地基施工技術(shù)及應(yīng)用

戴心遙

(南京大學(xué)金陵學(xué)院,江蘇南京 210089)

地基施工技術(shù)及應(yīng)用

戴心遙

(南京大學(xué)金陵學(xué)院,江蘇南京 210089)

地基工程是建筑施工工程中的一個至關(guān)重要的環(huán)節(jié),它的施工技術(shù)的好與壞,直接關(guān)系到整個工程的進(jìn)度,質(zhì)量的好與壞。它是一個建筑物穩(wěn)固安全的基礎(chǔ)。在建筑物施工過程中,若沒有好的地基施工,就不會有安全的建筑物。本文首先對地基工程地基重要性及分類作簡要的介紹,接著介紹地基工程施工的技術(shù)特性,然后結(jié)合具體的地基工程進(jìn)行施工過程進(jìn)行粗淺地探討,并對它的一系列注意事項(xiàng)進(jìn)行分析。

地基工程 施工技術(shù) 應(yīng)用 注意事項(xiàng)

1 地基工程的重要性及分類

(1)地基工程的重要性：地基是指天然形成的基礎(chǔ)底面以下承載基礎(chǔ)所傳遞的上部結(jié)構(gòu)荷載的沿途工程實(shí)體，有松散的堆積地層、直接出地表的基巖地層或者二元結(jié)構(gòu)的地層構(gòu)成。地基工程建造的是否牢固可靠，直接關(guān)系到整個建筑物的安全與否。因此，地基在任何一個建筑工程中都是極為重要的。

(2)地基工程的分類：從建筑工程現(xiàn)場施工來看，地基可以被分為天然基地和人工地基：一、天然地基。它是指處于天然狀態(tài)下的巖體、土體地基，它在自然狀態(tài)下即可滿足承擔(dān)基礎(chǔ)全部荷載要求，不需要人工處理的地基，可以節(jié)約建筑工程的造價。二、人工地基。就是經(jīng)過認(rèn)為處理或者改良的地基，即當(dāng)土層的地質(zhì)狀況不好的情況下，比如坡地、沙地、淤泥這樣的地質(zhì)狀況，或者雖然地質(zhì)狀況比較好，但是上部荷載過大時，為了使地基具有足夠的承載力，而采用人工的方法加固地基。

2 地基工程的施工技術(shù)

由于建筑物的大小不同，對地基的強(qiáng)弱程度的要求也不同，為了使建筑物安全、正常地使用而不遭到破壞，要求地基在荷載作用下不能產(chǎn)生破壞；地基施工必須考慮以下三個方面要求，分別是基礎(chǔ)底面的單位面積壓力小于地基的容許承載力、建筑物的沉降值小于容許變形值、地基無滑動的危險。

2.1 地基施工技術(shù)的特性

在建筑學(xué)中地基的處理是十分重要的，上層建筑是否牢固地基有無可替代的作用。地基施工技術(shù)的對象是軟弱地基和特殊土地基。特殊土地基帶有地區(qū)性的特點(diǎn)，它包括軟土、濕陷性黃土、膨脹土、紅粘土和凍土等地基。地基施工技術(shù)主要有以下五方面的特性：

(1)剪切特性；

(2)壓縮特性；

(3)透水特性；

(4)動力特性；

(5)特殊土不良地基的特性。

2.2 針對以上特性,地基施工可采取以下技術(shù)

2.2.1 軟土地基的施工技術(shù)

(1)密實(shí)法：用密實(shí)法處理地基又可分為：

1)碾壓夯實(shí)法：適用于地下水位以上的巨粒土、粗粒土、細(xì)粒土和特殊土的地基。

2)重錘夯實(shí)法：利用起重機(jī)械提起重錘，反復(fù)夯打，其有效加固深度可達(dá)1．2米。此法適用于處理粘性土、砂土、雜填土、濕陷性黃土地基和對大面積填土的壓實(shí)以及雜填土地基的處理。

