二级建造师建筑工程中地基基础施工的加固方法

二级建造师建筑工程中地基基础施工的加固方法一、地基基础加固的技术要求与适用范围地基基础加固是建筑工程中确保结构安全稳定的关键环节，其技术选择直接关系到建筑物的使用寿命和安全性能。根据《建筑地基处理技术规范》JGJ79的相关规定，地基加固方法的选择应综合考虑地基土类型、加固深度、上部结构荷载特征以及施工环境条件等因素。在实际工程中，软土地基、湿陷性黄土、杂填土等不良地质条件普遍存在于我国沿海、沿江及内陆部分地区，这些地基土承载力低、压缩性高，若不进行有效加固处理，将导致建筑物沉降过大、不均匀沉降甚至结构开裂等严重后果。地基加固的适用范围划分主要依据加固深度和土层特性。对于浅层软弱地基（处理深度不超过5米），通常采用换填垫层法、压实法等经济简便的方法；对于中层地基（处理深度5至15米），可选用强夯法、砂石桩法、水泥土搅拌法等技术；对于深层地基（处理深度超过15米），则需采用高压喷射注浆法、水泥粉煤灰碎石桩法等工艺。在二级建造师执业实践中，准确判断地基条件并合理选择加固方案是技术管理的核心能力之一。例如，在住宅小区多层建筑项目中，当持力层为承载力特征值低于80kPa的淤泥质土时，必须采用地基加固措施，此时设计单位通常会根据建筑物层数和荷载大小，选择水泥搅拌桩或CFG桩进行复合地基处理。从技术经济性角度分析，不同加固方法的成本差异显著。换填垫层法造价相对较低，但土方开挖和运输量较大，适用于处理面积较小、深度较浅的项目；强夯法施工速度快、造价适中，但对周边环境振动影响较大，适用于空旷场地；水泥搅拌法和高压喷射注浆法成本较高，但加固效果可靠，适用于对沉降控制要求严格的工程。二级建造师在编制施工组织设计时，需要综合比较各种方案的技术可行性、经济合理性和施工可操作性，最终确定最优加固方案。同时，还应充分考虑施工期间对周边建筑物、地下管线的影响，必要时应组织专家论证，确保加固方案的科学性和安全性。二、常用地基加固方法的施工工艺详解换填垫层法是最传统的地基浅层处理方法，其施工工艺流程包括基坑开挖、原土检验、分层填筑和压实四个主要环节。基坑开挖时应预留200至300毫米的保护层，避免扰动基底原状土。填筑材料通常采用级配良好的砂石、碎石或灰土，其中砂石垫层的最大粒径不宜大于50毫米，含泥量不得超过5%。分层填筑厚度应控制在200至300毫米，采用12吨以上的振动压路机进行碾压，压实系数需达到0.97以上。施工过程中，每层压实后必须进行压实度检测，可采用环刀法或灌砂法取样试验，合格后方可进行上一层施工。对于地下水位较高的场地，应设置有效的降排水措施，防止填料受水浸泡影响压实效果。强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度粉土和湿陷性黄土等地基，其加固机理是通过重锤自由下落产生的巨大冲击能，使地基土密实并提高承载力。施工前必须进行现场试夯，确定最佳夯击能、夯点间距和夯击次数等参数。通常采用的夯锤质量为10至40吨，落距10至25米，单击夯击能不低于1000千焦。夯点布置采用正方形或梅花形网格，间距为锤径的1.5至2.5倍。施工顺序应遵循先深后浅的原则，主夯点完成后再进行满夯拍平。每遍夯击后，需用推土机整平场地并测量夯沉量，当最后两击的平均夯沉量小于50毫米时，可判定该点夯击完成。强夯施工期间，应在场地周边设置监测点，实时观测地面振动和隆起情况，确保对邻近建筑物的影响控制在安全范围内。水泥土搅拌法分为深层搅拌法和粉喷桩法两种，主要用于处理淤泥、淤泥质土和含水量较高的黏性土。施工设备采用特制的搅拌桩机，通过搅拌头将水泥浆或水泥粉与地基土强制拌合，形成具有一定强度的水泥土桩体。水泥掺量通常为土重的12%至20%，水灰比控制在0.45至0.55之间。施工工艺流程包括桩机就位、钻进搅拌、喷浆搅拌提升、重复搅拌下沉和再次提升五个步骤。钻进速度控制在0.5至1.0米每分钟，喷浆搅拌提升速度为0.3至0.8米每分钟，确保水泥浆与土体充分拌合。