地基施工技术及应用

戴心遥

(南京大学金陵学院,江苏南京 210089)

地基施工技术及应用

戴心遥

(南京大学金陵学院,江苏南京 210089)

地基工程是建筑施工工程中的一个至关重要的环节,它的施工技术的好与坏,直接关系到整个工程的进度,质量的好与坏。它是一个建筑物稳固安全的基础。在建筑物施工过程中,若没有好的地基施工,就不会有安全的建筑物。本文首先对地基工程地基重要性及分类作简要的介绍,接着介绍地基工程施工的技术特性,然后结合具体的地基工程进行施工过程进行粗浅地探讨,并对它的一系列注意事项进行分析。

地基工程 施工技术 应用 注意事项

1 地基工程的重要性及分类

(1)地基工程的重要性：地基是指天然形成的基础底面以下承载基础所传递的上部结构荷载的沿途工程实体，有松散的堆积地层、直接出地表的基岩地层或者二元结构的地层构成。地基工程建造的是否牢固可靠，直接关系到整个建筑物的安全与否。因此，地基在任何一个建筑工程中都是极为重要的。

(2)地基工程的分类：从建筑工程现场施工来看，地基可以被分为天然基地和人工地基：一、天然地基。它是指处于天然状态下的岩体、土体地基，它在自然状态下即可满足承担基础全部荷载要求，不需要人工处理的地基，可以节约建筑工程的造价。二、人工地基。就是经过认为处理或者改良的地基，即当土层的地质状况不好的情况下，比如坡地、沙地、淤泥这样的地质状况，或者虽然地质状况比较好，但是上部荷载过大时，为了使地基具有足够的承载力，而采用人工的方法加固地基。

2 地基工程的施工技术

由于建筑物的大小不同，对地基的强弱程度的要求也不同，为了使建筑物安全、正常地使用而不遭到破坏，要求地基在荷载作用下不能产生破坏；地基施工必须考虑以下三个方面要求，分别是基础底面的单位面积压力小于地基的容许承载力、建筑物的沉降值小于容许变形值、地基无滑动的危险。

2.1 地基施工技术的特性

在建筑学中地基的处理是十分重要的，上层建筑是否牢固地基有无可替代的作用。地基施工技术的对象是软弱地基和特殊土地基。特殊土地基带有地区性的特点，它包括软土、湿陷性黄土、膨胀土、红粘土和冻土等地基。地基施工技术主要有以下五方面的特性：

(1)剪切特性；

(2)压缩特性；

(3)透水特性；

(4)动力特性；

(5)特殊土不良地基的特性。

2.2 针对以上特性,地基施工可采取以下技术

2.2.1 软土地基的施工技术

(1)密实法：用密实法处理地基又可分为：

1)碾压夯实法：适用于地下水位以上的巨粒土、粗粒土、细粒土和特殊土的地基。

2)重锤夯实法：利用起重机械提起重锤，反复夯打，其有效加固深度可达1．2米。此法适用于处理粘性土、砂土、杂填土、湿陷性黄土地基和对大面积填土的压实以及杂填土地基的处理。

3)机械碾压法：用平碾、羊足碾、压路机、推土机及其他压实机械压实松散土层。碾压效果取决于被压土层的含水量和压实机械的能量。对于杂填土地基常用8—12吨的平碾或13～16吨的羊足碾，逐层填土，逐层碾压。

(2)换土法：这种方法比较适用于深度小于3m的淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土的地基。当这种地基持力层软弱，密实法不能满足建筑物荷载要求时，可采用换土垫层的办法处理土层。此法是先将基础底下—定深度的软弱土层挖出，回填砂、碎石、素土或灰土等，逐层夯实，便成为承载能力较高的垫层。

(3)加固法：用加固法处理地基可分为：

1)化学加固法：这种方法适用于加固粘质土、有机土、软土层比较厚、工期较短的地基。通过压力灌注或搅拌混合等措施，使化学溶液或胶结剂进入土层，使土粒胶结。

2)高压旋喷法：高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。当地基中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎或较高的有机质时，应根据现场试验结果确定其适用性。对地下水流速度过大、喷射浆液无法在注浆套管四周凝固等情况不宜采用。高压旋喷桩的处理深度较大，除地基加固外，也可作为深基坑或大坝的止水帷幕，目前最大处理深度已超过30m。利用喷射化学浆液与土粒混合搅拌处理地基。目前多使用水泥浆液。为防止浆液流失，常加入三乙醇胺和氯化钙等速凝剂。

