高层建筑工程施工中地基处理技术分析_林少金.pdf

1311 绪论1.1 研究背景和意义高层建筑的建设不仅关乎城市的面貌和发展，也直接关系到人们的生产和生活。而高层建筑的施工离不开地基的处理，地基的好坏直接影响到工程的质量和安全。因此，地基处理技术对于高层建筑工程具有重要的意义。1.2 研究目的和内容本文旨在通过对高层建筑工程地基处理技术的研究分析，总结常见的地基处理方法及其适用范围，探讨高层建筑工程地基处理技术的优缺点，并针对其中的一些关键问题进行深入探讨。最后，通过对实际工程案例进行分析，进一步验证地基处理技术的可行性和有效性。2 地基处理技术分类及其适用范围2.1 地基处理技术分类地基处理技术可以分为物理处理、化学处理和生物处理三种。2.1.1 物理处理包括压实、振动加固、地下连续墙、钢板桩等方法物理处理是指利用物理手段对地基土层进行处理，以改善其物理性质，提高其承载力和稳定性。常用的物理处理方法包括压实、振动加固、地下连续墙、钢板桩等1。（1）压实压实是指利用机械设备对地基土层进行压实，从而改善其物理性质，提高其承载力和稳定性。适用范围较广，特别是对于软弱土层、填方土及砂土等地基，压实可以起到很好的加固作用。但压实后的土层密度较高，且容易产生不均匀沉降，可能会导致地基不平稳。（2）振动加固振动加固是指利用振动机对地基土层进行振动加固，从而改善其物理性质，提高其承载力和稳定性。适用范围较广，特别是对于细颗粒土、填方土及砂土等地基，振动加固可以起到很好的加固作用。但振动加固会对周边环境产生噪声和振动，可能会引起周边建筑物的损坏。（3）地下连续墙地下连续墙是指在地基土层内开挖一条连续的墙体，从而改善地基的承载能力和稳定性。适用范围较广，特别是高层建筑工程施工中地基处理技术分析林少金广州市房屋开发建设有限公司广东广州510030摘 要：高层建筑工程地基处理技术是工程建设的重要环节。本文通过对高层建筑工程地基处理技术的研究分析，总结了常见的地基处理方法及其适用范围，探讨了高层建筑工程地基处理技术的优缺点，并针对其中的一些关键问题进行了深入探讨。最后，通过对实际工程案例进行分析，进一步验证了地基处理技术的可行性和有效性。关键词：高层建筑工程；地基处理技术；优缺点；工程案例DOI:10.19569/119313/tu.202321044对于软弱土层、淤泥层及含水层等地基，地下连续墙可以起到很好的加固作用。但地下连续墙的施工难度较大，需要先开挖土层，再钢筋混凝土浇筑，施工周期较长。（4）钢板桩钢板桩是一种常用的地基处理技术，其原理是利用钢板挤入土层，从而改善地基的承载能力和稳定性。适用范围较广，特别是对于软弱土层、淤泥层及含水层等地基，钢板桩可以起到很好的加固作用。但钢板桩的施工难度较大，需要先进行钻孔、挖坑，然后才能进行钢板桩的挤压和锁紧，施工周期较长。2.1.2 化学处理包括灌浆加固、注浆加固、固化加固等方法化学处理是指利用化学方法对地基土层进行处理，以改善其物理性质，提高其承载力和稳定性。常用的化学处理方法包括灌浆加固、注浆加固、固化加固等。（1）灌浆加固灌浆加固是指将水泥浆或其他固化材料注入地基土层中，以填充土层间隙，提高其密实度和稳定性。适用范围较广，特别是对于松散土层、含水层及淤泥层等地基，灌浆加固可以起到很好的加固作用。但灌浆加固施工难度较大，需要选用适当的注浆方法和浆料配合比，且需要掌握好浆料的浓度和固化时间，否则会导致加固效果不佳。（2）注浆加固注浆加固是指将聚合物或其他注浆材料注入地基土层中，以填充土层间隙，提高其密实度和稳定性。适用范围较广，特别是对于松散土层、含水层及淤泥层等地基，注浆加固可以起到很好的加固作用。但注浆加固需要选用适当的注浆材料和注浆压力，且需要掌握好注浆量和注浆时间，否则会导致加固效果不佳。（3）固化加固固化加固是指利用化学反应将土层固化，以改善其物理性质，提高其承载力和稳定性。常用的固化材料包括膨润土、胶凝土、环氧树脂等。适用范围较广，特别是对于淤泥层、软弱土层及含水层等地基，固化加固可以起到很好的加固作用。但固化加固需要选用适当的固化材料和固化方法，且需要掌握好固化剂的浓度和固化时间，否则会导致加固效果不佳。2.1.3 生物处理包括菌种注入、植物绿化、生物胶凝剂加固等方法生物处理是指利用生物技术对地基土层进行处理，以改施工技术132善其物理性质，提高其承载力和稳定性。常用的生物处理方法包括菌种注入、植物绿化、生物胶凝剂加固。