高层建筑地基的施工技术特点分析及质量控制措施刘丹丹

高层建筑地基的施工技术特点分析及质量控制措施刘丹丹

山东弘大建设工程集团有限公司

摘要:近年来,我国高层建筑快速的发展,成为城市的主导建筑,高层建筑地基的施工技术方面也取得了进步,但依然存在一些问题和不足需要改进。在以往的高层建筑建设过程中,经常会发生地基强度不够,抗震性不强,沉降不均匀的现象。这就要求相关技术人员要结合建筑的上部结构、基础和地质条件综合考虑,选择最合适的基础形式和施工技术,使高层建筑的承载力能够满足其自身的要求,以确保高层建筑的质量与安全。本文对国内高层建筑的地基施工技术特点作了简要概述,提出了有效的技术改进措施以提高施工建设的质量,对于提升我国地基施工技术水平具有重要的意义。

关键词:高层建筑;地基施工;技术特点;质量控制

一、高层建筑施工中地基施工的重要性

建筑物一般处于地表的上层,地表以上的部分被称作上部结构,在高层建筑施工中,建筑上部结构的重力会通过柱子和墙体传给基础,再由基础将这些负荷传给地基,由此可见地基只有具有足够的耐久度与强度才能具有足够的承载力,这种承载力直接关系着建筑的使用年限和安全。所以地基虽然并非建筑物的构成部分,但是它的质量对整个高层建筑的安危却产生着直接的影响。大量实践证实,建筑安全事故的产生都与地基的质量具有很大的关联,由地基产生的建筑质量问题轻则表现为建筑上不结构倾斜和开裂,重则表现为建筑整体倒塌,这种后果对人们的生命财产安全造成了极大的威胁。高层建筑中的地基施工质量与地基图所具有的工程性质存在较大关联,只有严格遵守施工规范和科学进行地基施工设计才能使保证地基的质量,避免产生安全事故。地基处于建筑的最下方、地面以下,所以地基施工属于隐蔽工程,如果在施工过程中没有给予足够的重视并导致了质量隐患的出现,那么后期进行处理和补救的工作难度将会大于整个建筑施工的难度,甚至有些时候,补救工作根本无法开展。地基施工的造价以及工期一般占到建筑施工总造价和总工期的20%-25%。所以重视地基施工工作并严格控制地基施工质量在高层建筑施工中具有重要的意义。

二、高层建筑地基常用的处理方法

1、高层建筑地基的注浆加固法

注浆加固是用压送设备将具有充填和胶结性能的浆液材料注入被加固的地层中,使土颗粒的间隙、土层的界面或岩层的裂隙内,使其扩散、胶凝或固化,以增加地层强度、降低地层渗透性、防止地层变形和进行托换的地基处理技术。按照流动浆液体与土体的相互作用方式,一般可分为渗透注浆、压密注浆和劈裂注浆三种。在实际注浆中,注浆体往往是以多种运动方式作用于土体的。按照注浆工艺,可分为单管注浆(花管注浆)、套管注浆(塑料袖阀管注浆)、布袋注浆和埋管注浆四种。在高层建筑地基加固中,通常采用花管注浆和埋管注浆两种,前者用的较为普遍,后者则用于人工挖孔桩。

2、高层建筑地基的CFG桩复合地基

水泥粉煤灰碎石桩简称CFG桩,是在碎石桩基础上加进一些砂、粉煤灰和少量水泥,加水拌和制成的一种具有一定粘结强度的桩,是近十年来新开发的一种地基处理技术,已在全国20多个省市推广应用,从多层建筑到30多层的高层建筑,从民用建筑到工业厂房均可使用,取得了显著的经济效益和社会效益。CFG桩加固软弱地基的加固机理主要体现在桩的置换作用和挤密作用,此外还有在成桩初期的排水效应和对松散砂土的预震效应。它具有明显的优点:承载力幅度提高较大,可调性强,适用范围广,施工机具较简单,工期短造价低和对周围环境无污染等。国内CFG桩施工工艺有五种:长螺旋钻孔灌注成桩;泥浆护壁钻孔灌注成桩;长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩;沉管灌注成桩;锤击成桩。

