隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,我國的工業(yè)建設(shè)得到了極大的發(fā)展,眾多工廠不斷竣工。每一間工業(yè)廠房都是由許多分部分項(xiàng)工程(如土石方工程、砌體工程、地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)土建工程、鋼筋混凝土工程、結(jié)構(gòu)安裝工程、屋面工程、裝飾工程等)組成,每個(gè)分部分項(xiàng)工程的特點(diǎn)、規(guī)模和實(shí)際情況各不相同,都可以應(yīng)用不同的施工技術(shù)和施工機(jī)具來完成。
0引言
本文重點(diǎn)研究工業(yè)廠房地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)。本文首先闡述了地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)土建定義;其次對(duì)工業(yè)廠房地基的加固與處理技術(shù)進(jìn)行了分析;同時(shí),還對(duì)工業(yè)廠房常見的兩種樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)進(jìn)行了研究,具有一定的參考價(jià)值。地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)對(duì)于工業(yè)廠房土建施工具有極為重要的作用,因此很有必要對(duì)其進(jìn)行探討。
1地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)土建定義
地基是指建筑物荷載作用下基底下方產(chǎn)生的變形不可忽略的那部分地層,而基礎(chǔ)則是指將建筑物荷載傳遞給地基的下部結(jié)構(gòu)。作為支承建筑物荷載的地基,必須能防止強(qiáng)度破壞和失穩(wěn),同時(shí),必須控制基礎(chǔ)的沉降不超過地基的變形允許值。在滿足上述要求的前提下,盡量采用相對(duì)埋深不大,只須普通的施工程序就可建造起來的基礎(chǔ)類型,即稱天然地基上的淺基礎(chǔ);地基不能滿足上述條件,則應(yīng)進(jìn)行地基加固處理,在處理后的地基上建造的基礎(chǔ),稱入土地基上的淺基礎(chǔ)。當(dāng)上述地基基礎(chǔ)形式均不能滿足要求時(shí),則應(yīng)考慮借助特殊的施工手段相對(duì)埋深大的基礎(chǔ)形式,即深基礎(chǔ)(常用樁基),以求把荷載更多地傳到深部的堅(jiān)實(shí)土層中去。
2加固技術(shù)方法
改革開放以來,建筑業(yè)迅速發(fā)展,建筑工程質(zhì)量逐年提高,但工程質(zhì)量事故還時(shí)有發(fā)生,造成了許多不應(yīng)有的損失。這是由于各地區(qū)的工程地質(zhì)條件不同,土層分布、土的物理力學(xué)性質(zhì)不同,既使同一建筑場地,往往土質(zhì)也不均勻,在進(jìn)行工程勘察、工程設(shè)計(jì)與施工中,如果對(duì)地基條件掌握不全,處理不當(dāng),就可能導(dǎo)致事故的發(fā)生,這些都會(huì)給國家和人民造成不應(yīng)有的損失。因此,準(zhǔn)確分析事故,合理地處理事故,是當(dāng)前建筑業(yè)亟待解決的一個(gè)大問題。目前對(duì)已建建筑物的加固處理的方法有許多種,但常用的有以下兩種:
2.1灌漿加固:用鉆機(jī)在基礎(chǔ)上成孔至要加固的土層,然后用高壓灌漿設(shè)備將配制好的水泥化學(xué)漿液灌入地層,通過劈裂、擠壓作用,使土層與漿液產(chǎn)生物理化學(xué)反應(yīng)而膠結(jié),從而達(dá)到改善土體結(jié)構(gòu)和性能的目的,提高土體的強(qiáng)度。
2.2靜力壓樁加固:利用建筑物的承重柱重力作為反力,通過一套液(油)壓設(shè)備,把預(yù)制樁分節(jié)壓入土中,上下節(jié)樁接駁用預(yù)埋角鐵焊接。壓樁由液壓控制,當(dāng)壓力達(dá)設(shè)計(jì)荷載并基本滿足計(jì)劃樁長要求時(shí)則終樁,終樁時(shí)的單樁承載力可直接從壓樁設(shè)備的儀表中反映出來。終樁后將壓入樁的樁頭鋼筋與原基礎(chǔ)鋼筋焊接,并澆注砼承臺(tái)與基礎(chǔ)連為一體,從而將上部結(jié)構(gòu)的荷載通過樁直接傳遞到堅(jiān)硬土層。
毫無疑問,已建建筑物出現(xiàn)不均勻沉降,無論是采取灌漿加固還是靜力壓樁加固,都會(huì)給工程造成一定的損失,此時(shí)應(yīng)考慮的是如何將損失降到最低限度。
3沉降原因分析
3.1地質(zhì)因素:據(jù)鉆探揭露,廠房建造在一條山坡沖溝的邊麓地段,地下水豐富,水位埋深約0.30m,淤泥(含腐木)等軟土的分布極不均勻,層厚由西向東遞增,這是造成廠房不均勻沉降的客觀因素。
