現(xiàn)代建筑工程關(guān)鍵加固技術(shù)與應(yīng)用

孫寶珊

(河南五建建設(shè)集團(tuán)有限公司，河南鄭州 450000)

在建筑工程領(lǐng)域中，地基處理是十分關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一，其目的在于使地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性得到增強(qiáng)，以此減小建筑物所在區(qū)域的不均勻沉降，提高建筑物的質(zhì)量和使用壽命。近年來(lái)，在內(nèi)外部因素的作用下，我國(guó)地基處理設(shè)計(jì)水平得到了顯著的提高，施工工藝也得到了不斷的改進(jìn)，施工設(shè)備的更新速度也明顯提升。尤其是在對(duì)各類不良地基的處理方面，通過(guò)對(duì)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用，基本都達(dá)到了預(yù)定的效果，甚至也滿足了建造大型、重型和高層建筑的較高的要求［1］。近年來(lái)，隨著社會(huì)對(duì)建筑質(zhì)量要求的不斷提高，現(xiàn)代建筑結(jié)構(gòu)的安全性、使用性以及耐久性得到了越來(lái)越廣泛的重視，尤其對(duì)原有結(jié)構(gòu)進(jìn)行維護(hù)與維修和對(duì)未來(lái)建筑進(jìn)行基礎(chǔ)性的加固等工程，正在得到相關(guān)社會(huì)組織的關(guān)注，因此，有必要采取適當(dāng)?shù)募夹g(shù)措施對(duì)抗建筑物的物理老化和化學(xué)腐蝕，使其更好的滿足社會(huì)的需求?；诖?，本文對(duì)現(xiàn)代建筑工程關(guān)鍵加固技術(shù)與應(yīng)用問(wèn)題進(jìn)行了研究，得出了一些結(jié)論，希望這些結(jié)論能夠在一定程度上給予指導(dǎo)實(shí)踐。

1 現(xiàn)代建筑的地基類型

1.1 水泥粉煤灰碎石樁地基

我們將水泥粉煤灰碎石樁地基叫做CFG樁，它是通過(guò)水泥、粉煤灰、碎石以及石屑或者砂石水拌和產(chǎn)生的高粘結(jié)強(qiáng)度樁。建筑工程中一般采用水泥粉煤灰碎石樁、樁間土和褥墊層共同形成復(fù)合地基，它的主要特征是:1)樁長(zhǎng)、樁徑以及樁距等參數(shù)相對(duì)容易控制，所以承載力能夠在較大范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)整;2)有較高的承載力，沉降量較低，變形穩(wěn)定較快;3)工藝性好，相對(duì)容易控制施工質(zhì)量;4)能夠節(jié)約很多水泥、鋼材，減少工程費(fèi)用。因此，CFG樁通常適用于多層與高層建筑地基，比如黏性土、粉土以及淤泥質(zhì)黏土等方面的處理。就基礎(chǔ)形式來(lái)說(shuō)，它一般適用于條形基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)等形式。

1.2 水泥攪拌樁地基

所謂水泥攪拌樁地基是指采用水泥、石灰作為固化劑，經(jīng)過(guò)深層攪拌機(jī)械，然后在地基深處就地把軟土與固化劑進(jìn)行強(qiáng)制攪拌，借助固化劑與軟土之間所形成的一系列物理與化學(xué)反應(yīng)，最終轉(zhuǎn)變了原狀土的結(jié)構(gòu)與特性，使它硬結(jié)成具備整體性、水穩(wěn)性以及一定強(qiáng)度的水泥土或者石灰土。這種方法具有在地基加固過(guò)程中沒(méi)有振動(dòng)、沒(méi)有噪聲、沒(méi)有污染、沒(méi)有側(cè)向擠壓，且對(duì)相鄰建筑物影響非常小，施工期不長(zhǎng)，造價(jià)不高，效益很高等特點(diǎn)［2］。它一般適合使用在加固較深厚的淤泥、淤泥質(zhì)土以及粉土與含水量很高的粘性土地基，對(duì)超軟土效果更加明顯。

