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摘要:高层建筑工程与普通建筑工程有很大区别,特别是在基础施工项目中。高层建筑的施工质量不仅会影响其工程质量,而且严重影响其后期使用的安全性和稳定性。因此,为了保证高层建筑工程施工的综合效益,有必要澄清基础施工中的一些常见问题,并根据这些问题,采取有效的地基处理技术,有效地解决各种问题。从而保证基础施工质量和高层建筑工程后期使用的安全性和安全性。然而,在具体的地基处理过程中,有必要对工程施工的实际情况和技术要点进行分析,以保证工程的有效性和工程的经济效益,避免不必要的事故。
关键词:高层建筑;地基基础施工;质量控制;措施
1项目概况
本工程基坑面积约为14491m2,周长472.2m,深度3.82~6.58m(包括底板厚度)。项目建设过程中采用深搅桩止水帷幕结合降水井解决地下水问题;采用喷锚挂网支护解决基坑边坡防护;采用高压注浆解决成桩夹碴问题。采用CFG桩复合地基加强地基承载力,达到设计承载要求。高层建筑大型化以及复杂化,其基础施工难度增高。在施工过程中,采用规范、合理的地基处理技術,能够延长高层建筑的有效寿命。
2高层建筑基础施工地基处理技术
2.1计算地基挖掘深度
高层建筑基础施工时,地基沉降控制工作尚未完成前,沉降量过大时常出现,同时还会对高层建筑中的结构造成不利影响,导致高层建筑施工质量不合格,并以防其后期运行的稳定性受影响。因此,在处理高层建筑地基时,应先确定地基中的基础沉降量,按照沉降规律,计算房屋建设地基挖掘深度,其计算公式:
式中:M为高层建筑基础施工地基挖掘深度;k为高层建筑基础施工区域地基沉降位移取值范围,通常情况下以一个单位为标准,即k取1;n为高层建筑基础施工区域地基沉降范围中的分层数量;d为地基厚度;b1k和b2k分别为地基结构和房建结构的凝结缝隙比值。
经上式计算可得到高层建筑基础施工中地基挖掘深度。由于地基上施工需要一定的沉降时间,其变化规律与地基处理关系密切,因此在计算过程中还应考虑到地基处理的相关参数,以得到地基挖掘深度。
2.2高压旋喷法加固工艺
高压旋喷法主要是利用工程钻机、高压脉冲、喷射装置等设备,将水泥浆液与土层相结合,等胶结硬化后形成较为稳定的基础结构,提升地基承载能力。高压旋喷法适用于软土地基、淤泥、粉土、砂土、碎石土等相关地质,通过水泥浆液与地质结构相互作用,能够排出地基中的水分,加固地基,该方法应用范围广泛,而且加固效果突出,可用于深基础的开挖支撑。高压旋喷法采用高压脉冲泵向土体喷射水泥浆液,并且钻杆以一定速度向上旋转提升,形成加固后的旋喷桩。为了确保工程质量,需要合理选择高压喷射设备,确保高压喷射的施工满足工程需求。而且需要根据土质条件以及工程需求,合理选择旋喷原料。加强对旋喷用水泥浆液的管理,确保水泥浆液原料质量,可适当将加入氯化钙和三乙醇胺等试剂加固硬化速度。
2.3CFG桩复合地基
该复合地基螺旋钻孔灌注成桩,桩径400mm,Z1以(5)22层(破碎–较破碎角砾灰岩)、(5)22层(较完整角砾灰岩)、(6)21破碎–较破碎砂质白云岩、白云岩、(6)22云岩、白云岩为桩端持力层。Z1桩长以达到持力层为准,施工时应反复3次无法继续钻进方可终孔,桩长不小于15m。
设计长螺旋钻孔灌注桩承载力特征值不小于300kN,加固后复合地基承载力不小于180kPa。长螺旋钻孔灌注桩成桩工艺采用长螺旋钻孔压灌桩。
