復(fù)雜地質(zhì)條件下高層建筑地基處理研究

引言：房屋建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計在結(jié)構(gòu)設(shè)計中非常重要，同樣，工程施工控制技術(shù)是一個較為復(fù)雜的工作，地基的施工質(zhì)量能夠控制好能關(guān)乎到一個施工企業(yè)是否能夠長期生存，也是是否能夠得到穩(wěn)定發(fā)展的根本保障，施工質(zhì)量以及管理的好壞不僅僅影響著建筑施工的效率以及聲譽，對保障人民的生命也有極其重要的作用。因此，增強對房屋建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)工程的設(shè)計以外，還需要更加重視其施工要求，提高房屋建筑的質(zhì)量，綜合地對房屋建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)進行分析，利用現(xiàn)有的技術(shù)進行創(chuàng)新，綜合的安排，使得建筑行業(yè)在保證好工期的同時進行對質(zhì)量的嚴加把控，隨著我們國家房地產(chǎn)行業(yè)的不斷發(fā)展，高層建筑已經(jīng)變得隨地可見，特別是對于一些寸土寸金的大城市來說，高層建筑正逐年變成一個趨勢，所以地基除設(shè)計之外，施工控制的意義也變得更加非凡。如果地基不能建得很牢靠，就會使得高層建筑不能保障它的真正安全，特別是發(fā)生一些不可抗力的災(zāi)害的時候，會對人民的生命財產(chǎn)安全帶來很大的威脅。因此地基工程更是保障建筑行業(yè)能夠長期興旺發(fā)達的重要保證。就如建筑行業(yè)來說，它本身就具有單向性這一重要的特征，這就要求對于每一個流程，每一個工作都必須要嚴格地按照固定的流程進行。前期勘察單位與設(shè)計院通過規(guī)范及現(xiàn)場實際情況的配合，嚴謹?shù)暮侠磉x用基礎(chǔ)形式并出具施工圖后，施工單位必須按照相關(guān)部門所制定的施工技術(shù)規(guī)范及其它規(guī)定流程來進行精準的施工。1.建筑工程地基基礎(chǔ)工程施工特點1.1復(fù)雜性我國的地理面積比較大，不同地區(qū)的氣候條件、地質(zhì)狀況相差比較大，所以對于土建工程的施工產(chǎn)生很大的影響，尤其是一些地區(qū)存在鹽堿地、凍土、塌陷等地質(zhì)條件。我國的地域面積較大，氣候條件影響比較廣泛，關(guān)系到地基工程項目的正常運行，并且我國很多地區(qū)因為地質(zhì)條件較差，極易發(fā)生滑坡、泥石流等災(zāi)害，對于地基工程建設(shè)要求較高，也表現(xiàn)出復(fù)雜性，必須全面改善和調(diào)整。1.2多發(fā)性經(jīng)過對土建工程質(zhì)量檢測發(fā)現(xiàn)，總體質(zhì)量水平比較差，且容易發(fā)生整體建筑坍塌的事故，給人民群眾生命、財產(chǎn)安全造成極為惡劣的影響，也會引發(fā)社會不穩(wěn)定事件，產(chǎn)生的危害是極為嚴重的。1.3潛在性土建工程的建設(shè)現(xiàn)場實施階段，施工工藝復(fù)雜性高，并且各個工序都有著相互的聯(lián)系，也存在相互影響，一旦有任何階段施工不到位，都會給其他環(huán)節(jié)造成影響。很多土建工程在施工中存在著潛在威脅，所以需要在一道工序施工完成后，立即開展工序質(zhì)量檢查，合格后才能開展下一道工序，才能保證整體工程的質(zhì)量合格，防止產(chǎn)生嚴重的質(zhì)量危害。1.4嚴重性土建工程是工程的施工基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，所以在地基工程建設(shè)中，必須進行夯實處理，一旦沒有達到規(guī)定要求，整個建筑質(zhì)量將不能滿足要求，也會威脅到工程建筑的安全性、穩(wěn)定性。在土建工程建設(shè)施工后，投入使用環(huán)節(jié)如果發(fā)生問題，將會產(chǎn)生毀滅性的傷害，而此時再進行地基的處理，也會有較高的難度，投入的資金也比較多，而且很多局部問題難以及時發(fā)現(xiàn)，造成地基工程的質(zhì)量無法切實處理，給整個工程領(lǐng)域都產(chǎn)生很大的影響。