高层建筑的地基处理技术研究

2017-04-09伊运恒

四川水泥 2017年5期

关键词：运城垫层房屋建筑

伊运恒

（运城市建筑设计研究院山西运城 044000 运城职业技术学院山西运城 044000）

高层建筑的地基处理技术研究

伊运恒

（运城市建筑设计研究院山西运城 044000 运城职业技术学院山西运城 044000）

近年来，随着社会的不断发展，人口数量剧增，人地矛盾日益激烈，高层建筑的发展逐渐缓解了人地矛盾，并为人们提供了更加舒适的居住与工作环境，但由于高层建筑自身结构的特殊性，对地基处理提出了较高的要求，这就要求必须不断提升高层建筑地基处理技术，以促进我国建筑行业的良好发展。文中对高层建筑的地基处理技术进行了分析。

高层建筑；地基处理技术

1 导言

在建筑行业中，整个工程项目的基础是地基，它在整个构筑物的使用和施工过程中起着基础性的作用。所谓万丈高楼平地起，不管是什么构筑物，要想它将来在使用过程中，安全、稳固和牢靠，那就必须要保障基础的牢靠。只有基础牢靠了，建筑物才能稳定牢靠。因此地基处理直接关系到建筑物的质量。伴随着房屋建设的不断发展，地基基础处理技术也取得了较大的进步。要想在科技迅猛发展的今天，使得建筑物能够适应于复杂的地理环境和施工质量的要求，就需要对以往对于高层建筑的技术和经验进行总结与学习。总结以往常用的地基基础处理技术和地基的分类，发现新问题，利用先进的科学技术，发掘出新的适宜的技术，推进建筑行业的发展。同时，良好的施工工艺与与先进的技术，以及严格的规范也是保证构筑物安全的保障。

2 房屋建筑地基处理的主要特征分析

房屋建筑施工中，需要根据地下环境的特征对地基进行处理，人们对地基进行加固时常用的加固方法有冷热处理法、胶结法、排水固结法、夯实地基等多种方法。对地基处理技术进行细分，还可以将这种技术分为桩基技术、地基加固技术以及地下连续墙技术。为了更好地消解地上层带来的冲击力，施工人员通常会利用桩基的缓冲作用将地基上部荷载传输到地基深部。在地基加固过程中，为了避免地基的沉降变形，施工人员利用增强地基承载力的方式来解决这一问题。施工过程中的地基处理特征主要表现为以下几个方面的内容：

2.1地基处理的复杂性

我国地域辽阔，不同地区的地质地貌也存在较大的差异性，土地的种类也是多种多样，主要的类型有冻土地、软土地、盐碱地等，由于不同地区的气候环境有所不同，在房屋建筑施工中可能出现各种自然灾害，例如地震危害、泥石流危害以及滑坡危害等，这些危害的出现最终会导致房屋建筑工程施工的地基处理工艺更为复杂。

2.2地基沉降的潜在性

房屋建筑施工是一个整体关联性较强的施工项目，各个施工环节相互依托，环环相扣，地基工程作为房屋建筑工程施工的基础环节，其施工过程中存在的潜在施工问题相对较多，这些问题的出现势必会给整个房屋工程埋下更多的安全隐患。

2.3地基问题的严重性

房屋建筑地基施工直接关系到整个工程施工的寿命，如果地基处理存在问题，或者是其他施工方面出现问题，都会给建筑工程的施工安全埋下隐患，对人们的生命财产安全造成严重的威胁。如果在施工中发现地基问题时，施工单位需要花费大量的财力和物力对此问题进行处理，增加了施工的难度。

2.4地基的多发性

地基问题是房屋建筑设计中最常见的问题，若地基处理中采用的实用技术和施工方法不正确，容易导致施工中出现房屋建筑坍塌问题，给人们的生命财产造成安全隐患。

3 地基处理技术类型分类

处理地基时，首先要对建筑物的地质条件有一个明确的了解，知道它到底是我们哪种地基类型，到底是盐碱土还是失陷性黄土，亦或者是多年冻涨土。地基处理一般主要分为以下几种：

