摘要:隨著城市建設的發(fā)展,各地高層建筑如雨后春筍般拔地而起。相比低層建筑和多層建筑,高層建筑的高度更高、載荷更大,因此需要基礎埋深更深,對地基的要求也更苛刻。很多情況下,由于地基條件較差,不僅需要對不良地基進行處理,對基礎的要求也更高,如需要建造深基礎,這些都給施工帶來不小困難。如果地基和基礎處理不當,譬如發(fā)生不均勻沉降,輕則造成建筑墻體開裂,重則導致建筑傾斜甚至垮塌。這都說明高層建筑地基和基礎的施工是非常重要的,需要引起足夠的重視,以確保建筑物的安全。本文探討了高層建筑地基和基礎的施工技術。
關鍵詞:高層建筑;地基;樁基礎;施工技術;方法研究
1 高層建筑的地基和基礎概述
1.1 地基
地基是指在建筑物荷載作用下產生不可忽略變形的地層,地層可以是巖石,也可以是土體。由于地基要支承建筑物的全部荷載,必須防止出現(xiàn)失穩(wěn)或強度破壞的現(xiàn)象,工程上是通過限制基礎沉降不超過地基變形允許值來保證基礎的穩(wěn)固。如果地基條件良好,則盡量利用天然地基;假如地基不滿足上述條件,就必須對地基進行加固處理。
1.2 基礎
基礎是指建筑物將其荷載傳遞到地基的下部結構。高層建筑常采用筏板基礎、箱形基礎、樁基礎及復合基礎(即樁基礎與筏板基礎或與箱形基礎復合的基礎)。目前應用最多的是樁基礎。由于高層建筑常設有地下室,所以地基開挖面積一般較大,需要對基坑采取支護措施。
2 高層建筑地基處理技術
2.1 地基處理的一般技術要求
地基處理技術性要求較高,首先必須根據(jù)場地地質結構、水文條件等制定完善的施工技術方案;其次要對現(xiàn)場施工狀況進行嚴格監(jiān)測與控制,隨時掌握地基、周圍建筑的動態(tài)變化;還要對地基施工實行嚴格的質量控制與驗收制度。地基施工必須避免塌方、涌水等事故發(fā)生,做好深基坑開挖過程的降水、支護工作,保證施工安全是最重要的一件事情。
2.2 置換法
一些不良地基土,如軟粘土、濕陷性黃土、雜填土、淤泥質土等載重力較小,地基承載力和變形性滿足不了設計要求,可將淺層軟弱土或不良土挖除,回填強度較大的砂、碎石、爐渣、粉煤灰等材料,再分層碾壓或夯實,這種方法就稱為置換法。置換法包括墊層法、強夯擠淤法等。
墊層法適用于基坑面積較大或回填土方量較大的工程,一般挖除23m深淺層軟弱土層,再回填強度較大的墊層,然后采用機械碾壓、重錘夯實等方法壓實處理。
強夯擠淤法是將填碎石、強夯、擠淤等工序結合起來同步進行,形成強度較大的碎石墩體,適用于石料資源豐富、厚度較小、排水困難的淤泥質地基。
2.3 振密、強夯法
振密法是利用振動、擠壓作用使地基土孔隙率減少、強度提高的方法。軟土地基常采用強夯法處理,它利用重錘自由落體運動產生的沖擊力處理地基土,可提高地基土的強度、降低土的壓縮性,改善土層的均勻性,適用于砂石土、粉土、濕陷性黃土、雜填土等地基處理。
2.4 排水固結法
排水固結法是通過在地基土中設置砂井(袋裝砂井或塑料排水帶),并利用附加荷載作用,使土體中的孔隙水排出,土體逐漸固結變形。這種方法主要用于解決軟土地基穩(wěn)定和沉降問題,同時也可提高地基土的抗剪強度。排水固結法由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)組成。
2.5 化學固結法
化學固結法是利用水泥、丙烯酰胺、堿液等可以固結土體的化學物質,將土壤粘結起來,以達到改善基礎施工條件的目的。根據(jù)施工工藝的差別,化學固結法又可分為噴漿法、灌漿法、深層攪拌法等。噴漿法如高壓旋噴法,將水泥漿噴入土體中,在切割土體的同時與土拌合,凝固后形成拌合樁,并與地基一起組成復合地基。
3 高層建筑基礎施工技術
3.1 樁基礎的類型與施工特點