3)機(jī)械碾壓法：用平碾、羊足碾、壓路機(jī)、推土機(jī)及其他壓實(shí)機(jī)械壓實(shí)松散土層。碾壓效果取決于被壓土層的含水量和壓實(shí)機(jī)械的能量。對于雜填土地基常用8—12噸的平碾或13～16噸的羊足碾，逐層填土，逐層碾壓。

(2)換土法：這種方法比較適用于深度小于3m的淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土的地基。當(dāng)這種地基持力層軟弱，密實(shí)法不能滿足建筑物荷載要求時，可采用換土墊層的辦法處理土層。此法是先將基礎(chǔ)底下—定深度的軟弱土層挖出，回填砂、碎石、素土或灰土等，逐層夯實(shí)，便成為承載能力較高的墊層。

(3)加固法：用加固法處理地基可分為：

1)化學(xué)加固法：這種方法適用于加固粘質(zhì)土、有機(jī)土、軟土層比較厚、工期較短的地基。通過壓力灌注或攪拌混合等措施，使化學(xué)溶液或膠結(jié)劑進(jìn)入土層，使土粒膠結(jié)。

2)高壓旋噴法：高壓噴射注漿法適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、砂土、人工填土和碎石土地基。當(dāng)?shù)鼗泻休^多的大粒徑塊石、大量植物根莖或較高的有機(jī)質(zhì)時，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果確定其適用性。對地下水流速度過大、噴射漿液無法在注漿套管四周凝固等情況不宜采用。高壓旋噴樁的處理深度較大，除地基加固外，也可作為深基坑或大壩的止水帷幕，目前最大處理深度已超過30m。利用噴射化學(xué)漿液與土?；旌蠑嚢杼幚淼鼗Ｄ壳岸嗍褂盟酀{液。為防止?jié){液流失，常加入三乙醇胺和氯化鈣等速凝劑。

3)硅化加固法：此法是在滲透性較強(qiáng)的土層，利用—定的壓力，把漿液通過下端帶孔的管子注入土中，使土粒膠結(jié)起來。單液硅化法和堿液法適用于處理地下水位以上滲透系數(shù)為0．1～2m／d的濕陷性黃土等地基。在自重濕陷性黃土場地，對Ⅱ級濕陷性地基，應(yīng)通過試驗(yàn)確定堿液法的適用性。

2.2.2 特殊地基的施工方法

(1)灰土墊層。這種方法適合地下水位比較低，基槽經(jīng)常處于干燥狀態(tài)下的普通黏土性地基的加固。它的施工步驟是：第一步是要將基槽的積水、淤泥清理干凈，夯實(shí)兩次，在干燥后，再鋪灰土，第二步是在攪拌灰土?xí)r，要人工攪拌，且次數(shù)不少于三遍，并適當(dāng)控制水量，第三步是要按照有關(guān)規(guī)定制定鋪土的厚度及次數(shù)，第四步是要在灰土打完后，及時的做好基礎(chǔ)施工和回填土工作。

(2)砂墊層和砂石墊層。這種方法適合透水性強(qiáng)的軟弱黏性土地基。它的工作步驟是：第一步是根據(jù)軟弱土層得容許承載力確定砂墊層和砂石墊層的厚度，第二步是要選擇合適的材料，比如顆粒大小適中、質(zhì)地堅(jiān)硬的中砂、粗砂、碎石或者細(xì)砂、粉砂，但需要摻入30%的砂石。

3 地基施工技術(shù)的應(yīng)用

3.1 工程概況

本方案以建設(shè)一個家居博覽中心為設(shè)計(jì)藍(lán)本，框架四層，總高19．8M，建筑物總長205．46M、總寬93．6M，建筑面積為60998M2。地基處理為鋼筋砼灌注樁，樁長18M，樁徑0．80米；基礎(chǔ)為樁頂獨(dú)立承臺，拉梁連接，基礎(chǔ)埋深2．5M。

