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        建筑工程設(shè)計(jì)中的地基處理

        2020-05-13 00:36:18
        黑龍江科學(xué) 2020年8期
        關(guān)鍵詞:土質(zhì)施工現(xiàn)場建筑施工

        于 明

        (黑龍江省寒地建筑科學(xué)研究院,哈爾濱 150080)

        1 地基設(shè)計(jì)過程中存在的問題及產(chǎn)生原因

        1.1 地基設(shè)計(jì)不合理

        建筑工程施工過程中,地基經(jīng)常會出現(xiàn)土坡滑動與地下滲水等問題,同時(shí)也會出現(xiàn)地基變形或地基不穩(wěn)等情況。一旦出現(xiàn)這些問題,設(shè)計(jì)人員應(yīng)對地下水的流動情況進(jìn)行分析,并對其產(chǎn)生的沖擊力進(jìn)行判斷,以分析產(chǎn)生上述問題的原因。設(shè)計(jì)過程中,如果設(shè)計(jì)人員未充分考慮到地下滲水問題,就會導(dǎo)致土坡滑動現(xiàn)象的發(fā)生。一旦滑動現(xiàn)象較為嚴(yán)重,將會使地基出現(xiàn)傾斜或變形,進(jìn)而破壞地基的穩(wěn)定性,這將對建筑工程的施工產(chǎn)生極大的影響,不僅會破壞建筑工程的安全性與使用年限,還會延長建筑施工工期。在地基設(shè)計(jì)過程中,如施工現(xiàn)場的地形較為特殊,將極易出現(xiàn)地基加固不穩(wěn)的情況。由于地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜多變,地形地貌的差異會導(dǎo)致地基設(shè)計(jì)工作的難度增加,尤其是南方部分地區(qū)鄰近海洋,其土質(zhì)較為松軟,設(shè)計(jì)人員對此土質(zhì)進(jìn)行建筑工程設(shè)計(jì)時(shí),必須加強(qiáng)對地基的加固處理,之后才可以進(jìn)行具體的建筑施工工作。

        1.2 地基設(shè)計(jì)問題產(chǎn)生的直接原因

        在地基設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員未能對施工現(xiàn)場外在環(huán)境、地形地貌以及地質(zhì)條件進(jìn)行實(shí)地考查,對項(xiàng)目本身的考慮也不周全,設(shè)計(jì)人員未能結(jié)合建筑工程自身的特點(diǎn)與施工質(zhì)量要求進(jìn)行設(shè)計(jì),因此,設(shè)計(jì)人員提出的地基設(shè)計(jì)方案的合理性有所欠缺,嚴(yán)重影響了建筑工程的施工進(jìn)度,甚至?xí)?dǎo)致建筑工程存在質(zhì)量隱患。

        在地基設(shè)計(jì)中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)深入建筑施工場地,采取科學(xué)的方式進(jìn)行施工現(xiàn)場地質(zhì)條件的有效勘察。還應(yīng)對建筑地質(zhì)條件進(jìn)行模擬,形成建筑現(xiàn)場的實(shí)地勘察報(bào)告,結(jié)合工程實(shí)際情況、工程預(yù)算與施工期限合理進(jìn)行建筑地基的設(shè)計(jì)。然而在建筑工程施工過程中,部分施工單位并沒有進(jìn)行詳細(xì)的勘察,勘察報(bào)告的制定也不全面,因此,設(shè)計(jì)人員根據(jù)并不詳實(shí)或不全面的勘察報(bào)告進(jìn)行設(shè)計(jì),難以保證設(shè)計(jì)符合實(shí)際的建筑施工要求。部分設(shè)計(jì)人員在未進(jìn)行科學(xué)研究的情況下進(jìn)行建筑工程地基的設(shè)計(jì),導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案與建筑施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件并不相符,設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量缺陷較為嚴(yán)重,如以此設(shè)計(jì)盲目地進(jìn)行施工,會導(dǎo)致建筑工程的安全存在隱患。

        2 建筑工程設(shè)計(jì)中的地基處理要點(diǎn)

        2.1 加強(qiáng)對前期分析的重視

        建筑工程地基設(shè)計(jì)處理過程中,設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合建筑工程的實(shí)際情況,嚴(yán)格進(jìn)行分析與測算,采用較為靈活的樁閥方式,以摩擦樁位作為建筑工程的中心樁,結(jié)合碎石擠密法實(shí)現(xiàn)對含水樁的有效操控,以保障樁底的承載能力滿足工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。如果工程承的承載力達(dá)到5 000 Pa以上,那么樁底的壓縮模應(yīng)高于6 MPa。由于地基處理空間較小,還應(yīng)保障地基的錘實(shí)度,并對地基實(shí)施有效的動力觸探檢查,以確保地基處理可以達(dá)到規(guī)定的施工標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí),還應(yīng)對施工現(xiàn)場的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析,以確保其不會對建筑工程產(chǎn)生較大的影響。此外,還應(yīng)充分利用擴(kuò)大底部方式合理處理地基,以提高地基處理的效果,進(jìn)一步提升建筑工程的質(zhì)量。