2.建筑工程中地基處理的重要意義2.1減少地基剪切損害地基的剪切損害主要有三個階段組成，其中包括破壞階段、剪切階段以及壓密階段。針對壓密階段而言，土體的抗剪壓力應(yīng)當高于地基土的各點剪應(yīng)力，這樣會使得土體出現(xiàn)壓密變形的現(xiàn)象。針對剪切階段而言，地基土的沉降增長率會隨著載荷的不斷增大變得越來越大。對于破壞階段來講，一旦上層荷載超過極限值，地基沉降的穩(wěn)定性就會變得越來越低，這樣會對地基結(jié)構(gòu)帶來一定程度的損害。所以，在建筑工程施工準備階段，相關(guān)工作人員應(yīng)當根據(jù)實際情況仔細檢查施工現(xiàn)場的地基土，不僅要明確地基土的抗剪強度，所擬定的施工方案要具備科學性以及時效性，在建筑工程施工過程中，施工工作人員要根據(jù)方案實施施工作業(yè)，這樣不僅可以有效減少對地基剪切破壞的程度，還可以使得土體變形的發(fā)生幾率變得越來越低，進而使得建筑工程的穩(wěn)定性得到一定程度的提升。2.2提高地基土的滲透性及壓縮性地基土具備滲透性以及壓縮性特征。地基土受到壓力出現(xiàn)變形的能力指的就是壓縮性，在建筑工程施工過程中，一旦出現(xiàn)地基土壓縮性較大的現(xiàn)象，不僅會對建筑工程的穩(wěn)定性造成一定影響，甚至會使得建筑物無法得到有效運用。所以，在建筑工程施工準備階段，相關(guān)工作人員要根據(jù)實際情況利用有效的解決措施，使得地基土的壓縮性變得越來越小。土體當中所出現(xiàn)的孔隙與地基土壓實性有著密不可分的聯(lián)系，相關(guān)施工工作人員應(yīng)當根據(jù)具體情況利用科學有效的解決措施，這樣不僅會有效降低土體出現(xiàn)孔隙頻率，還可以使得地基土的壓實性變得越來越低。但是就現(xiàn)階段而言，施工工作人員在實施施工作業(yè)時，可以發(fā)現(xiàn)大量的水分都會被保留在地基土的孔隙內(nèi)部，所以，施工工作人員應(yīng)當根據(jù)實際情況，對地基土的孔隙實施排水作業(yè)，這樣才會使得土體孔隙數(shù)量變得越來越少。在建筑工程施工過程中，科學合理的使用對應(yīng)的地基處理技術(shù)，不僅能夠高效的完成土體排水工作，還可以有效縮短施工時長，進而使得施工效率得到一定程度的提升。地基土的滲透性就是指土體被水透過的能力，地基土的滲透性可以對建筑工程的抗震效果以及穩(wěn)定性造成一定影響。在實施建筑工程施工作業(yè)時，施工工作人員在地基土內(nèi)部水分處理過程中，不是含水量越少越好，施工團隊應(yīng)當結(jié)合建筑工程的具體用途以及建筑工地的具體狀況，利用有效的解決措施，保證地基內(nèi)部含水量與相關(guān)規(guī)定標準相互吻合。土的密度、大小、顆粒以及級配可以直接決定土地基的滲透性。施工工作人員在實施建筑工程施工作業(yè)時，應(yīng)當充分考慮土體的壓力、溫度以及自重應(yīng)力等方面。相關(guān)工作人員可以通過改變土體的滲透量、透水層以及水壓等對土體的滲透性進行優(yōu)化，進而使得建筑工程的穩(wěn)定性得到一定程度的提升。3.建筑工程中地基處理形式與技術(shù)要點3.1換土墊層法換土墊層法也被稱為換填法，直接挖除工程現(xiàn)場分布的軟弱土層，在原位回填天然沙礫、機制砂等高強度的材料，將地基分層回填并夯實。如此可以徹底擺脫原有土層特性對地基處理效果造成的限制，大幅度提高地基強度與承載性能。但根據(jù)實際施工情況來看，換填法多用于處理深度5.0m以下的軟弱土層，如果軟基深度超過這一標準，會明顯增加地基工程量與造價成本。在采取換土墊層處理形式時，重點掌握回填方式、降排水、砂墊層三方面的操作要點。其一，對于回填方式，為提高回填作業(yè)精度與改善壓實效果，采取分層回填方式，保持各回填層厚度等同，將回填層厚度控制在150～350mm，如果回填層厚度偏低，會增加工藝流程復(fù)雜程度與降低作業(yè)效率，而在回填層厚度偏大時，底部回填層的密實化效果不理想。其二，對于降排水施工，在軟基土層挖除后，在現(xiàn)場修建排水溝、集水井等排水設(shè)施，攔截地面積水流向坑內(nèi)、抽排坑內(nèi)積水，確保基坑處于干燥狀態(tài)后，再向坑內(nèi)回填、夯實換填料。