3)硅化加固法：此法是在渗透性较强的土层，利用—定的压力，把浆液通过下端带孔的管子注入土中，使土粒胶结起来。单液硅化法和碱液法适用于处理地下水位以上渗透系数为0．1～2m／d的湿陷性黄土等地基。在自重湿陷性黄土场地，对Ⅱ级湿陷性地基，应通过试验确定碱液法的适用性。

2.2.2 特殊地基的施工方法

(1)灰土垫层。这种方法适合地下水位比较低，基槽经常处于干燥状态下的普通黏土性地基的加固。它的施工步骤是：第一步是要将基槽的积水、淤泥清理干净，夯实两次，在干燥后，再铺灰土，第二步是在搅拌灰土时，要人工搅拌，且次数不少于三遍，并适当控制水量，第三步是要按照有关规定制定铺土的厚度及次数，第四步是要在灰土打完后，及时的做好基础施工和回填土工作。

(2)砂垫层和砂石垫层。这种方法适合透水性强的软弱黏性土地基。它的工作步骤是：第一步是根据软弱土层得容许承载力确定砂垫层和砂石垫层的厚度，第二步是要选择合适的材料，比如颗粒大小适中、质地坚硬的中砂、粗砂、碎石或者细砂、粉砂，但需要掺入30%的砂石。

3 地基施工技术的应用

3.1 工程概况

本方案以建设一个家居博览中心为设计蓝本，框架四层，总高19．8M，建筑物总长205．46M、总宽93．6M，建筑面积为60998M2。地基处理为钢筋砼灌注桩，桩长18M，桩径0．80米；基础为桩顶独立承台，拉梁连接，基础埋深2．5M。

将基础施工自东至西、由北向南划分四个施工段，即：H-N交15-29轴、H-N交0-15轴、A-F交15-29轴、A-F交O～15轴，形成流水作业，各道工序的流水步距为一道工序。

3.2 工程施工顺序及方案

桩基工程须验收合格，定位测量及方格网角点标高的测量须完毕，并标注坐标和高程，以便于做好工程施工控制和工程结算的依据。

3.2.1 定位放线

根据方格角点标高测量图从O轴外5米至15轴交A--N轴的自然高方用机械挖平(含A轴南5米)由于方量大将所挖出的土方和桩基孔土方用车辆运出距建筑物中心250米外集中堆放。放线前先校对轴线定拉尺寸再按图纸设计要求将承台、拉梁截面作业面每边加宽50CM，放坡系数为l：0．33，一个区段放线结束后，应填写复核单交质检科复核签字后方可进行下道工序。

3.2.2 坑槽机械挖运土方

开挖前先检查灰线是否完整，如有不明之处必须弄清才能开挖，同时将挖出的土方运至集中点堆放，坑槽边缘1米内不准堆土，放置材料、设备等，1米外堆土高度不准超过1米。机械挖方不准撞击砼桩。坑槽挖深2／3时，应立即测量标高并在土壁上钉水平桩，控制深度。机械挖方必须留置50毫米高，用人工挖平，严禁扰动土层，人工诼步进行修整坑、槽底、壁直至达到规范要求。坑槽底标高-10MM及表面平整度不准超过10MM，长、宽±50MM。

3.2.3 人工凿(破)砼桩头

砼桩头凿除前先测量标高，控制桩头凿除后标高控制在-2．45M，凿除的砼渣运出现场，凿除后桩钢筋锚固长度不小于60CM。

3.2.4 验收

班组自检后，施工科将轴线引入坑槽底表面。填报坑槽验收表，汇同勘探、设计、质检站、业主、监理等单位举行正式验收并签字盖章。

3.2.5 搭设脚手架

坑槽土方挖好后进行坑槽边搭设1．2米高安全维护栏。凡坑、槽上表面均搭设1．5米宽脚手架作为垫层砼及模板钢筋的运输通道。

3.2.6 垫层为100MM 厚C10砼

以施工图承台、拉梁的截面尺寸，每边加宽100MM在坑(槽)底表面进行放线、抄平、钉水平桩，控制标高厚度，支设模板，按试验室配合比进行计量配料，搅拌最短时间为150S，砼以出料到砼入模最长间隔时间不准超过30分钟。用平板振动器，顺着电动机转动方向依次向前缓慢移动。当砼停止下沉并往上泛浆为止，再用木抹子搓平压实。