        2.2 增加擴(kuò)大頭數(shù)量

        在建筑施工過程中,隨著進(jìn)漿量及壓強(qiáng)的提升,擴(kuò)大頭的數(shù)量也應(yīng)相應(yīng)增加,以使壓密區(qū)域的擴(kuò)張性得到保障。設(shè)計(jì)時(shí),設(shè)計(jì)人員應(yīng)利用外管道的優(yōu)勢進(jìn)行混凝土的運(yùn)輸,采用靜壓的方式對管道外部的樁尺寸進(jìn)行有效提升,如果樁頭部分的承載能力較差且擴(kuò)張難度不大時(shí),應(yīng)及時(shí)進(jìn)行擴(kuò)大頭數(shù)量的增加,反之,如術(shù)樁頭部的承載能力較高,并且存在較大的擴(kuò)張難度時(shí),應(yīng)適當(dāng)減少擴(kuò)大頭。同時(shí),還應(yīng)對樁底區(qū)域殘留的雜質(zhì)進(jìn)行徹底清理,提升土質(zhì)、增強(qiáng)摩擦力,以實(shí)現(xiàn)建筑承載能力提升的目標(biāo)。如果利用碎石擠密法進(jìn)行操作的效果不理想,則可以用預(yù)埋管壓泵的方式對不符合標(biāo)準(zhǔn)的碎石進(jìn)行處理,按照等邊三角形進(jìn)行使用樁的注漿管預(yù)埋。

        3 建筑工程地基處理的實(shí)踐要點(diǎn)

        3.1 強(qiáng)夯型地基

        強(qiáng)夯型地基與其他地基處理方式不同,各類建筑工程都可以采用此方法進(jìn)行地基處理。此方法利用了力學(xué)知識,以動力固結(jié)方法為有力的理論支撐,處理工程投入費(fèi)用較少,處理效果較為理想,得到了相關(guān)領(lǐng)域的一致認(rèn)可與應(yīng)用。在此方法應(yīng)用過程中,多次使用重錘進(jìn)行地基夯實(shí),對重錘下達(dá)高度有嚴(yán)格明確的規(guī)定,因此,可以有效提升土壤的固結(jié)速率,可以實(shí)現(xiàn)高效、快速的地基穩(wěn)固,對建筑工程施工質(zhì)量有明顯的提升效果。同時(shí),在低飽合度的土壤或沙地等施工場所也可應(yīng)用此方式。在施工前應(yīng)設(shè)計(jì)出飽和性土壤的排水方案,以免由于水分積存過多而破壞地基的承載能力。強(qiáng)夯法地基處理流程如圖1所示。

        3.2 換填型地基

        本方法主要是運(yùn)用具有較高承載能力的土壤替代承載力相對較差的土壤,進(jìn)而有效提高建筑工程的承載能力。在換填過程中,主要以碎石進(jìn)行土壤的替換,由于灰土及沙土也具有一定的承載力,并且自身的耐腐蝕性較強(qiáng),因此,有些建筑工程實(shí)踐中也會運(yùn)用灰土或沙土進(jìn)行土壤的替換。在施工開始前,施工單位應(yīng)對施工現(xiàn)場的土質(zhì)進(jìn)行采樣與分析,將承載能力較差的土壤進(jìn)行挖掘,再填以碎石或沙土等替換材料,以提高土壤的承載能力,如圖2所示。此種地基處理方式對建筑工程的承載能力有顯著的提高作用,可以增強(qiáng)土壤的固結(jié)速率,減少塑型坡的出現(xiàn),以免建筑工程的安全性受到影響,還能效提升建筑工程的使用壽命。

        圖1 強(qiáng)夯法地基處理流程Fig.1 Foundation treatment process of dynamic compaction method

        圖2 換填型地基結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Structure of replacement foundation

        3.3 深層密實(shí)型地基

        根據(jù)處理原理的不同,可將深層密實(shí)型地基處理法分成三種。一是振沖法。這一方法在黏稠土質(zhì)的地基處理中應(yīng)用較多。施工時(shí),必須輔助以振沖器,以設(shè)備的強(qiáng)力振動作用沖擊與擠壓地基及周邊土壤,以促進(jìn)土層結(jié)塊速率的顯著提升,進(jìn)而提高建筑工程的承載能力,并使之具有一定的抗液化能力,有效降低土壤的沉淀。二是深層攪拌法。該方法對于松軟土質(zhì)的地基處理較為適用,處理效果較為理想。在處理過程中,會應(yīng)用到水泥等固化劑,還需攪拌機(jī)的輔助才可以實(shí)現(xiàn)深層攪拌,在水泥及攪拌作用下可以明顯提高土壤的承載能力與抗腐蝕性。三是砂石樁法。此方法在可液化型土壤地基處理中應(yīng)用較多。

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