3、高层建筑地基的高压旋喷法

它是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻至土层的预定位置后,以高压设备使浆液在20-40MPa的高压流从喷嘴中喷射出,冲击破坏土体,同时钻杆旋转以一定程度渐渐向上提升,将浆液与土粒强制搅拌混合,浆液凝固后,在土中形成一个固结体,以加固地基,提高地基的抗剪强度,改善土的变形性质。高压喷射注浆法的基本工艺类型有:单管法、二重管法、三重管法和多重管法等四种方法,目前高层建筑地基加固中一般采用单管法,桩径一般可达500mm左右。它可在地下水位以上作业。在高层建筑地基加固中高压旋喷通常用于:地基承载力标准值和变形模量要求较高的地基土加固;卵石层中的软弱夹层(细砂、中砂、粗砂、砂夹卵砾石、砾石等透镜体或似层状夹层,特别是厚度较大的砂层)加固。

三、高层建筑地基施工技术及质量控制措施

1、重视施工前的勘察工作

勘察工作包括两个方面,一是针对我国地域跨度大的特点,要对复杂的地形和地址结构进行详细勘察,保证勘察工作的准确性,并制定地基质量预防方案。另外,在施工中结合建筑的使用功能和建筑结构进行分析,充分做好地基施工的准备工作;二是根据勘察情况,保证地基钻孔的准确度,确保地面不会出现不均匀沉降、塌陷等地质问题。

2、制定合理地基施工方案和技术方案

工程设计人员应针对地形、地质情况,保证施工方案的设计与建筑物的使用要求相配,在地基的材料控制方面,要做好材料的质量监管,确保材料的质量。在地基施工中,由于基涉及到的施工工序较多,而且比较复杂,因此,一定要科学合理地组织工程施工,保证各个工序的有序进行。在工程施工中,主要的施工工序有:降水施工,支撑系统施工,土方开挖,以及基础工程施工等方面,其中,最为主要的环节就是降水施工和土方开挖过程中的安全性以及支撑系统的稳定性。

(1)降水方式的设立,应该以满足设计要求为最终目的,无论是轻型井点降水还是大口径井点降水,其最终的效果应该保证在基地以下1―2m为宜。

(2)支撑系统的选择:在施工现场,要充分考虑工程施工的所有影响因素,采

用放坡的方式,进行工程施工。

(3)在选择支护形式时,必须要由专家以及专业人员进行严格的讨论和认证后,按照施工方案科学施工,从而来提高基坑支护体系的安全性和稳定性。

3、明确施工工序

(1)在工程施工中,要对基底情况有一个全面大体的了解,如是否有流砂、管涌等现象;检查排水情况、支护情况、基坑变形、周边堆载、周边管线。

(2)材料准备,特别是地基的专用的材料,如地基大多有厚底板,要有测温管、温度计等等,在工程施工中,一定要保证这些材料及进到位地到达施工现场。

(3)在挖土工作中,一定要保证挖土时,要设有坡道,同时,还要注意坡道的防滑效果,在开挖结束后,将施工现场以及外围的垃圾、杂物等清理干净。

(4)材料运输,对于材料的垂直向下运输,一定要严格按照工程要求的标准进行,如钢管、钢筋、混凝土等等,并且要为施工人员留出工作通道。

(5)桩基检测,通常情况下,地基都会有桩基,因此,一定要对桩基进行变形检测,并且做好相关的配合。

结束语

高层建筑地基施工技术的特点决定了地基施工本身的一些复杂难度大的特性,同时也间接地影响到施工过程中的质量难以得到很好地控制,但只要不断总结质量控制措施并加以健全完善,详细高层建筑地基施工的道路会走得更加长远。

参考文献

[1]赵普晋,高层建筑基础工程施工,中国建筑工业出版社,2005

[2]朱炳寅、娄宇、杨琦,建筑地基基础设计方法及实例分析,中国建筑工业出版社,2007

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