房屋建筑施工工程地基处理技术探讨

2023-08-18安徽徽创丰华置业有限公司安徽合肥230000

砖瓦 2023年8期

岳振（安徽徽创丰华置业有限公司，安徽合肥 230000）

在房屋建筑工程施工过程中，地基容易出现坍塌、沉降等各种质量问题，如果房建地基存在上述问题，则会对建筑物使用情况产生较大影响，甚至会发生风险事故，危害人们的生命财产安全。房屋建筑地基质量出现问题，其主要原因是没有使用合理的施工技术，没有根据相关技术要求进行施工。对此，亟须对房屋建筑施工工程中的地基处理技术展开深入研究。

1 房屋建筑地基处理技术类型

1.1 换填技术

在应用换填技术时，需先挖去地基内的软土，随后采用具有抗腐蚀、强度高、抗压缩特点的材料实施回填作业，此方式能够有效提升原有地基土质结构的承载能力，避免地基出现沉降的情况。在对房屋建筑工程进行施工时，若存在软土地基的现象，并且难以实施加固措施，则可使用换填法提升原有地基土质结构的承载能力。在对地基土进行换填作业时，需挖除原地基中的软土，随后采用抗压缩、强度较高的换填材料，例如，灰土、砂石、矿渣等。对于上述这些施工材料，为保证加固效果，需对其含水量、粒径级配等方面进行全面检验。在明确换填材料之后，需根据设计要求合理布置垫层，放入回填材料，再应用压实设备进行碾压作业，保证地基强度能够符合规定设计要求。在完成换填作业后，需对地基强度进行详细检测。通常情况下，主要采用以下两种检测方式，分别是贯入测定法和环刀法。其中，在应用环刀法时，需在垫层内2/3 位置处放入容积超过200cm3的环刀进行取样，对其干密度进行检测，若检测数据达到设计标准，则通过检测，如果不符合规定要求，则需进行返工处理，并做好碾压和换填作业[1]。

1.2 高压喷射注浆技术

在应用高压喷射注浆技术时，需通过钻机进行钻孔，并在土层预设位置处插入喷嘴注浆管，随后采用高压设施喷射浆液，使用高压方法对土体进行破坏。与此同时，在钻杆一侧按照适宜速率进行旋转，另一侧的速率则缓慢上升，使得土体混合和浆液能够充分凝结，最终形成复合地基。高压喷射注浆施工工艺见图1。在地基施工中，合理使用高压喷射注浆技术能够有效提升地基结构的承载能力，避免地基出现变形的情况。在实际建设时，施工单位应全面掌握施工设计图，根据相关设计标准，将钻机放入预设孔洞处，使其处于垂直状态，并且还需对钻孔方位、旋喷管角度进行调节。在高压喷浆作业之前，需对高压设施进行检查，保证设备能够正常运行；在喷射注浆时，需由相关人员现场监督作业，对浆液混合、土层凝结状况和喷浆设备冒浆状况进行详细观察；在完成喷射施工后，需对设备内部进行全面清理，再将设备放置到新孔处实施喷射注浆[2]。

图1 高压喷射注浆施工工艺

1.3 振冲法

振冲法是利用加水振动的方法对地基进行密实和加固处理，此方式可应用于杂填土、粉土、砂土等地基。在振冲法作业中需使用振冲设备，这一设备震动性能较强，能够有效提升砂土地基的密实性。在地基施工过程中，需应用吊机将振冲设备吊装到预设点，开启电源与水源，对振冲器、水压、电压的空载电流进行全面检查，在通过检测后，将振冲设备沉入砂基内。沉入时需对振冲设备的电流情况实施观察，当电流变化较大时，则需降低其下沉速度。如果振冲设备下沉至300mm～500mm 之内的设计加固深度时，则应降低冲水，如果因气候问题导致振冲设备下沉到低于500mm设计加固深度时，需将此设备停留大约30s～60s，持续对该位置实施振冲作业。在完成地基振密加固之后，需对施工现场进行清理，保证场地的平整性。在振冲作业时，相关人员需依据桩长度、荷载参数、原土强度等内容选用适宜的振冲设备，另外，在振冲作业之前，需明确和检测停留时间、水压、振密电流等各项施工参数。

1.4 预压法

在软土地基中应用预压法时，需将堆土、堆石等重物对软土地基进行压实处理，进而有效提升软土地基的密实性和稳固性。在房屋建筑工程地基施工中，应综合分析地基土质方面情况，由于土质种类较多，需应用各种预压法。依据具体土质情况，预压法可分为真空预压法、堆载预压法，而堆载预压法可细分为塑料排水带预压法、天然地基堆载预压法。当软土地基的厚度比土厚度低4m时，需采用天然地基堆载预压法进行施工；若软土地基厚度高于土厚度4m 时，需应用塑料排水带预压法进行处理。在地基施工中使用真空预压法时，需在地基中铺设排水竖井，避免因渗水问题导致施工进度受到影响。在对房屋建筑地基进行作业时，如果地基形式、强度满足预压要求，则移除重物，并对地基进行开挖，然后整修建筑结构，避免建筑物出现沉降的情况[3]。