3.2結(jié)構(gòu)因素:同一棟廠房,采用了兩種不同的基礎(chǔ)型式,地質(zhì)條件較好的西段,采用人工挖孔樁基礎(chǔ),樁端支承在堅(jiān)硬狀的殘積土層里,而地質(zhì)條件極差的東段,則采用了條形基礎(chǔ)下的砂墊層,墊層厚僅1.0m,未作壓密處理。根據(jù)推算,采用樁基礎(chǔ)的最終下沉量僅為1.4mm(設(shè)樁長10m,進(jìn)入堅(jiān)硬狀土層),而采用條形基礎(chǔ)下砂墊層處理的基礎(chǔ)經(jīng)推算仍有200mm的沉降量,條形基礎(chǔ)的剛度起不到變形(沉降)調(diào)節(jié)作用,因此導(dǎo)致廠房的不均勻沉降,影響到廠房的安全使用,所以必須盡快處理。
4工業(yè)廠房常見的兩種樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)
樁基礎(chǔ)是一種既古老又現(xiàn)代的高層建筑物和重要建筑物工程中被廣泛采用的基礎(chǔ)形式。樁基礎(chǔ)的作用是將上部結(jié)構(gòu)較大的荷載通過樁穿過軟弱土層傳送到較深的堅(jiān)硬土層上,以解決淺基礎(chǔ)承載力不足和變形較大的地基問題。樁基礎(chǔ)具有承載力高,沉降量小而均勻,沉降速率緩慢等特點(diǎn)。它能承受垂直荷載、水平荷載、上拔力以及機(jī)器的振動(dòng)或動(dòng)力作用,已廣泛用于工業(yè)廠房、橋梁、水利等工程中。
4.1靜力壓樁施工技術(shù)打樁機(jī)打樁施工噪聲大,特別是當(dāng)工業(yè)廠房建在離居民點(diǎn)不遠(yuǎn)處,打樁會(huì)影響居民休息,為了減少噪聲,可采用靜力壓樁。靜力壓樁是在軟弱土層中,利用靜壓力將預(yù)制樁逐節(jié)壓入土中的一種沉樁法。這種方法節(jié)約鋼筋和混凝土,降低工程造價(jià),而且施工時(shí)無噪聲、無振動(dòng)、無污染,對(duì)周圍環(huán)境的干擾小,適用于軟土地區(qū)、居民點(diǎn)附近或建筑物密集處的工業(yè)廠房樁基礎(chǔ)工程,以及精密工廠的擴(kuò)建工程。
靜力壓樁在一般情況下是分段預(yù)制、分段壓入、逐段接長。每節(jié)樁長度取決于樁架高度,通常6m左右。接樁方法可采用焊接法、硫磺膠泥錨接法等。
4.2振動(dòng)沉樁施工振動(dòng)沉樁是利用固定在樁頂部的振動(dòng)器所產(chǎn)生的激振力,通過樁身使土顆粒受迫振動(dòng),使其改變排列組織,產(chǎn)生收縮和位移,這樣樁表面與土層間的摩擦力就減少,樁在自重和振動(dòng)力共同作用下沉入土中。
振動(dòng)沉樁設(shè)備簡單,不需要其他輔助設(shè)備,重量輕、體積小、搬運(yùn)方便、費(fèi)用低、工效高,適用于在粘土、松散砂土及黃土和軟土中沉樁,更適合于打鋼板樁,同時(shí)借助起重設(shè)備可以損樁。打樁開始時(shí),應(yīng)先采用小的落距(0.5-0.8m)作輕的錘擊,使樁正常沉入土中約1-2m后,經(jīng)檢查樁尖不發(fā)生偏移,再逐漸增大落距至規(guī)定高度,繼續(xù)錘擊,直至把樁訂到設(shè)計(jì)要求的深度。打樁宜采用“重錘低擊”。
目前較普遍的觀點(diǎn)認(rèn)為,壓力灌漿加固法是一種投資相對(duì)較少,快速而又有效的方法;而靜壓樁加固法則被認(rèn)為是投資大且工期長,但卻很可靠的一種地基基礎(chǔ)加固方法。但對(duì)于本工程的條形基礎(chǔ),由于其寬度有限,條基上承受上部荷載的作用,對(duì)土層產(chǎn)生附加應(yīng)力,而條基外的土層仍為天然土層,不受外加荷載的作用,為小應(yīng)力區(qū)。灌漿時(shí),在高壓的驅(qū)動(dòng)下,漿液將沿應(yīng)力薄弱區(qū)(帶)進(jìn)行劈裂擴(kuò)散,因此,在本工程的條基下進(jìn)行注漿,漿液將對(duì)條基下的土體改善作用受到限制,漿液將會(huì)跑漏到條基外的軟弱土層中。加固后的地基,雖然獲得部分改善,但其受力壓縮層仍然是條基下的砂墊層和軟土層,地基的沉降不能完全得到控制,變形仍會(huì)繼續(xù)發(fā)展,效果不會(huì)很明顯。而靜力壓樁加固法是將樁壓至地基中的硬塑狀態(tài)的砂質(zhì)粘性土層中,上部結(jié)構(gòu)的荷載通過樁直接轉(zhuǎn)移到深部,由堅(jiān)硬狀態(tài)的土層承受,這樣條基下的砂墊層和軟土層地基處于釋荷狀態(tài),而樁的受力和傳力直接,壓樁時(shí)單樁承載力值可直接從壓樁機(jī)的儀表中反映,地基變形最終可以得到控制,故處理效果明顯。因此,遇到實(shí)際問題時(shí)應(yīng)該具體問題具體分析,在采取加固措施前應(yīng)從技術(shù)可行、質(zhì)量可靠、安全穩(wěn)妥、經(jīng)濟(jì)合理四個(gè)方面作綜合分析,選出最優(yōu)方案,否則將會(huì)使問題越來越復(fù)雜,造成的損失也會(huì)越大。
地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)對(duì)于工業(yè)廠房土建施工具有極為重要的作用,因此很有必要對(duì)其進(jìn)行探討,這是一個(gè)很漫長而艱巨的任務(wù),同時(shí)也是一個(gè)研究的新趨勢,具有較大的社會(huì)意義。