建筑地基基础施工技术是房屋建筑工程施工建设中一种非常重要的技术,必须根据房屋建筑地基基础的实际情况,积极采取一些有效、合理和科学的地基处理技术和处理方法,不断提高房屋建筑地基基础施工质量,推动我国房屋建筑工程健康、快速发展。本文主要对建筑地基基础施工和加固技术进行了分析探讨。
对建筑地基基础的加固施工既关系到整个国民经济的发展,也关系到居民生活质量的提高和居民生活方式的改变,因此通过对加固技术的研究,在建设施工中充分考虑各种项目工程的实际情况,然后根据不同建筑的结构特点,合理选择加固方法,科学制定施工方案,严格遵照各种施工规范及各种施工标准,采用先进科技及施工工艺, 从而促进加固施工技术的标准化和规范化,提高整个建筑地基的加固效果,增强其稳定性和安全性。
一、建筑地基基础工程的施工特点
1、复杂性
中国幅员广阔,工程地质条件非常复杂,例如淤泥质土、杂填土、湿陷性黄土、冻土、季节性冻土等。此外,溶岩地质主要在我国的西南地区,在其它地区也有所分布;同时,中国又是个多地震、高震级的国家,而地震对地基基础的影响是非常大的。这种复杂的地质条件对地基基础工程的勘察设计处理以及工程施工增加了难度,提出了大量且复杂的技术难题。
2、多发性
由于地基基础设计或施工方案不当而导致房裂屋倒,导致严重损失的实例时有发生,所造成工程建设中的恶性的巨额浪费确实惊人。
3、严重性
一定程度上讲,建设工程一旦建成投入使用,地基基础出现质量事故问题往往是无法弥补的,由它所带来的损失,远比地基基础工程建设所要投入的成本大得多。不管是选择场地、勘察设计,还是施工质量问题,地基基础工程一旦出现质量问题,往往会引起地基失稳,建设工程整体结构的破坏,是建设工程致命性、毁灭性的重大质量事故,不仅造成经济上的巨大损失,而且直接危及人们的生命和财产安全。由于地基基础承受上部建筑实体的全部荷载,因此一旦出现局部损坏,其损坏程度扩散很快,而事故的发生又往往是突发性的,常常不易被人们发现,这就更加剧了其危害性和严重性。
4、困难性
地基基础工程质量事故处理难度大是指它与建设工程其它部位事故处理相比而言,造成的原因是和它的地位与作用密切相关的:(1)地基基础工程是地下工程,事故处理的施工操作困难性较大;(2)一旦地基基础承担了上部荷载,对它本身的处理,必然影响建筑物上部结构性能,尤其是对于建成交付使用的工程,它承受了所有建设工程的全部荷载,再加上地基基础工程质量事故的连锁性,因此它的处理是非常困难的。
二、常用建筑地基基础施工技术
1、静压力桩
传统的打桩技术,由于存在机械的噪音和环境的污染,已经不能满足现代建筑建设环保和环境的要求。静压力桩技术是用一种较高的静压力作用于预制的桩节上,使其慢慢地被压入施工建筑物地基层中的压桩法。此种沉桩技术主要应用于比较松软的土壤中。由于其**静音的特点,施工时几乎无噪音的污染、振动也非常的小,特别适合应用于建筑物密集和居住人口密集的居民居住点,可以较大程度的控制干扰周围的环境和扰民。其在实际施工时的**级环保和高效高质的诸多优点,使其成为现代城市改造和大型工程建设可以选择和主要沉桩技术。
2、振动沉桩