1.5 灰土挤密桩法

在房建地基施工过程中，通常会应用灰土挤密法，此施工技术需将钢管锤入地基内部，使得侧向机密土结构产生桩孔，随后在孔内分层填充二灰土、灰土等。在实际使用灰土挤密法时，可对原先的地基土进行优化调整，以提升其承载能力和水稳性。在地基施工中应根据设计标准，对挤密效果、成孔等方面进行全面检验，并依据检测数据明确地基中回填土的密实度、强度、厚度。在掌握上述参数后，开挖地基，并预设200mm～300mm范围内的土层，同时还需在坑内进行灰土桩作业。在桩体施工结束后，需对其进行夯平和夯实处理，其中，夯实次数需在8击以上，最后才可实施夯填灰土。在对灰土进行回填时，需依据设计厚度进行回填施工，然后再应用相关机械设施进行夯实处理。在夯实作业时，需逐层定量往孔中下料，并逐层实施夯实。

2 提高房屋建筑地基处理有效性的建议

2.1 做好地质勘测

在各类建筑工程施工中，施工区域地质环境的差异比较大，对此，需对施工现场进行地质勘测。勘测人员进入施工现场，对施工场地地质结构、水文条件等进行勘测与分析，在取样检测中要求多点取样，在施工场地内部以及外部，要求选择多个取样点，保证地质勘测所得结果的准确性，为地基施工方案的制定提供参考依据。

2.2 运用先进地基处理技术

本文对房屋建筑地基施工中的几种常用技术类型进行了详细探究，地基处理技术方法比较多，而各类技术的适用范围以及局限性也有一定的区别。地基施工技术工艺的复杂程度比较高，同时，施工场地地质条件差异较大，对于地基施工材料、技术工艺以及质量控制的要求比较高。对此，在建筑施工中应当对地基条件、处理要求、工程费用等进行综合分析，据此选择适宜的施工技术类型。另外，在选择地基施工技术时，还可选择多个施工技术方法，从技术性、经济性、施工进度等角度出发，对各类技术展开对比，找出经济合理、质量可靠的地基施工技术，可选择一种地基技术，或者联合应用两种以上技术类型，制定地基综合施工方案。除此以外，在地基处理方案的制定中，还需综合考虑施工场地土体类型、土加固深度、上部结构施工要求、施工工期、施工团队技术水平等，坚持安全性、便捷性、经济性要求，选择最优施工方案。

3 房屋建筑地基施工实例

3.1 工程概况

某房屋建筑结构为双层框架结构，属于供送电配套设施，其总体面积为1520m2，由于该地区降水量较大，每年7 月左右为集中降雨阶段。因此，该房屋建筑受气候因素影响，地基土长时间被雨水侵蚀，容易出现变形、湿陷等问题，从而导致地基基础出现沉降现象，甚至发生墙体开裂的情况。通过现场观测，主要存在以下几种危害：①在房屋建筑结构中，高压室等部位发生地基沉降情况，1号与2号高压室中的间隔墙区域发生开裂，其宽度超过18mm；②在高压室中，供送电设备基本采用真空断路器，存在各种问题和不足。例如，动静触头未垂直、接触不良等，其原因是高压室地基出现下陷现象；③控制室地基出现下陷情况，其深度超过150mm，导致控制室内保护屏发生倾斜[4]。

3.2 不同地基加固处理工艺优缺点对比

在制定地基施工方案时，对高压旋喷注浆法、注浆加固法、CFG桩法等施工方案进行对比，并分析出以下各种技术方案的优点和缺陷。①注浆加固法。此施工技术方案主要应用于粉质黏土层、圆砾层等，操作比较简单，施工周期短，投入较低，然而灌浆质量较差，不适用于地基加固方面；②CFG 桩法。此施工技术方案主要应用于液化土层、黏性土等，具有施工成本低、工期短的特点，然而也不适用于地基加固方面；③高压旋喷注浆法。主要使用在加固要求较高和承载能力变形模量的地基土中。例如，淤泥土、砂土、粉土等。此施工技术方案具有快速性、成本性的特征，并且对土体起到较好的固结效果，然而在实际作业过程中，应加强施工质量监督工作。通过详细分析和对比，选择高压旋喷注浆法开展地基施工。

3.3 高压旋喷注浆施工

在房建建筑地基施工中，选用高压旋喷注浆法时，需根据项目现场具体状况明确各项施工技术参数。以此案例作为基础，综合分析高压旋喷注浆法中各项施工技术参数。

（1）场地准备。在旋喷桩施工前，对施工场地进行整平与压实处理，提高基础结构承载能力。确定施工区域，开挖地表0.3m厚种植土，采用细粒土进行回填并压实，达到设计标高+0.15m左右。

