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淺談工業(yè)廠房地基基礎(chǔ)施工技術(shù)

2010-10-12 16:56  來源于網(wǎng)絡(luò)  【  【打印】【我要糾錯】

  1地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)土建定義

  地基是指建筑物荷載作用下基底下方產(chǎn)生的變形不可忽略的那部分地層,而基礎(chǔ)則是指將建筑物荷載傳遞給地基的下部結(jié)構(gòu)。作為支承建筑物荷載的地基,必須能防止強度破壞和失穩(wěn),同時,必須控制基礎(chǔ)的沉降不超過地基的變形允許值。在滿足上述要求的前提下,盡量采用相對埋深不大,只須普通的施工程序就可建造起來的基礎(chǔ)類型,即稱天然地基上的淺基礎(chǔ);地基不能滿足上述條件,則應(yīng)進行地基加固處理,在處理后的地基上建造的基礎(chǔ),稱入土地基上的淺基礎(chǔ)。當上述地基基礎(chǔ)形式均不能滿足要求時,則應(yīng)考慮借助特殊的施工手段相對埋深大的基礎(chǔ)形式,即深基礎(chǔ)(常用樁基),以求把荷載更多地傳到深部的堅實土層中去。

  2加固技術(shù)方法

  改革開放以來,建筑業(yè)迅速發(fā)展,建筑工程質(zhì)量逐年提高,但工程質(zhì)量事故還時有發(fā)生,造成了許多不應(yīng)有的損失。這是由于各地區(qū)的工程地質(zhì)條件不同,土層分布、土的物理力學(xué)性質(zhì)不同,既使同一建筑場地,往往土質(zhì)也不均勻,在進行工程勘察、工程設(shè)計與施工中,如果對地基條件掌握不全,處理不當,就可能導(dǎo)致事故的發(fā)生,這些都會給國家和人民造成不應(yīng)有的損失。因此,準確分析事故,合理地處理事故,是當前建筑業(yè)亟待解決的一個大問題。目前對已建建筑物的加固處理的方法有許多種,但常用的有以下兩種:

  2.1灌漿加固:用鉆機在基礎(chǔ)上成孔至要加固的土層,然后用高壓灌漿設(shè)備將配制好的水泥化學(xué)漿液灌入地層,通過劈裂、擠壓作用,使土層與漿液產(chǎn)生物理化學(xué)反應(yīng)而膠結(jié),從而達到改善土體結(jié)構(gòu)和性能的目的,提高土體的強度。

  2.2靜力壓樁加固:利用建筑物的承重柱重力作為反力,通過一套液(油)壓設(shè)備,把預(yù)制樁分節(jié)壓入土中,上下節(jié)樁接駁用預(yù)埋角鐵焊接。壓樁由液壓控制,當壓力達設(shè)計荷載并基本滿足計劃樁長要求時則終樁,終樁時的單樁承載力可直接從壓樁設(shè)備的儀表中反映出來。終樁后將壓入樁的樁頭鋼筋與原基礎(chǔ)鋼筋焊接,并澆注砼承臺與基礎(chǔ)連為一體,從而將上部結(jié)構(gòu)的荷載通過樁直接傳遞到堅硬土層。

  毫無疑問,已建建筑物出現(xiàn)不均勻沉降,無論是采取灌漿加固還是靜力壓樁加固,都會給工程造成一定的損失,此時應(yīng)考慮的是如何將損失降到最低限度。

  3沉降原因分析

  3.1地質(zhì)因素:據(jù)鉆探揭露,廠房建造在一條山坡沖溝的邊麓地段,地下水豐富,水位埋深約0.30m,淤泥(含腐木)等軟土的分布極不均勻,層厚由西向東遞增,這是造成廠房不均勻沉降的客觀因素。

  3.2結(jié)構(gòu)因素:同一棟廠房,采用了兩種不同的基礎(chǔ)型式,地質(zhì)條件較好的西段,采用人工挖孔樁基礎(chǔ),樁端支承在堅硬狀的殘積土層里,而地質(zhì)條件極差的東段,則采用了條形基礎(chǔ)下的砂墊層,墊層厚僅1.0m,未作壓密處理。根據(jù)推算,采用樁基礎(chǔ)的最終下沉量僅為1.4mm(設(shè)樁長10m,進入堅硬狀土層),而采用條形基礎(chǔ)下砂墊層處理的基礎(chǔ)經(jīng)推算仍有200mm的沉降量,條形基礎(chǔ)的剛度起不到變形(沉降)調(diào)節(jié)作用,因此導(dǎo)致廠房的不均勻沉降,影響到廠房的安全使用,所以必須盡快處理。

  4工業(yè)廠房常見的兩種樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)

