引言
地基基础,是指一种承载压力的结构,任何建筑物由于重力影响,都会形成竖向的压力,这种压力作用于地表,就会发生沉降。桩基础,是指为了承载来自不同方向的作用力而在施工过程中建设的设施,在建筑工程中,桩基础与地基基础是重要的施工措施,因此,加强对施工技术的分析,以期在实践过程中能够有效的对其进行运用。
1.地基基础施工技术
1.1换土垫层法
当软弱地基的承载力或变形不能满足建筑物要求且软弱土层的厚度不大时(0~3m),可将基础下一定深度内的软弱土层挖除,然后分层换填强度较高、压缩性较低且无侵蚀性的散体材料,并夯实或振压至要求的密实度。一般采用机械碾压、重锤夯实和平板振动的方法来实现。换土垫层法的作用是提高地基承载力,减少地基沉降量,加速软弱土层的排水固结,全部或部分消除特殊土地基的特殊性。此方法适用于处理浅层非饱和软弱土层、湿陷性黄土、膨胀土、季节性冻土、素填土和杂填土。
1.2排水固结法
排水固结法主要是指房屋建筑工程的软土地基受到重力荷载的作用,在地基中设置竖向的排水孔,将软土地基的水分排水,减小孔隙水比例,促使地基发生固结变形,提高地基的抗剪强度和承载能力,进一步提高房屋建筑工程的稳定性。
(1)砂井法
在房屋建筑的软土地基中,设置一些砂井,在砂井上铺设砂沟或者砂垫层,通过在软土地基中设施排水通道,增加地基的固结,提高地基强度,加快固结,缩短地基排水实践和距离。
(2)堆载预压方法、
在房屋建筑施工中的地基处理过程之前,在地基施工现场先堆填上大于或者等于建筑物荷载的土石,对软土地基进行预压加载,提前完成房屋建筑地基的沉降过程,这种堆载预压的地基处理方法,可以有效提高房屋建筑地基的稳定性和承载能力。
(3)电渗排水方法
电渗排水地基处理方法是在房屋建筑的软土地及中插入金属电极,通上直流电,将软土地基中的水分由阴极流向阳极,从阳极将水分排水,在电渗作用下,逐渐将软土地基中的水分排出,降低地基的地下水位和含水量,提高房屋建筑边坡的稳定性和地基承载能力。
1.3胶结法
原理:就是在软弱地基中部分土体内掺入水泥、水泥砂浆以及石灰等物,形成加固体,与未加固部分形成复合地基,以提高地基承载力和减小沉降,常用的胶结法包括:注浆法、高压喷射注浆法、水泥土搅拌法等。
适用范围:适用于淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土等地基。对既有建筑物可进行托换加固。
另外,地基基础加固方法还有振密或挤密法、碾压夯实、置换法、加筋法、冷热处理法等,其最根本的目的在于:①提高地基的抗剪力强度,从而增加地基的承载能力;②降低地基土的压缩性,减少地基沉降或不均匀沉降;③改善地基土的透水特性,减少水的压力影响;④改善地基土的动力特征,防止地基液化,提高抗震性能;⑤改良特殊土的不良地基特性。
2.桩基础施工技术
2.1在桩基础施工中最为传统但是运用最广泛的是CFG桩复合地基技术。这种技术是将碎石、煤灰和水泥进行混合,形成桩基。虽然这一技术产生于20世纪80年代,但是在地基稳固中的作用十分突出,而且成本低,操作简单,在工程施工中被普遍使用。
