牟立华
Engineering technique 工程技术
基于房屋建筑施工中基础土方施工技术的应用探究
牟立华
(中交四公局第二工程有限公司,北京 100176)
在房屋建筑的基础施工过程中,关于地基的稳定性和坚固性的建设十分关键,而土方施工对稳定地基具有重要作用。现阶段的房屋建筑土方施工,一方面要采用更加先进的技术,以提高整体施工质量和地基耐久性,另一方面也要加强施工过程中的质量监督和管理,保证工程的顺利进行。本文着重探讨土方施工技术方面的问题。
房屋建筑施工;基础土方施工;应用探究
近些年来,技术的推进催生了许多新型施工技术,在房屋建筑基础土方建设领域也不例外。建筑工程中的土方建设在整个施工过程中十分重要,因此在施工材料和施工方式上要求也越来越高。本文首先分析现阶段我国房屋建筑的土方工程建设在施工中出现的主要问题,其次分析基础土方工程建设中的施工技术要点,并且提出一些改进的措施。
在房屋建筑工程的基础土方建设中,它的主要作用在于稳定地基,加强建筑物的地基稳固性。这一项技术在城市的高层建筑当中应用尤其广泛,因为大型建筑对地基的稳定性要求更高,而且一般都会有地下室、地下停车场等,因此在地基的挖掘深度上会更加深入,需要的技术要求也会更高。在施工过程中,土方施工技术的要点以及需要施工人员注意的地方主要有以下几点:
首先,随着城市化的推进,以及建筑物种类的层出不穷,相应的施工环境也在不断变化,这给基础土方建设带来了更多的难处。施工场地的不同,周围环境的变化,都会影响到该工程的建设,进而影响到基础土方技术的实施。尤其是现在许多沿海城市开始不断地填海造地,本身在地质条件上就不适合建造楼房的地区也被迫开始施工,因此土方施工的难度极大,对技术的要求也更高[1]。
其次,在基础土方技术的实施过程中,施工方要根据具体的施工场地和施工方案,选择合适的施工技术。以最常见的深基坑支护技术为例,对于不同的建筑物,它的施工方法有很多,比如土钉墙支护、地下连续墙支护、以及帷幕支护等等,不同的施工环境,选择的支护技术也会不同,如果选择的技术不合适,轻则会延误工程的时间,影响工程进度,重则会严重影响到工程的质量和安全性。
最后,还要注意各种安全隐患对技术实施的影响。在基础土方施工之时,由于地理环境、施工条件等各方面因素的影响,施工当中不可避免会存在一些问题,加上施工人员的技术能力参差不齐,遇上突发情况,很可能导致工程延期。常见的例如自然灾害、极端天气的影响,技术的标准执行不当、土质出现问题等。这些安全隐患会严重威胁到整个土方基础的地基建设,因此在应用各种土方施工技术之前,必须提前对场地进行细致考察,制定多种施工方案,以排除各种可能出现的问题。
对于房屋建筑而言,基础土方工程建设至关重要,不仅要有足够硬度和稳定性的材料作为支撑,还必须在施工技术上加以改进,以保证地基的足够稳定。在土方施工建设当中,主要的影响因素包括以下两个方面:
第一,土方建设材料的影响因素。首先是温度因素。在地基石桩的加工过程中,材料的质量问题和配比加工问题是最为常见的工程问题之一,而温度因素是导致石桩材料出现问题的最重要的原因。在原材料的加工的过程中,合理控制温度显得至关重要,如果加工时材料的内部和外部产生了较大的温差,那便会导致石桩发生表面的变形,这种变形初期虽然没有什么影响,但是随着时间的推移,变形会越来越大,逐渐产生拉应力,拉应力不断扩大就有可能导致材料产生裂缝,从而影响到地基的稳定性。除了温度之外,还有一种因素也会影响到土方材料的加工,最终导致整个建筑出现质量问题,那就是收缩因素。比如,混凝土材料长时间暴露在外,会逐渐的丧失水分,使材料产生硬化现象。水分蒸发到一定程度,混凝土就会从表面开始向内部进行收缩,这种收缩会导致材料出现裂缝,严重影响到后期的建设。
第二,施工技术执行不当。环境因素是导致房屋建筑基础土方建设出现各种质量问题的主要原因,但是在具体的施工过程中,不合理的施工行为也会加剧这一问题。首先,关于施工材料的选择问题,采购材料之时必须按照严格的国家规定,如果使用了不合格的、劣质的原材料的话,势必会给以后的工程埋下安全隐患,即使当时不出现问题,在投入使用之后,也增加了它的危险性。其次,在施工中,如果原料和水分的比例没有分配好,导致石桩的含水量偏高或者偏低,都有可能影响到整个建筑的安全与稳定性。最后是水泥用量的影响。房屋建筑物——尤其是高层建筑的土方结构中,水泥的含量对土地地基最终的性能有着极大的影响,其比例既不可过高也不可过低。
第一,前期工程勘探环节的重要性。在基础土方工程建设中,前期对施工场地的勘探过程十分重要,因为对于不同的地理条件,施工方要选择的施工材料和施工技术也会不同。在前期勘探过程中,首先要对施工场地的土质条件进行分析,之后选择合适的施工方式;其次是对当地的水文条件进行考察,以让房屋建筑物更好地适应当地的地理环境;最后还要留心施工所在地的气候条件,尤其是气温和降水,这些都是影响施工进行的主要因素。
