对房屋建筑施工技术中地基处理技术的探究

2022-01-22 07:48刘小辉
城市建设理论研究(电子版) 2021年25期
关键词:房屋建筑注浆稳定性

刘小辉

广东广华建设有限公司 广东 汕头 515000

房屋建筑工程施工环境复杂,涉及到不同部门、不同专业之间的交叉工作比较多,在地基处理工作中存在潜在危险,如果处理技术应用不当可能会造成地基沉降、塌陷等问题,给房屋建筑整体的稳定性、安全性造成隐患,设计人员和施工人员必须结合施工现场的实际情况深入勘察地理地质环境,针对相应的土地结构采取对应的地基处理措施,确保的结构的稳定性。

1 房屋建筑施工中地基处理特点

随着人们生活水平逐渐提高,用户对房屋建筑结构的稳定性、功能的多样性和居住的舒适度有了更高的要求,地基处理工作是房屋建筑基础性工作也是最重要的工作内容,受到人为因素、施工设备、施工材料、地理地质环境、气候条件等方面的影响,房屋建筑的地基处理工作具有一定的复杂性、系统性和综合性,对技术人员专业技能、综合素质要求较高,结合房屋建筑的实际施工情况来看,地基处理的特点主要包括以下几个方面。

1.1 地基处理具有复杂性

房屋建筑设计、施工等环节工作内容复杂,涉及到不同部门、不同专业之间的交叉性工作比较多,地基处理工作难度大,对施工质量要求高,有些情况下会面对软土、冻土等地基类型,面对不同的地基类型,设计人员要采取相应的处理措施,保证地基的稳定性才能提高房屋建筑整体结构的稳定性、安全性、耐久性[1]。地基的稳定性直接决定着房建工程的整体质量,建设单位要意识到该环节施工内容的重要性,针对不同的地基问题,要积极引进新工艺、新设备、新材料加强的地基处理的效果,为房建工程的后期施工奠定基础。结合实际情况来看,房建工程地基处理技术种类多,不同的技术对施工人员的专业水平、工作经验和综合能力要求不同,施工难度、施工时间各不一样,最终的处理效果也存在很大的差别,针对不同的地基类型,选用科学性强、实用性高、针对性好的地基处理技术是关键。

1.2 地基处理工作存在潜在危险

近些年我国社会经济迅速发展,人民生活质量水平逐渐提高,用户对房屋结构的稳定性和居住环境的舒适度提出了更高的要求,有些建筑企业过于追求经济效益和社会效益的提高,实际工作中对房屋建筑的整体质量把控力度不足、地基处处理工作重视度不高,尤其在地基处理环节,很多施工单位没有结合施工所在区域的气候条件、地理地质条件开展合理的施工设计,从而引发地基不稳的情况,给房建工程后续施工造成负面影响[2]。在地基施工过程中要针对不同地质环境和房屋建筑的具体要求采用合理的施工方法,首先要对软土地基、冻土地基进行处理,常见的方法有换土垫层法、强夯法、预浸水法、挤密法等多种处理方式,不同的施工方案、施工工艺、施工设备所产生的施工效果也不一样,对技术人员的专业技能和综合素质要求不同,设计人员和施工人员应该结合以往案例,采用合理的地基处理方式,在保证地基结构稳定的前提下才能开展后续施工,提高房屋建筑整体的稳定性,保障人们居住的安全性。

2 房屋建筑中常用的地基处理技术

2.1 换填区域地基处理技术的应用

不同的地基处理技术所针对的地基类型各不相同,换填技术的应用主要是针对软土地基而言,在房屋建筑工程实施过程中可能会面临软土地基的情况,如果不采取相应的应对措施会导致地基结构不稳定,给后续施工造成一定的困扰,针对软土地基常用的处理方法是换填法[3],在该项地基处理技术应用中,通过利用机械设备将软土挖出,对需要处理的区域软土进行全面清理,将强度高、硬度大、稳定性好的石头、渣矿、粗沙等混合物回填到软土挖掘区域,提高地基基础的稳定性、耐久性和抗载能力。通过回填混合物可以避免房屋建筑施工中出现地基沉降、稳定性不足等问题。换填法是房建工程地基处理中最常用的技术,该项技术操作流程简单,处理效果明显,没有复杂的工艺流程,换填材料可以根据施工现场的实际情况进行就地取材,可以有效降低房建工程的施工成本,缩短地基处理所用的时长,该项技术的应用比较常见。

2.2 预浸水法

预浸水法和在房屋建筑地基工程施工中比较常用,该方式适用于湿陷性黄土厚度高于10m、自重湿陷计算值大约500mm的湿陷性黄土地基中,在具体施工过程中首先要将相应地基进行浸水,消除地基地面6m以下的湿陷性,通过浸水的方式也可以降低6m以内湿陷性黄土的湿陷性能,该施工技术的优势在于操作简单,处理过程中使用的人力成本、物力成本较低,该方式也存在一定的不足,利用浸水的方式时,当水分进入地面时需要一定的时间沉降,对工期影响比较大,这就需要勘测人员需要结合施工方案和施工进度提前对地基地质情况进行勘测,结合实际施工过程中各项因素合理确定地基处理技术和处理方案,避免不同部门、不同工种之间出现交叉时影响施工进展和施工质量[4]。在利用预浸水法技术处理地基时相关人员首先要做好勘测工作,利用相关设备和仪器检查地基的土质情况、地基土壤中含水,在浸水过程中要控制水量,避免水量不足导致下陷厚度不足,对地基结构的稳定性产生影响,如果浸水量过大会增加地基的松软度。由此可见,利用预浸水法对房建工程地基进行处理时,关键点在于浸水量的控制,在浸水时,要严格控制地基内的整体含水情况。有些施工人员责任意识缺乏,工作经验不足,在有些情况下仅凭借自身有限的工作经验控制浸数量,如果土层内含水量过大,为降低给房建工程整体施工进展造成的影响,又要采用其他处理方式的对湿陷性土质进行处理,这回增加人力、物力的损耗,可能还会导致二次返工的情况。

