摘 要:隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,城市用地越來(lái)越緊張,由于城市土地本身的稀缺性導(dǎo)致地價(jià)飛漲,因此高層建筑已成為城市建筑發(fā)展的趨勢(shì)。高層建筑具有層數(shù)高、形體大、基礎(chǔ)埋置深、落地面積小等特點(diǎn)。而且高層建筑結(jié)構(gòu)要抵抗豎向和水平荷載,對(duì)抗震設(shè)防烈度等級(jí)設(shè)計(jì)要求也非常高,因此探討高層建筑的地基處理和基礎(chǔ)選型具有重要意義。
關(guān)鍵詞:高層建筑;地基處理;基礎(chǔ)選型
目前,我國(guó)的地基處理和基礎(chǔ)施工技術(shù)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步,部分領(lǐng)域已接近或達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平,能夠帶動(dòng)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展。隨著城市規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大,功能進(jìn)一步豐富,土地利用率必須得到提高,建筑工程項(xiàng)目也會(huì)向地基更加復(fù)雜的地區(qū)轉(zhuǎn)移,對(duì)地基處理技術(shù)提出了更高的要求。那么如何做好地基基礎(chǔ)的施工,關(guān)鍵要結(jié)合高層建筑結(jié)構(gòu)特點(diǎn),開(kāi)發(fā)應(yīng)用合適的基礎(chǔ)類(lèi)型,這樣高層建筑的后期使用才會(huì)有所保障。
1 地基處理的方法
常用的地基處理方法有:換填墊層法、強(qiáng)夯法、砂石樁法、高壓噴射注漿法、預(yù)壓法、夯實(shí)水泥土樁法、水泥粉煤灰碎石樁法、石灰樁法、灰土擠密樁法和土擠密樁法、柱錘沖擴(kuò)樁法、單液硅化法和堿液法等。
換填墊層法適用于淺層軟弱地基及不均勻沉降地基的處理,包括淤泥、淤泥土質(zhì)、濕陷性黃土、雜填土地基及暗塘、暗溝等淺層處理。
強(qiáng)夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與黏性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。對(duì)高飽和度的粉土與黏性土等地基,當(dāng)采用在夯坑內(nèi)回填塊石、碎石或其他粗顆粒材料進(jìn)行強(qiáng)夯置換時(shí),應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性。
砂石樁法適用于緊密松散沙土、粉塵、粘性土、素填土、雜填土地基。對(duì)飽和粘土地基上對(duì)變形控制要求不嚴(yán)的工程也可采用砂石樁置換。砂石樁也可以處理可液化地基。
高壓噴射注漿法適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、流塑、軟塑或可塑黏性土、粉土、黃土、砂土、素填土和碎石土等地基。當(dāng)土中含有較多的大粒徑塊石、大量植物根莖或有過(guò)多的有機(jī)質(zhì)時(shí),以及地下水流速過(guò)大和已涌水的工程,應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果確定其適用程度。
預(yù)壓法的預(yù)壓方法有堆載預(yù)壓和真空預(yù)壓兩種,適用于淤泥質(zhì)粘土、淤泥與人工沖填土等軟弱地基。
夯實(shí)水泥土樁法適不僅適用于地下水位以上淤泥質(zhì)土、素填土、粉土、粉質(zhì)粘土等地基加固,對(duì)地下水位以下情況,在進(jìn)行降水處理后,采取夯實(shí)水泥土樁進(jìn)行地基加固,也是行之有效的一種方法。
水泥粉煤灰碎石樁(CFG樁)法適用范圍很廣。在砂土、粉土、粘土、淤泥質(zhì)土、雜填土等地基均有大量成功的實(shí)例。
石灰樁法適用于處理飽和粘性土、淤泥、淤泥質(zhì)土、雜填土和素填土等地基。用于地下水位以上的土層時(shí),可采取減少生石灰用量和增加摻合料含水量的辦法提高樁身強(qiáng)度。該法不適用于地下水下的砂類(lèi)土。
灰土擠密樁法和土擠密樁法適用于處理地下水位以上的濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基,可處理的深度為5~15m。但當(dāng)?shù)鼗恋暮看笥?4%、飽和度大于65%時(shí),不宜采用土擠密法。
柱錘沖擴(kuò)樁法適用于處理雜填土、粉土、粘性土、素填土和黃土等地基,對(duì)地下水位以下的飽和松軟土層,應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性。地基處理深度不宜超過(guò)6m。
