高层建筑地基处理

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【摘 要】近年来,随着经济的高速发展,高层建筑已经成为了城市建设的主要内容,而高层建筑的地基的建设作为高层建筑工程的质量保障,已经受到了人们的广泛关注.本文首先简单介绍了地基的概念,其次介绍了灰土垫层法、灰土挤密桩法、素混凝土桩法、强夯法以及加固法等高层建筑的地基处理技术,最后介绍了高层建筑地基处理过程中容易出现的问题以及处理措施.

【关 键 词】高层建筑；地基；地基处理技术

近年来,我国高层建筑建设事业已经得到了较为迅猛的发展,对高层建筑的基础建设也提出了更高的要求,高层建筑物在以往建设的过程中,通常会发生由于抗震强度不够、地基沉降不均匀以及地基强度不够从而造成的种种事故,这便对相关技术人员提出了更高的要求,要求技术人员必须结合建筑的上部结构、基础以及地质条件进行综合考虑,从而选择出最合适的施工技术以及基础形式,进而使得高层建筑物的承载力能够满足相关的要求,从而在很大程度上确保高层建筑物的安全和质量.

高层建筑物的基础面积较大、荷载较重、埋置深度也较大,因此,对沉降的要求比较严格,在进行地基基础方案的选择时,必须对上述的特点进行综合的考虑,并且在此基础上还应该结合场地的工程地质条件以及建筑结构的要求,并且依据技术可行、环境以及经济合理的原则进行.

1.地基简介

地基主要指的是建筑物下面用来支撑基础的岩体或者是土体.从施工现场的角度来看,地基可以分为人工地基和天然地基.通常情况下,地基指的就是基础下面用来承受压力的岩土持力层.天然地基指的是在自然状态下就可以满足承担基础全部荷载的要求,而不再需要人工进行加固的天然土层,天然地基能够在很大程度上节约工程造价,不需要进行人工处理的地基,天然地基一般分为四大类,分别是岩石地基、砂土地基、粘土地基以及碎石土地基.而人工地基是需要进行人工处理或者是改良的地基,例如沙地、坡地以及淤泥地质,或者一些尽管土层地质较好,但是由于上部荷载过大,为了使得地基能够拥有足够的承载力,因此,必须要对其进行人工处理和加工.

2.高层建筑地基处理技术

2.1灰土垫层法

灰土垫层法是一种较为传统的地基处理的方法,在高层建筑时应用尤其广泛.灰土拥有一定的水稳定性以及胶凝强度,一般情况下,质量合格的灰土垫层本身能够承载的标准值可以达到300～600Kpa,压缩模量或者变形模量一般情况下也可以达到20～40Mpa,因此,灰土垫层法比较适用于高层建筑的地基处理.当地基处理厚度比较大时,下部一般采用素土垫层,从而能够在很大程度上节约费用.在这里需要说明的是,当垫层下面存在着厚度较大的高压缩性土层时,建筑物很有可能会产生较大的倾斜或者是沉降,更甚者可能还会引起基础、垫层或者是上部结构的开裂或者是破损.灰土垫层一般以土料为主,因此,造价较低,当然,其也有一定的缺陷,它的缺点是施工的时候容易受环境、气候以及地下水位的影响,因此,在利用灰土垫层法进行地基处理的过程中,现场的施工质量必须从严控制,通常情况下要求应该充分拌匀和适当的加水,一般灰土垫层的厚度并不适宜于超过3m,并且应该注意在地下水位以上进行施工.

2.2灰土挤密桩法

灰土挤密桩法是湿陷性黄土地区高层建筑地基处理的方法之一,并且已经得到了广泛的应用.灰土挤密桩法的地基承载力的标准值在一般情况下可以达到300Kpa～400Kpa.在高层建筑中如果要使用灰土挤密法则应该通过现场荷载试验从而确定灰土桩复合地基的承载力标准值,并且按照一定的规范对深度进行修正,从而使得其承载力能够有一定程度的提高.灰土挤密桩的处理深度一般情况下可以达到15m左右,而且施工进度也比较快,造价也比较低,经常应用在大厚度的湿陷性黄土地的高层建筑地基中.但是,其也有一定的缺点,它的缺点便是锤击法成孔所造成的施工噪音很大,因此,这一方法在市区中使用有一定的局限性,而且沉管法处理的深度也大于10m,这便使得施工比较困难,针对这一情况,可以使用冲击成孔挤密法进行施工,而且灰土桩挤密法在施工中进行应用的另一问题便是设计桩间距至今仍然仅凭经验进行确定,现场施工的夯填质量以及灰土拌制时经常有监控不严的现象产生.

2.3素混凝土桩法

利用素混凝土桩法进行地基处理在全国各地已经得到了广泛的应用,其灌注材料便是素混凝土或者是掺入粉煤灰或者是其它一些工业废料的混凝土混合物,在进行设计时,应该将其按照复合地基进行考虑,承受的荷载也由桩体以及桩间进行共同分担,当桩的灌注强度以及质量有所保证时,素混凝土桩体的承载力在很大程度上取决于土对桩的支撑力,通常情况下,桩体的单位面积的承载力标准值为800～1500Kpa,而桩间的距离可以适当的增大到3.0d～3.5d,这时置换率为0.101～0.074,这一方式的采用,不仅能够使得桩数有所减少,而且还能够在很大程度上降低工程总费用.在进行施工的过程中应该注意使用震动沉桩机,并且对桩管的提升速度以及混凝土的灌注质量进行严格控制,素混凝土桩法一般并不需要进行排运泥浆,尽量控制施工桩数,能够在很大程度上减少工程总费用,素混凝土桩法比较适用于承载力较大而且环境要求比较高的工程.