1.3 砂樁地基

所謂砂樁地基是指使用類似于沉管灌注樁的機(jī)械與方式，借助沖擊與振動(dòng)在軟弱地基中成孔之后，然后將砂擠壓入土中產(chǎn)生較大直徑的緊密砂樁加固地基。該辦法既經(jīng)濟(jì)又簡(jiǎn)單而且效率高。就砂土地基而言，能夠通過(guò)振動(dòng)或者沖擊的擠密作用，讓地基更加密實(shí)，使得地基承載力不斷增加，減小了孔隙比，降低了建筑物沉降，從而提高地基抵抗震動(dòng)液化的作用。而用于處理軟黏土地基，能夠發(fā)揮置換與排水砂井的功能，可以加速土的固結(jié)，從而使砂樁和樁間黏性土最終形成復(fù)合地基，進(jìn)一步提高了地基的承載力與地基的整體穩(wěn)定性能。該種樁通常適用于擠密松散砂土、素填土以及雜填土等地基方面。就飽和軟填土地基來(lái)講，因?yàn)轲ば酝炼嗍欠涓C結(jié)構(gòu)，其滲透系數(shù)較低，如果黏性土受到擾動(dòng)，就會(huì)導(dǎo)致擾動(dòng)土比原狀土的力學(xué)性質(zhì)降低，所以砂樁在飽和黏性土成樁時(shí)，能發(fā)揮出擠密加固功能。

2 關(guān)鍵加固技術(shù)與應(yīng)用

2.1 結(jié)構(gòu)粘鋼加固技術(shù)

通常結(jié)構(gòu)粘鋼加固是一種建筑結(jié)構(gòu)工程的加固新方法與技術(shù)。該技術(shù)采用特制的結(jié)構(gòu)膠粘劑，把鋼板粘貼于鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的表面，和混凝土構(gòu)件一起作用，使得構(gòu)件的抗力得到提高，最終實(shí)現(xiàn)加固與增強(qiáng)原結(jié)構(gòu)強(qiáng)度與剛度的目標(biāo)。而混凝土結(jié)構(gòu)加固用膠時(shí)要求:強(qiáng)度要高，粘結(jié)力要強(qiáng)，要耐老化，彈性模量要高以及線膨脹系數(shù)要小，要具備一定的彈性，而且膠自身強(qiáng)度與粘結(jié)強(qiáng)度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于混凝土的強(qiáng)度。這種加固技術(shù)是國(guó)外研究與應(yīng)用最先出現(xiàn)的加固技術(shù)，當(dāng)前已經(jīng)廣泛使用在橋梁與房屋結(jié)構(gòu)當(dāng)中。很多學(xué)者做了許多的試驗(yàn)與研究，并且將它廣泛地使用在工程實(shí)際，效果顯著［3］。按照粘鋼加固后構(gòu)件的受力原理，鋼板是借助結(jié)構(gòu)膠傳力來(lái)進(jìn)行共同構(gòu)件受力，因此，結(jié)構(gòu)膠的粘結(jié)強(qiáng)度、抗剪強(qiáng)度以及耐久性等功能的優(yōu)劣直接決定了加固效果的優(yōu)劣。然而對(duì)承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)，比如橋梁結(jié)構(gòu)，在橋梁運(yùn)營(yíng)過(guò)程中，行車對(duì)橋梁的擾動(dòng)非常大，導(dǎo)致鋼板脫膠現(xiàn)象經(jīng)常出現(xiàn)。如何在施工層面上進(jìn)行改進(jìn)來(lái)處理這些現(xiàn)象已經(jīng)迫在眉睫，因此，結(jié)構(gòu)膠在動(dòng)力下的特性就有很大的研究意義。

