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建筑地基基础施工及加固工艺的应用研究

2023-05-08 18:55:15

范万亮

地基作为建筑工程的基础性作业,承担着建筑垂直方向的压力,对建筑质量有很大的影响。现阶段的建筑工程由于规模较大,地基需要承受更大的压力,传统的地基施工技术难以满足建筑需求,要求相关单位结合实际对基础进行加固,以提高地基质量。然而地基基础施工的范围较为广泛,加固技术更是涉及材料、建筑、框架以及结构等诸多环节,相关人员在进行加固作业时也会受到各种因素的影响。同时,在实际作业环节,加固工艺的应用还存在一些问题,一定程度上制约了建筑工程的质量。因此,相关人员应加强对地基基础工程的研究,结合实际对其进行加固,以确保工程质量。

地基是建筑物下方支撑基础的土体或岩体,主要是指承受上部结构荷载影响的那部分土体。在建筑工程中,地基对保证建筑物的坚固耐久具有非常重要的作用。在建筑行业发展过程中,由于建筑工程的规模不断扩大,地基承担的压力也在不断提升,传统的地基施工技术已经难以满足社会的发展需要,要求施工人员在基础施工环节加强对加固技术的重视。

在实际作业环节,建筑地基基础的加固作业主要是指对地基的加固,由于地基承载力较大,很容易出现质量方面的问题。为保证地基质量,对其加固一直是建筑行业的重要一环,能够显著增强建筑地基基础的安全性、耐久性和适用性[1]。

建筑地基的加固是指对地基各个环节的材料和结构进行加固的作业,该技术的使用能够有效提升地基的稳定性,增强其承载能力,在很大程度上实现对工程质量的把握。建筑地基基础施工现场如图1 所示。

图1 建筑地基基础施工现场图(来源:网络)

2.1 地质条件的复杂性

由于我国的地质条件十分复杂,在实际加固及基础施工环节很容易受到特殊地质的影响。例如,软土的性质较软、渗透性较差且承载力低,作为地基时受到建筑的垂直压力,容易出现压缩变形,因此需要对其进行地加固作业。在实际施工环节,部分区域还存在冻土,相关人员应全面考虑冻土的冻胀力给基础及上部结构带来的影响,然后才能确定基础深度。因此,针对不良土层的加固作业十分必要,相关作业人员需要事前调查当地的水文地质状况,再结合实际状况合理确定加固方案。

2.2 施工的复杂性

随着科学技术的发展,建筑工艺也越发复杂,为了满足建筑工程的需要,地基基础及加固作业的技术性也应不断提升。首先,基于我国复杂多样的地质条件,加上城市地下空间分布的大量管线,导致建筑地基基础设计与施工的难度不断增加。另外,相关人员在作业环节很容易忽略较为细微的因素,导致方案不够科学合理,容易引发地下水渗透等问题。其次,加固技术涉及诸多方面,相关人员在加固环节容易出现失误,影响加固功能的发挥,导致整个地基结构失稳,进而造成建筑基础倾斜、建筑无法正常施工与使用等问题,严重影响建筑工程质量。

2.3 人为因素

建筑工程中的地基基础作业及加固技术都具有很强的技术性,人员作为作业的主体,其技术水平和思想意识在很大程度上影响着工程质量。现阶段的施工环节,部分单位对人员的重要性认识不足,严重制约着相关作业的开展。首先是思想意识方面的问题,部分施工人员对于加固与基础作业的重视程度不足,在地质勘察时开展不够深入,难以全面获取信息。这会导致相关人员在方案设计时缺乏信息基础,出现设计方案与工程实际情况不符等状况,造成建筑工程的安全隐患[2]。其次,在技术方面,随着建筑工艺的迅速发展,相应的加固技术与基础施工技术也较为先进,但是部分施工和设计人员的技术水平不足,作业环节很容易出现数据计算有误或操作失误等状况,不仅影响了加固作业的顺利进行,还会严重影响建筑工程的质量。

地基基础施工对于整个工程的质量都会产生很大影响,这就要求相关人员应加强对建筑地基基础施工技术的重视。目前,在建筑行业的发展过程中,基础施工主要包括静压力桩和振动沉桩2 种施工技术。

3.1 静压力桩施工技术

静压力桩施工技术是在传统压力桩技术的基础上升级而来,传统技术在作业环节会产生很大噪音,不仅会对施工人员产生影响,还会在一定程度上影响周边的居民。当前建筑工程施工环境逐渐复杂,传统施工技术已经难以满足建筑事业的发展需要,在此背景下,静压力桩施工技术成为施工的主要选择。该技术具有环保、快速、高质量的优点,适用范围较广,可以用于软土层建筑物地基基础施工中,对建筑行业的发展具有很大推动作用。在实际施工过程中,该技术主要是将预制桩逐节压入建筑物地基土中,不仅不会对周围环境产生很大影响,而且能够保证工程质量。

3.2 振动沉桩施工技术

振动沉桩施工技术是较为传统且常见的施工方式,广泛适用于黏土、松散砂土、黄土和软土等建筑地基基础施工中。在作业环节,相关人员主要通过固定器产生的震动力进行作业,将其布置在合适的位置,振动力就能够迫使周边的土层发生振动,改变土壤结构的排列形式。在此背景下,土壤会产生一定的位移,导致桩基础与土层之间的摩擦力减弱,桩基础会在振动的作用下沉到土壤中,以确保地基的稳定。该技术的设备较为简单,仅需要振动装置就能实现基础的沉桩作业,不需要其他设备辅助,因此成本较低。另外,由于设备的重量较小、适应性强且运输简单,也在一定程度上降低了施工难度。