桩径一般为500至600毫米，桩间距根据复合地基承载力要求确定，通常为桩径的3至5倍。施工过程中，必须严格控制水泥浆流量和搅拌深度，采用流量计和深度记录仪进行实时监控，确保每米桩长的水泥用量符合设计要求。高压喷射注浆法适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑或软塑黏性土以及地下水位以下的松散砂层，其原理是利用高压泵将水泥浆液通过特殊喷嘴以20至40兆帕的压力喷射出来，冲击破坏土体结构，同时浆液与土粒混合凝结成固结体。施工方法分为单管法、双管法和三管法，其中三管法喷射压力最高，成桩直径可达1.2至2.0米。施工前需进行成桩试验，确定喷射压力、提升速度、旋转速度和浆液流量等参数。通常喷射压力为20至30兆帕，提升速度控制在0.1至0.25米每分钟，旋转速度为10至20转每分钟。注浆材料采用32.5级普通硅酸盐水泥，水泥浆液水灰比为1:1至1.5:1。施工时，先钻孔至设计深度，然后自下而上进行旋转喷射注浆，注浆管分段提升，搭接长度不小于100毫米。施工过程中，应记录每根桩的注浆量、喷射压力和提升速度，发现异常及时处理。水泥粉煤灰碎石桩法简称CFG桩，是在碎石桩基础上掺入水泥和粉煤灰形成的具有一定黏结强度的桩体，与桩间土共同组成复合地基。该方法适用于处理黏性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。施工采用长螺旋钻机成孔，钻孔至设计深度后，通过钻杆中心管泵送CFG桩混合料。混合料配比为水泥:粉煤灰:碎石:石屑:砂=1:2:3:2:2，坍落度控制在160至200毫米。桩径通常为400至600毫米，桩间距为桩径的3至6倍。施工时，钻机就位后垂直度偏差不得超过1%，钻孔至设计标高后开始泵送混合料，边泵送边提升钻杆，提升速度控制在2至3米每分钟，确保桩体连续密实。桩顶超灌高度不小于500毫米，以保证桩头质量。施工完成后，桩顶铺设200至300毫米厚的碎石褥垫层，并采用静力压实，褥垫层厚度应均匀，压实度不低于0.95。三、加固施工的质量控制关键环节原材料质量控制是地基加固工程的首要环节。水泥应采用强度等级不低于32.5级的普通硅酸盐水泥，进场时必须查验出厂合格证和复试报告，安定性和强度指标必须符合标准要求。砂石材料应进行级配分析和含泥量检测，碎石的最大粒径、针片状颗粒含量和压碎指标均需满足设计要求。对于化学注浆材料，应检查其化学成分、黏度和凝结时间等技术参数。所有原材料应按规格、批次分类堆放，设置明显标识，防止混用错用。在施工现场，应建立材料进场验收台账，记录材料名称、规格、数量、生产厂家和进场日期，并按规定进行见证取样送检，确保使用合格材料。施工过程质量控制重点在于工艺参数的准确执行和关键工序的监督检查。对于桩基加固工程，桩位放样偏差不得超过20毫米，桩身垂直度偏差不大于1%。施工过程中，应安排专职质检员进行旁站监督，实时记录钻进深度、喷浆量、提升速度等施工参数。每根桩施工完成后，必须立即检查桩头质量，观察浆液或混合料的密实程度。对于注浆类工程，应采用压力表和流量计双重控制，确保注浆压力和注浆量达到设计要求。在群桩施工中，应合理安排施工顺序，避免相邻桩施工相互干扰，通常采用跳打方式，待相邻桩体达到一定强度后再进行后续施工。施工期间，还应进行全过程影像记录，特别是关键工序和隐蔽工程，为质量验收提供依据。质量检验与验收是评价加固效果的最终环节。地基加固工程的质量检验包括过程检验和结果检验两部分。过程检验主要检查施工记录、材料试验报告和隐蔽工程验收资料。结果检验则通过现场检测手段验证加固效果，常用的检测方法包括载荷试验、标准贯入试验、静力触探和钻芯取样等。对于复合地基，必须进行单桩或多桩复合地基载荷试验，检验其承载力特征值是否满足设计要求，试验数量不少于总桩数的0.5%且不少于3点。桩身完整性检测可采用低应变法或钻芯法，检测数量不少于总桩数的10%。对于注浆加固地基，可通过标准贯入试验或静力触探检验加固后土层的密实度和强度指标。