第二,选择合适的施工方式和施工技术。根据前期的施工场地勘探结果,以及将要建设的建筑物特点,施工方必须合理选择适合的施工方式和技术。首先是地基基础的选择,如果地基的承载力有限,建筑物又偏高,则必须选择筏型基础;反之,对于一些对地基承载能力要求不高的建筑物来说,则可以选择独立基础。
以土方地基施工当中应用最广的深基坑支护技术为例,该技术主要包括土钉支护技术、钢板桩支护技术、和土层锚杆支护技术等,这些支护技术的选择主要是根据不同的施工环境和技术要求,例如土钉支护技术的试用范围最广,一般中低层建筑均可,而土层锚杆支护技术针对大型建筑和高层建筑之时,则更有优势,但是技术的要求也会更高[2]。
之后是桩基础的选择,目前较为常见的有灌注桩、CFG桩、预应力管桩等。灌注桩的应用最为广泛,大多数房屋建筑采用的都是灌注桩,相比于其他地基施工技术,灌注桩的优势十分明显。首先它的噪音小,其次承载力较大,因此它的应用面十分广泛,在各个施工领域中都有所应用。当然,该技术也不是没有缺点,比如在灌注的过程中对混凝土的质量无法得到有效的控制。
CFG桩是石渣、水泥等原材料通过添加一定量的水,然后搅拌加工而得到的一种石桩,这种石桩在各种建筑物的地基建设中应用十分广泛。CFG桩的原材料容易获得,并且加工方式较为简单,通过对各种原材料的用量进行调整,可以生产出具有一定稳定性的石桩。
第三,优化施工程序。首先是优化施工条件。温度条件在整个技术实施当中影响巨大,因此控制施工温度是关键一步。在进行基础土方施工之时,施工人员必须对施工的原材料做好降温工作,比如适当加冰、洒水等,防止地下结构因温度问题而导致变形。混凝土是目前在土方建设当中应用最多的原材料,它的优点是耐久性好,并且易于获得,在施工当中,它的温度控制如表格1所示。其次,在施工的流程和施工技术的应用上,施工方也应做到积极地改进,在规定的施工标准和流程之下,尽可能的探索新的土方施工技术,同时加强该技术操作人员的技能培养,降低事故发生几率。最后在基础土方技术的实施过程中,要改善约束条件,比如各种原材料之间的配比等,以使土方适合各种地质结构,加强房屋建筑地基结构的稳定性。
表格 1
温度项目控制温度 (摄氏度)简要说明 冬施温度<5达到此指标,说明已进入冬季施工 混凝土冰点-3混凝土冰点指开始冻结之时的温度 混凝土自然养生温度<10在冬季施工之时应尤其注意 水泥的假凝温度60-80 混凝土标准强度养护温度20±3指恒温室中的标准温度
第四,土地压实方法的应用。土方施工当中,压实是一个重要部分,大致可分成碾压和夯实两大部分,以下分别就这两种施工技术进行简单介绍:
首先是碾压法。主要是利用机器进行操作。通过利用碾压的机器,对施工土地进行反复碾压,以达到要求的平整度。在进行碾压操作之时,尤其要注意碾压的速度和方式。这一工作虽然是通过压路机进行完成,但是人工的控制依然会影响到最终的土地情况。比如,碾压的速度必须合理控制,过快或者过慢,都会对最终的土地情况产生不良影响。其次是碾压的方式和顺序,一般从四周开始,然后逐渐向中心靠拢。
其次是夯实技术。主要可以分为机械夯实法以及人工夯实法。机械夯实法适用于大面积的土地夯实,在控制机械夯实的过程中,依然要着重注意它的进行速度与夯实次数。人工夯实法,主要适用于面积较小的土地场合,由于机械夯实法无法进行压实,因此只能通过人工的方式进行。第一步就是对土地进行整平,这是夯实土地的基础工作。之后就是使用一些打夯机,人工打夯更加讲究方法和效率,对打夯速度和方式的要求也相较于机械打夯更高。比如,打夯必须遵循一定的方向,先对土地的四周进行打夯,然后逐渐推进到中心地区。
除了上述提高的压实技术之外,还有振动压实法等,这些压实方法主要的区别还是在于试用的土地不同,振动压实技术,在沙土之类的土质当中更为合适。在使用该技术进行压实之前,必须要对土地进行压实度测试,比如土地的容湿量、含水率、以及压实度等等。该压实方法是通过振动压实机进行操作,通过振动,使得土地中的微粒发生移动,进而加固土地,将它变得更加稳定。
基础土方施工在整个房屋建筑物施工过程中居于首位,对后期的建设影响很大。为了提高对土方施工技术的应用效率,首先施工方必须要重视施工之前的实地勘测工作,其次还要注意各种安全隐患对技术实施的影响。最后要合理优化施工环节,控制各种环境因素对施工技术实施的影响,保证施工技术的实施符合相应的技术标准和操作规范。工程完成之后,还必须重视土地的实地检测工作,以确保稳定性,避免安全问题的发生。
[1]孙令超.基坑围护和土方开挖技术在房屋建筑施工中的应用[J].建筑工程技术与设计,2015,000(008):71-71.
[2]古力,何建锋.建筑测量及土石方工程施工技术在建筑工程中的应用[J].住宅与房地产,2017(27):213.
TU723
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1007-6344(2021)01-0163-02