刍议房屋建筑工程中地基处理施工技术

'　　刍议房屋建筑工程中地基处理施工技术伴随着工程技术的日益发展，房屋建筑领域工程中的地基施工技术也在不断发展，以适应日渐复杂的建筑要求和施工环境。本文简要介绍了目前地基处理施工的现状以及发展动向，探讨了目前地基处理的新方法、新工艺，并对未来地基处理技术的发展趋势作了展望。关键词：词房屋建筑；地基施工；强夯法；挤密法1.当前地基处理技术的分类 　　根据房屋建筑地下环境进行地基处理，其施工原理是利用换填、夯实、挤密或振密、排水固结、胶结、冷热处理等方法对地基进行加固。进一步细分来看，地基处理技术还包括地基加固技术、桩基技术以及辅助的地下连续墙技术。地基加固技术的主要目的是增强土地基的承载力以最大限度地防止其沉降变形；桩基技术的主要作用是把来自上部的荷载力传导至地基深部，通过缓冲来消解冲击力；而辅助性的地下连续墙技术主要是来提供侧向支护。在地基的一些处理方法中，有几种针对的是改良地基土来提高地基的抗剪切强度，降低地基的压缩性，改善地基土的透水特性，终极目的是使地基土的环境适应加固地基的目的。2.传统的地基处理方施工技术　　传统的地基处理方法有20世纪60年代法国首创的强夯法，70年代日本发明的高压喷射技术，90年代我国开创的桩地基技术等，这些传统的方法目前仍然在广泛运用，但随着房屋建筑对地基施工技术的要求以及施工环境的不断升级，单一的运用某一种技术不但效果不理想，而且占用工期，抬高工程造价。因此，多种处理技术的结合已成为当前建筑施工单位在处理地基问题的共识。2.1强夯法与碎石桩法的结合 　　强夯法与碎石桩的联合处理，其工作原理是在施工中先在填土层中处理好碎石桩体，目的是对地基土进行挤密和排水固结，然而再选定强夯点，借助强大的冲击能将碎石桩体击散，并将碎石沿着桩径挤入周围的护土层，使其在地基上部形成密实的碎石与土混合的硬壳层和扩径后高置换率的碎石桩复合地基，从而达到满足建筑物对地基强度的稳定性要求。在施工中强夯法的运用非常关键，强夯法的技术难题体现在夯击中的夯击次数、夯击深度、夯沉量等的把握，倘若拿捏不准，将会大大会影响夯击效果的发挥。理论而言，夯击加固的深度应依据土层实际厚度和湿陷等级来确定，单位夯击量应综合考虑地基的土壤属性、结构类型载荷大小和打算夯击的深度等。而夯击的次数多少则由地基土的性质决定，一般情况下可采取先夯2~3遍，最后再以低能量夯击一遍。需要注意的是，两遍的夯击之间应有一段时间间隔，间隔时间取决于土层中超静空隙水压力的消散时间。倘若是渗水性差的粘土，其间隔时间不低于3~4周；相反则可以连续夯击。2.2碎石桩与CFG桩的结合　　前面说过，桩基法的目的是实现冲击力上向下的传导，从而提高桩基承载力。由于单一的碎石桩承载力有限，所以选用CFG桩来代替以提供足够的承载力，而碎石桩的作用则转向消除上部地层液化的问题。通过发挥两种方法各自的优势，可以有效地实现地基沉降速率减慢，沉降量小而且均匀的目的。2.3CFG桩与粉喷桩的结合 　　CFG桩法与粉喷桩法结合的作用是利用二者的固结能力与天然地基土混合组成复合地基，这样既能发挥CFG桩高承载力的特点，又能因为CFG桩的嵌入而使粉喷桩的侧限约束作用得到增强。另外，由于采用了粉喷桩，上部地基土的变形能力得到改善，这无疑有助于提高土体的抗剪强度，避免了CFG桩的嵌入对原先固结好的土体形成破坏。必须提到的是，无论是第一种的碎石桩与CFG桩的结合运用，还是第二种的CFG桩与粉喷桩综合，都涉及到桩本身强度问题，倘若桩本身在浇灌中达不到设计要求，将大大影响到混凝土的均匀性和密实性。