【摘要】地基基礎(chǔ)及樁基礎(chǔ)作為建筑工程的基礎(chǔ)形式,決定了建筑工程施工和后期應(yīng)用的安全性。地基、樁基作為建筑工程的隱蔽工程,一旦施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo),不僅難以發(fā)現(xiàn)安全隱患,且后期無法修復(fù),導(dǎo)致整個上層建筑質(zhì)量不達(dá)標(biāo)。特別是高層建筑,由于基礎(chǔ)上部建筑工程量大、荷載高,對地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)施工質(zhì)量提出了更高要求?;诖?,文中重點探究建筑地基施工技術(shù),旨在保障建筑基礎(chǔ)工程質(zhì)量。
【關(guān)鍵詞】建筑工程;地基基礎(chǔ);樁基礎(chǔ);施工技術(shù)
【中圖分類號】TU473" " " "【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A" " " "【文章編號】1673-6028(2024)02-0100-03
0 引言
建筑工程作為一項復(fù)雜、系統(tǒng)的工程項目,其早期建設(shè)核心就是地基基礎(chǔ)及樁基礎(chǔ)(以下簡稱“基礎(chǔ)工程”),基礎(chǔ)工程會直接影響建筑工程整體的安全性,對工程整體質(zhì)量有決定性影響。為了提升城市土地資源利用率,目前大部分新建工程都是高層建筑,導(dǎo)致地基工程上部荷載量越來越大,再加上建筑變高會增加風(fēng)載,從而降低建筑上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)工程的穩(wěn)定性,如果基礎(chǔ)工程質(zhì)量不達(dá)標(biāo)會導(dǎo)致建筑主體傾斜,甚至出現(xiàn)倒塌事故。對此,在建筑工程施工中,必須合理應(yīng)用地基施工技術(shù),加強各項施工工藝質(zhì)量管控,前期做好勘察、設(shè)計工作,制定完善的施工方案,施工團隊嚴(yán)格按照施工方案標(biāo)準(zhǔn)施工,從而保障施工質(zhì)量。
1 建筑地基工程相關(guān)闡述
樁基礎(chǔ)是一種基礎(chǔ)形式,具有承載力強、適用性廣等特點。是指通過承臺將樁體頂部聯(lián)結(jié)成一個整體,同時承受上部荷載的深基礎(chǔ)形式,樁體是垂直(或傾斜)設(shè)置在土層中的基礎(chǔ)構(gòu)件,其作用是將樁體穿越軟弱土層下落在物理性能更高的土層上,這樣上部荷載可直接傳遞到更堅實、更硬、更密實的持力層[1]。其中,樁基礎(chǔ)可同時承受水平荷載、垂直荷載,還能夠承受振動荷載、抵抗上拔荷載,是目前建筑領(lǐng)域應(yīng)用最為廣泛的樁基礎(chǔ)形式。
2 建筑基礎(chǔ)工程施工的準(zhǔn)備工作
建筑基礎(chǔ)工程具有復(fù)雜性、多發(fā)性、關(guān)聯(lián)性等特點,為保障施工安全,充分發(fā)揮施工工藝效益,做好施工準(zhǔn)備工作是保障施工質(zhì)量的前提條件。其主要表現(xiàn)有以下幾點:
(1)對建設(shè)用地現(xiàn)場展開實地勘察,明確建設(shè)地的地質(zhì)條件、水文條件,判斷施工中可能存在的風(fēng)險隱患。根據(jù)勘察結(jié)果設(shè)計施工方案并進(jìn)行可行性研究,確定施工所需的材料與設(shè)施[2]。
(2)施工前應(yīng)提出一套完善的施工方案,根據(jù)施工方案預(yù)訂材料,準(zhǔn)備設(shè)備,確保滿足基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量要求。在工藝選擇上,應(yīng)結(jié)合工程量、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提出施工參數(shù)。針對新設(shè)備、新材料、新工藝應(yīng)提前做好技能培訓(xùn)工作[3]。
