工业民用建筑地基处理施工技术探析

摘 要：无论是工业建筑或是民用建筑,无论是两层也好一百层也罢,最后的荷载力均会层层传递到地基,地基的承载力决定了整座建筑物的安全,上海整体倾覆的十几层建筑就是因为地基状态出现改变导致一座高层建筑的瞬间倒塌.

关 键 词：工业建筑；民用建筑；地基处理；沉管灌注桩

1.引言

地基处理即指以人工的方法,采用各种工程技术措施以改善建筑物的承载基础、抗渗能力、地下水文地质条件等以达到对建筑物的基础的有效加固、强化与稳定.持力层必需经过人工处理,绝对不能像上海倒塌的那座高层那样简简单单打几个桩了事,那样的建筑倒塌是迟早的事情,持力层不稳的建筑就像是风中的无根的大树一样,必倒无疑.

软弱基底的持力层必须采取人工处理的方法予以加固.不同的基底宜采用不同的加固方法,比如存在着暗沟、暗塘等的软弱土层就需要构筑基础梁进行基本加固,再配合换土施工、桩基等其他方法,而绝对不能只采用一种方法.选择正确的综合加固方法对建筑物的安全就起到了根本性的保障作用,在选择时必须充分考虑施工区域的工程地质条件、地下水文地质条件、建筑物的层高要求、建筑物的结构设计要求、周围的环境因素进而决定建筑物的基础型式.

地基处理技术通常可以分为基础工程与岩土加固工程.对于高层建筑不仅要进行基础工程的施工还必须对地基土与岩土进行加固以改善其工程地质性质.因地基引发的事故绝大多数是倾覆事故,事后几乎无法补救,因此地基处理工程技术基本上可以说是一过性工程施工,在施工过程中施工队伍的慎重选择与施工人员素质的考核至关重要.高素质的施工队伍会以认真负责的态度在每一道工序中都进行严格的质量管理,而那些甚至连质量管理体系都没有建立的施工队伍则不可能完成好地基处理工程施工.地基处理中的基础工程施工又可以划分为浅基础、桩基础、沉井与沉箱基础、地下连续墙基础等多种基础工程；岩土加固的通常使用的方法有孔内深层强夯桩、换土、强夯、预压砂井、振冲、灌浆、高压喷浆等岩土加固方法.鉴于篇幅有限,我们在本文中主要介结沉管夯扩灌注桩与强夯地基处理技术.

2.沉管夯扩灌注桩地基处理技术

2.1机械的选择及主要参数

沉管夯扩灌注桩又可简称为夯扩桩.沉管夯扩灌注桩即指通过打桩锤一次性将内外桩管同时贯入土层之中,在开始灌注内桩管的同时一边灌注一边夯击内桩管使桩管的最下端在地下的部分不断扩大形成一个扩大头相当于倒着钉在地下的一个钉子,大头在下面,这样就使得桩体的整体抗拔性明显增加.这种灌注桩目前已经几乎完全取代了传统的沉管灌注桩与钻孔灌注桩.因为这种桩型的施工进度较快,施工的工期较短,并且其单桩的承载力非常力,加之对于地下水文地质条件的较强的适应性、应用的广泛性、质量的可控性等目前在我国的许多地区都得到了广泛的应用.

2.1.1工程机械的选择

沉管夯扩灌注桩的选择一般要根据施工设计图纸的要求灵活选择,在选择过程中的一个基本原则就是在资质相同的情况下,尽量选择拥有较为先进设备的施工单位,设备的先进性可以在某种程度上弥补施工过程中的质量问题.在实际施工过程中我们选择了混凝土双套管夯扩桩机.

2.1.2混凝土双套管夯扩桩机的具体施工工程参数

该混凝土双套管夯扩桩机其内外双套管长度均为60m,机上配备桩锤1个,桩架高程为26m,其可成桩最大深度为20m,重达3.2t的柴油重锤一个,其最大冲击为29.4KJ,其拔管力可达100t（这个指标较为重要,因为普通的沉管经常会出现混凝土在压实以后拔出困难的情况）,机配卷扬2台、桩机架重32t,动力电源功率为100KW.