將基礎(chǔ)施工自東至西、由北向南劃分四個施工段，即：H-N交15-29軸、H-N交0-15軸、A-F交15-29軸、A-F交O～15軸，形成流水作業(yè)，各道工序的流水步距為一道工序。

3.2 工程施工順序及方案

樁基工程須驗(yàn)收合格，定位測量及方格網(wǎng)角點(diǎn)標(biāo)高的測量須完畢，并標(biāo)注坐標(biāo)和高程，以便于做好工程施工控制和工程結(jié)算的依據(jù)。

3.2.1 定位放線

根據(jù)方格角點(diǎn)標(biāo)高測量圖從O軸外5米至15軸交A--N軸的自然高方用機(jī)械挖平(含A軸南5米)由于方量大將所挖出的土方和樁基孔土方用車輛運(yùn)出距建筑物中心250米外集中堆放。放線前先校對軸線定拉尺寸再按圖紙?jiān)O(shè)計(jì)要求將承臺、拉梁截面作業(yè)面每邊加寬50CM，放坡系數(shù)為l：0．33，一個區(qū)段放線結(jié)束后，應(yīng)填寫復(fù)核單交質(zhì)檢科復(fù)核簽字后方可進(jìn)行下道工序。

3.2.2 坑槽機(jī)械挖運(yùn)土方

開挖前先檢查灰線是否完整，如有不明之處必須弄清才能開挖，同時將挖出的土方運(yùn)至集中點(diǎn)堆放，坑槽邊緣1米內(nèi)不準(zhǔn)堆土，放置材料、設(shè)備等，1米外堆土高度不準(zhǔn)超過1米。機(jī)械挖方不準(zhǔn)撞擊砼樁?？硬弁谏?／3時，應(yīng)立即測量標(biāo)高并在土壁上釘水平樁，控制深度。機(jī)械挖方必須留置50毫米高，用人工挖平，嚴(yán)禁擾動土層，人工諑步進(jìn)行修整坑、槽底、壁直至達(dá)到規(guī)范要求?？硬鄣讟?biāo)高-10MM及表面平整度不準(zhǔn)超過10MM，長、寬±50MM。

3.2.3 人工鑿(破)砼樁頭

砼樁頭鑿除前先測量標(biāo)高，控制樁頭鑿除后標(biāo)高控制在-2．45M，鑿除的砼渣運(yùn)出現(xiàn)場，鑿除后樁鋼筋錨固長度不小于60CM。

3.2.4 驗(yàn)收

班組自檢后，施工科將軸線引入坑槽底表面。填報坑槽驗(yàn)收表，匯同勘探、設(shè)計(jì)、質(zhì)檢站、業(yè)主、監(jiān)理等單位舉行正式驗(yàn)收并簽字蓋章。

3.2.5 搭設(shè)腳手架

坑槽土方挖好后進(jìn)行坑槽邊搭設(shè)1．2米高安全維護(hù)欄。凡坑、槽上表面均搭設(shè)1．5米寬腳手架作為墊層砼及模板鋼筋的運(yùn)輸通道。

3.2.6 墊層為100MM 厚C10砼

以施工圖承臺、拉梁的截面尺寸，每邊加寬100MM在坑(槽)底表面進(jìn)行放線、抄平、釘水平樁，控制標(biāo)高厚度，支設(shè)模板，按試驗(yàn)室配合比進(jìn)行計(jì)量配料，攪拌最短時間為150S，砼以出料到砼入模最長間隔時間不準(zhǔn)超過30分鐘。用平板振動器，順著電動機(jī)轉(zhuǎn)動方向依次向前緩慢移動。當(dāng)砼停止下沉并往上泛漿為止，再用木抹子搓平壓實(shí)。

