建筑地基基礎施工與加固技術(shù)研究

許繼寶

（山西五建集團有限公司，山西太原 030003）

0 前言

當下，伴隨著市場需求量的日益攀升，建筑業(yè)在經(jīng)濟建設中的作用越發(fā)凸顯，市場份額占有率越來越高，建筑的規(guī)模也愈發(fā)龐大。為符合建筑市場的要求和建筑行業(yè)的相關(guān)標準，建筑企業(yè)無一不關(guān)注地基基礎工程建設的專業(yè)性，并且相關(guān)企業(yè)還進一步增強了配套的地基加固技術(shù)，以確保建筑的安全性和穩(wěn)定性。眾所周知，作為每一建筑施工的基本環(huán)節(jié)，地基的質(zhì)量是衡量施工質(zhì)量完成和實現(xiàn)安全生產(chǎn)目標的關(guān)鍵因素之一，對建筑具有重要的意義。因此，在建設工程施工期間，應加大對地基這一基礎工程質(zhì)量的重視，要著力控制和優(yōu)化建筑地基的施工工序，以確保后續(xù)建筑施工過程的安全性和相關(guān)建筑的穩(wěn)定性。

1 地基基礎相關(guān)概述

通常，地基分為自然地基和人工地基二種，自然地基指不經(jīng)過人處理的自然土層，而人工地基則必須經(jīng)過強化處理，且常用的材料有混合灰土等。簡單而言，地基是保持建筑在一定荷載作用下不變形的部分地面構(gòu)造；基座則是把建筑物荷載作用傳導給地面的下部結(jié)構(gòu)，好的建筑地基基礎必須是能夠支撐住建筑物荷載，能避免外界強度損傷，能夠防止建筑物出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象。在符合建筑荷載條件的前提下，需要把基礎的沉降控制在規(guī)定范圍內(nèi)，盡可能選擇埋深不大的淺基，這種施工非常簡單，因為當淺基無法達到建筑條件時就應該選擇埋深大的深基，把建筑荷載更多地帶到深的地基中去，防止基礎下沉現(xiàn)象的產(chǎn)生，保證建筑的質(zhì)量與使用安全。實際建筑施工中，地基基礎建筑的設計與施工都應該以避免失穩(wěn)、損傷與變形為基本準則，重視施工技術(shù)細節(jié)，對不合格的地面進行密封處理，以便使之符合建筑地基的要求，而常用的建筑施工方法是靜力樁和振動自沉樁，利用樁基礎把建筑物的壓力直接傳導到建筑物表面，從而起到穩(wěn)固建筑物的目的。而當下，高層住宅樓房日益增多，樓面自重急劇上升，單純的建筑施工方式已無法適應穩(wěn)固樓面的要求，為使樓面的壓力平穩(wěn)傳導到地面上，需要科學合理、有效的進行地基基礎施工，經(jīng)過嚴格縝密的建筑施工和控制確保地面基礎質(zhì)量，以此達到建筑安全、穩(wěn)固、多功能的要求。

2 常見的建筑地基基礎施工和加固技術(shù)

2.1 建筑地基基礎施工技術(shù)的類型

2.1.1 復合地基施工技術(shù)

常見的復合型建筑地基大致包括如下3 種，分別是水泥粉煤灰碎石樁、混凝土樁、釘狀桿復合基礎，以上3 類復合地基的建造方法各不相同，具體內(nèi)容包括。

（1）在樁體端部進行褥墊排水層，利用褥墊排水層使樁體和基礎框架進行相連，在后續(xù)工程施工、設計階段，基本構(gòu)件可以使其承擔壓力通過樁體向基底巖層分散輸送，具有提高基本構(gòu)造受力穩(wěn)定性的效果?，F(xiàn)階段，這一類復合型地基大多已被用作天然分布粘性地基、粉土地基的施工中。

（2）在對材料和拌制水進行拌和混合中，使得產(chǎn)生的水泥漿在孔中進行分層回填、夯實等，當水泥漿硬化生成水泥漿樁時，施工人員在樁身頂部進行褥墊鋪，使樁體和地基框架進行相連，這類地基成本低、有均勻的特性[1]。