2.2沉管夯扩灌注桩施工工艺

（1）在地表面桩位上安放C25干砼,可根据实际情况封底厚度可由0.1m增到0.2m；（2）将桩机外管垂直对准事先预埋好的混凝土预制桩尖并调整好外管的垂直度,然后启动振动锤将外管打入地基的设计深度；（3）将夯扩锤轻轻放入孔底并轻轻吊紧钢丝绳,从加料口用红漆在钢丝绳处做好记号后将夯扩锤取出；（4）在外管中灌入高度为H的混凝土,振动拔管高度,吊起振动锤8-12m,采用自由落体式击打混凝土面,直至管内混凝土高度为0.4-0.5m,然后每击打0.2-0.3m,则相应将外管沉入相应深度,还要通过已做的红漆标记观测夯扩时混凝土面下降高度；（5）将夯扩锤从外管中取出；（6）从振动锤中心吊入钢筋笼至设计要求深度；（7）一次性加满桩身所需的混凝土,启动振动锤50-60s后起拔外管,在扩大头与桩身的交界处上下0.3m处,反插3-4次以加强扩大头与桩身的接触；（8）拔管的速度要均匀,一般软弱土层和软硬土层交界处宜控制在0.3-0.8m/min,每拔lm停拔振动10-15s；（9）外管拔出地面移位后,再打另一根桩.

2.3砼浇筑要求、砼量控制

（1）砼搅拌前要对材料进行计量称取,要根据现场情况进行砼施工配合比进行严格配制,砼要满足坍落度要求；（2）沉管至设计标高后,拔出内管,铲净内管的泥巴,应立即灌注砼,尽量减少间隔时间,砼灌注之前,必须检查管内有无吞桩尖或进泥；（3）砼的充盈系数不小于1；（4）根据土质情况和设计承台底标高进行控制,一般砼应灌至钢筋笼上部60-80cm,保证充盈系数和桩头成型.

3.沉管夯扩灌注桩施工要点

（1）进行试打桩时,确定沉管入土深度及贯入度指标；（2）根据夯扩桩应用情况,对于淤泥或淤泥质土实行止淤封底,采用干砼或干硬性砼,高度一般为40cm,或采用桩尖封底；（3）钢筋笼应妥善置于施工图规定的位置,成桩后主筋上部有足够的砼,一般为0.5m以致桩身砼密实能为钢筋笼不会压变形；（4）钢筋制作主筋如需焊接,采用搭接焊,主筋与内外箍筋采用点焊,以保证钢筋笼成型质量,钢筋笼质量标准如表一所示；（5）混凝土采用机械拌和,拌和时间大于90s,用翻斗车运料至料斗内并投料到桩管里,为了保证桩身完整,宜用中砂、10-30mm碎石、桩身砼坍落度为8-10cm.

4.强夯法地基处理技术主要参数

（1）夯锤的落距与质量：夯锤的重量不小于80kN,夯锤的落距不小于6m.在工程中使用到的夯锤重量还有120kN、160kN、300kN；（2）夯击遍数与夯击击数：根据土体的两侧向移动最小和竖向压缩最大原则,可以通过单点试夯,当出现夯击到每夯一击其产生的瞬间沉降量变得很小时,土体就完全被压缩了,这时的夯击数就是最佳的夯击数,一般情况下,夯击遍数为2-3遍,夯击击数为3-10击；（3）加固深度和夯击能：强夯加固深度的计算公式：H等于K*（0.1*G*h）1/2,其中H表示强夯的加固影响深度（m）,G表示夯锤的重量（kN）,h表示夯锤的落距（m）,K表示强夯加固深度的折减系数.

5.结束语

在工业民用建筑工程施工过程中,经常会遇到地基的可压缩性过大、强度极其不足等情况,为改变土体的变形性质和渗透性质提高地基的承载力,就必须对地基进行加固处理.地基处理技术中的沉管夯扩灌注桩和强夯法不失为目前提高地基的承载力、减少构筑物沉降的较好方法,并已经在工业民用建筑工程的地基加固处理中得到了广泛的运用.