关于浅析房屋建筑地基基础加固工程施工技术*

杨 勇

(中铁十六局集团第五工程有限公司 河北 唐山 252200)

房屋建筑地基基础是整个建筑物的支撑和承受载荷的重要部分,其稳定性和安全性直接关系到建筑物的使用寿命和抗震性能。但由于在房屋建筑过程中,不同地区受到土壤差异、自然灾害等原因,使得房屋建筑地基基础存在脆弱性和不足之处。为了解决这一问题,地基基础加固工程成为了一项重要的施工技术。笔者旨在浅析房屋建筑地基基础加固工程施工技术,探讨其重要性和关键要点,以期为相关行业提供参考和指导。

1 工程项目概述

笔者以某地区高层房屋建筑工程项目为例,该高层建筑建设所在地区为主干道上,并且周边建筑楼群较为密集,人流量大。在工程项目施工中,采用框架剪力墙施工结构,以此提高房屋的耐火性和抗震性能,该高层房屋建筑项目包含10个子单位,每个楼包含2个单元。

在施工中,严格按照施工图纸和标准要求进行施工,对应的地基承载力特征值需要达到2 600 k Pa,并且工程项目采用平面工序交叉施工的方式。对于地基基础加固工程施工质量较低的问题,本项目工程设计了一种全新的加固施工技术,将其应用在工程当中,同时对其进行检验后发现,达到了地基基础加固的效果[1]。

2 加桩托换软土地基

加桩托换软土地基是一种常用的地基加固方法,主要用于软土地区的建筑工程,该方法通过在软土中打入桩基,利用桩的承载能力来改善土体的强度和稳定性,从而提高地基的承载能力。加桩托换软土地基的具体操作步骤如下:

首先,应进行详细的地质勘察,确定软土的类型、层位、厚度等参数,然后评估地基的承载能力及存在的问题。

其次,基于地质勘察结果,结合工程需求和地基设计要求,制定加桩托换方案。包括确定桩的类型、数量、深度、间距等参数,并进行土体稳定性计算。然后,按照设计方案进行桩基施工,通常采用振动法、冲击法或钻孔法进行桩的成桩工作,桩的选择根据地质特征和工程要求确定,一般有灌注桩、静压桩、摩擦桩等[2]。

随后,通过桩基的承载能力,实现对软土的托换或增加土体的整体稳定性。可以采用多种方式,如垫层压实、加浆固化、喷浆加固等,根据具体情况选择适当的处理方法。

最后,在施工过程中进行施工质量监控,并进行必要的检测和测试。完成施工后,进行地基验收,确保满足设计要求和工程需求。在对本项目工程使用加桩托换软土地基的方式时,由于该项目高层建筑软土地基经过处理后,可以改变地基的结构,为此,对地基基础受力进行全方位和多维度的控制,能够实现对该高层房屋建筑地基基础受力部分的控制以及荷载的分担。而综合考虑高层房屋建筑工程施工的各个角度,并利用建筑上部结构作为支撑反力预制微型桩后,对应的微型桩结构如图1所示。

图1 加桩托换软土地基结构示意图

而在加桩托换软土地基中使用微型桩,并由托换梁的方式,托换连梁以及托换柱共同方式组成,可以形成整体刚度较大的纵横托换底盘的方式。在采用锤击工艺的情况下,逐段将微型桩打入软土地基托换坑内,则可以确保本项目工程建筑物上部结构的完整性,以此增大建筑物顶部的连接高度。在对加桩托换处理软土地基时,还应该对地基基础地面的承载力进行计算,有利于更好地获得地基基底压力的动态变化情况,其计算公式如下:

在该公式中,其中P是指地基基础底面平均压力值,F 是指上不结构至基础顶面竖向力,G 是指地基基础自重与覆土重量和,A 是指地基基础底面面积,利用该公式,可以对建筑地基基础压力结果实现计算,并通过适当增加微型桩的方式,以此达到增强加桩托换荷载分担的目的。

3 地基边坡支护

地基边坡支护是指对土质边坡进行加固和保护的工程措施,在土质边坡工程中,由于地基土质的松散或者其他原因,会出现边坡的塌方、滑移等问题,从而导致工程质量和安全隐患。因此,为了确保边坡的稳定性和安全性,需要进行边坡支护,常见的地基边坡支护方法包括以下几点。首先是土工合成材料,利用土工合成材料如土工格栅、土工布、土工膜等对边坡进行加固,这些材料具有较高的抗拉强度和抗剪切性能,可以有效地增加边坡的稳定性。其次是排水系统,通过设置排水管或排水沟,将边坡内部的积水及时排除,降低边坡的水分含量,减少因水分引起的边坡失稳风险。然后是植被保护,通过植物的根系,可以增加土壤的抗冲刷能力和抗滑动性能,同时还能吸收地面水分,减少边坡的水分渗透。随后是灌浆加固,对边坡进行灌浆处理,填充空隙,增强土体的整体强度和稳定性[3]。最后是护坡结构,例如设置混凝土保护墙、挡土墙或者砌石护坡等结构,在边坡表面形成一个稳定的支撑结构。在对本项目工程完成加桩托换处理软土地基后,在对地基进行边坡支护处理时,本文选择使用锚喷边坡支护的方式,不仅可以确保基坑坑壁的稳定性,还能提高施工的安全性,对应的该高层建筑项目施工地基边坡支护相关参数如表1所示。

