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摘要:随着我国城市化水平的不断提升,居民住房需求越来越大。特别是在经济发达地区,住房难的问题更加普遍。近年来,随着国家规划要求和地区发展方向的调整,越来越多的新兴住房由多层建筑转变为高层建筑。高层建筑占地面积小,设施更加齐全,能够满足更多客户需求,同时也更加经济实惠。然而,受成本制约,很多房地产开发企业为了谋求经济利益,对房屋质量关心不够,高层建筑建设质量问题层出不穷。在这些问题中,地基处理既是基础也是难题。本论文首先介绍目前高层建筑的地基处理的基本状况,分析高层建筑主要结构和对地基的要求,进而分析目前施工中存在的主要问题,针对存在问题提出解决和改善的方法。
关键词:高层建筑;地基处理;结构优化
一、高层建筑地基处理背景介绍
1.高层建筑地基处理概况
随着高层建筑在我国工程施工中比重的不断上升,作为基础的地基处理逐渐受到业内人士重视,并称为高层建筑结构体系的一个重要组成部分。高层建筑地基是决定地上建筑载荷,保证建筑质量的基础,必须在综合考虑房地产企业开发状况、地上建筑结构、施工条件等基础上选择合适的方式。无论是在设计阶段还是在具体的施工作业中,一旦处理不当轻则导致对地上建筑和周边环境的损坏,重则会导致建筑物坍塌,造成重大的安全事故。因此,我们应该关注高层建筑施工,从地基处理出发,根据高层建筑结构特点,结合目前主要的地基处理方法,进行综合比较和分析,为实际作业和施工奠定基础。
2.高层建筑地基处理常见方法介绍
在目前的建筑施工工作中,高层建筑地基处理主要包括前期现场勘测、地基与基础设计、地基处理三个主要的部分。现场勘测必须要实事求是,真实反映施工地段的地质、水文条件等,为后续设计的科学性奠定基础。地基设计则是综合考虑房地产开发状况和技术水平条件下对未来工作的具体化分解。而地基处理则是最为关键也是最容易出现问题的阶段。总结目前地基处理的基本方法主要有:
(1)针对淤泥及相关质地土壤,利用其上覆较好图层作为持力层,如果上覆土层较薄,应该采取避免施工时对淤泥及相关图纸扰动的措施。
(2)冲填土、建筑垃圾和性能稳定的工业废料,当均匀性和密实度较好时,可利用其作为持力层。
(3)对于含有较多有机质的生活垃圾和工业废料等杂填土,未经处理不应作为持力层。存在局部软土层以及暗塘、暗沟等应该采用基础梁、换土、桩基及其他方法处理。在选择方法时,主要考虑地基条件、水文条件、高层建筑对地基要求、建筑结构类型、基础型式和施工条件等。
针对不同质地土壤条件,进行合理设计和施工是保障地基处理成效的关键。在目前的地基处理施工工作中,主要有毛石混凝土基础、预制钢筋混凝土方桩基础、振动沉管灌注桩基础等。在高层建筑的结构体系中,又被分解为框架结构体系、剪力墙结构体系和框架-剪力墙结构体系三个主要部分,为了保证整体结构的安全性和稳定性,就必须根据土壤条件选择合理的基础形式,开展施工。
二、高层建筑地基处理的重难点分析
虽然,高层建筑地基处理技术提升面临很多难题,但是只要从地基处理的几个主要方面出发,抓住各个环节的主要矛盾和问题,就能够防范于未然,为生活条件的改善和提升奠定基础。
1.地基基础设计存在问题对施工处理的影响
在对施工地段基本自然条件和社会条件进行勘察了解后,施工单位需要对地基基础进行设计。但是设计工作较为复杂,而且影响深远,一旦出现问题就会造成后续地基处理不当。总的来说,该方面问题的影响主要集中在五个方面:
(1)基础设计对于高层建筑物沉降引起的附加应力的忽视。高层建筑整个地下室地板与住下独立基础在上部建筑结构载荷做赢下,会发生一定的沉降和变形,如果在地基处理时没有考虑到因此产生的附加应力,那么地基基础就会不安全,可能导致地下室地板承载力不足引发断裂。尤其对于层数较高的高层建筑,在天然地基状况下,沉降的影响会更加显著,加之受自然条件如降水等的影响,沉降引起的附加应力会更加严重,容易引发地基塌陷。
(2)基地施工方法选择不当造成的影响。高层建筑一般在底部设置地下室,在结构上会趋于简洁,以便提高放水效果,尤其对于柱下承台的形式会更加明显。在设计时应该考虑较为合理的处理方法,例如可以选择反承台法,统一地下室底板和承台的下皮标高相同,承台需要加厚部分向上作,然后地下室内部作滤水层和覆土等地面做法。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆这些合理方法的选择能够有效改善施工效果。