成桩材料采用C20素混凝土。宜在施工结束28d后检验承载力,复合地基静载荷试验和单桩静载荷试验的数量不应少于总桩数的1%,且每个单体工程的复合地基静载荷试验的试验数量不应少于3个点,采用低应变动力试验检测桩身完整性,检查数量不低于总桩数的10%。试验得到的复合地基承载力特征值为180kPa。
2.4混凝土灌注施工技术
2.4.1混凝土泵送
(1)在开始施工前,首先应在靠近桩位的道路上布置好汽车泵,然后检查泵管,确保其安装足够稳固、连接位置足够严密。
(2)送施工前,应先进行水泥砂浆的泵送,以达到良好的润管效果,在排出砂浆之后再进行混凝土泵送施工。
(3)混凝土泵送过程中,一定要保障其供应的连续性,如果出现堵管现象,相关人员应立即进行抢修。
(4)完成混凝土泵送后,需要做好泵送管的清洗工作,为其后续应用做好准备。
2.4.2水下灌注施工
(1)水下混凝土需要通过导管浇筑,施工中应做好导管长度控制,最下段导管与其他导管长度不同,同时应根据不同桩身需求准备好短管,并在具体施工中根据实际情况对导管长度随时进行调整。
(2)导管应用前需进行试压,如发现其接头维持破损,需修补或更换后使用,这样才可有效避免堵管或断桩情况发生。
(3)每一次浇筑前都应做好导管和连接位置的检查,将所有连接螺栓拧紧,在用止水胶圈做密封处理时,应保持其胶垫完好无损。
(4)施工中,可通过一根完整的导管进行灌注,也可通过多段导管连接的方式进行灌注,前者可实现施工速度的有效提升,以此来缩短施工周期,同时也可有效控制孔底的沉碴厚度。
(5)在进行第一批混凝土的灌注过程中,应控制好导管进入到混凝土液面下的深度,后续灌注中,应始终让导管处在混凝土液面下一定深度。整个灌注施工中不可提出导管,且需要由专门的工作人员对导管进行实际埋深测量,保障导管内外液面高度差符合要求。
(6)灌注过程中,液态形式的混凝土会在自重作用下进入桩孔,在此过程中需对其进行适当振捣,以此来提升灌注速度,保障混凝土密实度。
(7)施工中应保障混凝土和易性良好,并做好导管缝隙的密封处理,以此来保障施工质量。
2.5地基固结变形控制
为了进一步提高地基处理质量,还需要控制地基在重力负荷条件下的固结变形情况。假设地基的深度为m,地基与周围土壤材料存在着如公式(2)所示的渗流关系:
式中:v1为在某一时间点中高层建筑基础施工荷载的变化量大小;g1为在某一时间点地基竖直方向上发生的孔隙水流量大小;t为某一时间点;γ为地基孔隙大小;v2为在某一时间点地基周围土壤变化引起体积变化的大小;g2为地基周围土壤在其竖直方向上的孔隙大小。
根据地基的组成成分,可将其看作地基与周围土壤2部分组成,并且地基形成了较为均质的材料结构。因此,根据公式(2)可得出在高层建筑基础施工过程中重力负荷条件下,其固结速率大小。
相对加固深度的数值与处理后的地基的固结速率比天然地基固结速率的比值有着相同的变化趋势,通过控制相对加固深度和地基固结变形,可以进一步控制高层建筑基础施工质量。
结论
通过实例分析,证明了地基处理技术有广泛的适用性,并且设计存在优化必要性。但该研究不足之处在于未对本次地基沉降量测定结果的精密度与准确度进行检验,地基沉降量测定结果的可信度需进一步提高,有待进一步研究。
参考文献
[1]包佳伟.高层建筑基础施工及地基处理技术现状及发展趋势[J].居舍,2020(14):36.
[2]付明星.高层建筑基础施工及地基处理技术分析[J].科学与财富,2020,1(8):297.