2.3 挤密法

和预浸水法相同的是,挤密法也是处理湿陷性黄土地基的重要手段,挤密法的技术原理是在黄土地基中装入振动管,使桩间土侧产生挤压作用,桩之间的土层结构会相对挤密发生应力变化,加强地基结构的稳定性,降低地基内土体之间的孔隙和压缩系数,通过提高桩间土的重度和压缩模量消除桩间土湿陷性。在挤密后的孔内可以填充素土和灰土来改变地基结构,如图1所示,需要在地基下卧层采用素土挤密桩提高承载力,技术人员可以根据施工现场的实际情况和土质条件采用不同强度的材料作为填料,除了素土和灰土之外,强度较高的水泥土也可以作为填料,在填充过程中要采用分层回填夯实的方式提高压实系数,技术人员要严格控制压实指标。填料的选择也有一定的标准,当地基土中含水量超过24%、饱和度大于65%时不宜采用素土和灰土作为填充材料,因此必须合理选用填料类型才能提高地基整体的稳定性,保证压实密度。

图1 房屋建筑地基挤密法处理技术示意图

2.4 注浆地基处理技术的应用

注浆技术的应用原理是直接在地基中注入浆体来改变地基的应力结构,提高抗载力,该项技术施工效果明显,可以大大提高地基的承载力,为房屋建筑工程后续施工提供基础和保障[5]。结合注浆处理技术在房屋建筑工程地基处理施工中的具体应用来看,根据地理地质条件的不同和土壤的密实度、水分含量的不同,需要采用不同的浆体溶剂,常用的浆体容积有水泥浆体和硅化浆体溶剂两种类型,这两种浆体类型所针对的地质条件不同,产生的地基处理效果也不一样,技术人员要结合施工现场的实际情况采用合理的注浆溶剂[6],以水泥注浆地基处理技术为例,在该项技术的运用过程中要借助注浆管和压浆泵设备,以地基处理的实际需求为目标,将水泥、沙土等混合材料按照相应的配置比例配置好,均匀注入软土中,之后利用相应的机器设备进行挤压、渗透操作来加强水泥与软土岩石之间的融合,通过挤压操作可以排除土层内存在的水分和气体,提高地基结构的稳定性。如图2所示,在采用水泥注浆处理技术时要利用高压喷射装置将水泥浆体注入到柱体中,喷射注浆主要有旋喷、定喷和摆喷三种形式,以旋喷桩为例,在利用旋喷桩时要采用高压旋喷设备将水泥等材料注入到地基中,在采用该方式时应就地配注浆材料,提前布置好高压泵、泥浆泵、搅拌机,在现场制作水泥材料,要做好机械设备的调试和布孔放样工作。

图2 高压喷射注浆的基本形式

与水泥注浆溶剂不同的是硅化注浆地基处理技术主要应用硅化剂的固化特性,渗入其他的混合液,按照相应的比例配置之后注入到软土中,充分发挥出硅化剂的凝固作用,同样也可以起到稳定地基结构的效果。

2.5 DDC灰土挤压技术

双灰桩、灰土桩、砂桩、碎石桩等柔性加固桩在地基处理中有着广泛的应用[7],但是该类桩体施工技术具有一定的缺陷性,在加固施工过程中所使用的桩锤小、成桩直径小、夯击能量不高、压密效果较低,加固后的复合基地承载力不足,在后期施工过程中可能会出现地基变形、地基存在湿陷量等问题,此外,受到机械设备等方面的限制,该类处理技术处理的深度有限,而DDC桩技术在加固地基时采用的是重锤夯基,孔内加固料受到强夯作用能够改善地基土体的预压应力,利用DDC桩加固之后,当地基进水或出现重载时都不会发生压缩变形,可以有效提高地基承载力,该施工方式的处理深度能达到60m左右,相比碎石桩、砂桩等施工工艺来说,DDC施工可以实现就地取材,能够有效降低地基处理过程的施工成本。合理控制工程造价。采用DDC桩加固的桩体,由于采用高能量的高压夯击和动态冲、砸、挤压的强力压实和挤密作用,使桩体十分密实,在受到很大夯击能后的缓慢释放,不断对桩周土施加侧向挤压力。而桩周土受到侧向强力挤密应力,成桩后也慢慢释放,对桩体产生很大的侧向约束“抱紧”作用,使桩体具有半刚半柔性桩的特点。对于分层地基或软硬不均土层,桩体在施工挤密过程中,会形成串球状态,有利于桩与桩侧土的紧密“咬合”,增大了侧壁摩阻力,使加固后的桩与桩间土形成一个密实整体[7]。处理后的复合地基不仅刚度均匀,而且承载性状显著改善。其桩土应力比一般为3-5倍。

3 结语

综上所述,只有确保地基结构的稳定性才能保证房屋建筑工程的施工质量和施工效率,结合目前情况来看,房屋建筑中常用的地基处理技术有换填法、预浸水法、挤密法、注浆处理法等施工技术,不同的施工技术所针对的地基土质结构不同,对技术人员的专业技能、综合素质和施工设备的性能要求也各不一样,设计人员和施工人员要结合施工现场的情况合理采用地基处理技术,提高地基结构的稳定性、安全性,为房屋建筑工程的后续施工提供保障,促进我国建筑行业的持续、稳定、健康发展。

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