（3）在施工現(xiàn)場中不同管樁的尺寸也不同，由于荷載影響的連續(xù)作用，會產(chǎn)生附著應力自上之下的現(xiàn)象，而復合地基的產(chǎn)生附著應力也將得到降低。另外，建筑也要承擔軸向荷載、水平荷載，而螺桿樁復合地基，具備剛度大、沉小、抗震性能良好、能補性好的優(yōu)點。

2.1.2 振動沉樁技術(shù)

通常，振動沉樁在開挖時要使用振動沉樁法，先把樁體打入地層產(chǎn)狀中，尤其在壓樁工程中，由于振動沉樁機配備了轉(zhuǎn)軸偏心片和驅(qū)動輪，在兩軸運行情況下能夠有效地抵抗壓樁時發(fā)生的干擾力，從而達到了緩解樁尖阻力、減少樁面摩擦阻力、防止樁體結(jié)構(gòu)完整性發(fā)生搖擺的作用，另外，由于采用了共振機制，也能夠提高下沉效率、提高下沉效率。在實施過程中，必須根據(jù)實際施工情況選擇合適規(guī)格型號的振動沉樁機具、確保活動部位偏心塊保持在正確位置情況、正確計量振動上應力對樁體結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的作用、保證樁體完整性中線塊和振動錘處于同一個直線、并定期檢測樁體的完整性及垂直度[2]。

2.1.3 靜力壓樁和真空頂壓

靜力壓樁法是指利用壓樁機的平衡物，不斷地將預制樁逐節(jié)壓入工地的適當部位中，并合理解決樁體在壓樁階段中所造成的樁側(cè)壓力和樁側(cè)附著力，以快速地進行壓樁施工。據(jù)現(xiàn)場使用現(xiàn)狀分析，雖然靜力壓樁技術(shù)具有施工噪聲較低、對周圍環(huán)境產(chǎn)生污染危害性小等特點，但在壓樁階段中，由于周圍的各種因素相互干擾，會產(chǎn)生壓樁困難、超高壓強、樁體完整性偏位等施工現(xiàn)象，所以，就必須及時進行地質(zhì)勘查分析，并針對地下水位的地質(zhì)現(xiàn)狀來制訂壓樁措施。此外，施工人員還必須對現(xiàn)場安裝沙井或是排水板等設備，并對地面上依次進行砂墊板和密封層[3]。然后，操縱真空泵油裝置，不斷吸入膜中剩余氣體，在真空中的砂墊板，密封層的外側(cè)形成壓力差，不斷給地面施以重力標準偏差力。與此同時，地面會逐步形成有效殘余應力，發(fā)揮地面膠結(jié)功能，有效提高地基承載能力。

2.2 建筑地基加固施工技術(shù)

2.2.1 灌漿加固法

灌漿加固主要是鉆出幾個小孔，每孔里澆灌適量的化學泥漿或混凝土砂漿，漿液和混凝土體顆粒在碰撞過程中將形成各種物化反映，從而形成膠結(jié)反應現(xiàn)象，當泥漿凝固硬化后，則具有強化地面、改變地面物理特性、填補地面所產(chǎn)生裂縫空洞的功能，現(xiàn)階段，灌漿加固法包括高壓噴射灌漿、靜壓灌漿等不同種技術(shù)類型。在從事灌漿加固工程建設時，技術(shù)人員必須及時對各種技術(shù)參數(shù)加以檢驗論證，合理設定灌漿量與速率及相關(guān)管擋間隙等技術(shù)參數(shù)；對鉆孔精度等實行控制檢驗并按照現(xiàn)場施工情況，同步加入泥漿，合理確定泥漿拌和量；此外，應優(yōu)先對地面邊緣區(qū)域?qū)嵤┕酀{補強作業(yè)，逐步向中央地段展開擴大建筑施工，防止形成注漿材料孔間串孔問題[4]。