樁的分類方法有多種,按照施工工藝一般可分為預制樁和灌注樁兩類,其中預制樁又可再分為打入式樁和埋入式樁兩種。預制樁一般采用錘擊、振動、靜壓、水中沉入等方法施工。灌注樁是先在樁基成型孔,再在樁孔內置入鋼筋籠并澆筑混凝土,混凝土硬化后即成樁??椎某尚头椒ㄓ秀@孔、沖孔、沉管成孔和挖孔等方式。選擇樁型、施工工藝應根據(jù)建筑結構上部荷載、地質結構、周邊情況等進行。
3.2 施工現(xiàn)場勘察
開工建設前,施工單位應組織相關人員全面勘察施工現(xiàn)場,勘察內容應當包括:⑴了解現(xiàn)場自然條件,如地形、地貌、氣候等;⑵分析地質勘查報告,掌握場地地質結構、土質分布、承載力等情況;⑶了解現(xiàn)場水文條件,如地下水分布等;⑷了解現(xiàn)場有無妨礙施工的暗道、古墓、地下構筑物、礦洞等;⑸周邊既有建筑情況,掌握其具體位置、距離、結構及現(xiàn)時使用情況等;⑹了解地下管線的類型、分布、數(shù)量、埋深、距離等。
3.3 施工準備
⑴技術準備。編制施工技術方案,確定地下管線、周邊建筑的保護措施;明確施工順序、沉樁方法、施工機械等;編制施工進度計劃、材料計劃、設備計劃、施工人員需求計劃等;確定施工中文明施工、安全技術和質量保證措施等。此外,還要進行試樁并確定施工工藝參數(shù)。
⑵機械準備。根據(jù)已確定的樁型、施工工藝選擇施工機械設備,并進行現(xiàn)場試樁。
⑶材料準備。備齊施工所需的材料、工器具等。
⑷現(xiàn)場準備。開工前進行清障,將影響施工的地下管線及地面、地下、空中障礙物等進行清理。平整場地并鋪設厚度200mm碎石層以提高地面承載力,若碎石層無法承受樁機施工要求時,應鋪設走道板。若現(xiàn)場需要鉆孔排水,應設置排水溝、泥漿槽等。
3.4 施工放線定位
⑴樁基礎施工前,應對軸線進行認真復核,并確認控制點不受施工影響。⑵確定樁位。根據(jù)施工方格網(wǎng)確定樁位控制線,并制作樁位圖及對每一個樁進行編號,依據(jù)樁號對應的軸線、尺寸定出樁位,再設置樣樁。樁機就位后還應進行全面校核。⑶標高控制。按照設計要求對樁基礎標高進行控制,在不受施工影響的附近區(qū)域設置至少2個水準點。
3.5 沉樁施工
⑴預制樁沉樁。預制樁主要采用混凝土樁和鋼樁?;炷翗队泄軜逗头綐秲深悾摌队袖摴軜?、H型鋼樁。錘擊法、振動法和靜力壓樁法施工時容易出現(xiàn)擠土現(xiàn)象,應采取措施避免或降低擠土的影響,如靜力樁入樁時應先選好單向行進的入樁路線,同時壓樁過程中保持不停頓、一氣呵成。
⑵灌注樁施工。機械鉆孔一般可用于砂土、粉土、粘性土地基中,人工挖孔主要用于粘性土,粉土和淤泥質土條件允許也可使用,但不能用于碎石土、砂土中。泥漿護壁成孔主要有沖擊成孔和泥漿循環(huán)護壁成孔兩種,前一種可用于砂土、粉土、砂性土中,后一種可用于粉土、粘性土、淤泥質土。沖擊成孔可采用振動、錘擊、振沖等方法沉管成孔,但會產生擠土、噪聲、振動等影響。
4 結語
高層建筑對地基和基礎要求較高,高層建筑地基和基礎的施工都會對整個建筑質量造成直接影響,必須采取可靠的技術措施才能確保施工方案順利實施。因此應認真考察和分析施工條件和周邊環(huán)境因素,選擇合理的施工路線和工藝方案,同時采取必要的安全技術措施,將各種因素置于可控范圍內,以確保地基和基礎的施工能夠滿足安全和質量的要求。
參考文獻
[1] 姚樹太.淺談高層建筑地基基礎和樁基礎土建施工技術[J].中華民居,2012(22).
[2] 王景陽.高層建筑樁基礎施工技術研究[J].中國新產品新技術,2012(16).
[3] 楊俊婧.不良地基土的處理與加固方法及施工工藝[J].中國房地產業(yè),2011(6).