CFG桩的工艺特点主要有六点:第一点,承载力可以通过对桩长、桩径等参数的改变得到调整。桩长的改变主要是根据需要挤密加固的深度来确定,通常在6~12m之间变化。桩径的变化范围在350~400mm之间,主要是根据振动沉桩机的管径大小来确定的。至于其他的参数变化则要根据施工场地的土质和其他布桩形式等来确定;第二点,CFG桩的桩身承载力较高。通过合理的技术手段对桩身处理之后,复合地基的承载能力可以提高250~300%,对相应的软土地基承载力会提高的更多;第三点,CFG桩的工艺性较好,在施工过程中灌注方便并且容易控制施工质量。在施工过程中,施工方便,一般情况下4~6min就可以成孔,整个灌注混凝土的过程在6~8min就可以完成,按照这种施工速度,每小时可以完成4根桩;第四点,这种桩在成桩之后的变形稳定性快,基本上在7d就可以趋于稳定状态,而且沉降量比较小;第五点,CFG桩跟其他桩相比,水泥、钢筋用量小,并且可以利用大量的粉煤灰等工程废料从而使桩的造价降低,和同类的预制钢筋混凝土桩相比,可以节约30~40%的工程桩基础的投资;第六点,适用对于很多砂土、填土和不可挤密的软土地基的处理。
2.2静力技术。这种技术的原理主要是通过使用外力压降桩柱使其沉降,从而增大地基的载荷力度、增强地基的坚硬度的一种方式。这种方法虽然耗时大、效率低,但它却有非常好的稳固性与效果性,而且成本低。所以在一般的建筑建设中,这种方法应用极为广泛。这种方法由于采用的是静力沉降的方式,所以一般用在土质较软、易于沉降的软土区域。
利用这种桩基础施工方法,具有很多特点,主要体现在以下几个方面:(1)这种施工方法产生的施工噪音较小,并且在施工过程中没有太多的污染产生,所以对于工业周围的环境影响较小。(2)利用这种施工技术,节约了大量的混凝土、钢筋等原材料,这样在工程造价方面也具有很大的优势。(3)这种桩基础施工技术适用于工业厂房密集的地区、软体地基区域等,在目前土地严重匮乏的背景下,这种施工技术能够实现了多地区适应,具有很大的通用价值。
2.3沉管技术。这种技术是指在施工的过程中,使用特殊的机械(比如重锤)对桩柱进行强力的冲击,以便让桩柱更深的埋入到土层中,当桩柱达到一定深度要求后,再向柱内空心处浇筑混凝土,从而实现对于地基的固定。沉管技术多运用在土质较为松软的地域,而在具有硬质岩层的地方(比如花岗岩层)并不适用,具有一定的限制性,另一方面,这种技术的成本较低,具体操作也比较简单,工序和设备要求也不高,所以在外部条件成熟的工程中还是被较多的使用。但是这种技术也有自身的缺陷,比如施工噪声大,影响周围居民休息,对人力的要求较高,而且周期较长等等,所以还是要视实际情况进行选择使用,在人口密度较大的市区不宜使用,对于工期较紧的工程也不宜使用。
2.4振动沉桩施工技术是在桩的顶部固定振动器,使桩通过振动效果和自身重力的综合作用,自动下沉至地基土层。这种施工技术简单易于操作,打桩效果也较好,有效地降低了劳动强度,提高了施工的效率,降低了施工的成本。也是目前施工过程中运用较广的一门技术。
利用振动沉桩施工技术所用到的设备,主要有振动器以及一定的辅助器材,所以在设备搬运方面非常便捷。这种桩基础施工适用于软土、黄土、松散土以及粘土地质中,具有很高的适用性,在施工的过程中,利用这种技术可以实现高效施工,缩短施工工期,从而降低施工成本费用,具有很高的经济效益。利用这种技术还可以进行打钢板桩,在借助相应的其中设备后还能进行损桩。这种施工技术进行打桩,利用的是重锤低击的原理,就是利用重锤,保证落差间距在0.5—0.8m范围内,当桩正常沉入土层下1—2m时,要对桩尖进行检查,保证其没有发生偏移,然后逐渐的提高重锤的落距,然后进行重复锤击,直到桩沉入设计规定的高度。
结束语
在当前的城市建设中,建筑物的建设逐渐朝着高层以及超高层的方向发展,所以在建筑技术上的要求就更高。地基基础施工和桩基础施工是保证高层建筑稳定性和强度的有效措施,所以需要提高这些技术的运用,从而打造出高效、优质的建筑工程。
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