表1 地基边坡支护设计参数

在对本项目工程的地基边坡支护参数设计结束后,对应的设计高层房建建筑基坑开挖则应该按照中央区土方进行开挖,随后进行四周土方开挖和分层开挖,当坡顶排水工程结束后,对其进行坑底排水工程,最后再进行地梁施工为止。在开挖过程中,严格控制高层建筑地基边坡开挖的高度,其地基边坡开挖高度计算公式如下:

h=2c sinθcosΦ/(rsin2(θ-Φ)/2)

在该公式中,c是指坑壁土的黏聚力,θ是指边坡坡度角,Φ 是指土的内摩擦角,r是指土的重量。经过计算后,从而得出基坑边坡分层开挖的高度,并严格控制土坡所允许的最大高度,以此提高边坡的稳定性和安全性。但是在进行边坡处理时,对于各个阶段测量放线工作和开挖工作进行标记,并在确保完成开挖边坡支护稳定性的基础上,对其进行二次土方开挖时,则需要将其开挖到设计坑底标高为止。

4 浆喷桩加固施工技术

浆喷桩加固是一种常用的地基处理技术,适用于土层松软或不稳定的情况,在浆喷桩加固施工技术的步骤中,确定加固区域范围,根据设计要求进行方案确定,并进行详细的施工图纸编制,同时做好现场的安全措施和环境保护措施。根据施工图纸,进行桩位标定和桩孔布置,施工现场需要进行平整,并清理杂物。按照设计要求,选择合适的钻机进行钻孔作业,在钻孔过程中,要注意孔径控制和孔壁稳定,避免钻孔偏离设计位置和出现塌方。在钻孔完成后,进行冲洗作业,以清理孔内泥沙和垃圾等杂物,确保桩孔内部清洁。

根据设计要求,配制合适的浆液。通常使用的浆液包括水泥浆液、水玻璃浆液等,搅拌浆液时,要保持均匀混合,并控制好浆液的流动性[4]。使用注浆泵将浆液注入桩孔中,注浆要从孔底开始,逐渐抽钻管,保证注浆不出现空洞。

注浆过程中要控制好注浆压力和注浆速度,并及时记录数据,以便后期分析。本文中的高层房屋建筑项目工程设计的地基基础喷桩施工如图2所示,并且在喷浆桩加固施工中所使用的机械设备主要以钻机和空压机等设备为主。

图2 地基基础浆喷桩施工图

在该加固施工工艺中采用水泥浆作为加固料时,根据水泥掺量和相关标准规范,设置对应的掺量作为参考值,如表2所示。

表2 浆喷桩加固施工水泥掺量参考值

而根据本高层建筑项目工程的实际需求,在确定浆喷桩施工所需的水泥掺量时,需要对地基基础存在低洼现象部位进行回填处理,并在回填碾压后确保地基的评整性。根据确定好的浆喷桩施工水泥掺量,设计浆喷桩所需的水泥浆量后,配置出足够的水泥浆,并对其使用泥浆搅拌机不断给予搅拌,以此控制泥浆的稠度[5]。需要注意的是,在配置好的水泥浆中,水泥浆的放置时间不宜太长,如果超过2 h,那么则不能继续使用。

在使用水泥浆时,结合旋转喷浆的施工工艺,将其压力控制在0.5 MPa,并按照55 r/min转速向上旋转喷浆,最终达到喷浆桩长的设计要求,以此确保本文高层建筑结构的安全性。

5 结语

房屋建筑地基基础加固工程施工技术作为一项复杂而重要的施工过程,不仅需要充分认识地基基础的作用和问题,还需要科学合理地进行土壤分析、结构设计和施工工艺等方面的工作。只有在严格遵守规范和标准的前提下,采取正确的施工方法和技术手段,才能保证加固工程的质量和安全。

同时,应该加强行业监管和施工监督,提高施工质量和效率,为社会提供更安全可靠的建筑物。只有通过不断的研究和实践,进一步完善房屋建筑地基基础加固工程施工技术,才能更好地满足人民群众对于安居乐业的需求。