振动沉桩,顾名思义就是利用振动器所激发的振动力,振动桩身,使其周围的土基发生共振,破坏土壤原有的排列和组合,或收缩、或移动,桩体就依靠自身的重力和振动力来完成入桩土中的动作,较终形成稳固、牢靠的建筑物地基基础。此种沉桩技术,只用到了振动设备,无其他高端的设备来辅助,结构就比较简单。这样一来,其体积必然就小,重量必然就轻,这就使其很方便的搬运,有更好的安装适应性,且运营成本低。加之其高效的施工速度和高质量的施工水平,这种振动式的下桩越来越受到人们的青睐。现代的振动打桩技术可以应用起重设备技术,将钢板桩打入地基中。为了减少设备施工过程中产生的噪音污染和粉尘污染,振动的方式应以“重锤低击”为主。
三、建筑地基基础加固的方法和措施
地基基础会存在缺陷,在缺陷处理过程中,需要注意的因素有以下几个方面:(1)在地基缺陷处理过程中要结合建筑上部结构的安全性、整体性以及质量要求进行综合分析,从而确定出施工方法和地基处理措施;(2)对地基土质结构进行分析,提出为避免因受土层的变动而出现结构变形、数值变化以及发展问题严重的措施;(3)地基基础缺陷的种类以及施工中存在的相关影响因素,使得在处理过程中对周围建筑结构安全性、耐久性等各方面造成影响,因此在施工的中应对这些环节进行深入分析与研究;(4)在施工的过程中对基础中存在的相关缺陷进行分析,并对其上部结构中可能出现的问题进行深入研究,以满足结构处理的经济性与耐久性要求。在进行建筑地基基础加固前应有所准备,按情况制定加固方案,然后按方案实施。
本建筑工程共四层,框架结构,基础为筏板基础。设计地耐力按150Kpa进行设计,根据工程地质勘查资料分析地耐力较低,仅为80~100Kpa,故应对地基进行补强加固。由于本工程工期较紧,经甲方和设计单位共同协商后决定采用锚杆静压桩对地基进行加固,原设计筏板基础不变,在筏板基础上预留压桩孔和锚杆孔,在主体工程施工完二层后与主体工程同步进行锚杆静压桩的施工。
2、锚杆静压桩的基本原理和性质
2.1基本原理
锚杆静压法沉桩,主要是利用建筑物自重作为压桩荷载。先在基础内预留压桩孔和预埋锚杆螺栓,借锚杆螺栓反力,通过反力架用液压千斤顶将钢筋砼预制短桩逐段压入预留孔内,直至压力表读数满足设计压力时,则可认为此桩满足设计要求,再将桩头与基础用砼二次浇筑起来,当二次浇筑砼达到设计龄期,该桩便能承受上部荷载,弥补地基承载力不足,防止上部建筑物的沉降。
2.2锚杆螺栓的基本性能
锚杆螺栓的形式,对于新建基础一般采用预埋锚杆螺栓,直径D为20mm左右,尾部带有长度为10D的直角弯钩,上部端头带有螺纹,螺纹长度≥10cm,埋入基础深度应≥10D,预留孔两侧各预埋两根锚杆螺栓,对称布置,四根锚杆螺栓埋入基础部分用4根Φ12钢筋焊接固定,并与基础底板钢筋焊接,确保轴线尺寸和锚杆螺栓上端头不偏位。
3、锚杆静压桩的特点及适用范围
桩基施工和上部建筑同步施工,不占用工程**工期,施工过程中无振动、无噪声、无环境污染,桩体侧向挤压小,为端承摩擦桩。在施工过程中可直接读出压桩力和桩入土深度,可保证所施工的每一根桩都达到设计要求。施工机具设备结构简单、轻便、移动灵活,操作技术易于掌握,占用空间场地小,对场地平整度要求不高,施工速度快,相对于其它桩基生产成本*廉。
锚杆静压桩在二层主体结构施工完毕后才开始施工,突破了其它桩基工程必须先施工桩基在施工上部结构的惯例。当然,利用建筑物自重作为压桩荷载,需要设计单位经过计算确定究竟几层结构可满足要求,不可大意。过早压桩,建筑物自身荷载不够,可能会将基础拔起,导致结构破坏;压桩过迟,则自然地基承载力不够,建筑物可能会不均匀沉降,从而破坏结构。采用锚杆静压桩就是因为其对侧向土体挤压小,以免扰动老基础,同时静压桩不需降低地下水位,也就不会破坏相邻老基础下的地下水分布,近而保证了相邻建筑物的结构安全。另外,在市区或居民区,静压桩施工没有扰民顾虑,解决了施工中的噪音投诉问题,可以加班加点缩短工期。