[3]柴志磊,付景坤.高层建筑基础施工及地基处理技术现状及发展趋势[J].砖瓦世界,2020,1(10):86.
[4]谢汉康.高层建筑基础施工及地基处理技术发展[J].四川水泥,2020,1(1):263.
关键词:高层建筑;地基基础施工;质量控制;措施
1项目概况
本工程基坑面积约为14491m2,周长472.2m,深度3.82~6.58m(包括底板厚度)。项目建设过程中采用深搅桩止水帷幕结合降水井解决地下水问题;采用喷锚挂网支护解决基坑边坡防护;采用高压注浆解决成桩夹碴问题。采用CFG桩复合地基加强地基承载力,达到设计承载要求。高层建筑大型化以及复杂化,其基础施工难度增高。在施工过程中,采用规范、合理的地基处理技術,能够延长高层建筑的有效寿命。
2高层建筑基础施工地基处理技术
2.1计算地基挖掘深度
高层建筑基础施工时,地基沉降控制工作尚未完成前,沉降量过大时常出现,同时还会对高层建筑中的结构造成不利影响,导致高层建筑施工质量不合格,并以防其后期运行的稳定性受影响。因此,在处理高层建筑地基时,应先确定地基中的基础沉降量,按照沉降规律,计算房屋建设地基挖掘深度,其计算公式:
式中:M为高层建筑基础施工地基挖掘深度;k为高层建筑基础施工区域地基沉降位移取值范围,通常情况下以一个单位为标准,即k取1;n为高层建筑基础施工区域地基沉降范围中的分层数量;d为地基厚度;b1k和b2k分别为地基结构和房建结构的凝结缝隙比值。
经上式计算可得到高层建筑基础施工中地基挖掘深度。由于地基上施工需要一定的沉降时间,其变化规律与地基处理关系密切,因此在计算过程中还应考虑到地基处理的相关参数,以得到地基挖掘深度。
2.2高压旋喷法加固工艺
高压旋喷法主要是利用工程钻机、高压脉冲、喷射装置等设备,将水泥浆液与土层相结合,等胶结硬化后形成较为稳定的基础结构,提升地基承载能力。高压旋喷法适用于软土地基、淤泥、粉土、砂土、碎石土等相关地质,通过水泥浆液与地质结构相互作用,能够排出地基中的水分,加固地基,该方法应用范围广泛,而且加固效果突出,可用于深基础的开挖支撑。高压旋喷法采用高压脉冲泵向土体喷射水泥浆液,并且钻杆以一定速度向上旋转提升,形成加固后的旋喷桩。为了确保工程质量,需要合理选择高压喷射设备,确保高压喷射的施工满足工程需求。而且需要根据土质条件以及工程需求,合理选择旋喷原料。加强对旋喷用水泥浆液的管理,确保水泥浆液原料质量,可适当将加入氯化钙和三乙醇胺等试剂加固硬化速度。
2.3CFG桩复合地基
该复合地基螺旋钻孔灌注成桩,桩径400mm,Z1以(5)22层(破碎–较破碎角砾灰岩)、(5)22层(较完整角砾灰岩)、(6)21破碎–较破碎砂质白云岩、白云岩、(6)22云岩、白云岩为桩端持力层。Z1桩长以达到持力层为准,施工时应反复3次无法继续钻进方可终孔,桩长不小于15m。
设计长螺旋钻孔灌注桩承载力特征值不小于300kN,加固后复合地基承载力不小于180kPa。长螺旋钻孔灌注桩成桩工艺采用长螺旋钻孔压灌桩。
成桩材料采用C20素混凝土。宜在施工结束28d后检验承载力,复合地基静载荷试验和单桩静载荷试验的数量不应少于总桩数的1%,且每个单体工程的复合地基静载荷试验的试验数量不应少于3个点,采用低应变动力试验检测桩身完整性,检查数量不低于总桩数的10%。试验得到的复合地基承载力特征值为180kPa。