(3)做好前期測量放線工作,保證測量放線精度精準(zhǔn)定位樁基點位。根據(jù)工程建筑地層特點科學(xué)選擇樁基礎(chǔ)施工工藝。提前清掃施工現(xiàn)場,保持整潔。
(4)如果基礎(chǔ)建設(shè)用地凹凸不平,應(yīng)提前使用碾壓設(shè)備進(jìn)行平整,并做好初期排水工作。同時還要設(shè)置好車輛進(jìn)出工地的專用通道,保障行車暢通。
(5)結(jié)合施工圖紙劃分樁基軸線,保證打樁處不會影響樁基點。
(6)根據(jù)現(xiàn)場情況布設(shè)水電設(shè)施,大型設(shè)備提前入場并運輸?shù)街付ㄎ恢谩?/p>
(7)按照施工方案進(jìn)行試樁工作,應(yīng)保證2個及以上試樁,均滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)即可準(zhǔn)備正式開工。
3 建筑工程地基主流施工技術(shù)及施工要點
3.1 地基基礎(chǔ)施工技術(shù)
(1)碾壓夯實技術(shù)。碾壓夯實施工技術(shù)主要是在建設(shè)用地周邊無取土場的情況下使用。夯實法是采用夯實機砸向軟土縮小孔隙率的方法提高承載性能,夯實過程會排除土層中的水分和空氣。碾壓法與夯實法作用機理相似,通過碾壓機反復(fù)碾壓土層排除土壤中的空氣和水分。二者通常聯(lián)合使用,包括振動夯實法、機械(靜態(tài))碾壓法。
(2)土層換填技術(shù)。換填法顧名思義就是將軟土地基中的軟土更換為性能更強的土壤。為了避免地基承載力不足,影響地基穩(wěn)定性,需換填高強、穩(wěn)定性好的土壤置換原土層,采用分層回填、分層碾壓的方式,完成地基土壤更換,從而提高地基土層的物理性能和承載性能[4]。
(3)土壤固結(jié)技術(shù)。土壤固結(jié)技術(shù)主要應(yīng)用于含水率較高的基礎(chǔ)土層中,由于土壤中含水率較高會增加蠕變性,因此可以利用土壤中的水分,通過攪拌砂漿的方法讓土層固結(jié),從而起到地基強化作用。施工中,需要先設(shè)置排水管、降水井,排除土壤中多余的水分,并通過制作水泥砂漿與土壤混合固結(jié),避免地基不均勻沉降。
(4)化學(xué)加固法?;瘜W(xué)加固法是指在軟弱土壤中加入一定量的固化材料,除了常見的水泥砂漿外,還包括堿液、丙烯酸銨等材料。這些材料均可以加強軟土的黏結(jié)性,提升軟土的物理性能,滿足基礎(chǔ)工程使用標(biāo)準(zhǔn)。也有部分基礎(chǔ)工程使用親水物質(zhì)與土壤產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)提升其性能,如膨脹土、石灰等。常見化學(xué)加固法有深層攪拌法、灌漿法等。
3.2 地基基礎(chǔ)施工要點
(1)測量放線。地基基礎(chǔ)施工中,做好測量放線工作是保證后續(xù)施工質(zhì)量的前提條件。在測量放線中,應(yīng)按照施工方案保證放線的精準(zhǔn)度,并做好放線精度審核工作。測量放線全程應(yīng)有現(xiàn)場管理人員管控,做好測量放線工作指導(dǎo)和精度控制作用,確保測量放線整體質(zhì)量[5]。此外,為了提高測量放線質(zhì)量和效率,施工企業(yè)應(yīng)盡可能引入新型設(shè)備,實現(xiàn)技術(shù)更新。
(2)材料質(zhì)控?;A(chǔ)工程施工必須保障施工材料的質(zhì)量,如果施工材料質(zhì)量不達(dá)標(biāo),再完善的施工工藝也無法保障施工質(zhì)量。在施工中,應(yīng)嚴(yán)格把控施工材料質(zhì)量水平,選擇信譽高、生產(chǎn)工藝完善的供應(yīng)商,同時注意材料運輸保護(hù)工作。材料到場后立即進(jìn)行質(zhì)量抽檢,確保材料質(zhì)量滿足基礎(chǔ)工程施工標(biāo)準(zhǔn)。
