楊曉爽
(中鐵十六局集團(tuán)第五工程有限公司, 河北 唐山 064000)
地基工程是整個房屋建筑項目的基礎(chǔ)環(huán)節(jié),在房屋建筑項目正式開始施工之前,需要先根據(jù)項目所在地的實際地質(zhì)狀況設(shè)計地基基礎(chǔ)工程,保障地基基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)符合房屋建筑各項指標(biāo)。地基基礎(chǔ)工程需選擇恰當(dāng)施工方法,借助灌漿、強(qiáng)夯等技術(shù)強(qiáng)化地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,保障地基結(jié)構(gòu)安全性和抗震性提升。
作為房屋建筑的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu),地基基礎(chǔ)工程在設(shè)計時需嚴(yán)格遵從房屋建筑所在地的地質(zhì)條件,保障設(shè)計結(jié)果符合工程項目建設(shè)的實際條件。地基基礎(chǔ)工程設(shè)計呈現(xiàn)出如下特點:
我國地域廣闊,不同地區(qū)呈現(xiàn)出的地質(zhì)特征存在差別。受到地理環(huán)境影響,地基基礎(chǔ)工程設(shè)計面臨諸多困難。以我國地質(zhì)條件比較明顯的區(qū)域來講,西南地區(qū)因與喜馬拉雅山地接近,房屋多處于地震帶周邊,受到地震災(zāi)害影響比較明顯[1]。當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)主要為熔巖土質(zhì),勘查地形開展地基基礎(chǔ)工程設(shè)計均面臨諸多難題。西藏地區(qū)雖處于盆地周邊,但地質(zhì)多以凍土為主,地基基礎(chǔ)工程施工面臨凍土問題,施工進(jìn)度和施工質(zhì)量均受到不同程度干擾。此時按照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》需對凍土地基的凍結(jié)深度進(jìn)行計算。如下列公式:
隨著我國建筑行業(yè)的發(fā)展,越來越多企業(yè)進(jìn)入到建筑領(lǐng)域,建筑施工技術(shù)隨之增多,且因為不同建筑工程項目所處的地質(zhì)環(huán)境不同,施工技術(shù)也開始適應(yīng)地質(zhì)條件而發(fā)生改變[2]。但是,建筑學(xué)者在基礎(chǔ)施工方面的研究相對較少,導(dǎo)致很多建筑施工企業(yè)并不重視基礎(chǔ)施工技術(shù),開展基礎(chǔ)施工方案設(shè)計時都呈現(xiàn)出方案不完善的狀態(tài)。盡管地基工程是基礎(chǔ)工程中的重點,設(shè)計基礎(chǔ)工程方案依然存在漏洞,不少房屋建筑在建筑完工以后卻受到地基施工質(zhì)量影響在短時間內(nèi)出現(xiàn)裂縫和倒塌問題,不僅建筑公司和住戶承擔(dān)重大經(jīng)濟(jì)損失,也導(dǎo)致建筑施工資源浪費[3]。
在對地基基礎(chǔ)工程設(shè)計期間,需要考慮到地基施工會受到的復(fù)雜因素干擾,一旦地基施工的某個環(huán)節(jié)出現(xiàn)失誤,整個工程都將承受重大經(jīng)濟(jì)損失。地基工程是房屋建筑的基礎(chǔ),從設(shè)計到施工,一旦出現(xiàn)技術(shù)問題,即使施工人員非常專業(yè),也無法對整個房屋建筑做出補(bǔ)救。
地基本身就是承載整個房屋建筑的結(jié)構(gòu),需要具備較強(qiáng)的承載能力。如果房屋建筑上層荷載變化明顯,地基承重也會隨之受到影響。此時地基無法承載房屋建筑的重量,建筑物失去穩(wěn)定性,可能會出現(xiàn)墻體開裂甚至是坍塌問題[4]。當(dāng)然,上述變化并不會在事先產(chǎn)生明顯癥狀,上層重量變化屬于突發(fā)性狀況,很難在設(shè)計時察覺,因此造成的經(jīng)濟(jì)損失更加嚴(yán)重,對于房屋建筑的危害性也更大。