2.2 碳纖維布的加固原理

所謂粘貼碳纖維布加固修復(fù)混凝土結(jié)構(gòu)技術(shù)是指把碳纖維這種高性能纖維材料使用于土木工程上，通過(guò)樹(shù)脂材料將纖維粘貼在結(jié)構(gòu)或構(gòu)件表層，然后形成復(fù)合材料體，經(jīng)過(guò)和結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件的一起工作，進(jìn)一步提高結(jié)構(gòu)或者構(gòu)件的承載作用，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物進(jìn)行加固與補(bǔ)強(qiáng)的主要目標(biāo)。目前，粘貼碳纖維結(jié)構(gòu)加固技術(shù)是一個(gè)新出現(xiàn)的加固技術(shù)，而且獲得了較為廣泛的應(yīng)用，并且也提升了經(jīng)濟(jì)效益;當(dāng)混凝土結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固時(shí)，碳纖維布的功能是分擔(dān)鋼筋的受力，也就是說(shuō)碳纖維布的主要功能是讓結(jié)構(gòu)構(gòu)件的抗拉強(qiáng)度得到提高［4］。該技術(shù)的使用性表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:首先是工程適用性。因?yàn)樘祭w維布具備強(qiáng)度較大、比重低、抗腐蝕性、耐老化性等特征，使得它在對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)實(shí)施加固時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)同樣的作用，而碳纖維布用量較鋼材低，這樣可以幾乎不提高結(jié)構(gòu)的自重，而且適合使用在需承受動(dòng)荷載結(jié)構(gòu)的加固過(guò)程中，而這方面是粘鋼加固所不具備的優(yōu)勢(shì)。另外，因?yàn)樘祭w維布是一種柔性材料，在施工過(guò)程當(dāng)中能夠利用剪刀進(jìn)行加工裁剪，所以施工基本是手工作業(yè)，不需要使用大型設(shè)備與機(jī)具，需要施工空間較小，施工速度非?？?，并且粘貼質(zhì)量較粘鋼容易確保。其次是經(jīng)濟(jì)適用性。因?yàn)樘祭w維布是一種進(jìn)口材料，這會(huì)使得加固材料費(fèi)用較粘鋼加固有增加，然而因?yàn)樗?jié)省了人工與機(jī)械費(fèi)用，使得總造價(jià)與粘鋼加固法沒(méi)有多大差距，所以在工期緊張與費(fèi)用相對(duì)較為寬松的情況下，利用該技術(shù)是切實(shí)可行的，并且由于碳纖維布加固法所用材料進(jìn)一步國(guó)產(chǎn)化，它的造價(jià)有可能大幅度下降，未來(lái)該技術(shù)會(huì)在我國(guó)獲得廣泛的運(yùn)用。

3 結(jié)語(yǔ)

地基通常是指承托建筑物基礎(chǔ)的一個(gè)重要部分。每一個(gè)建筑物都要有可靠的地基與基礎(chǔ)，這是因?yàn)榻ㄖ锏娜恐亓孔罱K會(huì)傳給地基。因此，在施工過(guò)程當(dāng)中，一旦發(fā)現(xiàn)地基土質(zhì)過(guò)軟與過(guò)硬不滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，必須本著讓建筑物各部位沉降盡可能保持一致，以降低地基不均勻沉降的原則對(duì)地基進(jìn)行有效處理。

［1］鄧錫能.淺析建筑工程中鋼筋混凝土粘鋼加固施工技術(shù)［J］.廣東科技，2009(11):73-74.

［2］夏澤斌.碳纖維布加固技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用［J］.中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2009(21):172.

［3］郭玉靜，閻新鄭.碳素纖維布加固技術(shù)在建筑工程中的應(yīng)用［J］.中州煤炭，2001(4):44-45.

［4］徐建軍.淺析建筑工程中的地基處理及加固技術(shù)［J］.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2011(32):30-31.