2.4混凝土灌注施工技术
2.4.1混凝土泵送
(1)在开始施工前,首先应在靠近桩位的道路上布置好汽车泵,然后检查泵管,确保其安装足够稳固、连接位置足够严密。
(2)送施工前,应先进行水泥砂浆的泵送,以达到良好的润管效果,在排出砂浆之后再进行混凝土泵送施工。
(3)混凝土泵送过程中,一定要保障其供应的连续性,如果出现堵管现象,相关人员应立即进行抢修。
(4)完成混凝土泵送后,需要做好泵送管的清洗工作,为其后续应用做好准备。
2.4.2水下灌注施工
(1)水下混凝土需要通过导管浇筑,施工中应做好导管长度控制,最下段导管与其他导管长度不同,同时应根据不同桩身需求准备好短管,并在具体施工中根据实际情况对导管长度随时进行调整。
(2)导管应用前需进行试压,如发现其接头维持破损,需修补或更换后使用,这样才可有效避免堵管或断桩情况发生。
(3)每一次浇筑前都应做好导管和连接位置的检查,将所有连接螺栓拧紧,在用止水胶圈做密封处理时,应保持其胶垫完好无损。
(4)施工中,可通过一根完整的导管进行灌注,也可通过多段导管连接的方式进行灌注,前者可实现施工速度的有效提升,以此来缩短施工周期,同时也可有效控制孔底的沉碴厚度。
(5)在进行第一批混凝土的灌注过程中,应控制好导管进入到混凝土液面下的深度,后续灌注中,应始终让导管处在混凝土液面下一定深度。整个灌注施工中不可提出导管,且需要由专门的工作人员对导管进行实际埋深测量,保障导管内外液面高度差符合要求。
(6)灌注过程中,液态形式的混凝土会在自重作用下进入桩孔,在此过程中需对其进行适当振捣,以此来提升灌注速度,保障混凝土密实度。
(7)施工中应保障混凝土和易性良好,并做好导管缝隙的密封处理,以此来保障施工质量。
2.5地基固结变形控制
为了进一步提高地基处理质量,还需要控制地基在重力负荷条件下的固结变形情况。假设地基的深度为m,地基与周围土壤材料存在着如公式(2)所示的渗流关系:
式中:v1为在某一时间点中高层建筑基础施工荷载的变化量大小;g1为在某一时间点地基竖直方向上发生的孔隙水流量大小;t为某一时间点;γ为地基孔隙大小;v2为在某一时间点地基周围土壤变化引起体积变化的大小;g2为地基周围土壤在其竖直方向上的孔隙大小。
根据地基的组成成分,可将其看作地基与周围土壤2部分组成,并且地基形成了较为均质的材料结构。因此,根据公式(2)可得出在高层建筑基础施工过程中重力负荷条件下,其固结速率大小。
相对加固深度的数值与处理后的地基的固结速率比天然地基固结速率的比值有着相同的变化趋势,通过控制相对加固深度和地基固结变形,可以进一步控制高层建筑基础施工质量。
结论
通过实例分析,证明了地基处理技术有广泛的适用性,并且设计存在优化必要性。但该研究不足之处在于未对本次地基沉降量测定结果的精密度与准确度进行检验,地基沉降量测定结果的可信度需进一步提高,有待进一步研究。
参考文献
[1]包佳伟.高层建筑基础施工及地基处理技术现状及发展趋势[J].居舍,2020(14):36.
[2]付明星.高层建筑基础施工及地基处理技术分析[J].科学与财富,2020,1(8):297.
[3]柴志磊,付景坤.高层建筑基础施工及地基处理技术现状及发展趋势[J].砖瓦世界,2020,1(10):86.
[4]谢汉康.高层建筑基础施工及地基处理技术发展[J].四川水泥,2020,1(1):263.