隐患。
4、建筑物地基的加固技术
随着我国经济的迅猛发展，建筑行业也呈现出高速发展的态势。人们对建筑工程的质量和性能也提出了更高的要求。但是目前建筑工程质量的实际情况而言，其中还存在着诸多的质量问题。出现这些质量问题的主要原因是由于每个区域的施工条件差异性大，就算是在同一个建筑施工场地，也会存在土质上的差异问题。建筑施工的过程中，如果对地基的实际情况掌握不准确和处理不恰当，就很容易给工程留下质量隐患，并且很可能进一步影响到工程的安全性，威胁到人们的生命财产安全。所以，要想对建筑工程的质量进行有效的保障，就必须科学合理的进行地基工程施工。在当前的地基基础施工中，建筑物地基的加固通常采用如下的施工方法：
4.1建筑物地基的灌浆加固技术
灌浆加固技术的主旨是通过对地基土壤的改良进而达到加固建筑物地基的目的，灌浆加固利用钻机，将钻孔钻入设定的软土基础层，然后用高压灌浆设备将配制好的水泥化学浆液从钻孔灌入软土基础地层，使土层与浆液产生物理化学反应而胶结，通过劈裂、挤压、凝结等综合作用，从而达到改善土体结构和性能的目的，进而确保建筑物地基提高土体的强度，达到使建筑物地基满足地基基础施工和建筑施工的需要，确保建筑物地基的稳定，整体上形成对建筑物的有效支撑。灌浆加固技术在应用时要做好前期的准备，要确定软土的类型、分布和特点，选择好适于灌浆加固施工的化学浆液，通过科学的施工做到对建筑物地基的有效加固。灌浆加固技术的应用过程中要严格遵守相关的操作要求，确保施工技术和参数重点得到有效执行，进而达到真正改善土地结构，稳定建筑物地基的作用。
4.2建筑物地基的静压力桩加固技术
静力压桩加固技术是利用建筑物的承重柱重力作为反力，通过自重装置或液（油）压设备，将静力压桩预制桩分节压入土中，在改变土壤颗粒组成、结构、间隙等基础上，实现建筑物地基的加固，静力压桩加固技术的应用工程中要确保上下节静力压桩接驳处用预埋角铁焊接，以确保静力压桩的连续和稳定。静力压桩加固施工中要控制好压桩的液压和压力，当压力达设计荷载并基本满足计划桩长要求时则终桩，终桩时的单桩承载力可直接从压桩设备的仪表中反映出来，这时要做好终桩的后续工作，特别要重视安全，静力压桩加固终桩后将压入桩的桩头钢筋与原基础钢筋焊接，并浇注砼承台与基础连为一体，这样就可以有效地将上部结构的荷载通过桩直接传递到坚硬土层之中，进而达到加强建筑物地基的目的。
4.3建筑物地基加固的技术应用
当前，建筑物地基出现软土或弱强度地质的情况会越来越多，因此，掌握建筑物地基的加固技术就显得尤为重要。灌浆加固处理技术和静力压桩加固处理技术尤其应用的范围和条件，合理、科学地应用加固技术，对灌浆加固处理技术和静力压桩加固处理技术的环节和工序流程有效把握，形成建筑物地基加固的有效措施和方法，提高建筑物地基加固的效果，防止可能出现的建筑物地基基础的沉降和不均匀沉降，切实达到保障建筑物总体施工的质量。此外，我们应该看到，无论是采取灌浆加固处理技术还是静力压桩加固处理，都会给整体建筑工程造成一定工期延误和不必要的经济损失，因此，应考虑的是如何将损失降到最低限度，这就为我们提出了如何科学运用建筑物地基加固技术的问题。
结语
综上所述，经济和社会的发展离不开建筑行业的基础性支撑和保障作用，当前的形式和任务需要建筑行业利用好当前的有力时机，加速行业的进步，在为社会提供更多数量、更稳定、更具功能性的建筑物的前提下，形成对发展的有力支持。地基基础是建筑整体的组成结构和基础部分，是决定建筑物质量和稳定性的主要环节，因此，必须在建筑施工中加强对地基基础施工的相关技术和管理工作，形成科学的地基基础施工、稳固的地基基础加固，满足建筑物设计、功能、安全上对地基基础的基本要求。在具体的地基基础施工中，要应用好静压力桩技术和震动沉桩技术，确保地基基础的施工质量，并在此基础上以合理的灌浆加固和静压力桩加固技术的有效应用，实现地基基础的加固，最终实现地基基础的稳定，进而确保地基基础的施工质量，形成具有指导意义和参考价值的地基基础施工技术体系和保障体系，整体上将地基基础的施工纳入有效控制和合理规范的范围内。