2.2.2 靜壓力加固法和地基加寬加固法

靜壓力加固法施工中必須操縱液壓裝置、配置墻體自重設備，并利用結(jié)構(gòu)優(yōu)化支承自重的逆向效應，將樁基強行壓入土壤內(nèi)，以達到減少土壤孔隙、改善土壤密實性和承載力特性的效果。在實施工程中，必須及時對上下節(jié)段管樁交接處埋設角鐵，以保證結(jié)構(gòu)能夠繼續(xù)進行靜力壓樁施工，并根據(jù)實際施工狀態(tài)，適當設定壓樁壓力和參數(shù)。在采用連接方法時，對管樁結(jié)構(gòu)的鋼筋直徑、樁頂鋼筋應做好相關(guān)銜接處理，另外，在某些建設工程中，由于對天然土壤力學性能條件不好或承載力特性要求過高，如果實施以上的各種加強方法，將很難達到預想的土壤密封作用，與實際工程施工條件完全相悖，此時可以考慮進行加寬補強的地基基礎加固技術(shù)處理，采用鋼筋混凝土對基礎面進行增加處理，還必須注意新老基礎結(jié)構(gòu)的連接處理工作。

3 建筑地基基礎施工的現(xiàn)狀

3.1 地基結(jié)構(gòu)容易開裂

在建筑地基基礎建設施工中，混凝土構(gòu)件易發(fā)生裂縫問題，嚴重損害房屋結(jié)構(gòu)的安全性，而相關(guān)構(gòu)件開裂的主要原因是基礎建設施工時軌道線的設置不適當，相鄰軌道線容易在一個垂直面上，從而導致水泥施工后出現(xiàn)受力不平衡，造成水泥裂縫。另外，水泥本身質(zhì)量會出現(xiàn)某些情況，例如，水泥配制比例失調(diào)、拌和不平衡、拌和過程中產(chǎn)生水化熱過程，使室內(nèi)水溫迅速增高，外部逐漸冷卻，造成后期裂紋現(xiàn)象的形成。

3.2 地基基礎建設中的坍塌問題

事實上，在任何一個建筑工程的地基基礎施工中，一個不容忽視的現(xiàn)象便是地基基礎的坍塌，在地基基礎建造過程中，一旦發(fā)生了坍塌現(xiàn)象，就必然會導致周圍基礎土遭受影響，從而降低了建筑物的總體承重能力，不但會給自身的基礎工程建設造成危害，而且還會嚴重危及周邊建筑物的安全性，以至可能會引發(fā)嚴重安全事故，造成嚴重的員工傷亡事件，尤其是在當?shù)氐牡鼗A施工深度很深且進入不同的土質(zhì)環(huán)境后，基礎施工者若不去通過各個土質(zhì)的施工特點來判斷建筑物地面工程的邊坡開挖坡度與支撐方式，將或許會導致邊坡上部結(jié)構(gòu)由于堆載等外力作用的振動產(chǎn)生變化，從而導致基礎坍塌現(xiàn)象，或者由于工程施工者在進行土方的施工錯誤，對需要進行保護的地方?jīng)]去進行相應的防護，就會導致坍塌。

3.3 工程施工人員的水平有待提高

在城鎮(zhèn)化步伐迅速增長的今天，要求建筑行業(yè)必須有相應規(guī)模的專業(yè)從業(yè)人員，但是因為需求量過大，導致供需不平衡，使得部分施工人員的操作能力和專業(yè)意識容易出現(xiàn)問題。由于部分施工人員都是來自農(nóng)村的務工人員，受教育程度普遍較低，因此盡管這些施工人員盡管掌握了一定基本的地基基礎施工理論知識，但對規(guī)模化的地基基礎施工工藝認識還不夠，加之相關(guān)工程單位忽略了對這些施工人員技能的培養(yǎng)教育，很容易造成在建筑地基基礎施工過程中產(chǎn)生產(chǎn)品質(zhì)量問題，給施工單位帶來一定的不利影響。

4 建筑地基基礎施工與加固技術(shù)的相關(guān)應用

4.1 在選取材料中的應用

在建筑地基基礎施工與加固技術(shù)運用中，首先在材料進場環(huán)節(jié)，工作人員應對各種原材料的尺寸技術(shù)參數(shù)應進行嚴格的檢測，如混凝土材質(zhì)標號、集料粒度、鋼筋材料尺寸和孔徑等，然后，隨機選擇少量建筑材料帶至試驗室進行測試，待確認相關(guān)材料質(zhì)量無誤后，可將其投入使用。此外，在建筑物地基基礎施工環(huán)節(jié)，應對所采用各種建筑材料的狀態(tài)、品質(zhì)進行再次檢驗。在采用砂漿補強法時，還應著重檢驗泥漿有無摻雜各種污物、或是泥漿粘度能否合格，而在使用地基加寬補強法時，應高度關(guān)注檢驗鋼筋材料有無存在銹蝕跡象，去除表層殘余鐵銹，并均勻涂抹防腐蝕保溫涂層。

