试述民用建筑地基基础和桩基础土建施工技术

【摘 要】本文根据地基基础和桩基础土建施工技术在民用建筑土建施工中的重要性,主要探讨地基基础和桩基础的土建定义,并同时对地基基础和桩基础的土建施工技术进行分析和研究,保证民用建筑的安全、可靠.

【关 键 词】地基基础,桩基础；土建,施工技术

在我国经济建设和国民建设不断腾飞的今天,民用建筑也逐渐走向高层化,民用建筑的地基基础和桩基础的承载力面临了一次又一次严峻的挑战.本文通过对地基基础和桩基础概念以及其各种施工技术的探讨,对不同的施工环境选择不同的施工技术,在安全建设的基础上提高企业的经济效益.

一、地基基础和桩基础的土建定义

基础是将建筑物荷载传递给地基的下部结构.地基是建筑荷载作用下基底下方产生的变形,但不能忽略的那部分土体或岩体,用来支承由基础传递的上部结构荷载,避免强度的破坏和失稳,控制基础的沉降在设计允许范围内.地基有天然地基和人工地基两类,天然地基相对埋深不大,只需要通过普通的施工工序就能满足以上要求；而人工地基是由于地质特殊情况,需要借助特殊的施工手段采用埋深较大的基础形式,将大部分荷载传递到深部的坚实土层中去,这就是我们所说的桩基础.

二、民用建筑地基基础的土建施工技术

我国幅员辽阔,地质条件也很复杂,同时,建筑物的类型和级别也有很多种,地基基础的处理方法也就各有千秋了.例如,在民用建筑中经常会遇到地质条件较差的地基---软土地基,抗压能力小,抗剪强度小,透水性也不好,承载力小于2t／m2.针对这样的地质条件,地基基础时,就必须对地基进行加固,不然很容易由于地基沉降导致建筑倾斜甚至倒塌,不仅威胁到人们的生命安全,也造成了资源的大大浪费.著名的意大利比萨斜塔和我国的苏州虎丘塔就是由于地基处理不当,不均匀沉降导致严重倾斜的.因此,地基处理是民用建筑工程成败与否的关键.下面我们具体探讨民用建筑地基基础的几种常见的处理方法.

1.换土垫层

换土垫层,就是将原来的浅层软土除去,换用砂石等强度比较高的材料替代,提高地基土层的承载力,减小土质的湿陷性和胀缩性,从而减少沉降的可能性.民用建筑一般常用的垫层有素土垫层、砂垫层以及碎石垫层等.这种方法主要用于处理浅层软弱的土地基,湿陷性黄土以及季节性冻土地基.

2.碾压夯实

碾压夯实就是通过各种机械工具强大的夯击力,将地基土碾压或夯实,降低土的压缩性,提高地基土的强度,改善土的液化性能,从降低其沉降量.

①机械碾压法

通过压路机、推土机等重型机器对松散土进行压实,每铺土20cm～3Ocm,就碾压8～12遍,保证地基土被夯实.这种方法主要使用于大面积的填土夯实工程.

②振动夯实法

由电动机带动振动机械工作,对地基土产生巨大的垂直作用力(5～10t),这种方式,振动时间比较长,振动的效果好,对砂土地基和透水性较好的松散杂壤土质地基有很好的效果.

3.排水固结土壤

排水固结,就是通过排水的方法,使松散的土质失水后自动产生固结.首先,要做到排水就需要在地基周围设置袋装砂井,塑料排芯板,用沉管法或水冲法成孔,在孔内灌砂预压,通过真空加压的方法将地基土质中的水迅速的排除,同时迫使地基土加速固结,达到提高土质抗剪强度,改善土的液化性能,降低土的沉降量.这种方法简单,方便,取材也比较方便,大大提高了企业的经济效益,适用于沼泽土、淤泥、饱和粘性土、水力充填土,在民用建筑施工中得到广泛的应用.

4.化学法加固

这种方法就是应用化学物质,将土粘结到一起,通过化学反应或机械搅和,改善土的质量,调高地基的承载能力.

①灌浆法

用泵和压缩空气将浆液通过灌浆管均匀的输入到土层中,充分的将浆液渗透到土层中,挤出土层中的空气和水,经过一段时间的凝固,松散土质就会凝结成一个很大的整体,不仅能够防水防渗透,还具有强大的承载力,对防上下地基沉降的效果非常明显.注浆液一般采用水泥浆、碱液、水玻璃、丙烯酸铵等等.这种方法对砂土、粘性土地基比较适用.