4.1 强夯法

在加固技术中,强夯是较为常见的技术手段,能够有效提升地基的强度、压缩性以及承载能力,从而提高基础工程的质量。该技术的作业模式简单,效率较高,且适用范围较广,具有很强的优势,但是在实际作业环节,也存在着一些缺陷。该技术在应用中可能存在下沉量超标、地基强度不足以及土壤松动等问题,很大程度影响作业的质量。

因此,要想保证施工质量,施工人员首先需要提前在土层上铺1 层砂石,以降低夯击对含水层产生的影响。其次,相关人员还需要在勘察环节仔细研究地层状况,合理确定加固方案,以保证工程质量。最后,相关人员需要根据施工情况来调整夯击次数与程度等,以保证夯实作业的顺利进行。

4.2 灌浆加固法

灌浆加固是指在需要加固的部位进行灌浆作业,以保证工程质量。在实际作业环节,相关人员需要在加固部位钻若干小孔,然后向小孔内灌入适量的化学浆液和水泥砂浆。灌浆后,浆液会和土体产生化学反应,出现胶结现象,等到浆液硬化后,就能起到加固地基、改善地基物理学性质以及填充地基所形成裂缝空隙的作用。现阶段的灌浆加固主要分为高压喷射和静压灌浆2 种形式,相关人员应合理确定注浆量、注浆速度以及注浆时间,并且结合实际规划钻孔位置与间距,避免浆液聚集[3]。此外,作业人员还需结合实际材料选择注浆类型,确保浆液初凝前完成灌浆操作,并且按照先周边后中心的顺序进行灌浆,避免注浆孔间出现串孔问题。

4.3 静压力加固法

静压力加固技术是指借助专业设备实现加固作业的技术手段。在实际作业环节,工作人员需要操纵液压设备配置自重装置,以建筑的重力作为反作用力,将桩基强行压入土层中,这样就能够减小土层之间的间隙,提升地基的紧密度。此外,作业人员在施工环节还需要在上下节段管桩接驳处埋设角铁,以实现静压力桩的连续作业。由于该技术需要借助专业的技术设备实现加固作业,相关人员在作业环节需要结合实际的作业状况确定压桩参数,一旦发现压桩达到规定的荷载,要及时终止压桩,并通过焊接技术对钢筋结构进行连接处理。

4.4 排水固结法

这种作业方法主要包含3 个方面内容,需要相关人员结合实际情况合理运用。第一,堆载预压法。该技术手段是在建筑场地对填土进行堆积再加载,以在地基层面提前完成沉降作业的技术手段。由于这种技术手段提前实现了地基的沉降和固结,因此能够明显增强地基的承载能力。而且该技术还能抵消原有的荷载压力,消除地基的部分均匀沉降,是现阶段常见的技术手段之一。第二,真空预压法。这种作业技术是在黏土层上再铺1 层砂垫层,然后利用薄膜实现土层密封,在抽气后形成负压的作业技术[4]。该技术可以有效排出地下水,避免地下水可能产生的地基沉降,对于稳定地基具有重要作用。第三,电渗排水法。该技术也是排水的主要手段,主要通过电渗的方式进行排水,也可以实现地基的稳定作业。

5.1 遵循规范

规范是地基作业及加固作业必须遵循的规则,也是相关人员在实践中总结出来的作业经验,能够在一定程度上保证作业的顺利开展。第一,遵循设计规范。建筑结构地基基础设计的优化和改进要以满足设计规范要求为前提,设计师应认真学习规范,认真分析和研究规范中的格式和条款,深刻领会规范的精髓,将设计规范融入建筑结构地基基础设计的优化中,这样才能科学规范地实现加固作业。第二,加强对计算的重视。加固作业涉及众多数据,计算结果的精准度也是加固作业顺利开展的保障。作业人员应重视各项参数的计算,并结合相关数据进行施工。而对于地震等无法准确计算的工况,作业人员需充分考虑其造成的损害、结构基础情况以及相应的构造措施,尽可能保证操作的科学性。

5.2 加强监督与人员培养

人员作为加固及基础施工的主体,其技术水平在很大程度上制约着加固作业的顺利开展。因此,在实际工程中,需要加强对人员技术的重视,通过监督与培训提升作业人员的技术水平。首先,单位需要建立起专业的监督机构,定时检查工程质量,防止出现质量偏差,并结合加固作业流程选用专业的规范。其次,应加强对原材料的检测。材料的质量直接决定加固作业的质量,单位在进行材料购置时应派遣专业人员进行检测,以保证其符合相关规范要求。一旦发现材料存在质量问题,应及时上报。最后,建筑单位需要加强人员的技术培训。由于建筑工艺日益复杂,传统的技术手段已经难以满足建筑的发展需要,相应的加固技术也在不断进步。相关单位需要成立专业的培训机构,聘请专业技术人员对工作人员进行先进技术的指导,以提升整个队伍的技术水平[5]。另外,还可以通过召开座谈会和以老带新等手段,制定规范的培训制度,提升作业人员的技术水平。这样可使相关人员掌握最新的加固技术,并且科学合理地将其应用到施工环节,充分保障建筑工程的地基加固质量。

随着城市化进程的加快,建筑行业的发展十分迅速。得益于科学技术的进步,建筑工艺也得到了长足发展,建筑规模逐渐扩大,地基承受更多压力。为了保证地基质量,施工单位应加强对基础施工及加固技术的重视。由于加固技术及地基基础施工涉及范围较为广泛,相关人员在作业环节很容易出现纰漏,影响施工过程的顺利开展。因此,施工单位需要通过规范遵循、加强监督以及人员培养等手段,确保基础施工及加固作业的顺利落实。

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