张君
(山西省第二建筑设计院,山西 长治 046000)
众所周知,我国地势广阔,涵盖多种地势地貌,而不同地区的土壤质量之间必然会存在差异性,建筑的抗震效果也各有特点。做好地基处理施工工作能起到提高建筑稳定性、优化建筑质量的作用。施工前,工作人员要做好地基清理工作,确保施工现场的整洁,以免受其他因素的干扰,影响整体施工效果。
地基建设工作具有很强的多样性和复杂性。在开始施工之前,地质勘测人员会对地质地貌进行勘探,然后制定出报告,结合现场实际情况设定抗震等级,为后续地基处理工作提供参考意见。其次地基施工还具有很强的技术性,因为地基施工时,能使用的空间比较小,这也加大了施工过程的难度,而且地基施工时,很容易受到外界环境的干扰。如果地基处理不当,后续施工难以开展,情况严重时,还会影响房屋建筑整体的质量。最后,相比其他施工内容,地基施工还具有不可逆性,一旦地基建设质量无法满足前期图纸方案的设计要求,就要第一时间返工,这样才能提升整体建筑工程的安全性。返工不仅耗费时间,还会造成经济损失,增加建设成本。为了避免出现这种问题,就要在施工过程中做好技术控制,确保工艺准确,这样才能提高企业最终的经济利益[1]。
做好建筑施工中的地基施工主要能起到以下几点作用。首先建筑物的抗剪能力可以大大提升。如果房屋的抗剪能力欠缺,会导致建筑物偏移,缩短房屋建筑的使用年限,对使用者的安全也会造成威胁。因此做好地基施工能有效维持建筑平衡,降低倾斜偏移的风险。普通的地基浅层部分自身沉降量在总沉降量中所占的比例相对较高。例如:条形地质基础,在相当于基础宽度的深度范围内的沉降量约占总沉降量的50%~60%。用密实砂或其他填筑材料代替上部软弱土层,就可以有效降低范围内的沉降度。其次,地基土的压缩性能被大大减小,因为地基土质空隙问题在施工中比较常见,虽然不会对整体施工造成影响,但是土质被压缩后,空隙会降低地基的稳定性,引发地基下沉问题。最后,良好的地基施工能够优化建筑地基的动力特性,当房屋遇到地震或其他灾害时,地基会发生松散或粉液化问题,钢筋混凝土和土地必然出现分离,建筑整体抗压性能减弱,影响房屋使用安全,对于寒冷地区来说,做好地基处理施工,能够有效避免土层结冰产生的冻胀问题。由此可见,增强地基建设效果对提高最终建筑质量十分重要。
一般在土壤、砂石类的土质环境中进行地基处理会使用到搅拌桩技术,因为此类土壤的含水量比较低,所以更加适用。常见的搅拌桩技术可分为:干法施工和湿法施工。干法施工是对粉体进行喷搅,湿法施工则是深层搅拌,具体方法的选择要结合地质特点和现场环境。在混凝土混合前,工作人员要清理好地面,保持作业面的平整,然后调平搅拌设备,检查施工安全措施及设备参数。施工时,搅拌机应先以0.35~0.7m/min 的速度下沉,到达设计深度后,缓慢提升减慢速度,待到混凝土全部压实到地底,搅拌机会开始持续搅拌,确保混凝土能与软土紧密结合,等到搅拌设备回到地面,搅拌后的位置会变成8 字结构。每个加固体之间的距离应控制在2m 左右,垂直误差保持在1°内,位置误差不能超过0.05m。后续注浆工作完成后,施工人员要及时清理搅拌设备的管道。如果搅拌过程中出现设备停运现象,就要暂停3h 后,才能继续清理[2]。
灰土挤密地基处理技术在湿陷性地质中比较常用,施工原理就是通过对孔内深层采取强夯,然后把灰土灌入孔中,再对基桩进行重复锤击,使其达到复合地基的效果。灰土挤密技术所使用的土料为就地挖出的粘性土或者塑性效果大于4 的粉土,粉土在使用之前应该先过筛处理,颗粒小于15mm,施工使用的粉土内不能有其他杂质。石灰要使用3 级以上的块灰,钙镁含量越高越好。一般情况下,灰土挤密技术会在实际的地基处理技术应用过程中借助施工孔道的方式,将强夯输送到地基的深处,使其与原有的地基形成复合桩,以此提升地基基础的稳定性。使用灰土挤密地基处理技术后,地基的承载力大大增强,而且地基土的湿陷性也能得到改善。但结合实际施工可发现,灰土挤密技术的使用仍受到环境的局限,因为该技术对于常见地区的地基施工效果并不明显,但在湿陷性的黄土地地区表现十分突出,明显提升其地基的承载能力,因此在使用前,相关工作人员要提前对区域内的土质情况进行勘察评估,然后分析是否需要使用该技术。