3.1夯实挤密

这种方法是最为常见也是使用最为古老和广泛的方法。它是通过挤密和压实，使得地基密室的方法。

3.2换填

换填这种方法是最为有效和常用的一种方法，它是将地基承载力较弱的土用地基承载力较强的土体来替换，从而增加其承载力。

3.3排水固结

这种方法是利用排水固结来将含水率较高的土体中的水分排除，从而减少其含水率，增加地基承载力。

4 高层建筑地基常用处理技术分析

4.1注浆加固法

注浆加固法主要通过压送设备将有充填性能与胶结性能的浆液材料注入被加固的地基中，以此使土颗粒之间的间隙、土层界面或岩层裂隙内部得到一定的扩散、胶凝或固化，提升地层强度，降低地层渗透性，避免地层变形与托换现象出现的地基处理技术。依据流动浆液体与土层之间的相互作用形式，可将注浆加固法分为渗透注浆、压密注浆及劈裂注浆。在具体注浆施工中，注浆体一般以多种注浆加固法作用于土体。依据注浆工艺，还可将其分为单管注浆、套管注浆、布袋注浆及埋管注浆，高层建筑地基加固施工一般采用单管注浆与埋管注浆，其中，埋管注浆法主要用于人工挖孔桩、桩端附近软弱地基土层的加固操作。在采用单管注浆法加固处理时，还可采用有效融合微型钢管混凝土桩与注浆法的形式，以提升地基承载力，减少地基变形，改造地基不均匀性。

4.2 CFG桩复合地基

CFG桩即为水泥粉煤灰碎石桩，主要指在碎石桩基础上加砂、粉煤灰及少量水泥，与水拌合制作而成的具备一定粘结强度的桩。目前已在我国诸多省市得到了良好的推广使用，可用于多层建筑，甚至高于39层的高层建筑，并且还可在民用建筑与工业厂房中使用，能获得明显的经济效益与社会效益。对于CFG桩加固软弱地基加固机理，主要为桩的置换与挤密作用，以及成桩初期的排水效应与其对松散砂土的预震效应。CFG桩复合地基具有操作简单、可调性强、适用范围广、工期短等方面特征。

4.3高压旋喷法

高压旋喷法主要是指利用钻机将喷嘴的注浆管钻至土层预定位置之后，采用高压设备将注浆以20～40MPA的高压流从喷嘴中喷射出来，冲击破坏土体，钻杆旋转以一定的速度不断向上提升，将浆液与土粒强制搅拌混合，当浆液出现凝固现象后，会在土中形成一个固结体，从而实现加固地基的目的，提升地基自身的抗剪强度，减小土的变形。高压旋喷主要适用于地基承载力标准值、变形模量较高的地基土、卵石层中软弱夹层的加固。

4.4深层水泥搅拌桩

水泥搅拌桩是指采用特殊的搅拌轴轮叶从地面开始逐渐破坏搅拌至工程需要的高度，并将阀门打开，将水泥浆或水泥粉通过搅拌头注入土体，然后利用搅拌头将水泥等固化剂与原土强制搅拌均匀，确保其充分融合，然后发生物理化学反应形成强度较大的、压缩性较小的桩体，桩体与桩周土需要共同承担外部荷载，最终形成复合地基。深层水泥搅拌桩通常可分为深层搅拌法与粉体喷搅法两种。水泥土的抗压强度与被加固土体的性质、水泥的标号、外加剂之间存在较为紧密的联系。

4.5砂石垫层换填技术

砂石垫层换填技术是指为了实现增强软土地基强度的目的，针对软土地基中砾砂、中砂与粗砂区域强度不足的地区，采取换填工艺进行相对应的操作，一般通过砾砂、石屑、粗砂、碎石、中砂等材料对软土与浮土进行换填操作。在此过程中，需要对具体施工流程进行严格的、全面的控制，主要涉及以下几点：合理调整砂石垫层与砂垫层的地面，确保其处于相同标高处，若其深度方面存在差异，在实际施工时，应当按照先深后浅的操作顺序进行；在分段施工时，需要充分捣实，并且还要将接头部位布设为斜坡。将碎石作为垫层时，需要在基坑的底部铺设一层砂，并用碎石铺设垫层，以避免基坑地面表层软土局部破坏；合理运用插振法、平振法、水撼法、碾压法及夯实法施工工艺铺设操作。