②喷浆法

首先用工程钻机在地基指定位置钻孔,将孔钻到一定深度时,在钻杆下端安装一个特殊的喷射装置,利用高压脉冲泵向周围的土层喷射浆液,同时喷射装置围绕钻杆以一定的速度匀速旋转上升,以圆柱体的形式均匀的向周围土层喷射,使得土体和浆液混合,凝结成圆柱体的固结体.这种方法不仅能防水防渗透,对于基坑开挖时还能对相邻结构起到保护作用,适用于砂土、粘性土,以及人工填土等地基.但是这种方法的水泥用量大,流失多,造成不必要的浪费,有悖企业的经济效益.

③深层搅拌法

用特制的深层搅拌机将水泥和石灰作固化剂,注入地层深处,将土层和固化剂强制搅拌,使其充分混合,凝结成一系列的水泥桩或地下连续强.固化剂和天然土层形成复合地基,共同承载建筑基础,降低地基沉降.深层作业无振动噪音,减少土方量,不会产生附加沉降,比较适用于城市内厚层软粘土地基.

通过以上几种常见方法的介绍,我们发现,对于民用建筑地基基础最终目的就是增强土质的强度,提高地基土层的承载力,降低其沉降量.对于民用建筑复杂的地基,我们根据实际情况,将以上几种方法综合起来使用,共同作用,调高土质的承载力度.

三、民用建筑桩基础的土建施工技术

桩基础是由古至今流传下来的在高层建筑物和重要建筑物工程中广泛采用的基础形式.为了满足地基容许承载力和变形要求,直接将上部结构大部分荷载通过桩传递到较深层坚硬的岩石层上.桩基础具有很多的承载力,而且沉降量小且均匀,能同时承受垂直和水平荷载,是地基加固的重要方法之一.

①静力压桩施工技术

一般民用建筑都建立在城市居民区,采用一般的打桩机打桩噪声很大,会影响到居民的休息,而静力压桩就不会产生很大的噪音.静力压桩是利用静压力在软土层中将预制桩逐节压入土层中.这种方法不仅能降低噪音,还能节约钢筋和混凝土,降低工程成本,对软土地区居民点附近建设民用建筑非常适用.②振动沉桩施工技术

在桩顶部安装个固定的振动器产生振动,带动桩身传递到土层中带动土层受迫振动,产生收缩和位移,同时会使桩表面与土层间的摩擦力减小,桩在自重和振动力的共同作用下沉入土中.开始打桩时,先采用小距离轻度锤击,使桩按要求正常沉入土中1～2m后,再逐渐增大落距至要求的高度,连续锤击,直到将桩达到要求的深度这种方法设备简单,重量轻,体积小,不仅提高了工程的建设效率,也降低了工程的造价成本,适用于粘土、松散砂土以及黄土和软土沉桩.

①预制桩

预制桩采用圆形或方形,截面边长或直径采用250mm～550mm,桩长桩架的高度,通常可达6～25m,一般采用焊接法或硫磺胶泥锚接法进行接桩.

②沉管灌注桩

用锤击或振动打桩机,将带有混凝土桩头或带有钢管的桩底压入土层中,同时向钢管中放钢筋笼并灌注砂浆,在振动的同时,渐渐拔出钢管,形成灌注桩.这种类型的桩直径一般在300mm～5OOmm,长度可达25m,比较适用于粘性土和砂性土地基.沉管灌注桩主要应用于独立柱基础,但其施工时噪音比较大,还可能产生颈缩现象,因此在施工时要加强施工质量监测管理.

③钻孔灌注桩

通过钻机旋转带动钻头破坏原有土层,同时用高压泵将泥浆压入钻孔,泥浆在孔中加固保护孔壁不受坍塌,很好的保持孔型.当钻孔达到要求的标高后,清理杂物残土,然后在钻孔中安放钢筋笼,灌浆.钻孔桩一般孔径在60cm～150cm,长度根据实际情况而定.钻孔灌注桩施工噪音小.在淤泥、粘性土、砂土、粉质土等地基中应用广泛.

④树根桩

一种新型桩,是小型钻孔灌注桩的延伸,直径在75mm-250mm.其方法和钻孔灌注桩一样,通过钻机钻孔,消除孔内土,等钻到一定深度后,加入钢筋笼,灌注水泥和砂浆形成桩.与钻孔灌注桩不同之处在于,树根桩直径小,需要同时灌注很多个这样的桩,然后桩与桩之间会形成树根状,故称树根桩.这种桩型施工所需场地小,噪音小,强度高,而且不会损坏建筑物地基的应力.此法用于在民用建筑中在原有建筑基础上重新建筑时,加固地基使用,适用于碎石土、砂土、粉质土和粘性土地基.

结语：

在民用建筑中,如何具体选用,还应该根据当地的土质情况,地基条件、设计要求以及材料供应等方面综合考虑,本着提高施工效率,降低施工成本,保证施工安全的原则,科学的选用合理的处理方法.随着科技的不断进步,还有更多更高科技的地基基础和桩基础的土建施工技术,等待我们去研究和开发,因此我们要不断的实践和学习新技术,力求更完美的施工技术.