现代房屋建筑地基基础工程施工技术

2024-04-07谭珑

工程建设与设计 2024年4期

谭珑

（娄底市住建人防行业从业人员岗位资格服务中心，湖南娄底417000）

1 房屋建筑地基基础工程施工的重要性

1.1 保障房屋建筑后续应用安全

地基基础工程是房屋建筑工程的重要内容，其会直接影响房屋建筑工程的建设质量，间接影响房屋建筑工程后续应用的安全性，因此，需要对地基基础工程进行深入研究。相比于其他工程，地基基础工程大部分位于地面以下，属于隐蔽工程，对施工质量要求较高，因此，施工难度较大。为此，需要落实地基基础工程的各项内容，科学消除房屋建筑工程各项安全隐患，建设安全可靠的房屋建筑工程，满足企事业单位生产、运营需求，提升社会公众居住质量[1]。

1.2 科学控制房屋建筑投资成本

根据房屋建筑工程类型的差异，地基基础工程造价成本占总投资比例不同。比如，砖混混凝土房屋建筑工程，地基基础工程造价占总投资成本的20%～40%；如果是框架低层房屋建筑工程或是多层房屋建筑工程，该比例为20%～30%；对于框剪高层房屋建筑工程，地基基础工程造价占总投资成本的30%～50%，以不含有精装修的房屋建筑工程为例，建筑工程结构成本占总投资成本的50%～60%，地基基础工程成本约占建筑结构成本的50%，即地基基础工程成本约占整个房屋建筑工程总造价的25%～30%。意味着如果地基基础工程各项工作没有处理妥当，不仅会增加房屋建筑工程的造价成本，也会增加房屋建筑各个方面的建设成本，严重影响了房屋建筑工程的经济效益，会对相关单位造成负面影响，不利于整个建筑行业的长期稳定发展。为此，需要落实房屋建筑地基基础工程的施工作业，使房屋建筑投资成本得到有效控制，保障投资单位、施工单位等相关单位的可持续发展。

2 房屋建筑地基基础工程施工的技术要点

2.1 做好地质勘探工作

地质勘探作业可以为建筑设计和施工提供详细的地质资料，便于制订科学合理的设计方案和施工方案，因此，施工前的地质勘察工作非常重要。勘探人员需要联系当地相关部门，取得有关房屋建筑工程所在区域的水文、地质等详细信息，再使用精密勘探设备测量各项数据，确保勘探数据的精度，在此基础上设计完善的地基基础工程施工方案及房屋建筑工程建设方案，从源头解决可能存在的安全隐患[2]。

2.2 基坑支护技术

本文主要对基坑支护技术中的逆作法和排桩法两种施工方法进行论述。

2.2.1 逆作法

逆作法适用于对具有1 层及以上地下室结构房屋建筑，将地下结构作为施工起点，采用从上到下的方式逐层进行施工作业。以拥有地上63 层、地下4 层结构的北京国贸购物中心大厦B 座为例，其基坑施工时，需要沿着房屋建筑地下室的四周部分进行连续墙或是密排桩施工，并在房屋建筑的相关位置浇筑支撑桩、支撑柱，构成逆作竖向承重体系，主要用作在底板封底前，支撑上部结构和施工作业带来的荷载。在土方开挖抵达第一层地下室底面标高后，完成第一层地下室梁板结构的浇筑工程。确认其符合施工设计方案强度标准后，其可以作为围护结构内水平支撑应用。再逐层向下开挖土方，对地下各层结构进行浇筑作业，在完成底板封底作业后结束。因为此时地下室顶面结构已经完成施工作业，可以为房屋建筑地上部分结构施工提供必要条件，所以，在开展地下各层结构施工的同时，可以对地上部分项目开展逐层结构施工，实现地上、地下同步施工。

在深基础、地质复杂等特殊情况使用的逆作法基层支护技术，大约可以缩短1/3 施工周期，可以让地下空间得到最大限度的开发利用，有效增大地下室建筑面积。但是，支撑位置会受到地下室层高较为严重的限制。如果地下室层高偏大，还需要额外设置水平支撑，或者增加围护墙断面与配筋。而且，土方开挖作业是在顶部封闭时进行，基坑中还有一些支撑柱、井点管，无法通过大型机械设备进行土方开挖作业，在一定程度上增加了基坑支护的难度[3]。