(3)土方開挖控制。地基基礎(chǔ)施工中,土方開挖是非常重要的施工環(huán)節(jié),需要進(jìn)行全過程質(zhì)量管控。前期應(yīng)進(jìn)一步對挖方方案進(jìn)行審核研究,明確施工方案具體內(nèi)容和標(biāo)準(zhǔn),審核施工工藝是否滿足地基工程施工標(biāo)準(zhǔn),判斷所需機械設(shè)備性能是否達(dá)標(biāo)。挖方施工應(yīng)結(jié)合建設(shè)地周圍環(huán)境開展,按照建設(shè)地的地質(zhì)條件、挖方要求加強技術(shù)管控,確保挖方深度、坡度、規(guī)格滿足施工要求。樁孔開挖應(yīng)在確定基坑開挖深度后,確??孜簧疃仍诔至?cm以上。挖方施工質(zhì)量會直接受到降水影響,關(guān)注當(dāng)?shù)靥鞖忸A(yù)報,要求開挖后7天內(nèi)無降水,否則需要采取防水、排水措施。如果建設(shè)地層地下水位較高,則應(yīng)根據(jù)設(shè)計方案設(shè)置降水井。提前排查建設(shè)地水文情況,制定防水措施和緊急預(yù)案。如果坑內(nèi)存在積水情況,可用水泵將其抽出、封堵出水口,排水過程中應(yīng)防止出現(xiàn)滑坡、水土流失等情況。
4 建筑基礎(chǔ)工程施工方案——以樁基礎(chǔ)施工技術(shù)為例
樁基礎(chǔ)施工主要包括預(yù)制樁和灌注樁,其主要施工技術(shù)為:
4.1 預(yù)制樁施工技術(shù)
預(yù)制樁是根據(jù)基地施工標(biāo)準(zhǔn),提前通過預(yù)制樁體的形式,將預(yù)制樁打入地層的方法。
(1)錘擊法。預(yù)制樁施工需要提前準(zhǔn)備好打樁設(shè)備,在指定位置安裝打樁機。錘擊前,應(yīng)將預(yù)制樁放置在樁體標(biāo)定點,錘對準(zhǔn)樁體中心位置,連續(xù)擊打樁體,樁頂部和錘最高處保持70cm左右距離。如果預(yù)制樁1/3已經(jīng)打入土層且無偏移,則可適當(dāng)將錘高提升至100cm。
(2)靜壓法。靜壓法使用液壓機將預(yù)制樁壓入土層中,從而起到基礎(chǔ)強化作用。靜壓法需要使用錐頭預(yù)制樁。壓入過程中嚴(yán)格控制液壓荷載力(壓入速度),否則會破壞土層結(jié)構(gòu),壓入速度控制在2m/min左右,盡可能保持連續(xù)壓入、不中斷。預(yù)制樁壓入100cm后檢查是否有偏移,如果偏移量大于1°需要調(diào)整垂直度。
(3)接樁。預(yù)制樁由于是提前制作,為了便于運輸和施工,一般樁體長度不會很大,因此接樁是必要的施工環(huán)節(jié)。如圖1所示,預(yù)制樁多數(shù)為金屬樁,可通過焊接法連接樁體。焊接前應(yīng)將焊接面清理干凈,使用電弧焊將兩個樁體焊接成長樁體。預(yù)制樁頂部距離地層70cm左右即可焊接,應(yīng)保證焊接充實、對稱,每個部位至少有2道焊接層。
4.2 灌注樁施工
灌注樁施工是指在施工現(xiàn)場通過鉆孔、灌注的方法直接成樁。主要施工技術(shù)包括:
(1)鉆孔。前期階段,根據(jù)施工方案進(jìn)行樁體標(biāo)定,設(shè)置定位軸線和控制網(wǎng),測量放線測定樁體間距。鉆孔機應(yīng)選擇適應(yīng)軟土層運行的履帶式鉆孔機,將鉆孔機停在樁體標(biāo)定部位,鉆頭對準(zhǔn)樁體標(biāo)定點,誤差不超過10mm即可下鉆。提前埋設(shè)護(hù)筒,保護(hù)孔壁和樁體,提前在護(hù)筒上鉆兩個對稱孔用于溢漿。以樁基標(biāo)定點為中心挖一個圓坑,護(hù)筒溢漿口朝上放入坑中,穩(wěn)定后向護(hù)筒四周填土、夯實,護(hù)筒高于地面,在護(hù)筒四周設(shè)置4個控制樁,拉好十字線,保證下鉆精度。根據(jù)前期試驗砂漿配比制備砂漿,砂漿應(yīng)粘附在孔壁上[6]。
鉆孔施工中,應(yīng)最后一次檢查鉆孔機安裝是否穩(wěn)固,輪槽、鉆桿、護(hù)筒中心點應(yīng)在相同垂線上,檢查鉆頭規(guī)格,盡可能使用新鉆頭。根據(jù)地基土層勘察報告、孔深控制鉆孔速度,如果鉆進(jìn)時有縮孔情況應(yīng)上下反復(fù)空鉆幾次,直到不縮孔為止。如果地基土層中包含砂層,應(yīng)放慢鉆孔速度,并且提高砂漿配置濃度。鉆孔達(dá)到預(yù)定深度后應(yīng)保持1min時間空鉆,保證內(nèi)部砂漿分布均勻。