所有检测工作应由具备相应资质的第三方检测机构实施，出具正式检测报告。验收时，应核查设计文件、施工记录、材料合格证、检测报告等全套技术资料，确认符合要求后方可签署验收意见。四、施工常见问题分析与处理对策加固效果不达标是地基加固工程中最严重的问题，主要表现为承载力不足、沉降过大或不均匀沉降。造成这一问题的原因复杂多样，可能是地质勘察不准确，未能查明暗浜、古井等不良地质体；也可能是设计方案不合理，加固深度不足或桩间距过大；还可能是施工质量控制不严，水泥用量不足或桩体不连续。处理此类问题时，首先应补充地质勘察，采用钻探、物探等手段查明地基土的实际状况。然后组织设计、施工、监理等单位进行原因分析，必要时邀请专家论证。处理措施包括补桩加固、增加锚杆静压桩、扩大基础面积或采用注浆补强等方法。例如，某工程复合地基载荷试验发现承载力仅达到设计值的70%，经分析为水泥搅拌桩水泥掺量不足所致，最终采取在桩间增设高压旋喷桩进行补强，经复检满足设计要求。施工质量问题主要包括桩位偏差超限、桩身倾斜、断桩、缩颈等。桩位偏差过大通常由测量放线错误或钻机就位不准造成，处理方法是重新测量定位，对偏差过大的桩进行补桩。桩身倾斜多因钻机垂直度控制不严或遇地下障碍物所致，倾斜率超过1%时应视为废桩，需在旁侧补打新桩。断桩和缩颈现象常见于灌注桩施工，主要原因是混凝土坍落度过小、拔管速度过快或孔壁坍塌。预防措施包括严格控制混凝土配合比和坍落度，保持合适的拔管速度，必要时采用复打工艺。对于已出现的断桩，可采用注浆补强或原位复打处理。在某CFG桩施工中，因混合料供应不及时导致桩身中断，后在断桩部位采用高压注浆进行补强，注浆压力控制在2至4兆帕，注浆量达到设计值的1.2倍，有效恢复了桩体完整性。环境因素影响主要包括地下水位变化、邻近建筑物振动和施工场地限制等。地下水位上升会稀释浆液浓度，降低加固效果，处理方法是加强降排水措施，采用帷幕灌浆止水或提高水泥浆浓度。邻近建筑物振动可能导致既有建筑开裂，处理措施包括设置隔振沟、采用静压工艺代替振动工艺、控制施工时间等。场地狭窄限制了大型设备进场，可选用小型化、模块化施工设备，或采用注浆加固等灵活工艺。在某市中心医院扩建工程中，因场地狭小且周边建筑密集，原设计的强夯方案无法实施，后变更为微型钢管桩加注浆加固，桩径仅150毫米，采用小型钻机施工，既满足了承载力要求，又避免了对周边环境的影响。五、施工安全与环境保护管理措施施工安全管理是地基加固工程的重中之重。施工前必须编制专项安全施工方案，对深基坑、高处作业、临时用电等危险源进行辨识和评价。所有进场人员必须进行三级安全教育，特种作业人员需持证上岗。施工现场应设置明显的安全警示标志，危险区域设置围挡和夜间警示灯。机械设备操作必须遵守操作规程，定期进行检查维护，确保性能良好。对于强夯施工，应在夯锤起落半径1.5倍范围外设置警戒线，严禁人员进入。注浆作业时，操作人员应佩戴防护眼镜和手套，防止浆液溅伤。深基坑作业必须设置可靠的上下通道，坑边堆放材料距坑边不小于1米，高度不超过1.5米。临时用电应采用三级配电两级保护系统，电缆架空或埋地敷设，配电箱上锁管理。每日施工前进行班前安全交底，明确当日作业风险和防范措施。环境保护措施主要控制施工扬尘、噪声、振动和废弃物污染。施工现场主要道路应硬化处理，未硬化区域定期洒水降尘，土方堆放采用密目网覆盖。运输车辆出场前必须清洗，防止带泥上路。强夯、打桩等噪声较大的作业，应合理安排施工时间，避开夜间和午休时段，必要时设置隔声屏障。注浆施工产生的废浆应集中收集，经沉淀处理后循环使用或外运处置，严禁随意排放。废弃的化学注浆材料包装物应分类回收，交由有资质单位处理。施工废水应设置沉淀池，经处理达标后方可排放。对于可能产生有害气体的化学注浆材料，应在通风良好条件下作业，操作人员佩戴防毒面具。在某学校地基加固工程中，因采用化学注浆工艺，专门设置了废气收集处理装置，有效避免了有害气体对校园环境的影响。应急预案制定与演练是防范重大事故的必要手段。应针对坍塌、触电、