夯实型的地基处理技术也是建筑工程施工中最常见的地基处理方式之一,夯实技术使用时,比较方便快捷,节约成本,不需要借助专业器械,同时施工所需要耗费的周期也相对较短,地基处理效果也比较好。因此强夯法深受施工单位的青睐,使用强夯法后,地基加固效果优异,后续施工也更加稳定。常使用的夯实方法有:①表层压实,使用人工或是低能碾压机来压实表层土质,这种方法仅限于加固深度要求低于1m 的工程;②重锤夯实,利用重锤下落促进土质表面形成硬壳层,增强土质的持力效果;③强夯法,用重锤做自由落体,给地基施加冲击力。该方法是在使用时用建筑垃圾中剩余的碎石或残渣填充到湿润土体中,包括:湿陷性黄土、饱和度低的土地。强夯法应用时需要使用很大的力度,因此能够在短时间内加固土体,有效解决地基液化、湿陷等问题。需要注意的是,该方法不能在粘度高的地质环境中使用。
进行高压注浆之前,施工人员要对地面采取钻孔处理,施工前,要将场地处理平整,钻机设备不能倾斜,钻杆要与地面垂直。整体倾斜角度应控制在1.5%内。在检查完钻机运行是否正常后,就可以开始施工。钻孔施工时,技术人员应结合现场情况及地质条件确定钻孔方式。例如:当土层的标准贯入值N<40 时,钻机可以直接连接注浆管。通常情况下,施工人员要先钻孔后插入灌浆管,钻孔的成孔直径应保持在75~130mm 以内。施工前确认注浆口和输浆管是否畅通,管道内有无泄漏问题。检查所有节点均无异样就可以进行注浆。
地基换填也被称为“换土法”,很多建筑项目在进行地基施工时,会遇到软土问题,软土地质会严重影响地基施工的最终效果。为解决此类问题,可使用换土回填技术,首先用挖掘机清除区域内的软土,然后运输“替代土”到现场。替代土的硬度更强、稳定性更好,常见替代土有:石头、粗砂、矿渣等等。具体按照材料的特点,可以将垫层分类为:砂垫层、砂卵石垫层、碎石垫层、灰土或素土垫层、煤渣垫层、矿渣垫层以及用其他性能稳定、无侵蚀性的材料做的垫层。施工人员将替代土回填到原来的软土位置,然后再进行稳定加固处理,地基处理质量就会大大提高,后续建筑施工的稳定性也会更好。地基换填处理技术更加适合在浅层地基使用,例如:淤泥、杂填土、暗塘、低洼区等。对于湿陷性黄图土质来说,可以使用灰土或灰土垫层来处理,厚黄土层的处理效果可以达到2~5m。在使用地基换土回填处理技术时,工作人员要严格按照设计标准和施工流程进行操作,如果地质软土层很薄,且荷载效果差,可以采取人工或机械填料的方法对表面进行压实,地基加固处理效果同样可观。
对于一些含水量较高的淤泥质土,工作人员可以采用排水固结的方法来提高地基稳定性。排水固结技术的使用原理就是不断降低土质中的含水量,优化地基整体结构。这样能够大大缩小土壤中的空隙,降低形变的风险。目前,常用的排水固结方法有:砂井法、堆载预压法、真空预压法三种。砂井法就是用砂土填充,能实现控制含水量的目的,该方法的优势是便捷高效。堆载预压法是利用外部压力来调整土质结构,确保后续施工稳定。真空预压法就是用填充的砂层将软土地基隔开,排除内在水费,实现固结的目的。上述三种方法固结效果都比较显著,在大部分的地基施工中都能起到很好的作用。具体方法的选择要根据工程要求和土体情况决定[3]。
综上所述,建筑行业是我国经济市场的重要组成部分,尤其是近几年,人们对建筑的审美性、高度、实用性都提出更多要求。为了顺应人们的需求,提高地基建设质量成为施工单位的工作重点。日后,施工人员也要不断学习新知识、新技术,提高自身的综合素质,更好地投身于工作中,为建筑行业的发展献力。