2.4强夯法

强夯法指的是使用大型起重设备,将大重量以及一定外形结构规格的夯锤起吊到某一规定的高度后,使其进行自由下落,从而使得地基土能够收到较为强大的冲击能量,使其夯实,能够使得地基土产生较为强烈的振动以及很高的动应力,能够使得土体的强度能够在一定的范围内有所提高,进而使得其压缩性降低.强夯法拥有施工设备较为简单、使用土质的范围十分广、加固效果十分显著、施工工艺以及操作较为简单等加固特点,而且能够取得较高的地基承载力,一般的地基强度能够提高2～5倍,并行沉降量也很小,压缩性能够降低2～10倍,同时加固影响深度可以达到6～10m,使用强夯法加固过的地基土,土粒结合较为紧密,拥有比较高的结构强度,而且这一方法的工作效率很高,施工速度较快而且转换土回填以及桩基能够缩短一半的工期,能够在很大程度上节省加固原材料,施工费用也较低,因此能够减少资金的投入,其适用范围也十分的广泛,不仅可以在陆地上进行施工,还能够在水下进行施工,但是,其也有一定的缺陷,它的缺点时在施工时的振动以及噪音很大,因此,强夯法并不适用于人口较为密集的城市.2.5加固法

2.5.1高压旋喷法

高压旋喷法是一种利用喷射化学浆液以及土粒混合搅拌进行地基处理的一种方法,目前经常适用的是水泥浆液,为了防止浆液的流失,经常会加入氯化钙或者是三乙醇胺等速凝剂,这一方法还经常会应用于建筑物地基的补强.

2.5.2化学加固法

化学加固法一般通过压力灌注或者是搅拌混合等措施,从而使得化学溶液或者是胶结剂进入图层,使得土粒胶结,经常使用的浆液有以水玻璃为主的氯化钙配制成的水玻璃溶液；以重铬酸盐木质素浆等纸浆液为主的浆液；高标号硅酸盐水泥和速凝剂配制成的水泥浆液以及以丙烯酸氨为主的浆液等等,目前经常使用的便是水泥浆液.

2.5.3硅化加固法

硅化加固法是利用一定的压力,将浆液通过下端带孔的管子注入土中,使得土粒胶结起来,经常使用在渗透性较强的土层,而且其加固效果与土壤的渗透性、注浆压力以及所使用的化学溶液的浓度有很大的关系.对于一些渗透系数每分钟小雨10～6m的粘性土,进行压力注入的硅酸钠溶液依靠的是电渗作用,才能够进入土层的空隙,这一方法便称为电硅化法,这一方法的加固作用较快而且工期短,有时候还会应用到加固已经建成的工程.

3.高层建筑地基处理过程中容易出现的问题以及处理措施

高层建筑的地基基础的处理技术能够在很大程度上决定整个高层建筑的工程质量,尽管目前关于地基基础的处理技术已经较为成熟,但是仍旧无法避免的在地基基础的施工过程中存在着较多的问题,这些问题应该要引起相关技术人员以及施工人员的高度重视.

3.1对地基的基础保护不周

如果在进行地基处理施工的过程中,对地基的基础保护不周,例如在比较多雨的长江以南的地区,在施工中,就很容易使得地基进水,从而使得整个地基的质量都有所影响,因此,施工方应该针对当地的地质状况对地基的基础进行最大程度的保护.

3.2塌方

假如在地基基础处理的过程中出现了塌方的问题,则会使得整个地基土的稳定性受到很大程度的扰动,使得整个地基的承载力也会受到很大程度的影响,从而导致整个工程受损,使得周围建筑的安全性也有所影响,更甚者还会引起较大的安全事故,造成一定的人员伤亡,因此在施工过程中应该要求在施工前设计人员应该针对当地的地质结构以及地质质量进行考察,从而防止施工过程中塌方问题的产生.

3.3施工不善

在进行地基处理施工过程中,有很多的施工方对整个施工过程缺乏一定的管理,从而导致实际挖出来的基坑与施工之前所设计的有所偏差,这便使得整个地基的承载力有所下降,使得工程质量受到很大的影响,因此,应该注意在进行地基基础处理的过程中,稍有不慎便会使得地基基础的质量受到很大程度的影响,因此,施工方应该注意在整个施工过程中进行妥善的管理,并且在遇到问题时,应该进行科学的分析,从而找过有效的解决办法,并且及时进行实施,É

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4.结束语

随着我国经济的高速发展,高层建筑的数量也越来越多,而高层建筑的施工质量也受到了人们的广泛关注,而高层建筑的地基基础施工质量能够在很大程度上影响高层建筑的整个工程质量,因此,应该给予高度的重视,在进行高层建筑地基处理的施工过程中,施工人员应该对地基处理的技术进行熟练的掌握,施工单位也应该要制定相关的施工质量标准,同时对施工部门应该加强培训和管理,通过技术人员以及施工人员的共同努力,使得高层建筑的稳定性和安全性有所保障.

【参考文献】

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[2]孙健,吴迪.浅谈民用建筑地基基础和桩基础土建施工技术.科技资讯,2011.

[3]姜规模.湿陷性黄土地区高层建筑地基处理方法探讨.中国勘察设计,2009（02）.