（1）菌种注入菌种注入是指将适当的微生物菌种注入地基土层中，通过微生物代谢过程，将土层中的有机物质转化为微生物生长所需要的物质，提高土层的密实度和稳定性。适用范围较广，特别是对于含有大量有机物质的淤泥层、软弱土层和高湿度土层等地基，菌种注入可以起到很好的加固作用。此外，菌种注入可以提高土层的吸水性和透气性，有利于土层的排水和防潮。但菌种注入需要选用适当的菌种和注入量，且需要掌握好菌种的生长条件，否则会导致加固效果不佳。（2）植物绿化植物绿化是指在地基土层表面种植适当的植物，通过植物的根系增加土层的密实度和稳定性，同时可以吸收土壤中的水分和营养物质，防止土壤的流失和侵蚀。适用范围较广，特别是对于坡地和山地等地基，植物绿化可以起到很好的加固作用。此外，植物绿化可以提高地基土层的生态环境，有利于保护生态环境和生态平衡。但植物绿化需要选用适当的植物种类和种植密度，且需要掌握好植物的生长条件，否则会导致加固效果不佳。（3）生物胶凝剂加固生物胶凝剂加固是指利用生物胶凝剂将地基土层固化，以改善其物理性质，提高其承载力和稳定性。常用的生物胶凝剂包括菌丝体、菌丝固化剂、微生物分泌物等。适用范围较广，特别是对于淤泥层、软弱土层和含水层等地基，生物胶凝剂加固可以起到很好的加固作用。此外，生物胶凝剂加固可以提高土层的吸水性和透气性，有利于土层的排水和防潮。但生物胶凝剂加固需要选用适当的胶凝剂和固化方法，且需要掌握好胶凝时间。2.2 地基处理技术适用范围不同的地基处理技术适用范围不同，具体如下：物理处理适用于粘性土和饱和土等软土地基的原因是，这些土壤的稳定性和承载力较差，使用物理方法如压实、振动加固等可以提高土壤的密实度和强度，增加其承载力和稳定性。化学处理适用于各种土层，特别是软弱土层和半坚硬土层的原因是，化学处理可以改善土壤的物理性质和化学性质，增强土壤的粘聚力和内摩擦角，提高其强度和稳定性，从而提高地基的承载力和抗沉降能力。生物处理适用于地基条件较差的地区，例如黄土地区和砂质地区等的原因是，这些地区的土壤通常较为疏松，容易出现沉降和变形问题，使用生物处理可以通过植物根系或微生物等作用，增加土壤的粘聚力和内摩擦角，提高土壤的强度和稳定性，从而改善地基的承载能力和抗沉降能力。3 高层建筑工程地基处理技术优缺点3.1 地基处理技术的优点（1）提高地基承载力和稳定性地基处理技术可以通过加固、加密地基土层，增加地基承载力和稳定性，从而支撑建筑物的重量和负荷，保证建筑物的稳定性和安全性。例如，加固地基的方法包括桩基、灌注桩、地下连续墙、预应力锚杆等，这些技术可以有效地提高地基承载力和稳定性2。（2）降低地基沉降和变形，避免建筑物出现倾斜和裂缝在高层建筑工程中，地基沉降和变形是一个非常重要的问题，这可能导致建筑物倾斜、出现裂缝等不安全情况。地基处理技术可以通过加固、加密地基土层，减小地基沉降和变形的风险，从而避免建筑物的不稳定和不安全。例如，钻孔灌注桩技术可以有效地防止地基沉降和变形。（3）提高建筑物的抗震性能和安全性能在地震区域，建筑物的抗震性能是非常重要的。地基处理技术可以通过加固、加密地基土层，提高建筑物的抗震性能，从而保障建筑物在地震时的安全性能。例如，地下连续墙、抗震支撑等技术可以有效地提高建筑物的抗震能力3。（4）缩短施工时间和降低施工难度地基处理技术可以通过使用先进的机械设备和工艺，缩短施工时间和降低施工难度。例如，钻孔灌注桩技术可以利用钻孔机和灌注泵等机械设备，实现高效的地基处理。（5）节省建筑材料和成本地基处理技术可以通过优化地基结构和土层，节省建筑材料和成本。例如，在地基加固和加密中，可以利用地下连续墙等技术，减少混凝土和钢筋等建筑材料的使用量，从而节约成本。3.2 地基处理技术的缺点（1）环境影响：地基处理技术可能会对周围环境产生一定的影响，例如振动加固可能会引起噪声和震动，化学处理可能会对地下水质产生一定的影响。因此，在进行地基处理时，需要进行环境评估和监测，避免对周围环境造成过大的影响。（2）复杂设计：地基处理技术需要针对不同的地基情况采取不同的处理方法，因此需要进行较为复杂的技术分析和设计。不同的处理方法对工程成本和施工难度也有一定的影响。（3）成本费用：地基处理技术需要耗费一定的人力、物力和财力成本，如采用物理处理需要使用大型设备进行施工，化学处理需要使用特殊的注浆设备和材料，而生物处理需要使用大量的植物或微生物等。因此，需要对不同的处理方法进行成本分析和预算，以确保经济效益。需要注意的是，地基处理技术的缺点并不是普遍存在的，而是因地制宜。