3.2.7 钢筋制安装

下料前要先检查原材料是否合格，焊接试件是否符合要求，对不合格的材料及焊接试件，坚决不得使用。要弄懂图纸，根据施工图用墨线弹出模板的内边线和中心线，以便于模板安装和校正，做好标高测量工作，用水准仪反建筑物水平标高根据实际的要求，直接耻测到模板安装位置，然后进行找平工作，模板承垫底部应预先找平，以保证模板位置正确，防止模板底部漏浆。优化下料、减少浪费，钢筋的保护层按设计图要求施工，HPB235级钢筋末端应作180度弯钩，其弯弧内直径不应小于钢筋直径的2．5倍，弯钩的弯后平直部分长度不应小于钢筋直径的10倍；HRB335级、HRB400级钢筋弯钩为135度弯弧内直径，不应小于钢筋直径的4倍，弯钩的弯后平直长度为钢筋直径的10倍，钢筋作不大于90度的弯折时，弯折处的弯弧内直径不应小于钢筋直径的5倍；钢筋安装时允许偏差值，绑扎钢筋骨架长、宽±10MM，网眼尺寸±20MM；箍筋内净尺寸±5MM，绑扎钢筋骨架长，间距±10MM，宽、高排距±5MM；受力筋保护层± 10MM，柱、梁±5MM，受力钢筋的锚固按设计总说明中表三选择三级抗震进行锚固，钢筋接头根据业主的要求采用焊接，其焊接的质量按施工图设计总说明中4．2．2条和4．2．3条规定施工，焊条型号采用E50，柱钢筋安装前应先做卡箍，安装时将柱的主筋固定在卡箍内再把卡箍焊在承台的上箍筋上，以免移位，在浇筑砼时要派专人看守钢筋，随时纠正。每一区段安装结束后填写交接班手续并填写隐蔽工程验收记录。

3.2.8 模板支设

按图示尺寸先配制承台、拉梁模板，待钢筋交接手续后进行安装，模板及其支架应具有足够的承截能力，刚度和稳定性能可靠地承受浇筑混凝土时的重量和振捣时的冲击力以及施工时荷载。基础模板采用多层胶合板做模板。利用土壁及50X100木方做支撑。模板的安装基本质量要求，所有纵、横向拉梁及同类型的承台，在轴线的两端用钢管桩打入土层，再用16#铁丝锚在两端钢管桩的水平点上，作控制承台、拉梁的弯曲变形及水平标高，使其轴线直径在一个水平上。偏差不准超过5MM(总长或总宽)截面尺寸，承台模板± 5MM，拉梁、柱±2MM、垂直度2MM，相邻两板表面高低差2MM、表面平整度2MM。

3.2.9 浇筑前的准备工作

(1)检查商品砼的质量控制项内的全部资料是否完整及各数据是否符合规范要求。(2)检验的工具及试块模板是否到位。(3)现场模板内的清理，模板的加固、验收，浇水湿润木模。(4)工种间的交接记录。(5)振动机械的试转。(6)检查标高控制点。

3.2.10 砖基础

(1)±0．000以下采用MUlO标准砖，M7．5水泥砂砌筑墙厚240MM，(仅于用建筑物的外墙基础)。

(2)所有材料进场要有出厂合格证，并进行复试，合格后方可使用。

(3)砂浆宜采用中砂，过筛，含泥量不准超标，每250M3砌体或每一施工班次，制做砂浆试块一组，标养28天，试块的平均强度不小于标准抗压强度。任意一组试块强度不小于0．85fm·k。施工时砂浆严格按重量计量，以试验室的配合比报告配制。M7．5水泥砂浆：水泥240KG、砂1370KG。砂浆用机械搅拌不小于3min随拌随用，使用前如出现泌水，应再次拌和，拌制后3H内使用完毕。

(4)技术要求：墙长大于5M时中部增加构造柱，凡上部有门窗洞口的两侧设构造柱。

(5)砌筑要求：砌筑前提前1天浇水湿润，在砌筑的位置上弹出墙外边线，抄平在柱子上-0．07M标高处弹水平线，先排砖后砌筑，采用梅花形三一砌砖法，砌筑前在两端柱子上画皮数，灰缝应均匀上下错缝要垂直不得出现通缝，透明缝，严禁水冲浆灌缝，水平及竖向灰缝宽度不小于8MM，不大于12MM，灰浆饱满度不得小于80%，墙面应横平竖直。构造柱部位砌成马牙槎，先退后进60MM，高300MM及时清理柱内落地灰，砖碴杂物等，每道工序施工做到工完、料尽、场地清。