4、锚杆静压桩施工技术
4.1施工工艺流程
基础预留锚杆孔和桩孔→埋设锚杆螺栓→安装反力架→吊桩段就位→压桩→接桩→压至设计深度和要求的压桩力→封桩、将桩与基础连接→拆除压桩设备
4.2施工机具准备
(1)锚杆静压桩桩机设备简单,主要构成有反力架、活动横梁、油压千斤顶、高压油泵、葫芦、钢丝绳等,压桩力达500KN。
(2)配套机具:电焊机、切割机、熬制硫磺胶泥用锅灶、扳手、铁锤、凿子等。
4.3钢筋砼预制桩制作要求
桩段采用钢筋砼,截面形状为矩形,截面边长为200mm。为操作方便,标准桩节为2m,**节桩桩端预制时应留有桩尖,压桩入土时可以减小摩擦力,最后一节桩即桩头为1m,预制桩配筋为主筋4根Φ16,箍筋为φ6@100,桩的一端预留4根φ14插筋150mm长,另一端预留插筋孔,孔径30mm,孔深150mm。桩身砼强度为C30。预制时可以在施工现场平整块场地预制,也可以在有资质的预制厂进行订购。压桩时桩身砼强度必须达到100%。
4.4锚杆静压桩施工过程
(1)、预留压桩孔时,桩孔应做成上小下大梯形体,以增强基础抗冲剪能力。基础**面可预留200mm~300mm二次浇筑,这样既有利于桩机就位(桩机底座应在同一个水平面),又有利于桩头封堵后的受力效果。
(2)、锚杆螺栓必须与基础配筋连接在一起,并应焊牢,焊缝长度为单面焊10D,双面焊5D。锚杆螺栓上端头丝牙处应用塑料护套保护或者用透明胶布缠绕10圈以上。因为从预埋到压桩还要间隔很长一段时间,丝牙一旦破坏,将无法固定反力架,也就无法压桩。
(3)、反力架安装时将反力架底座螺栓孔对准锚杆垂直放下,然后用螺母紧固反力架和锚杆,并调水平,保证架体垂直。桩送入桩孔施压前,应校正桩身、千斤顶、架体中心线保持在一条铅垂线上,必要时可在架体上挂一垂球或用水平尺进行监测,防止偏位主要是保证锚杆螺栓上丝牙不被破坏以及桩体成型后的承载效果,如果桩体偏位,应立即纠偏,调节反力架底座或者在桩身与桩孔间加大头塞。
(4)、压桩过程中,**节桩**压到距离基础上表面500mm时,便于接桩操作方便,可以停压准备接桩,将后一节桩绑上钢丝绳用葫芦吊起就位,检查插筋是否完整,插筋孔清理干净,保证插筋和插筋孔吻合,然后包好套箍,到入己熬制好的硫磺胶泥,再将插筋对准插筋孔,缓慢插入,保证孔内及接缝处浆液饱满,视外界温度情况,5分钟左右硫磺胶泥冷却结硬后便可继续压桩。接桩时应注意控制硫磺胶泥的浇注时间,一般控制在2分钟之内。油压千斤顶与桩**接触面较好能放置一块钢板,以防压破桩头,难以接桩。
(5)、压力表读数控制,原则上以设计要求读数为准,读数可大不可小,为了避免凿截桩头带来的麻烦,应根据读数和桩的入土速度来判断在接桩时应该换桩头还是应该换标准桩节。例如:压力表读数接近设计值时,但读数上升缓慢,而桩匀速下沉,无明显减速现象时,则应更换标准桩节;反之,则应更换为桩头。桩头必须压入基础面下桩孔内,当读数达到了设计值时,但桩头仍裸露在外,应继续施压,只要不**过极限承载力即可,直至压入孔内。实在压不下去,只有凿截桩头,凿后将箍筋下落,四根主筋向外四个拐角方向扳倒锚入基础二次浇筑砼内。