4.2 強夯法在地基基礎建設中的應用

作為地基基礎施工的基本技術(shù)，強夯法通過對土壤進行夯實處理，并搭配適當?shù)幕A設備使用，從而促使相關(guān)土壤固結(jié)技術(shù)效果的顯著提高，其實這個技術(shù)的應用過程也正是對重力的一個合理運用，當重力錘根據(jù)一定的距離進行自然下降運動，并同時進行對土壤的夯實處理，則土壤的凝固速度提高，而土壤的承載能力也會增加。在實施該技術(shù)操作的時候，根據(jù)不同的土壤特性進行黏土性、砂土等，基礎施工階段的土壤使用效果一般較好，如果根據(jù)土壤中可能會產(chǎn)生的水分、游離水分的情況，使砂石地基回填作用進一步加大，那么土壤也會顯得更加粘性較好，因此進行了基礎施工階段對其進行了填充處理，并在該階段對土壤的強度加以了控制，待后續(xù)打平之后，地面的均勻度能夠得以有效提升，從而也可以做到對各階段的地面沉降的問題集中控制，地基承載能力提升上層建筑的安全性得到了保證。

4.3 地基基礎灌漿加固技術(shù)的應用

注漿成型加固工藝是我國建筑工程地基基礎處理施工中使用極為普遍的一種施工技術(shù)，具備實施簡便、投資費用高的優(yōu)勢，實施時需要根據(jù)地基的狀況，設置適當?shù)拈_挖部位和鉆機位置，而后，利用鉆機等對地面進行鉆孔，然后把配制好的水泥混凝土砂漿和黏合劑灌注在裂縫內(nèi)，并利用高壓裝置進行施壓，使砂漿可以順利達到地面部位。地基和砂漿相互作用產(chǎn)生硬度很強的物質(zhì)，進而改變原有建筑物的結(jié)構(gòu)，使建筑物的總體結(jié)構(gòu)安全性更高，建筑物品質(zhì)更加完善，相關(guān)的注漿成型的技術(shù)包括多種施工方式，施工人員可以按照現(xiàn)場的建筑現(xiàn)狀合理加以選用，以便提高工程地基的處理效率[5]。

4.4 提高施工人員的專業(yè)素養(yǎng)

地基基礎施工和加固技術(shù)是施工中十分重要的施工方法，對改善建筑物地基工程質(zhì)量，維護工程整體的穩(wěn)定性具有及其關(guān)鍵的意義，因此，施工人員必須針對建筑物地基的實際狀況，選用適宜的施工方法和加固技術(shù)，而相關(guān)單位需要進一步完善基礎施工技術(shù)和加固技術(shù)的人才培養(yǎng)，在既有技術(shù)基礎上盡快培養(yǎng)相關(guān)專業(yè)人才從而實現(xiàn)突破和創(chuàng)新性發(fā)展，以此滿足市場的基本要求，從而促進建筑施工企業(yè)的長效發(fā)展。

5 結(jié)語

綜上所述，建筑地基基礎是建筑物構(gòu)造的主要構(gòu)件，與施工過程和建筑物的安全、質(zhì)量息息相關(guān)，因此，工程加固處理技術(shù)在工程建設中具有非常重大的作用，它是整個工程建設的基石，是工程建設后期質(zhì)量穩(wěn)定的關(guān)鍵保障，地基基礎的建筑施工技術(shù)與加固工藝既關(guān)系到工程質(zhì)量，同時又關(guān)系到施工效益，其施工技術(shù)需要與工程建設、地質(zhì)條件條件、建筑技術(shù)特性等緊密結(jié)合在一起，才能最大限度的完善相關(guān)施工技術(shù)，從而助推建筑行業(yè)的蓬勃發(fā)展。