(3)地下室底板和外墙配筋计算偏差影响。在实际高层建筑施工中,受基础设计和实际施工差异的影响,地下室底板和外墙配筋计算结果可能存在偏差。最好的办法是除了垂直于外墙方向有钢筋砼内墙相连的外墙板块或外墙扶壁柱截面尺寸较大之外墙板块按双向板计算配筋外,其余的按蜀相单向板计算为宜。
(4)天然地基锥体设计不当引发的问题。现场施工,锥体斜面坡度大,普通施工可能很难达到设计要求,锥体部分砼难以振捣密实,造成后续的塌陷问题等。
(5)最后,设计过程其他问题引发的处理矛盾。例如在柱下独立基础之间拉梁,如果同时又是首层围护墙的承重梁时,设计应该更加全面,考虑上皮以上土扩散角内的土重,如果考虑不足就可能引发处理难题。
2.高层建筑地基施工处理中的重难点分析
在高层建筑实际施工中,地基处理主要体现在塌方、缺乏保护和施工事故多发三个主要的方面。
首先,地基塌方是最为常见的问题。高层建筑地基土层收到扰动,会出现塌方,进而对地上整体结构的承载力造成影响,后果严重。特别是在土层结构复杂的施工地段,如果施工方法没有充分考虑工程特点来确定地基基坑的边坡开挖坡度和支护方法,就会引发振动变形,造成塌方。此外在土方开挖过程中施工不当,或是地基基础缺乏必要的支护都会引发该类问题的出现。
其次,高层建筑地基未加保护。一般来说,地基开挖后,需要进行必要的保护。特别是在气候条件恶劣的地区,必须要根据当地自然条件,做好排水、排涝以及泥土松散等的防护工作。如果地基基坑积水严重,就可能会造成对于地基表层土壤和内部的侵蚀,严重的同样会造成地基的塌陷和局部断裂。
最后,受施工条件和技术影响,地基施工中会发生很多的问题。桩基受自然环境以及施工方法等的影响,会出现一些诸如桩成孔后阻塞、松土、塌方等现象,加之施工单位为降低成本,桩孔嵌入持力层深度不够、岩石强度低、桩孔垂直度太低等没有达到技术要求,都可能会引发质量事故,如果处理不当,后果将不堪设想。
三、高层建筑地基处理工作的改善与提升
综上所述,虽然高层建筑地基处理工作面临各种各样的难题,但是我们应该从现场勘查设计、施工工作细化和施工手段提升等方面进行积极改善和提升。
首先,加大地基全面勘察,优化施工方案。施工环境对于地基影响是较大的,针对勘察工作中存在的问题,设计部门应该开展全面的勘察,详细了解高层建筑结构类型、载荷性质等特征,并结合施工地段的自然条件特别是土壤条件进行汇总分析。同时在设计时,要根据掌握的基础信息,进行现场施工规划和布局,从高层建筑基础选型到上部建筑结构形式选择、施工技术要点分析等进行详细规划,并记录下来,科学合理的设计是保障后续施工效果的基础。
其次,加强施工过程控制与管理。地基处理重在具体施工过程,根据规划设计内容,选择合适的方法和技术开展施工是确保施工质量的关键。目前,高层建筑一般采用桩基的方式,分为预制桩和灌注桩两大类。在技术层面上,将规划内容落实到具体的指标参数,例如钻孔、挖孔口径等都有具体可控的参数,按照标准开展施工,一旦发现施工过程出现了问题,就能够及时进行改善。同时,在施工方法的选择上,要结合地质条件,进行工艺优化,合理安排施工工作保证不同工序间的衔接,从施工具体环节进行风险的控制。高效的过程管理,严格地技术控制是确保地基处理成效的重中之重。
第三,技术创新与改革。现阶段的高层建筑会遇到不同类型的地基形式,需要不断提高处理的技术。随着复合型地基的形成,我们应该从地基处理方法的创新出发,通过对被加固土体填充相应的材料,改变土体结构,增强基础和周围地基土共同承载载荷,提高基础的稳固性。现阶段,为了提高复合地基的质量,可以选择使用振冲法、砂石桩法、土和灰土挤密装法等进行改善,结合填充材料的合理应用,提高填充物的物理性能,使基础凝聚力更强,承载力更大。
最后,强化地基处理重要性的认识。高层建筑地基施工是整个工程的基础,无论是在短期还是长远,地基施工不当会造成巨大的隐患。在综合各方面因素考量基础上,施工单位和工作人员应该要重视地基施工的质量问题,从自身专业出发,通过方法的改善和技术的革新不断为地基处理工作服务。
四、结束语
总之,随着高层建筑规模的不断增大,在地基处理时,应该要综合考虑各方面的因素,结合设计方案合理选择施工方法,有序施工,提高基础施工的技术水平,才能够保障地基的稳固,保障结构的安全与稳定,从而确保建筑工程质量,降低经济成本。
参考文献:
[1]高层建筑多重地基处理方法的经济分析比较,吴根才,山西建筑。
[2]高层建筑结构地基基础设计,王幼青,哈尔滨工业大学出版社。
论文作者:袁明亮
论文发表刊物:《基层建设》2015年17期供稿
论文发表时间:2015/12/3
标签:地基论文; 高层建筑论文; 基础论文; 方法论文; 条件论文; 建筑结构论文; 是在论文; 《基层建设》2015年17期供稿论文;