摘 要:在建筑工程中,地基的品質(zhì)直接對全部建筑品質(zhì)產(chǎn)生影響。為了能夠確保地基基礎(chǔ)的建筑安全性,一定要加強施工工藝和技術(shù)的探索。文章論述了建筑地基設(shè)計施工的幾種工藝,希望能對建筑地基的實際施工有所幫助。 

  關(guān)鍵詞:地基;樁基礎(chǔ);灌漿;施工工藝 

  1 地基的定義 

  地基(subsoil)指的是直接承受建筑構(gòu)造物荷載影響的地層。它是地球的一部分,與土層直接接觸,承受房屋墻、柱傳來的荷載,連同自重傳給土層。 

  從現(xiàn)場施工的角度來講地基,地基可分為天然地基、人工地基。改善支承建筑物的地基(土或巖石)的承載能力或抗?jié)B能力所采取的工程技術(shù)措施,要分為基礎(chǔ)工程措施和巖土加固措施。有的工程,不改變地基的工程性質(zhì),而只采取基礎(chǔ)工程搭話有的工程還同時對地基的土和巖石加固,以改善其工程性質(zhì)。選定適當?shù)幕A(chǔ)形式,不需改變地基的工程性質(zhì)就滿足要求的地基稱為天然地基;反之,已進行加固后的地基稱為“人工地基”。 

  2 地基設(shè)計施工的要求 

  地基處理工程的設(shè)計和施工質(zhì)量直接關(guān)系到建筑物的安全,如處理不當,往往發(fā)生工程事故,且事后補救大多比較困難。因此,對地基處理要求實行嚴格的質(zhì)量控制和驗收制度,以確保工程質(zhì)量。 

  2.1 地基設(shè)計的要求 

  地基基礎(chǔ)設(shè)計,必須堅持因地制宜、就地取材、保護環(huán)境和節(jié)約資源的原則;根據(jù)巖土工程勘察資料,綜合考慮結(jié)構(gòu)類型、材料情況與施工條件等因素,精心設(shè)計。在地基基礎(chǔ)設(shè)計中要貫徹執(zhí)行國家的技術(shù)經(jīng)濟政策,要嚴格遵守相關(guān)的規(guī)章規(guī)范,做到安全適用、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、確保質(zhì)量、保護環(huán)境。 

  2.2 地基施工的要求 

  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;組成地基的土層因膨脹收縮、壓縮、凍脹、濕陷等原因產(chǎn)生的變形不能達大。在進行地基設(shè)計時,要考慮:①基礎(chǔ)底面的單位面積壓力小于地基的容許承載力。②建筑物的沉降值小于容許變形值。③地基無滑動的危險。由于建筑物的大小不同,對地基的強弱程度的要求也不同,地基設(shè)計必須從實際情況出發(fā)考慮三個方面的要求。有時只需考慮其中的一個方面,有時則需考慮其中的兩個或三個方面。若上述要求達不到時,就要對基礎(chǔ)設(shè)計方案作相應(yīng)的修改或進行地基處理(對地基內(nèi)的土層采取物理或化學的技術(shù)處理,如表面夯實、土樁擠密、振沖、預(yù)壓、化學加固和就地拌和樁等工藝),以改善其工程性質(zhì),達到建筑物對地基設(shè)計的要求。 

  3 地基施工的工藝 

  通常把埋深度不大,只需經(jīng)過挖槽、排水等普通施工程序就可以建行起來的基礎(chǔ)稱為淺基礎(chǔ)。它可擴大建筑物與地基的接觸面積,使上部荷載擴散。淺基礎(chǔ)主要有:①獨立基礎(chǔ)(如大部分柱基);②條形基礎(chǔ)(如墻基);③筏形基礎(chǔ)(如水閘底板)。 

  當淺層土質(zhì)不良,需把基礎(chǔ)埋于深處的較好地層時,就要建造各種類型的深基礎(chǔ),如樁基礎(chǔ)、墩基礎(chǔ)、沉井或沉箱基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻等。它將上部荷載傳遞到周圍地層或下面較堅硬地層上。下面是幾種常見的深基礎(chǔ)的施工工藝。 

  3.1 樁基礎(chǔ)一種古老的地基處理方式。中國隋朝的鄭州超化寺塔和五代的杭州灣海堤工程都采用樁基。按施工工藝不同,樁可分為預(yù)制樁和灌注樁。預(yù)制樁是將事先在工廠或施工現(xiàn)場制成的樁,用不同沉樁工藝沉入地基;灌注樁是直接在設(shè)計樁位開孔,然后在孔內(nèi)澆灌混凝土而成。 

  3.2 沉井和沉箱基礎(chǔ),沉井又稱開口沉箱。它是將上下開敞的井筒沉入地基,作為建筑物基礎(chǔ)。沉井有較大的剛度,抗震性能好,既可作為承重基礎(chǔ),又可作為防滲結(jié)構(gòu)。1945年美國蒙哥馬利閘采用沉井作為承重防滲基礎(chǔ)。沉箱又稱氣壓沉箱,其開關(guān)、結(jié)構(gòu)、用途與沉井類似,只是在井筒下端設(shè)有密閉的工作室南側(cè),防止水和土從底部流入,工人可直接在工作室內(nèi)干燥狀態(tài)下施工。如1937年中國錢塘江鐵路橋的橋墩采用沉箱基礎(chǔ);1963年揚川閘用沉箱作為閘的承重防滲基礎(chǔ)。 