其三，對于砂墊層施工，在基坑開挖完畢后，施工人員應(yīng)在坑底均勻撒布碎石、卵礫石層石料，形成厚度在150～300mm的砂墊層，在使用木夯等工具將砂墊層夯實，起到隔離換填層與下方地層、保護坑底土結(jié)構(gòu)不受破壞的作用。3.2樁基礎(chǔ)法樁基礎(chǔ)是在現(xiàn)場壓入預(yù)制樁或是鉆孔灌注混凝土成樁，再由承臺來連接各根樁身頂部，共同組成整體結(jié)構(gòu)、協(xié)同承受動靜荷載力的基礎(chǔ)形式，其由樁身負責將上部荷載向地基持力層進行傳遞，多用于上部土層軟弱、下部存在良好土層的建筑工程中。根據(jù)成樁方式，可將樁基礎(chǔ)法分為預(yù)制樁基礎(chǔ)與灌注樁基礎(chǔ)，工藝做法有所不同。第一，預(yù)制樁基礎(chǔ)。在選用這一樁基礎(chǔ)形式時，可采取錘擊沉樁、靜力壓樁等沉樁方法，待樁尖入土后，強制將預(yù)制樁身壓入土層中，直至樁身底部到達設(shè)計標高，并在壓樁期間持續(xù)監(jiān)測樁身傾斜度。以靜力壓樁為例，準備重型樁機并安裝配重塊，由重力將樁身壓入土層，重點把控壓樁順序。第二，灌注樁基礎(chǔ)。以鉆孔灌注樁最為常見，施工人員應(yīng)注重護筒埋設(shè)與清孔問題。其中，在護筒埋設(shè)環(huán)節(jié)，對埋設(shè)護筒的入土深度與垂直度進行測量校正，要求護筒垂直度誤差不超過0.5%，在鋼筋籠放入前后分別開展一次清孔作業(yè)。3.3強夯法強夯法的工作原理是利用重物進行壓實施工，從而提高土地結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，防止發(fā)生嚴重的沉降反應(yīng)，促進結(jié)構(gòu)安全性的提升。在強夯法的施工中，以做好下述幾點：首先，根據(jù)土建工程的地基排水效果，選擇合適的重物下壓，從而提高結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、可靠性；其次，根據(jù)工程需要控制施工時間，如果強夯時間較長，極易導致結(jié)構(gòu)倒塌，影響基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)質(zhì)量，所以控制施工時間即為重要。4.建筑地基基礎(chǔ)工程施工中存在的問題4.1沉降事故多發(fā)建筑地基不均勻沉降在建筑工程中是常見的。如果建筑地基的沉降值超過作答沉降差，會引起建筑墻體的開裂以及樓板的開裂，嚴重時甚至會導致整個建筑物的傾斜，危及整個建筑的安全。通常情況下地基的不均勻沉降會造成建筑物整體高度的下降和上部結(jié)構(gòu)應(yīng)力增加。目前地基出現(xiàn)沉降事故的主要原因包括如下三點：第一，技術(shù)人員沒有對地質(zhì)情況進行全面地了解，甚至直接忽視了土層分布的現(xiàn)象，而分層土的物理性質(zhì)不同，對地基承載力產(chǎn)生不良影響，基于此制定的施工方案研究不科學，直接降低工程施工質(zhì)量。第二，存在不全面施工的問題，導致局部土質(zhì)差異性較大，誘發(fā)坑穴問題，最終導致不均勻沉降的發(fā)生。第三，多數(shù)地基基礎(chǔ)處理方式簡單粗暴，控制效果不佳，回填材料處理沒能達到使用要求，甚至是不能按照有關(guān)規(guī)定進行承載力檢測。4.2不合理施工工序建筑地基基礎(chǔ)施工程序缺乏科學性、合理性。如弄錯基坑回填的順序、大面積填土造成填土的不均勻、施工時忽略了高層荷載大的部位先施工，低層荷載小的部位后施工的順序、在主樓與裙樓同時施工時應(yīng)該設(shè)置沉降縫或者后澆帶。施工過程中用水不當。施工過程中如果地下水位較高，需要抽取地下水，在抽取地下水時，應(yīng)該采取必要的措施防止對周圍建筑物造成影響，如果降水不當也會造成周邊建筑物的地基產(chǎn)生不均勻沉降；施工過程用水如不小心流入地下，也會使得地基土破壞造成地基的不均勻沉降；且在施工過程中，現(xiàn)場降水和排水的措施不到位，土方開挖的順序不合理，坡頂支護深度不夠，都會使得支護結(jié)構(gòu)出現(xiàn)包括塌方、位移不穩(wěn)定、流沙和塌陷等不同類型的問題。大體積混凝土的基礎(chǔ)施工過程，多數(shù)施工人員都會采用一次性的澆筑方式。