3.2.7 鋼筋制安裝

下料前要先檢查原材料是否合格，焊接試件是否符合要求，對不合格的材料及焊接試件，堅(jiān)決不得使用。要弄懂圖紙，根據(jù)施工圖用墨線彈出模板的內(nèi)邊線和中心線，以便于模板安裝和校正，做好標(biāo)高測量工作，用水準(zhǔn)儀反建筑物水平標(biāo)高根據(jù)實(shí)際的要求，直接恥測到模板安裝位置，然后進(jìn)行找平工作，模板承墊底部應(yīng)預(yù)先找平，以保證模板位置正確，防止模板底部漏漿。優(yōu)化下料、減少浪費(fèi)，鋼筋的保護(hù)層按設(shè)計(jì)圖要求施工，HPB235級鋼筋末端應(yīng)作180度彎鉤，其彎弧內(nèi)直徑不應(yīng)小于鋼筋直徑的2．5倍，彎鉤的彎后平直部分長度不應(yīng)小于鋼筋直徑的10倍；HRB335級、HRB400級鋼筋彎鉤為135度彎弧內(nèi)直徑，不應(yīng)小于鋼筋直徑的4倍，彎鉤的彎后平直長度為鋼筋直徑的10倍，鋼筋作不大于90度的彎折時，彎折處的彎弧內(nèi)直徑不應(yīng)小于鋼筋直徑的5倍；鋼筋安裝時允許偏差值，綁扎鋼筋骨架長、寬±10MM，網(wǎng)眼尺寸±20MM；箍筋內(nèi)凈尺寸±5MM，綁扎鋼筋骨架長，間距±10MM，寬、高排距±5MM；受力筋保護(hù)層± 10MM，柱、梁±5MM，受力鋼筋的錨固按設(shè)計(jì)總說明中表三選擇三級抗震進(jìn)行錨固，鋼筋接頭根據(jù)業(yè)主的要求采用焊接，其焊接的質(zhì)量按施工圖設(shè)計(jì)總說明中4．2．2條和4．2．3條規(guī)定施工，焊條型號采用E50，柱鋼筋安裝前應(yīng)先做卡箍，安裝時將柱的主筋固定在卡箍內(nèi)再把卡箍焊在承臺的上箍筋上，以免移位，在澆筑砼時要派專人看守鋼筋，隨時糾正。每一區(qū)段安裝結(jié)束后填寫交接班手續(xù)并填寫隱蔽工程驗(yàn)收記錄。

3.2.8 模板支設(shè)

按圖示尺寸先配制承臺、拉梁模板，待鋼筋交接手續(xù)后進(jìn)行安裝，模板及其支架應(yīng)具有足夠的承截能力，剛度和穩(wěn)定性能可靠地承受澆筑混凝土?xí)r的重量和振搗時的沖擊力以及施工時荷載?；A(chǔ)模板采用多層膠合板做模板。利用土壁及50X100木方做支撐。模板的安裝基本質(zhì)量要求，所有縱、橫向拉梁及同類型的承臺，在軸線的兩端用鋼管樁打入土層，再用16#鐵絲錨在兩端鋼管樁的水平點(diǎn)上，作控制承臺、拉梁的彎曲變形及水平標(biāo)高，使其軸線直徑在一個水平上。偏差不準(zhǔn)超過5MM(總長或總寬)截面尺寸，承臺模板± 5MM，拉梁、柱±2MM、垂直度2MM，相鄰兩板表面高低差2MM、表面平整度2MM。

3.2.9 澆筑前的準(zhǔn)備工作

(1)檢查商品砼的質(zhì)量控制項(xiàng)內(nèi)的全部資料是否完整及各數(shù)據(jù)是否符合規(guī)范要求。(2)檢驗(yàn)的工具及試塊模板是否到位。(3)現(xiàn)場模板內(nèi)的清理，模板的加固、驗(yàn)收，澆水濕潤木模。(4)工種間的交接記錄。(5)振動機(jī)械的試轉(zhuǎn)。(6)檢查標(biāo)高控制點(diǎn)。