灌漿主要指借助混凝土澆灌方式來提升地基承載力,比較適合軟土地基項目。地基灌漿的基本操作方法如下:(1)根據(jù)施工區(qū)域地質(zhì)條件進(jìn)行基礎(chǔ)鉆孔。正式鉆孔之前,需先完成基地勘探工作,了解施工區(qū)域的水文條件、土層狀態(tài),確定是否需要根據(jù)房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計要求增加更多支撐點。在房屋建筑整體設(shè)計中,減少房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計間隙,強(qiáng)化房屋結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,增加房屋結(jié)構(gòu)中墻體的承載能力。在增加支撐點過程中,可在房屋地基設(shè)計中增加平板或網(wǎng)格,在屋頂部位設(shè)置橫梁,經(jīng)過上述設(shè)計,使整個房屋結(jié)構(gòu)支撐效果達(dá)到最佳。(2)設(shè)計彈性支撐點。彈性支撐的設(shè)計主要以內(nèi)部強(qiáng)度增加為目的,建筑工程項目中,建筑結(jié)構(gòu)的整體支撐元件需要通過軸向壓縮的方式來讓建筑物的穩(wěn)定性增加。此時和剛性支撐設(shè)計相比,彈性支撐可以考慮到后續(xù)房屋施工技術(shù)調(diào)整的各項因素對房屋結(jié)構(gòu)的支撐影響,避免房屋重量過高而對房屋地基的荷載效果產(chǎn)生破壞。在勘探工作完成以后,選擇恰當(dāng)鉆孔位置,規(guī)范鉆孔的具體數(shù)量,可以彈性支撐點的方式改善建筑物結(jié)構(gòu)荷載問題[5]。(3)調(diào)配混凝土比例。灌漿法需要重視混凝土調(diào)配,用于灌漿的混凝土主要由沙子、水泥以及其他建筑材料構(gòu)成,按照地基承載力要求,控制混凝土調(diào)配比例,在特定的混凝土攪拌溫度情況下完成攪拌。為了保障混凝土的質(zhì)量,需要控制混凝土的混合速度以及混合時間。將混凝土澆灌到地基中之前,需要了解混凝土漿的構(gòu)造細(xì)節(jié),控制好灌注的壓力,避免因為固井壓力過高或過低而導(dǎo)致混凝土出現(xiàn)開裂問題,保障混凝土澆灌的平整性,增強(qiáng)混凝土承載效果。除此之外,灌漿期間,需要規(guī)避懸浮液泄漏問題,在混凝土固結(jié)之后,快速清理管道,避免管道硬化問題。
夯實法是建筑工程施工中的主要施工方法之一,也是地基施工中常用的施工方法。以夯實法方式施工的地基主要是借助重力擠壓方式強(qiáng)化地基的密實程度,使地基得到強(qiáng)化和加固,規(guī)避地基出現(xiàn)短時間內(nèi)沉降問題或者是地基沉降不均勻問題。從施工原理來看,夯實法以動態(tài)壓實的方式將地基建筑材料當(dāng)中的混合水和游離水排除,并將一些吸水性較強(qiáng)的建筑材料填充到地基當(dāng)中,此時地基的整體強(qiáng)度提升。在此過程中,作為填充材料的吸水材料需要保持厚度為0.5m 左右,完成填充后保持材料處于對其狀態(tài),依據(jù)施工現(xiàn)場實際地質(zhì)狀態(tài)以及房屋建筑需要的承載力數(shù)值完成動態(tài)壓實處理。整個夯實施工期間,需記錄地基支撐點的埋藏位置,了解各項施工設(shè)備所處的位置,避免動態(tài)壓實操作對設(shè)備產(chǎn)生影響或造成支撐點破壞。大面積開展地基工程施工時還需要采用分段施工方式控制施工質(zhì)量。所謂分段施工,主要指從地基工程的邊緣位置到中心位置按照順序進(jìn)行動態(tài)分段壓實處理,保障動態(tài)壓實的作用力均勻作用到地基結(jié)構(gòu)當(dāng)中。除上述要點以外,夯實法施工期間需要對地基結(jié)構(gòu)進(jìn)行處理,按照深層和淺層的順序,先處理深層地基結(jié)構(gòu),然后處理淺層地基結(jié)構(gòu),確保每層地基的夯實狀態(tài)都符合建筑施工需求。在地基夯實期間,如果發(fā)現(xiàn)水分過大,可先對地基進(jìn)行排水處理,并在壓實期間根據(jù)地基壓實狀態(tài)進(jìn)行填充材料數(shù)量調(diào)整,保障填充材料符合地基壓實需求。