(2)制備混凝土砂漿與鋼筋籠。按照試驗配比標(biāo)準(zhǔn)添加水泥、砂石、水、添加劑等原料,現(xiàn)場制備灌注砂漿??紤]到樁基布設(shè)量較多,為了避免砂漿污染周圍土壤應(yīng)提前設(shè)置好儲漿池。鋼筋應(yīng)按照施工方案制作成“π”形鋼筋,焊接在鋼筋籠外筋上。吊裝鋼筋籠高度應(yīng)根據(jù)鉆孔標(biāo)高確定,提前在鋼筋籠中心安裝固定木桿,用于判定鋼筋籠下放深度。對準(zhǔn)孔中心下放鋼筋籠,入孔后穿插吊筋,將其固定在井口位置。鋼筋籠應(yīng)緩慢下放,保證下放精準(zhǔn)度,鋼筋孔吊裝不得出現(xiàn)傾斜、旋轉(zhuǎn),也不得下壓鋼筋籠以防變形和塌孔。
(3)下導(dǎo)管。提前檢查導(dǎo)管質(zhì)量是否符合使用標(biāo)準(zhǔn),彎曲、管裂等情況均視為不合格,清理導(dǎo)管絲扣雜質(zhì),檢查密封圈完整性,在絲扣上涂抹一層潤滑油。注意導(dǎo)管連接方向,連接位置應(yīng)足夠緊密,下管時與孔底保持50cm間距。下管后注入清孔砂漿,直到返漿無雜質(zhì)代表清孔完成。
(4)混凝土澆筑。按照施工方案連接導(dǎo)管(法蘭連接),導(dǎo)管一側(cè)下放孔底、一側(cè)連接注漿機,通過導(dǎo)管注漿。正式注漿前最后一次檢查清孔質(zhì)量,要求孔底無塊狀雜質(zhì),否則需要二次清孔,直到無雜質(zhì)為止。導(dǎo)管深埋可根據(jù)現(xiàn)場情況設(shè)置2~8m范圍內(nèi),不得過淺或過深。注入水泥砂漿時,為了避免壓力過大沖擊孔底,可在底部鋪一層小石子。注漿應(yīng)保持連續(xù)、不中斷,待到底部砂漿接觸到出漿口且淹沒一小段后緩慢提管,提管不得過快,要始終保持管口在砂漿面之下,否則會因沖擊過大泛漿[7]。派專人時刻觀察孔內(nèi)砂漿面提升高度,達(dá)到預(yù)定高度后立即停泵拔管。拆除導(dǎo)管連接法蘭,清洗法蘭、注漿管、注漿機,避免砂漿初凝影響后續(xù)使用。在提管過程中應(yīng)時刻觀察鋼筋籠情況,如果鋼筋籠上浮、傾斜則可能是注漿管掛在鋼筋籠上,可輕輕晃動導(dǎo)管使其脫落。注漿過程應(yīng)保持連續(xù)性,如果因意外情況不得不中斷注漿,應(yīng)保證前后注漿間隔在2h以內(nèi),否則要重新制備砂漿。
5 結(jié)語
綜上所述,基礎(chǔ)工程是建筑工程整體的根基,保證基礎(chǔ)工程施工質(zhì)量尤為重要。針對軟土地基,應(yīng)合理選用基礎(chǔ)工程施工技術(shù)以及樁基施工方案。前期準(zhǔn)備工作需充分,通過技術(shù)交底掌握基礎(chǔ)工程施工技術(shù)要點,制定完善的質(zhì)量管控體系,確保每道工序均能滿足基礎(chǔ)工程施工標(biāo)準(zhǔn)。
參考文獻(xiàn)
[1] 唐明,雷得義,武亞輝.建筑工程地基基礎(chǔ)及樁基礎(chǔ)施工
技術(shù)分析[J].居業(yè),2023(1):46-48.
[2] 牟永清.建筑工程地基基礎(chǔ)及樁基礎(chǔ)施工技術(shù)探討[J].
中文科技期刊數(shù)據(jù)庫(引文版)工程技術(shù),2023(11):
233-234.
[3] 毛夢嬈.高層建筑地基基礎(chǔ)和樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)的應(yīng)
用[J].你好成都(中英文),2023(21):28-30.
[4] 張德健.建筑與工程建筑工程土建施工中樁基礎(chǔ)技術(shù)應(yīng)
用研究[J].幸福生活指南,2023(29):103-105.
[5] 陳國棟.建筑工程地基基礎(chǔ)及樁基礎(chǔ)施工技術(shù)思考[J].
科技與創(chuàng)新,2022(7):466-467.
[6] 楊建徽.建筑工程地基基礎(chǔ)及樁基礎(chǔ)施工技術(shù)[J].現(xiàn)代
經(jīng)濟:現(xiàn)代物業(yè)中旬刊,2022(6):633-634.
[7] 李鈺森.地基基礎(chǔ)與樁基基礎(chǔ)土建施工的技術(shù)分析[J].
工程技術(shù)發(fā)展,2022,3(4):124-126.
[作者簡介]張浩(1989—),男,山東德州人,本科,工程師,研究方向:建筑工程。