在实际工程应用中，需要结合具体地基情况和项目需求，综合考虑各种因素，选择最适合的地基处理方法。施工技术1334 关键问题探讨4.1 地基处理技术的选用地基处理技术的选用需要综合考虑各种因素，包括地基的土质、含水量、地下水位、地震烈度等因素。不同的地基处理技术适用于不同类型的地基，因此需要进行详细的地质勘测和技术分析，以确保选用的处理技术符合地基的实际情况和建筑物的要求。对于软土地基，物理处理技术如振动加固、钢板桩等方法适用范围广泛，可以有效地提高地基的承载力和稳定性。而对于坚硬的地基，化学处理技术如灌浆加固、注浆加固等方法则更加适用。在地震烈度较高的地区，需要采取更为严格的地基处理技术，例如地下连续墙等。4.2 地基处理技术的实施地基处理技术的实施是地基工程中至关重要的环节。为保证施工的质量和效果，需要遵循一定的规范和标准，例如地基加固工程施工及验收规范、地基处理施工规范等。这些规范和标准对地基处理的各个环节进行了详细的规定和说明，包括地质勘测、设计方案、施工工艺、材料选择、监测评估等4。在地基处理技术实施过程中，需要确保施工质量，避免施工过程中出现质量问题，影响工程质量和安全性能。为此，施工单位需要对工程施工过程进行全程监控和管理，确保施工过程符合规范和标准要求。在实施地基处理技术时，需要根据不同的处理方法，选择相应的施工工艺和材料，确保处理效果符合设计要求。4.3 地基处理技术的效果评价为了评价地基处理技术的效果，需要选择合适的监测手段和技术方法。其中，地基应力变形监测是一种常用的方法，可以通过监测地基的变形和应力变化，评估地基的稳定性和承载能力。建筑物倾斜监测则可以用来检测建筑物是否出现倾斜和变形，从而评估地基处理技术的效果。另外，地震动监测也是评价地基处理技术效果的重要手段，可以检测地震作用下地基和建筑物的动态响应，评估地基处理技术对抗震能力的提升程度。在评价地基处理技术效果时，需要对监测数据进行分析和比对，并综合考虑多个因素，例如地质环境、施工过程、使用环境等。同时，需要进行长期跟踪监测，及时发现和处理问题，确保地基处理技术的效果能够持久且稳定。在评价地基处理技术效果的过程中，还需要结合实际工程情况和当地法律法规要求，制定合理的评价标准和方法，确保评价结果具有科学性和可信度。5 实例分析为了更好地说明地基处理技术在高层建筑工程中的应用，本文选取了某高层建筑工程的实例进行分析。5.1 工程背景某高层建筑工程位于一个黄土地区，地基土质较松散，含水量较高，地下水位较浅。建筑物设计高度为120米，采用钢筋混凝土结构。5.2 地基处理技术选用经过详细的地质勘测和技术分析，本工程选用了物理处理技术，采用了钻孔灌注桩和振动加固技术。通过在地基中打入钻孔灌注桩，并进行振动加固，提高了地基的承载力和稳定性，避免了建筑物出现沉降和变形。5.3 地基处理技术实施地基处理技术实施过程中，工程团队采用了严格的施工规范和验收标准，保证了施工质量和安全性能。在施工过程中，采用了多种监测手段对地基和建筑物进行监测，及时发现和解决施工中的问题和隐患。5.4 地基处理技术效果评价通过地基应力变形监测、建筑物倾斜监测、地震动监测等多种手段，对地基处理技术的效果进行了评价。结果显示，地基处理技术有效提高了地基的承载力和稳定性，避免了建筑物出现沉降和变形，提高了建筑物的抗震性能和安全性能5。6 结论本文从高层建筑工程地基处理技术的意义和重要性出发，详细介绍了地基处理技术的种类、优缺点以及应用方法。通过实例分析，说明了地基处理技术在高层建筑工程中的应用效果。最后，提出了对于地基处理技术应用的建议和展望，希望能为今后的工程实践提供一定的参考和借鉴。参考文献：1许强,张晓峰,申启明,等.高层建筑地基处理技术及其应用研究J.地下空间与工程学报,2019,15(2):482-490.2马琳,张艳华,袁勇.地基处理技术的研究进展J.中国建筑科技,2018,45(6):38-42.3刘江南,杨凌晖,陈文军.地基处理技术的适用性及其发展趋势J.岩土力学,2017,38(11):3305-3312.4邓琳琳,陈晓宇,张明智,等.基于改进灰色关联法的地基处理技术评价J.河南理工大学学报(自然科学版),2018,37(3):84-88.5柏夏,贺宏,洪浩,等.地基处理技术的研究进展与应用分析J.建筑施工,2019,39(2):100-104.作者简介：林少金，本科，广州市房屋开发建设有限公司，项目经理，助理工程师，研究方向：地基处理。施工技术