更換枕頭法不同于上述兩種地基處理方法的適用性比較廣,其比較適合對承載力較弱的淺層基板進(jìn)行處理,在淺層基板本身不平坦情況下,可借助填充材料將淺層基板中的淤泥替換出來,此時淺層基板狀態(tài)發(fā)生改變,更適合建筑地基修建。更換枕頭法主要是軟土地質(zhì)條件區(qū)域的建筑地基施工處理方法,可采取逐層處理土層方式,將黃土區(qū)域當(dāng)中的污泥都處理干凈。此時可充分利用黃土開裂的特征以及土壤溶脹的特性,在建筑填充材料輔助下地基厚度得以改變,地基沉降速度也隨之降低。更換枕頭法從原理上來講是以黏土、碎石、沙子或者是鈣質(zhì)等材料替代地基淺層土壤,陜西南部地區(qū)的很多建筑都采用該種施工方法,經(jīng)過土壤置換,設(shè)備施工效率更高,地基施工的質(zhì)量也顯著提升。當(dāng)然,在選擇更換枕頭法施工技術(shù)以后,需嚴(yán)格測量地基所在區(qū)域的土層厚度情況,并計算出地基壓實的具體系數(shù),詳細(xì)列出各項技術(shù)指標(biāo)后,嚴(yán)格遵從指標(biāo)要求選擇替換的建筑填充材料,此時地基結(jié)構(gòu)所具備的承載力提升,房屋建筑整體穩(wěn)定性增強(qiáng)。
在了解房屋建筑地基基礎(chǔ)工程設(shè)計特征和施工技術(shù)要求之后,需強(qiáng)化施工技術(shù)管理,制定各項管理措施,提升地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量。
建筑工程施工一直都對施工技術(shù)有較高要求,為確保施工技術(shù)選擇恰當(dāng),需在開始施工之前對工程項目所在區(qū)域進(jìn)行地質(zhì)勘查。地基基礎(chǔ)工程施工主要勘查的重點是工程所在地的氣候條件、水文條件,全面了解當(dāng)?shù)氐貙訝顟B(tài)。經(jīng)過實地勘查以后,形成細(xì)致勘查報告,作為地基基礎(chǔ)工程設(shè)計的主要參考依據(jù)。當(dāng)然,勘查報告本身將成為施工技術(shù)選擇以及施工流程制定的前提條件,需要嚴(yán)格管理勘查報告的內(nèi)容,保證勘查報告具備較高準(zhǔn)確性。具體來講,在開始勘查工作之前,先了解當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)狀態(tài),判斷建筑項目所在區(qū)域的土質(zhì)承載力,確定地基施工時鉆孔的適合深度,確保地基施工滿足房屋建筑施工要求。將各類勘查結(jié)果均納入到勘查報告當(dāng)中,避免因勘查結(jié)果而影響工程施工準(zhǔn)備工作,降低工程事故發(fā)生的概率。
地基基礎(chǔ)工程方案設(shè)計之前要求設(shè)計人員現(xiàn)熟悉勘查報告的主要內(nèi)容,了解勘查報告提出的各項參數(shù)數(shù)據(jù),根據(jù)勘查報告中提到的地質(zhì)巖層狀態(tài),計算地基承載力,從而保障地基的結(jié)構(gòu)設(shè)計符合房屋建設(shè)要求。要根據(jù)勘查報告中的參考系數(shù)計算不同房屋建筑區(qū)域的土質(zhì)承受情況,在正式開始施工之前,進(jìn)行仿真模擬工作,判斷地基基礎(chǔ)工程施工可行性以后,才能確定施工方案并開展具體施工工作。
相關(guān)施工人員在實際施工之前應(yīng)當(dāng)制定合理的施工流程方案,明確各施工人員的分工從而確保整個施工流程有序進(jìn)行。如果地基基礎(chǔ)屬于非人工地基,施工單位應(yīng)當(dāng)對其荷載力進(jìn)行重新計算和核對。一旦工程施工過程中出現(xiàn)問題,應(yīng)立即停止施工并組織相關(guān)人員研究分析,制定出合理的施工方案,重新施工。
地基基礎(chǔ)類型有多種較為常用的有樁基礎(chǔ),獨立基礎(chǔ),筏形基礎(chǔ)等,這些地基基礎(chǔ)需要按照實際情況進(jìn)合理運(yùn)用。在地基所承受的壓力和承載力沿地基豎向傳遞時,應(yīng)當(dāng)采取獨立的基礎(chǔ)進(jìn)行承重;當(dāng)建筑施工區(qū)域土質(zhì)較軟時,而地基所承受的上部荷載過大時應(yīng)當(dāng)采用筏形基礎(chǔ)進(jìn)行承重;當(dāng)建筑施工區(qū)域的土質(zhì)較好,沒有什么外部荷載時應(yīng)當(dāng)采用樁基礎(chǔ)進(jìn)行承重。
總體來講,現(xiàn)代建筑工程施工理念發(fā)生變化,對施工質(zhì)量要求越來越高,需注重地基基礎(chǔ)工程設(shè)計,選擇恰當(dāng)施工技術(shù),夯實地基基礎(chǔ)。地基基礎(chǔ)工程設(shè)計人員嚴(yán)格遵從房屋工程所在地的實際地質(zhì)情況,在設(shè)計地基結(jié)構(gòu)之前進(jìn)行全面勘查,完善地基基礎(chǔ)施工方案,規(guī)范施工流程,最終達(dá)到提升地基基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量的目的。