2.2.2 排桩法

排桩法主要应用在基坑侧壁安全等级为一级、二级、三级等施工条件中，排桩顶部需要和钢筋混凝土冠梁进行连接，要求冠梁宽度需要超过桩径宽度，冠梁高度则要超过冠梁宽度0.6 倍，使用强度等级超过C25 的混凝土。可以将排桩法基坑支护技术细分为以下几种。对于悬臂式排桩支护，将排桩作为挡土结构使用，并让桩顶和冠梁一同构成悬臂式排桩支护，主要应用在开挖深度低于6 m、拥有良好地质条件的地基。可以选择冲孔、钻孔灌注桩，或是预制桩，要求悬臂式排桩结构的最小桩径为600 mm，桩间距则要以排桩受力、土质稳定性综合判断。对于内支撑排桩支护，使用排桩或者排桩+截水帷幕方式的挡土结构，适合多种开挖深度的基坑条件。通常情况下，会使用冲孔钻孔灌注桩、沉管灌注桩等。钢筋混凝土的对撑、角撑作为内支撑使用，根据基坑深度，还需要额外增加水平支撑。对于拉锚式排桩支护，需要由排桩、外侧拉锚系统共同构成，相比于内支撑排桩支护，拉锚式排桩支护造价成本偏低，但是需要保证外侧拉锚系统拥有足够施工空间[4]。

2.3 土方开挖技术

在开展土方开挖作业时，测量人员需要全程跟随，通过水准仪对挖土深度、宽度做跟踪式测量，随时检查基坑面标高是否符合施工设计方案。在土方开挖接近基底时，需要强化标高测量，把控土方开挖深度，避免开挖作业对基底土层造成扰动，影响房屋建筑后续应用。可以使用挖土机，采用倒退行驶方式开展开挖作业。施工人员需要关注基坑灰线，避免出现挖偏的情况。开挖的土方需要使用自卸汽车移动到施工区域的指定区域进行堆放，禁止将开挖土方随意堆放在基坑周边区域。人工需要配合机械设备完成土方开挖作业，并通过手推车等，将土方运送到机械设备施工区域内，便于机械设备运输土方。如果是中风化、强风化等泥质砂岩，需要使用液压锤对一部分泥质砂岩做有效破除作业，逐步达成预期的土方开挖目标。如果在土方开挖期间遇到地下水涌出情况，需要在基坑底部挖出一个800 mm×800 mm×1 500 mm 的集水井，用于存储地下水，再使用自吸泵将地下水转移到指定排水管道中。在开展土方开挖作业期间，需要做好以下工作。

1）预先开展土方方格网测绘作业，明确控制定位线，并使用石灰粉标记基坑、基槽的开挖边线，进而提升土方开挖精度。

2）如果使用反铲挖掘机进行土方开挖作业，需要在垫层底标高之上预留厚度为300 mm 的土层，由施工人员通过人工方式进行清理，避免出现断桩情况，保证地基土的稳定性。

3）严格遵循先深后浅的基坑开挖顺序。

4）支撑结构放坡顶部的2 m 区域内，不能有土方堆载情况。自卸汽车需要和基坑顶部边缘位置保持2 m 的距离，避免影响基坑边坡支撑效果。需要由专人负责监测基坑边坡稳定性，出现特殊情况及时向现场管理人员汇报情况。

5）如果土方开挖作业中，出现土层实际条件和地质检测报告不匹配的情况，或者出现暗沟、暗塘等不良地基，需要及时通过现场管理人员，由其联系勘探、设计等环节的专业人员，到施工现场研究问题、解决问题[5]。

2.4 固结排水技术

如果房屋建筑地基的含水量偏高，无法保证房屋建筑后续应用质量，需要通过排水固结法让其中的自由水可以顺利从土体细缝中排出，有效固结地基土层，控制软土的含水量，降低孔隙率，让地基获得更高的抗压性能，提升其抗拉剪强度。排水固结法主要有以下两种方法。

第一种，砂井法。需要将砂井预先设置在待处理的地基软土层内，向砂井上部铺设足够重量的砂垫、排水带，提升地基软土排水量，有效缩短排水间距，让软土层在顺利排水的同时快速固结，在短时间内即可让软土地基实现快速固结。砂井法施工成本较低，没有过于复杂的操作程序，主要应用在含水量大、透水性低的地基条件中。

第二种，电渗法。利用直流式电动力向软土地基提供稳定的电场，使地基中携带的水分子分解成带电微粒，在电场中完成定向运动，最终使地基自由水跟随电场顺利排出，进而达成排水固结的预期目标[6]。

需要注意，如果在房屋建筑地基基础工程施工过程中，出现较大幅度的沉降、倾斜状况，需要立即停止当前施工作业，并与勘探单位、设计单位取得联系，详细分析当前地基基础工程情况，确认现有的房屋建筑结构设计是否存在问题，并设计有效的应对措施，在减少后续衍生问题与返工成本的基础上，优化房屋建筑结构设计方案，提升地基基础工程施工质量。