3.2.10 磚基礎(chǔ)

(1)±0．000以下采用MUlO標(biāo)準(zhǔn)磚，M7．5水泥砂砌筑墻厚240MM，(僅于用建筑物的外墻基礎(chǔ))。

(2)所有材料進(jìn)場要有出廠合格證，并進(jìn)行復(fù)試，合格后方可使用。

(3)砂漿宜采用中砂，過篩，含泥量不準(zhǔn)超標(biāo)，每250M3砌體或每一施工班次，制做砂漿試塊一組，標(biāo)養(yǎng)28天，試塊的平均強(qiáng)度不小于標(biāo)準(zhǔn)抗壓強(qiáng)度。任意一組試塊強(qiáng)度不小于0．85fm·k。施工時砂漿嚴(yán)格按重量計(jì)量，以試驗(yàn)室的配合比報告配制。M7．5水泥砂漿：水泥240KG、砂1370KG。砂漿用機(jī)械攪拌不小于3min隨拌隨用，使用前如出現(xiàn)泌水，應(yīng)再次拌和，拌制后3H內(nèi)使用完畢。

(4)技術(shù)要求：墻長大于5M時中部增加構(gòu)造柱，凡上部有門窗洞口的兩側(cè)設(shè)構(gòu)造柱。

(5)砌筑要求：砌筑前提前1天澆水濕潤，在砌筑的位置上彈出墻外邊線，抄平在柱子上-0．07M標(biāo)高處彈水平線，先排磚后砌筑，采用梅花形三一砌磚法，砌筑前在兩端柱子上畫皮數(shù)，灰縫應(yīng)均勻上下錯縫要垂直不得出現(xiàn)通縫，透明縫，嚴(yán)禁水沖漿灌縫，水平及豎向灰縫寬度不小于8MM，不大于12MM，灰漿飽滿度不得小于80%，墻面應(yīng)橫平豎直。構(gòu)造柱部位砌成馬牙槎，先退后進(jìn)60MM，高300MM及時清理柱內(nèi)落地灰，磚碴雜物等，每道工序施工做到工完、料盡、場地清。

3.2.11 坑槽及室內(nèi)回填土

(1)由于工程量大，工期緊，室內(nèi)隔墻、貨梯、觀光梯、扶梯等，無基礎(chǔ)設(shè)計(jì)圖，為了不影響工期，(包含地溝)先回土夯實(shí)，待一層結(jié)構(gòu)澆筑拆除后和設(shè)計(jì)圖下達(dá)時再進(jìn)行二次人工挖施工。

(2)坑、槽及室內(nèi)素土回填前，先清除坑、槽內(nèi)雜物、材料等，回填純凈的自然粘土，分層夯實(shí)每層虛鋪厚度不得大于250MM，蛙式打夯機(jī)夯實(shí)四遍，回填土粒徑不得大于20MM，壓實(shí)系數(shù)不小于0．95表面平整度不得大于20MM，回填至室內(nèi)-0．25M回填結(jié)束后應(yīng)立即報驗(yàn)。

4 地基施工中的注意事項(xiàng)

(1)在材料方面，對原材料采取統(tǒng)一供應(yīng)的方式。施工前，對市場上的原材料進(jìn)行充分的市場調(diào)查，從而選擇優(yōu)質(zhì)的建設(shè)材料，而且需要供應(yīng)商提供相應(yīng)的質(zhì)量檢驗(yàn)合格證明。堅(jiān)決斷絕不合格的材料進(jìn)入施工現(xiàn)場。

(2)地基工程施工中護(hù)壁混凝土強(qiáng)度等級應(yīng)與樁基混凝土的強(qiáng)度等級一樣，且護(hù)壁應(yīng)高出地面至少30厘米，另外應(yīng)對護(hù)壁進(jìn)行仔細(xì)檢查有無漏水和滲水。