大體積混凝土基礎(chǔ)，在其澆筑過程中，由于水泥水化散出大量的熱，基礎(chǔ)內(nèi)部散熱慢，表面散熱快，基礎(chǔ)內(nèi)部和外部存在很大溫差，混凝土抗拉強度低，容易產(chǎn)生裂縫。如果基礎(chǔ)位于地下水位以下，就會導致基礎(chǔ)滲水，進而引發(fā)一系列的工程問題，影響工程質(zhì)量。4.3相關(guān)部門缺乏重視在復(fù)雜地質(zhì)條件下，高層建筑的地基處理工作必須由專業(yè)的技術(shù)人員來完成。但部分施工單位的相關(guān)部門缺乏重視，同時實際承擔此項工作的員工也沒有接受系統(tǒng)培訓。由于這些員工缺乏實踐經(jīng)驗、地質(zhì)勘察能力，因此勘察結(jié)果往往存在明顯的誤差。這種情況下，施工單位不得不承受較大的經(jīng)濟損失。例如，某高層建筑地基處理過程中，地質(zhì)勘察人員缺少勘察經(jīng)驗，未能對地基的整體承重能力做出準確判斷，進而導致地基因所承受的實際荷載超出承載范圍而出現(xiàn)了嚴重的沉降、變形等情況。在這種情況下，施工周期被迫延長，施工單位的經(jīng)濟效益和社會效益均受到不利影響。近年來，雖然建筑物的數(shù)量越來越多、規(guī)模越來越大，但施工問題卻在逐漸減少。這在一定程度上降低了施工單位的警惕性，使其忽視了質(zhì)量管理。與此同時，很少有施工單位能夠真正認識到復(fù)雜地質(zhì)條件對地基處理的影響，這也是我國地基處理技術(shù)發(fā)展速度相對緩慢的關(guān)鍵原因。例如，在高層建筑施工期間，如果施工單位沒有及時對軟弱地基進行處理，那么地基就有可能在施工完成后出現(xiàn)比較嚴重的不均勻沉降、變形等現(xiàn)象。此類問題不僅影響住戶以及施工人員的人身財產(chǎn)安全，還會給我國建筑行業(yè)的長遠發(fā)展帶來不利影響。5.提升建筑地基基礎(chǔ)工質(zhì)量的策略5.1加強對地基檢測技術(shù)的有效管理建筑工程地基檢測作為一項具有較高系統(tǒng)化特征的工作，檢測人員自身是否具有較高專業(yè)能力和職業(yè)素養(yǎng)，對工程項目整體質(zhì)量與安全產(chǎn)生了重要影響。因此，建筑企業(yè)必須加強對地基檢測人員的職業(yè)培訓，提高檢測人員的專業(yè)水平，確保最終檢測結(jié)果不會在人為因素的影響下喪失準確性。檢測儀器是確保地基檢測信息結(jié)果具有較高準確性的核心，在長時間的運作過程中，檢測設(shè)備出現(xiàn)損壞和老化的現(xiàn)象屢禁不止，因此，在地基檢測之前，工作人員必須對儀器設(shè)備的精準度進行反復(fù)驗證，確保儀器設(shè)備始終保持正常工作狀態(tài)。建筑企業(yè)還要加強對管理體系的全面優(yōu)化，對檢測監(jiān)督、技術(shù)運用、權(quán)責關(guān)系等內(nèi)容給予高度關(guān)注，確保作業(yè)細節(jié)得到進一步優(yōu)化。5.2建筑地基基礎(chǔ)施工設(shè)計規(guī)劃在實際開展建筑地基基礎(chǔ)施工前，施工團隊應(yīng)做好施工全過程的設(shè)計和規(guī)劃工作，從而實現(xiàn)高水平把控地基基礎(chǔ)施工質(zhì)量的目標。為此，在建筑工程準備階段，施工團隊應(yīng)把握好以下幾個方面。第一，搭建完成組織管理部門，提前準備施工材料和設(shè)備，做好相應(yīng)的質(zhì)量檢測工作。第二，在制定施工質(zhì)量把控策略時，應(yīng)與工程本身的設(shè)計要求有機結(jié)合。第三，建立健全施工質(zhì)量控制責任機制，并切實落實該機制。第四，派專人管理建筑地基基礎(chǔ)施工，做到責任細分與責任落實，從根本上實現(xiàn)施工質(zhì)量的優(yōu)化。另外，建筑團隊還應(yīng)加大力度管理施工原材料和施工設(shè)備。在購置材料的過程中，需要秉持品質(zhì)良好、價格合理、性價比高的原則。材料選擇完成后，還要使用穩(wěn)定可靠的運輸方式，避免運輸途中導致材料損壞的情況。材料損壞不但會加大施工成本，如果施工人員疏于檢查，還會導致問題材料流入工程項目中，最終影響地基基礎(chǔ)的施工效果。5.3建筑地基基礎(chǔ)