在桩身混凝土的浇筑过程中，首先要消除水的影响，桩基水病害一般表现为孔底积水和孔壁积水。对孔底积水的处理可采取水泵抽取的方式，也可以采用部分干拌混凝土混合料或干水泥填入孔底的方式。而对孔壁渗水的处理，可采取在桩身混凝土浇筑前采用防水材料封闭渗漏部位，主要目的是保证混凝土质量，提高桩身混凝土强度。　　另外，桩身混凝土的密实性对混凝土的强度影响也非常重要，施工中一般采用串流筒下料及分层振捣浇筑的方法，必须力求在最短的时间内完成桩身的浇灌，以便快于混凝土自身重量压住水流的渗入。3.地基处理新方法3.1DDC灰土挤密法 　　DDC灰土挤密法的原理是采用孔内深层强夯法的施工工艺，用螺旋钻机在孔中分层注入灰土，分层夯实成桩，同时反复锤击使桩径逐步扩大，最终与桩间部分土组成符合地基。复合地基主要目的是改变湿陷性黄土的打孔结构，消除地基土的湿陷性，从而提高地基土的承载力和减小地基土的变形。分析来看，DDC灰土挤密桩处理后的符合地基承载力是原天然地基的2倍~7倍，相较于单一的灰土桩有明显的提高，而且其处理地基的深度大5m~40m，具有一定的推广意义。DDC灰土挤密法主要适用于湿陷性黄土地地区的建筑施工，在非黄土地区，其效果不够显著。3.2IFCO强制固结法　　IFCO强制固结法优势在于大大提高固结速率。在IFCO强制固结法中，存在排水系统与加压系统等环节，排水系统为一排排纵向贯通的砂墙，有助于扩大排水通道，加快固结速率；而加压系统利用真空压力，大大缩短了堆载时间，而且由于真空面位于砂墙的底部，水的渗流方向与重力方向一致，从而使固结速率加快。两个系统同时保证固结速率的顺畅，这有助于大大缩短工期，而且混凝土质量也得到保证。3.3粉煤灰吹填法　　粉煤灰透水性强，倘若将其用于加固处理吹填土地基，可以加速吹填土的固结，降低加固处理费用，缩短工期。具体的做法是，在施工中将淤泥与粉煤灰按一定的比重混合吹填，确保均匀，从而逐渐改善土的固结性质。此种方法在青岛以北废弃已久的盐场和滩涂上得以成功运用，开发出了大片可以利用的土地。4.地基处理技术的发展趋势 　　地基处理方法是工程建设领域的世界性难题，也是研究的主要方向。在工程技术日益发展的今天，地基处理技术的发展趋势也日益向计算机化和复合型方向发展。如综合性复合地基的研究突破了基于加固机理研究重于作用机理或功能叠加的束缚，更加侧重于综合效应考虑，力求实现乘数效应。又如，复合地基的计算理论，原先的复合桩基承载力计算由于引入的参数过多，极易导致数据的失真，而对地基变形的计算也由于将桩土分开考虑导致数据计算因不够全面而出现屡屡失误，往往浪费了大量的宝贵时间，而利用计算机在数值分析上的优势，如三维数值、设计软件等，不仅能提高桩基承载力和变形系数计算的精确度，而还能大大提高工程设计的质量和效率。5.结论　　我国作为工程建设大国，而且拥有悠久的房屋营造历史，使我国积累了一大批重要的地基处理技术，一些技术甚至领先于世界先进水平，并在世界范围内得到推广和运用。然而，随着房屋建筑环境的日渐复杂化，强调实践先于理论的地基处理技术仍然面临着挑战，可研究的潜力依然还很大，如地基处理新方法、新工艺和新技术的应用，大大拓展了地基处理的适用范围。计算机的数字模型建立优势与地基处理技术的结合，为地基处理方法的综合性应用提供了良好的开发前景。从工程施工角度上来说，提高施工效率，保证施工质量，降低工程成本是永恒的目标，因而大大加强适合组合型复合地基施工的设备研究就显得非常必要。 '