(3)地基施工時混凝土配合比，應(yīng)在施工前選擇取料場對原材料進(jìn)行檢測合格后，分人工挖孔樁和鉆孔樁進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，一般情況下，鉆孔樁水下混凝土的坍落度比人工挖子樁混疑土坍落度要大，但無論何種混凝土都應(yīng)滿足施工工藝的具體要求，如混凝土坍落度、初凝時間、終凝時間等，其中最重要是混凝土粘聚性和保水性一定要好。

(4)混凝土灌注前應(yīng)仔細(xì)對孔底進(jìn)行檢查，檢查孔底有無積水和沉渣?！闱闆r下，沉渣較容易清除，但由于地下水位比較高時，積水就難清盡，—般有兩種處理方法：一是地下水量較少時，可在第一盤混凝土灌注前使用海綿、毛氈等物品盡量將孔底積水吸干凈，一旦吸干凈就可以立即進(jìn)行混凝土灌注；二是地下水量較大，采用海綿、毛氈無法吸干凈時，可以考慮按鉆孔樁進(jìn)行水下混凝土灌注。

(5)地基水下混凝土灌注應(yīng)仔細(xì)對每盤混凝土下料量和導(dǎo)管拔管高度進(jìn)行嚴(yán)格的計(jì)算。否則極易出現(xiàn)導(dǎo)管拔出混凝土上面以造成斷基，另外，應(yīng)將混凝土灌注超出基頂設(shè)計(jì)標(biāo)高至少0．8米，以保證基頂?shù)幕炷临|(zhì)量。

(6)人工地基施工中混凝土灌注過程中，要非常嚴(yán)格的控制它的振搗高度，從而避免漏振和過珍振。首先應(yīng)將孔積水特別是串筒潤濕而流下的積水吸干凈，避免孔底混凝土由于積水而使混凝土局部水灰比增大而出現(xiàn)混凝土強(qiáng)度偏低，嚴(yán)重時會造成混凝土離析，另外灌注過程中，應(yīng)嚴(yán)格控制混凝土振搗高度，保證混凝土振搗充分避免漏振和過振，最后隨著地基混凝土的不斷上升，地基表面由于混凝土振搗而產(chǎn)生的浮漿不斷增加，這時應(yīng)用捉桶將表面的浮漿捉出倒掉，特別是接近基頂更是如此，以避免由于混凝土配合比失真而造成基頂出現(xiàn)低強(qiáng)度區(qū)。

(7)打樁施工，在建筑工程施工過程中，施工單位和監(jiān)管單位要在現(xiàn)場設(shè)定專門的人員在現(xiàn)場檢測，并做好施工記錄、隱蔽工程記錄和預(yù)檢工程記錄，拒絕不合格的產(chǎn)品進(jìn)入下一道施工程序中，積極配合總包方的工作。

(8)在施工前，施工方和監(jiān)理方要制定嚴(yán)格的規(guī)章制度和懲罰獎賞措施，并制定專門的人員執(zhí)行，從而避免在發(fā)生事故時兩方推卸責(zé)任。

5 結(jié)語

地基施工是整個建設(shè)工程的最基礎(chǔ)卻也是最主要的部分，它的施工的好與壞，決定著整個建筑工程的成功與失敗。地基施工由來已久，中國的先賢們早就創(chuàng)造了一系列地基施工的先進(jìn)技術(shù)，例如夯土地基、灰土地基、磚渣地基等。隨著時代的發(fā)展，地基施工技術(shù)也日新月異。我們要與時俱進(jìn)，采取科學(xué)有效地施工方法，運(yùn)用科學(xué)的地基施工技術(shù)，同時要把施工中需要注意的事項(xiàng)運(yùn)用到施工過程中的每一個環(huán)節(jié)，確保建筑工程的有效進(jìn)行，從而建造出一幢幢合格的建筑物。

[1]彭社琴,趙其華.深基坑坑壁土壓力模式與支護(hù)結(jié)構(gòu)安全分析[J].成都理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2005.(05).

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