城市高层建筑地基工程的施工技术及其处理分析

2020-01-18李金波大元建业集团股份有限公司

环球市场 2020年14期

关键词：陷性填料碎石

李金波大元建业集团股份有限公司

一、城市高层建筑地基工程建设存在的主要问题

1.压缩不均匀沉降的问题。房建不可避免的问题是沉降问题，这一直是专家学者研究的课题之一。当地基在上部结构的自重及外荷载作用下产生过大变形时，会影响建筑物的正常使用，特别是超过规范所容许的不均匀沉降时，结构可能会开裂。

2.强度及稳定性问题。地基的强度问题直接决定了房建的质量好坏，当地基的抗剪强度不足以支撑上部结构的自重及外荷载时，地基就会产生局部或整体剪切破坏。

3.由于动荷载引起的地基问题。当遇到不可避免的因素，例如地震或爆破等时，这种动载荷动力会引起地基土、特别是饱和无黏性土的液化、失稳和震陷等。

二、城市高层建筑地基工程主要的施工技术分析

1.桩基施工技术分析。桩基在城市高层建筑地基工程中适用于湿陷性黄土层厚度不小于10m，且当上部结构荷载大并集中的建、构筑物；对整体倾斜有严格限制的高耸结构；对不均匀沉降有严格限制的甲类建筑、塔型设备基础等主要承受水平荷载和上拔力的建筑或基础等，均应从完全消除湿陷性考虑，可选用桩基。湿陷性黄土场地采用桩基础，桩端必须穿透湿陷性黄土层，并应满足以下要求：在非自重湿陷性黄土场地，桩端应支承在压缩性较低的非湿陷性黄土层中；在自重湿陷性黄土场地，桩端应支承在可靠的岩（或土）层中；选用桩的类型时，应根据工程需要、场地湿陷类型、湿陷性黄土层厚度、桩端持力层的土质情况、施工条件和场地周围环境等因素确定。单桩竖向承载力特征值的确定，除应满足规范的要求外，还应在现场通过单桩竖向承载力静载荷浸水试验测定的结果确定。

2.换填地基施工技术分析。一般土体质地较软、不能承担建筑实体结构的施工地基可以采用换填地基施工技术进行处理。该施工技术主要是对地基工程中挖除一些软弱土体，但是在作业面上回填强度很大、压缩性很好、不含有腐蚀性成分的矿渣、粗砂、卵石、灰土等材料，最后进行夯实处理，从而替换不良地基土体，构成稳固、满足施工标准的持力层，确保建筑工程实体结构的质量安全、施工安全。

3.预压地基施工技术分析。城市高层建筑地基工程中软地基的处理主要采用这种施工方法，预压地基施工技术的实施要点包含在建筑物施工以前，在建设场地上面加负载，清除水分后会使土体中的空隙减少，进而增加土体的密度，保证了地基对建筑物的承载能力。这种施工技术能划分为真空预压法与堆载预压法两种。如果施工地软土层的厚度不大于4 米，通常应该采取塑料排水带进行处理，而进行堆载预压法的处理深度可达到10 米左右，在真空预压处理方法的施工过程中，应该在地基内部加排水竖井，这种地基处理方法的地基处理深度可满足15米，并且可以有效避免地基产生沉降，同时可以保证地基的稳固性。

4.挤密法施工技术分析。城市高层建筑地基工程中挤密法的适用范围是地下水位以上，Sr ≤65%的湿陷性黄土，可处理的湿陷性黄土层厚度为5m～15m。应用该方法时，对甲类、乙类建筑或在缺乏建筑经验的地区，应于地基处理施工前，在现场选择有代表性的地段进行试验或试验性施工，试验结果满足设计要求，并应取得必要的参数再进行地基处理施工。当挤密处理深度不超过12m 时，不宜预钻孔；当挤密处理深度超过12m 时，可预钻孔，挤密填料孔直径（D）宜为0.50m～0.60m，孔位宜按正三角形布置。孔底在填料前必须夯实，孔内填料宜用素土或灰土，必要时可用强度高的填料如水泥土等。填料时，宜分层回填夯实，压缩系数不宜小于0.97。成孔挤密，应间隔分批进行，成孔后应及时夯填，在基底下宜设0.50m 厚的灰土垫层。

5.振冲法施工技术分析。振冲法主要是在高压水与振动的共同作用下，以机械钻孔或者水力冲孔的方式来振密而形成的。因为挤密砂桩的强度要低于桩强度，所以振冲法是一种技术效果很好，不仅经济而且很快速的加固方法。针对那些经过振冲法进行加固的地基，能够将其当作复合地基。在平面布桩时振冲碎石桩大概会表现出三角形或者方形，然而为了防止产生不均匀沉降，需要注重桩的受力均匀性、桩的对称性、荷载的对应关系等问题。控制桩长要以地基最大剪切破坏深度与压缩层的深度来进行，压缩层深度需要比最大剪切破坏深度深；桩距则能够根据桩径与桩数来确定；根据容许应力大小来确定桩的直径。振冲桩的填料中需要添加部分中粗砂，大小要搭配，粒径要不大于5cm，这样做的目的主要是防止丧失排水渗水作用，起反滤作用。