摘要:近幾年,隨著我國工程建設的蓬勃發展,施工中遇到的不良地基愈來愈多;科學技術的進步,結構物的荷載增加,對地基變形的要求越來越嚴。地基雖不是建筑物本身的一部分,但作為基礎的載體及建筑物荷載的最終承受者,在建筑中占有十分重要的地位,地基處理關系到整個工程的質量、進度與投資,亦對創精品工程起著十分重要的作用。本文主要探討建筑地基基礎檢測的重要性和關鍵技術。
關鍵詞:建筑,地基基礎,方法
地基雖然不是建筑物的一部分,但是支承著建筑物的上部荷載,所以與建筑物的安危息息相關。同時,建筑物對地基也有很高的要求,簡單概括包含以下3個方面:可靠的整體穩定性;足夠的地基承載力;在建筑物的荷載作用下,其沉降值、水平位移及不均勻沉降需要滿足一定值的要求。地基可分為天然地基和人工地基兩大類。具有足夠的承載力,不需要人工改善或加固便可直接承受建筑物荷載的地基,即為天然地基。若天然地基缺乏足夠的穩定性,不能滿足承受上部建筑荷載和變形的要求,就必須對其進行人工處理,以提高其承載力和穩定性,加固后的地基,即為人工地基。
1建筑工程地基基礎檢測的關鍵技術
地基是支承由基礎傳遞的上部結構荷載的土體或巖體。為了保證建筑物及構筑物的安全和正常使用,首先要求地基在荷載作用下不致產生破壞;其次,組成地基的土層因某些原因產生的變形,有如濕陷、凍脹、膨脹收縮等不能過大,否則將會使建筑物遭受破壞,從而無法滿足使用要求。為此在進行地基檢驗時,主要考慮以下三個方面的要求:
1.1基礎底面的單位面積壓力應小于地基的容許承載力
地基容許承載力是包含著一定安全儲備的地基承載能力。一般采用三種確定方法:
(1)地基極限荷載除以安全系數;
(2)將地基中因外荷載產生的塑性區限制在一定范圍內;
(3)現場荷載試驗直接確定,這是比較可靠和普遍采用的一種方法。
1.2建筑物的沉降值應小于容許變形值
容許變形值與建筑物的剛度和強度有關,同時還應考慮建筑物的使用要求,因此,不同的建筑物應采用不同的容許變形控制值;
(1)對均質地基且荷載分布比較均勻時,可以采用地基沉降所形成的相對彎曲值,即利用彎曲部分的矢高與彎曲部分的總長之比來控制;
(2)對于有局部差異沉降的建筑物,可以采用局部傾斜值,即利用兩點沉降差與距離之比來檢查和控制;
(3)對于煙囪、水塔等高聳結構,可以采用整體傾斜值,即利用傾斜方向上的兩點沉降差與距離之比來檢查和控制;
(4)對于簡支排架結構,如工業廠房等,對不均勻變形的適應能力較好,多根據使用功能要求的規定容許變形值進行檢查和控制。
1.3地基應無滑動的危險。
一般有三種情況:
(1)位于斜坡上的建筑物;
(2)在現有建筑物旁開挖過較深的基坑或洞體等;
(3)建筑物的主要荷載為水平荷載。
以上三種情況均應作穩定性復核驗算分析,用以檢查和控制有無滑動的危險。
由于建筑物的大小不同,對地基的強弱程度的要求也不同,所以在檢驗控制中應按照設計、使用條件等具體情況考慮上述要求。對于濕陷性黃土、凍土、膨脹土等具有獨特的性質土體作為地基,除考慮上述要求外,還要考慮其自身的特點。
2建筑工程地基基礎的處理方法
地基加固的原理是:將土質由松變實,將土的含水量由高變低。即可達到地基加固的目的。常用的人工地基處理方法有換土法、壓實法和打樁法三大類。
2.1換土法
換土法是將基礎下部一定范圍內承載力低的軟土層挖去,然后回填強度較大、壓縮性低的砂、碎石或灰土等,并分層夯至密實,作為基礎墊層的方法。換填按其回填的材料可分為砂地基、碎(砂)石地基、灰土地基等。
2.1.1砂地基和砂石地基
砂地基和砂石地基是將基礎下一定范圍內的土挖去,然后采用顆粒級配良好,質地堅硬的中砂、粗砂、礫砂、碎(卵)石、石屑或其他工業廢粒料回填,并經分層夯實,作為基礎持力層。該地基工藝簡單、工期短、造價低,適用于處理透水性強的軟弱黏性土地基,但不宜用于濕陷性黃土地基和不透水的黏性土地基。
2.1.2灰土地基
灰土地基是將基礎底面一定范圍內的軟弱土層挖去,用按一定體積配合比的石灰和黏性土拌和均勻,在最優含水量情況下分層回填夯實或壓實而成。石灰和土的體積比一般取3:7或2:8,灰土地基的強度一般隨著石灰含量的增多而增大,但石灰含量超過一定比例時其強度增加很小。該地基施工工藝簡單,取材容易,費用低,適用于處理1~4m厚的軟弱土層。
2.2壓實法
壓實法是通過用重錘夯實或壓路機碾壓,擠出軟弱土層中土顆粒間的空氣,使土中空隙壓縮,提高土的密實度,從而達到增加地基土承載力的方法。這種方法經濟實用,適用于土層承載力與設計要求相差不大的情況。壓實法根據壓實的機械或設備不同,通常可分為夯實法、重錘夯實法、機械碾壓法。重錘夯實是用起重機械將特制的夯錘提升到一定高度后,利用自由下落時的沖擊能來夯實基土表面,使其形成一層較為均勻的硬殼層,從而使地基得到加固。適用于處理地下水位0.8m以上稍濕的黏性土、砂土、濕陷性黃土、雜填土和分層填土地基。但當夯擊振動對鄰近的建筑物、設備以及施工中的砌筑工程或澆筑混凝土等產生有害影響時,或地下水位高于有效夯實深度以及在有效深度內存在軟黏土層時,不宜采用。
2.3打樁法
打樁法是在軟弱土層中置以樁身,把土壤擠密或把樁打入地下堅硬的土層中來提高土層承載力的方法。通常有振沖地基、灰土樁地基、砂樁地基等。下面介紹振沖地基的施工。振沖地基,又稱振沖樁復合地基,是以起重機吊起振沖器,啟動潛水電機帶動偏心塊,使振沖器產生高頻振動,同時開動水泵,通過噴嘴噴射高壓水流成孔,然后分批填以砂石骨料形成一根根樁體,樁體與原地基構成復合地基以提高地基的承載力,減少地基的沉降和沉降差的一種快速、經濟有效的加固方法。適用于加固松散砂土地基(對黏性土和人工填土地基,經試驗證明加固有效時方可使用),該法具有技術可靠、機具設備簡單、操作技術易于掌握、施工簡便、節省三材、加固速度快、地基承載力高等特點。
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