3.2.11 坑槽及室内回填土

(1)由于工程量大，工期紧，室内隔墙、货梯、观光梯、扶梯等，无基础设计图，为了不影响工期，(包含地沟)先回土夯实，待一层结构浇筑拆除后和设计图下达时再进行二次人工挖施工。

(2)坑、槽及室内素土回填前，先清除坑、槽内杂物、材料等，回填纯净的自然粘土，分层夯实每层虚铺厚度不得大于250MM，蛙式打夯机夯实四遍，回填土粒径不得大于20MM，压实系数不小于0．95表面平整度不得大于20MM，回填至室内-0．25M回填结束后应立即报验。

4 地基施工中的注意事项

(1)在材料方面，对原材料采取统一供应的方式。施工前，对市场上的原材料进行充分的市场调查，从而选择优质的建设材料，而且需要供应商提供相应的质量检验合格证明。坚决断绝不合格的材料进入施工现场。

(2)地基工程施工中护壁混凝土强度等级应与桩基混凝土的强度等级一样，且护壁应高出地面至少30厘米，另外应对护壁进行仔细检查有无漏水和渗水。

(3)地基施工时混凝土配合比，应在施工前选择取料场对原材料进行检测合格后，分人工挖孔桩和钻孔桩进行配合比设计，一般情况下，钻孔桩水下混凝土的坍落度比人工挖子桩混疑土坍落度要大，但无论何种混凝土都应满足施工工艺的具体要求，如混凝土坍落度、初凝时间、终凝时间等，其中最重要是混凝土粘聚性和保水性一定要好。

(4)混凝土灌注前应仔细对孔底进行检查，检查孔底有无积水和沉渣。—般情况下，沉渣较容易清除，但由于地下水位比较高时，积水就难清尽，—般有两种处理方法：一是地下水量较少时，可在第一盘混凝土灌注前使用海绵、毛毡等物品尽量将孔底积水吸干净，一旦吸干净就可以立即进行混凝土灌注；二是地下水量较大，采用海绵、毛毡无法吸干净时，可以考虑按钻孔桩进行水下混凝土灌注。

(5)地基水下混凝土灌注应仔细对每盘混凝土下料量和导管拔管高度进行严格的计算。否则极易出现导管拔出混凝土上面以造成断基，另外，应将混凝土灌注超出基顶设计标高至少0．8米，以保证基顶的混凝土质量。

(6)人工地基施工中混凝土灌注过程中，要非常严格的控制它的振捣高度，从而避免漏振和过珍振。首先应将孔积水特别是串筒润湿而流下的积水吸干净，避免孔底混凝土由于积水而使混凝土局部水灰比增大而出现混凝土强度偏低，严重时会造成混凝土离析，另外灌注过程中，应严格控制混凝土振捣高度，保证混凝土振捣充分避免漏振和过振，最后随着地基混凝土的不断上升，地基表面由于混凝土振捣而产生的浮浆不断增加，这时应用捉桶将表面的浮浆捉出倒掉，特别是接近基顶更是如此，以避免由于混凝土配合比失真而造成基顶出现低强度区。

(7)打桩施工，在建筑工程施工过程中，施工单位和监管单位要在现场设定专门的人员在现场检测，并做好施工记录、隐蔽工程记录和预检工程记录，拒绝不合格的产品进入下一道施工程序中，积极配合总包方的工作。

(8)在施工前，施工方和监理方要制定严格的规章制度和惩罚奖赏措施，并制定专门的人员执行，从而避免在发生事故时两方推卸责任。

5 结语

地基施工是整个建设工程的最基础却也是最主要的部分，它的施工的好与坏，决定着整个建筑工程的成功与失败。地基施工由来已久，中国的先贤们早就创造了一系列地基施工的先进技术，例如夯土地基、灰土地基、砖渣地基等。随着时代的发展，地基施工技术也日新月异。我们要与时俱进，采取科学有效地施工方法，运用科学的地基施工技术，同时要把施工中需要注意的事项运用到施工过程中的每一个环节，确保建筑工程的有效进行，从而建造出一幢幢合格的建筑物。

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