  3.3 地下連續(xù)墻,利用專門機具在地基中造孔、泥漿固壁、灌注混凝土等材料而建成的承重或防滲結(jié)構(gòu)物。它可作成水工建筑物的混凝土防滲老干部 也可作一般土木建筑的擋土墻、地下工程的側(cè)墻等。墻厚一般40~130cm。世界上最深的混凝土防滲墻達131m(加拿大馬尼克三級壩)。 

  3.4 土基加固采取專門措施改善土基的工程性質(zhì)。土基加固工藝很多,如換土法、碾壓法、強夯法、爆炸壓密、砂井、預(yù)壓砂井(堆載預(yù)壓砂井及真空預(yù)壓砂井)、振沖法、灌漿、高壓噴射灌漿等。 

 。1)換土法:將軟弱的土層挖除,置換以良好的土、砂、碎石或與建筑物相同的材料,然后壓實或夯實。一般閘基用砂或碎石置換,稱砂墊層或碎石墊層。 

 。2)強夯法:用幾十噸重的夯錘,從幾十米高處自由落下,進行強力夯實的地基處理工藝。夯錘一般重10~40t,落距6~40m,處理嘗試可達10~20m。采用強夯法要注意可能發(fā)生的副作用及其對鄰近建筑物的影響。 

 。3)預(yù)壓砂井法:在地基內(nèi)按一定的間距打孔,孔內(nèi)灌注透水性良好的砂,縮短排水路徑,并在上部施加預(yù)壓荷載的處理工藝。它可加速地基固結(jié)和強度增長,提高地基穩(wěn)定性,并使基礎(chǔ)沉降提前完成。砂井直徑一般25~50cm,間距2~3m。砂井一般用射水法造孔,也可采用袋砂井、排水紙板等,還可采用真空預(yù)壓法,即用抽真空的辦法加壓,可取得相應(yīng)于80kpa的等效荷載。 

 。4)振沖法:用振沖器加固地基的工藝,即在砂土中加水振動使砂土密實。用振沖法造成的砂石樁或碎石樁,都稱振沖樁。 

  (5)灌漿:借助于壓力,通過鉆孔或其他設(shè)施將漿液壓送到地基孔隙或縫隙中,改善地基強度或防滲性能的工程措施(見灌漿)。 

 。6)高壓噴射灌漿:通過鉆入土層中的灌漿管,用高壓壓入某種流體和水泥漿液,并從鉆桿下端的特殊噴嘴以高速噴射出去的地基處理工藝。在噴射的同時,鉆桿以一定速度旋轉(zhuǎn),并逐漸提升;高壓射流使四周一定范圍內(nèi)的土體結(jié)構(gòu)遭受破壞,并被強制與漿液混合,凝固成具有特殊結(jié)構(gòu)的圓柱體,也稱旋噴樁。如采用定向噴射,可形成一段墻體,一般每個鉆孔定噴后的成墻長度為3~6m。用定噴在地下建成的防滲墻稱為定噴防滲墻。噴射工藝有三種類型:①單管法,只噴射水泥漿液;②二重管法,由管底同軸雙重噴嘴同時噴射水泥漿液及空氣;③三重管法,用三重管分別噴射水、壓縮空氣和水泥漿液。 

  3.5 巖基加固少裂隙、新鮮、堅硬的巖石,強度高、滲透性低,一般可以不加處理作為天然地基。但風化巖、軟巖、節(jié)理裂隙等構(gòu)造發(fā)育的巖石,須采取專門措施進行加固。巖基加固的工藝,有開挖置換、設(shè)置斷層混凝土塞、錨固、灌漿等。 

 。1)開挖置換:類似土基加固的換土法,將設(shè)計規(guī)定的建筑物建基高程以上的風化巖全部開挖,用混凝土置換。 

 。2)設(shè)置斷層混凝土塞:將斷層內(nèi)斷層角礫巖、斷層挖除至一定深度,回填混凝土,形成混凝土塞。 

 。3)錨固:在巖石內(nèi)埋設(shè)錨索,用以抵抗側(cè)向力或向上的力;通常錨索為被水泥漿或其他固定劑所包裹的高強度鋼件(鋼筋、鋼絲或鋼束)。錨固法也可以加固土基。 

  (4)灌漿:主要有帷幕灌漿和固結(jié)灌漿。 

  4 小結(jié) 

  綜上所述, 地基施工質(zhì)量關(guān)系到整個建筑物的工程質(zhì)量,在地基施工過程中,遇到各種意外情況,應(yīng)及時通過業(yè)主、監(jiān)理與設(shè)計部門聯(lián)系,按設(shè)計部門的設(shè)計修改通知或會議紀要進行施工。