單液硅化法和堿液法適用于處理地下水位以上滲透系數(shù)為0.10~2.00m/d的濕陷性黃土等地基。在自重濕陷性黃土場(chǎng)地,當(dāng)采用堿液法時(shí),應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定其適用性。
在確定地基處理方案時(shí),宜選取多種方法進(jìn)行比選。對(duì)復(fù)合地基而言,方案選擇是針對(duì)不同土性、設(shè)計(jì)要求的承載力提高幅質(zhì)、選取適宜的成樁工藝和增強(qiáng)體材料。
2 高層建筑基礎(chǔ)的選型及特點(diǎn)
高層建筑的上層結(jié)構(gòu)載荷很大,基礎(chǔ)底面壓力也很大,應(yīng)采用整體性好、能滿足地基的承載力和建筑物容許變形要求并能調(diào)節(jié)不均勻沉降的基礎(chǔ)形式。根據(jù)上部結(jié)構(gòu)類(lèi)型、層數(shù)、載荷及地基承載力,可以用單獨(dú)柱基、交叉梁基礎(chǔ)、筏型基礎(chǔ)或箱型基礎(chǔ);當(dāng)?shù)鼗休d力或變形不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí),可以采用樁基或復(fù)合地基。
2.1 筏型基礎(chǔ)
筏型基礎(chǔ)也稱(chēng)為板式基礎(chǔ),多用在上部結(jié)構(gòu)荷載較大、地基承載力較低的情況。一般有兩種做法:倒肋形樓蓋式和倒無(wú)梁樓蓋式。倒肋形樓蓋的筏基,板的折算厚度較小,用料較省,剛度較好,但施工比較麻煩,模板較費(fèi)。如果采用板底架梁的方案有利于地下室空間的利用,但地基開(kāi)鑿施工麻煩,而且破壞了地基的連續(xù)性,擾動(dòng)了地基土,會(huì)降低地基承載力;采用倒無(wú)梁樓蓋式的筏基,板厚較大,用料較多,剛度也較差,但施工較為方便,且有利于地下空間的利用。采用此種形式的筏板,應(yīng)在柱下板底或板面加墩,板底加墩有利于地下空間的利用,板面加墩則施工較為方便。因此選擇施工方案的時(shí)候應(yīng)考慮綜合因素。
2.2 箱型基礎(chǔ)
箱型基礎(chǔ)是由底板、頂板、外圍擋土墻以及一定的內(nèi)隔墻組成的單層或多層混凝土結(jié)構(gòu)。箱型基礎(chǔ)剛度大、整體性好、傳力均勻;能適應(yīng)局部不均勻沉降較大的地基,有效地調(diào)整基地反力。由于地基面積較大,且埋置深度也較大,挖去了大量土方,卸除了原有的地基自重應(yīng)力,地基承載力有所提高,建筑物沉降減小。由于埋深較大,箱型基礎(chǔ)外壁與土的摩擦力增大,增大了基礎(chǔ)周?chē)馏w對(duì)結(jié)構(gòu)的阻尼,有利于抗震。但是箱形基礎(chǔ)的內(nèi)隔墻較多,支模等施工時(shí)間較費(fèi),工期較長(zhǎng);在使用上也受到隔墻太多的限制。
2.3 樁箱和樁筏基礎(chǔ)
在淺層地基承載力比較軟弱,而堅(jiān)實(shí)土層距離地面又較深的時(shí)候,采用其他類(lèi)型的基礎(chǔ)就不能滿足承載力或變形控制的要求。這是應(yīng)當(dāng)考慮采用樁基礎(chǔ)。樁的類(lèi)型應(yīng)根據(jù)工程地質(zhì)資料、結(jié)構(gòu)類(lèi)型、荷載性質(zhì)、施工條件以及經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等因素確定。
樁按受力性能來(lái)區(qū)分,有摩擦樁和支承樁兩種;按施工方法區(qū)分,有預(yù)制樁和灌注樁兩種。在樁基平臺(tái)面積確定的情況下,不同樁徑、不同的樁基持力層會(huì)有不同的單樁承載力,樁的平面隨之也可以確定。當(dāng)箱形或筏形基礎(chǔ)下樁的數(shù)量較少時(shí),樁基布置在墻下、梁板式筏形基礎(chǔ)的梁下或平板式筏形基礎(chǔ)的柱下。樁距應(yīng)盡可能的大,在充分發(fā)揮單樁承載力的同時(shí),還能發(fā)揮承臺(tái)土反力作用,以取得最佳效果。
3 結(jié)語(yǔ)
要建成一矗成功的高層建筑,首先要打好基礎(chǔ),地基基礎(chǔ)工程是建筑工程的根基,其施工質(zhì)量的好壞關(guān)系到整個(gè)建筑工程項(xiàng)目成功與否。所以,做好地基處理并且選擇項(xiàng)目最為合適的基礎(chǔ)類(lèi)型,是高層建筑后續(xù)工作穩(wěn)定順利進(jìn)行的保證,也為工程項(xiàng)目投入使用后的使用安全提供了保障。
作者簡(jiǎn)介:何明陽(yáng)(1993.10- ),男,漢族,江蘇泰興人,本科在讀,土木工程(建筑工程)專(zhuān)業(yè)。