（2）桩孔定位。以工程设计图纸作为依据，对施工现场进行勘查，对线路中心线以及施工区域进行现场测量，再利用钢尺设置桩点。对于各个施工桩位，需采用竹竿标明，对于桩位布设误差，需控制在50mm以内。

（3）旋喷桩机就位。在旋喷桩机就位时，应当注意避免布桩点标志受到破坏，钻头中心和桩位标志中心之间的偏差要求控制在50mm以内。另外，对于导向架倾斜度，要求控制在1.5%以内。

（4）明确旋喷桩总数。在此案例中，需应用90根承载能力为180kN的旋喷桩，其桩径需低于500mm，长度为6m，桩间距为1.8m。在以硬塑状态为主的黄土持力层内布置桩端，作业时每间隔2桩设置1根，而在2桩之间作业时需相隔7d。

（5）在制作高压注射水泥浆液时，需采用强度等级为42.5的普通硅酸盐水泥，在配制水泥时，水灰比为1∶1.2。为了能够改善水泥浆液的品质，可加入适量的水玻璃速凝剂。

（6）在钻孔作业过程中，需在建筑结构墙面上实施钻孔，其误差参数需控制在±50mm左右，而钻杆的倾斜度则需低于1.5%。

（7）在旋喷注浆时，需根据相关操作要求从下往上实施注浆作业。在喷射注浆过程中，压力需控制为22MPa，喷嘴速度为180mm/min，在提升喷嘴时速率则为250mm/min，流量参数为80L/min。在完成喷射作业后，需依据具体状况实施复喷施工，在此过程中喷嘴速度可提升至300mm/min。在对旋喷管进行分段提升时，如果反复发生操作卸管的情况，则搭接长度需超过100mm，防止固结体出现不持续断裂的现象。当注浆到最后1m之后，在复喷过程中，需增加桩上部直径，充分保证其桩径超过500mm，而下端桩径低于600mm时，可有效提升地基结构承载应力[5]。

（8）在对喷浆量进行计算时需应用喷量法和体积法，并通过公式明确喷浆量参数，以上述两种方式计算出的最大数值作为最终喷浆量，此两种方法的计算公式分别为：

式中β为施工损失参数，0.1～0.2；Q为喷浆量，m3；D为加固的直径参数，m；t为每一根桩喷射时间；H为桩长，m；q为单位用时喷射量。

在计算出喷射量参数之后，进而可得出水泥使用量和用水量。

3.4 成桩

在成桩作业中，如果发生停机再供浆的情况，则应在断浆面上端和下端区域进行反复搭接，其长度为500mm，并依据地基土质状况明确喷射方式。如果地基内以泥沙为主，同时还有可能出现堵塞喷嘴的情况，因此，为了能够避免黄土地基发生湿陷现象，需将事先准备的旋喷管插管替换成压力值为1.0MPa的压缩空气类型的旋喷管插管，进而能够在插管的情况下实施喷射施工。当旋喷桩顶部水泥浆凝固后会发生析水收缩反应，桩顶中心凹陷深度为100mm 左右，为保证桩长，在承桩后需回灌，并对灌注施工效果进行检查。

3.5 高压旋喷注浆施工质量控制

在对地基实施加固处理时，应用高压旋喷注浆法，需先明确各项施工技术参数，并按照相关步骤对节点施工质量进行严格管控。根据此案例，需对以下施工质量进行控制：①在高压旋喷注浆、喷射注浆、钻孔作业过程中，通常出现大量水通过喷射管排入地层内，使得地基土层受到严重破坏，甚至会影响到整个建筑结构质量。因此，在施工时可加入一定量的速凝剂，加快水泥凝固时间，进而可对变形量进行有效控制；②在对地基进行加固处理时，高压旋喷注浆需使用跳喷施工法，避免地基土层出现承载能力不均匀的现象；③在对软塑土、硬塑土进行施工时，喷射过程中需平缓提升旋喷管速度，在进入软塑土层后，需快速增加速度，同时还需提高注浆量和压力值，以保证喷射固结体符合规定强度和直径要求。实时观察冒浆情况，依据浆液中的水泥比例判断冒浆浆液是否需要再次使用；④在高压旋喷注浆施工完成后，如果浆液能够充分融入地基土层中，再通过均匀拌合后，一般会在凝固过程中出现收缩现象，并可能导致建筑结构地基基础与部分加固区域的地基出现脱空情况，因此，需立即实施补浆作业，将补浆区域规划在原先旋喷孔位置。当补浆完成后，需对孔位实施捣实和封堵处理，并采用流动性较强的砂浆材料进行封孔。在此作业过程中，可有效防止地表水经孔道流入地基土层；⑤高度重视高压旋喷注浆施工中出现的各种问题，并采取有效的处理措施。如果在高压旋喷注浆施工中存在各种问题和不足，需对其原因进行综合分析，并立即实施补救。