  樁基礎(chǔ)是一種既古老又現(xiàn)代的高層建筑物和重要建筑物工程中被廣泛采用的基礎(chǔ)形式。樁基礎(chǔ)的作用是將上部結(jié)構(gòu)較大的荷載通過樁穿過軟弱土層傳送到較深的堅硬土層上,以解決淺基礎(chǔ)承載力不足和變形較大的地基問題。樁基礎(chǔ)具有承載力高,沉降量小而均勻,沉降速率緩慢等特點。它能承受垂直荷載、水平荷載、上拔力以及機器的振動或動力作用,已廣泛用于工業(yè)廠房、橋梁、水利等工程中。

  4.1靜力壓樁施工技術(shù)打樁機打樁施工噪聲大,特別是當工業(yè)廠房建在離居民點不遠處,打樁會影響居民休息,為了減少噪聲,可采用靜力壓樁。靜力壓樁是在軟弱土層中,利用靜壓力將預(yù)制樁逐節(jié)壓入土中的一種沉樁法。這種方法節(jié)約鋼筋和混凝土,降低工程造價,而且施工時無噪聲、無振動、無污染,對周圍環(huán)境的干擾小,適用于軟土地區(qū)、居民點附近或建筑物密集處的工業(yè)廠房樁基礎(chǔ)工程,以及精密工廠的擴建工程。

  靜力壓樁在一般情況下是分段預(yù)制、分段壓入、逐段接長。每節(jié)樁長度取決于樁架高度,通常6m左右。接樁方法可采用焊接法、硫磺膠泥錨接法等。

  4.2振動沉樁施工振動沉樁是利用固定在樁頂部的振動器所產(chǎn)生的激振力,通過樁身使土顆粒受迫振動,使其改變排列組織,產(chǎn)生收縮和位移,這樣樁表面與土層間的摩擦力就減少,樁在自重和振動力共同作用下沉入土中。

  振動沉樁設(shè)備簡單,不需要其他輔助設(shè)備,重量輕、體積小、搬運方便、費用低、工效高,適用于在粘土、松散砂土及黃土和軟土中沉樁,更適合于打鋼板樁,同時借助起重設(shè)備可以損樁。打樁開始時,應(yīng)先采用小的落距(0.5-0.8m)作輕的錘擊,使樁正常沉入土中約1-2m后,經(jīng)檢查樁尖不發(fā)生偏移,再逐漸增大落距至規(guī)定高度,繼續(xù)錘擊,直至把樁訂到設(shè)計要求的深度。打樁宜采用“重錘低擊”。

  目前較普遍的觀點認為,壓力灌漿加固法是一種投資相對較少,快速而又有效的方法;而靜壓樁加固法則被認為是投資大且工期長,但卻很可靠的一種地基基礎(chǔ)加固方法。但對于本工程的條形基礎(chǔ),由于其寬度有限,條基上承受上部荷載的作用,對土層產(chǎn)生附加應(yīng)力,而條基外的土層仍為天然土層,不受外加荷載的作用,為小應(yīng)力區(qū)。灌漿時,在高壓的驅(qū)動下,漿液將沿應(yīng)力薄弱區(qū)(帶)進行劈裂擴散,因此,在本工程的條基下進行注漿,漿液將對條基下的土體改善作用受到限制,漿液將會跑漏到條基外的軟弱土層中。加固后的地基,雖然獲得部分改善,但其受力壓縮層仍然是條基下的砂墊層和軟土層,地基的沉降不能完全得到控制,變形仍會繼續(xù)發(fā)展,效果不會很明顯。而靜力壓樁加固法是將樁壓至地基中的硬塑狀態(tài)的砂質(zhì)粘性土層中,上部結(jié)構(gòu)的荷載通過樁直接轉(zhuǎn)移到深部,由堅硬狀態(tài)的土層承受,這樣條基下的砂墊層和軟土層地基處于釋荷狀態(tài),而樁的受力和傳力直接,壓樁時單樁承載力值可直接從壓樁機的儀表中反映,地基變形最終可以得到控制,故處理效果明顯。因此,遇到實際問題時應(yīng)該具體問題具體分析,在采取加固措施前應(yīng)從技術(shù)可行、質(zhì)量可靠、安全穩(wěn)妥、經(jīng)濟合理四個方面作綜合分析,選出最優(yōu)方案,否則將會使問題越來越復(fù)雜,造成的損失也會越大。

  地基基礎(chǔ)與樁基礎(chǔ)土建施工技術(shù)對于工業(yè)廠房土建施工具有極為重要的作用,因此很有必要對其進行探討,這是一個很漫長而艱巨的任務(wù),同時也是一個研究的新趨勢,具有較大的社會意義。

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