工业厂房地基基础施工研究

孙昌岭

（上海康达化工新材料集团股份有限公司，上海 201419）

工业厂房在建设的过程中，分项工程数量多且每个分项工程都有其独特的特点，如土方工程、地基基础工程、屋面工程等，需要选用与之相对应的施工机械、技术手段才能更好地完成施工任务[1]。文章主要对工业厂房的地基基础施工进行研究和介绍，以期有利于地基基础的发展。

1 地基基础施工概述

地基位于建筑物的最下面，起到强有力的支撑作用，能够很好地将建筑荷载的传导进行分散。基础部分属于建筑的一部分，在荷载的传递方面，基础能够有效地把建筑物的荷载进行向下的传导；在结构方面，地基是与建筑物直接相连的，有利于保障建筑的稳定性[2]。地基基础在保障建筑物的安全性能中起到很重要的作用，在设计和施工的过程中，需要严格按照规范要求进行，同时密切关注地基基础的变化，防止出现变形、失稳、破坏等情况。

通常而言，建筑物基础施工技术具有两种类型，即静压力桩、震动沉桩两种技术，技术通过基础桩与地基的有效接触，使整体建筑得到稳固。由于现代建设不断发展，建筑自重、体积都愈来愈大，地质及建筑结构限制下，普通建筑地基基础已经无法达成相应的功能及稳定需求，因此便需要应用基础加固技术，使得地基基础稳定性得到有效提升，达成相应的设计功能及安全效果。

2 工业厂房地基基础施工相关技术

2.1 桩基础施工技术

桩基础施工是现代绝大多数建筑建设中会使用到的地基基础处理及施工技术，在当前建筑工程中的应用极为广泛[3]。桩基础对于地基基础的处理可以概括为：通过桩，建筑将上部荷载传递到地下深处坚硬的土层上，以此保证地上建筑稳定，对基础变形大、承载不足的问题亦能解决。桩基础施工技术因施工简便、承载力高、沉降均匀且量小等优势，已经成为现代基础建设中较为主要的基础施工技术。在工业厂房基础施工中，应用的主要包含两类桩基础施工技术。

（1）静压力桩。静压力桩突出表现在静的能力上。传统打桩机施工时，造成的震动及噪声是极大的，对于周边建筑及社会生活都有不利影响，静压力桩则没有这些缺陷。现代厂房建设中，一般会在郊区进行建设，虽然人流较城市小，但随着城市愈发大型化的发展背景下，郊区进行桩基础施工也极有必要应用这一技术。静压力桩基础技术具有高效、环保、高质量的优势，但在具体应用中也具有一定的限制。静压力桩技术在软弱土基础施工中更为适用，是利用静压力将预制桩逐步压入地基中的一种沉桩法。静压力桩也能够实现对材料的节约，是成本小、环境影响小、污染小的施工技术。

（2）震动沉桩。该技术为传统桩基施工技术，通过桩身震动使桩周土颗粒发生震动，以此使土壤结构发生改变，并进行位移和收缩，这样桩表面及土层间摩擦力就会减少许多，桩体受到震动力及自重的共同作用，沉入地下土层中，实现稳固地基基础的效果。该技术优点众多，如高效、高质量、低成本、小体积等，同时适应性强，在黄土、软土、松散砂土、黏土地基基础中应用都具有良好效果。该技术适合于打钢板桩，同时借助起重设备可以损桩。在打桩开始时，落距为0.5～0.8m时轻锤，桩被击入土中1～2m后，桩尖未出现偏移情况时逐步增大落距，直至到设计高度，继续锤击，锤入到设计深度后停止。总体上，震动沉桩技术在应用过程中，最好采用“重锤低击”的震动方式，以此使环境受到的影响被降至最低。

2.2 地基加固技术

现代建设行业的发展极为迅速，为了满足社会更高的质量要求，建设技术水平得到大幅提升。但也同样无法避免部分质量问题，就本文所探讨的地基基础处理而言，因为工程规模大，各个区域施工条件差异大，那么在不同条件的地层中使用同一地基基础处理技术就会出现问题。日常施工过程中，为了达成更高的质量要求，往往会采用加固的方式对地基进行再处理，一般使用的方法为灌浆加固技术和静压力桩技术。前一技术在运用过程中，需要通过钻机钻入相应地层中，之后使用灌浆设备将化学浆液灌注到地层中，化学注浆在注入土层后会产生化学或物理反应，与土层进行固结，在凝结、挤压、劈裂等作用下，对土体的性能及结构进行改善，以此保证地基基础强度提升，满足建筑支撑需要。静压力桩加固技术的应用，是借助建筑承重柱重力作为与之相反的力，通过使用液压设备或者自重设备，将预制管桩分节压入加固目标土层中，以此使得土体颗粒组成以及土体间隙、结构等得到保障，并达成地基加固的要求。静压力桩在应用时，要保证上下节静压力桩接驳处使用的是预埋角铁焊接，以此保证静力压桩稳定且连续。静压力桩进行施工的过程中，要对其压力及液压进行合理控制，荷载要求达成，同时计划桩长满足要求则可进行终桩，终桩单桩承载力能够从压桩设备仪表直接反映出来，对于后续工作要积极进行保障，尤其是安全问题。

3 工业厂房地基基础施工实例

3.1 工程概况

上海某化工新材料有限公司新建厂区项目在设计过程中，将主体设计为3层柜架，局部是4层柜架结构，首层建筑面积达到了1.2万m2（见图1）。地区为滨海平原地区，地层上部结构为第四全系统冲击及海相沉积层，下部则是全系统冲基层，根据物理力学及岩性性质、地下埋藏条件，和桩基施工相关的为9个土层，分别为粉土夹粉细砂、粉质黏土、粉细砂夹粉土透镜体、粉土夹粉质黏土、粉细砂、饱和粉土、流塑粉质黏土、粉土、素填土。根据相应研究，表层土具有压缩性强、承载力低的情况，无法作为建筑地基使用。由此在工程中选用泥浆护壁钻孔灌注群桩的工艺，基础桩径达到0.6m，桩长为20～24m，钢筋笼长度设计为10m。

图1 某化工新材料新建厂地基基础建设施工

3.2 地基基础施工工艺

（1）成孔。选取适用的钻具形式，同时于钻杆上刻出钻进深度刻痕，之后展开泥浆坑开挖。采取正循环法钻进，注入钻孔泥浆浓度约计为1.1g/cm3，进行首次清孔换浆工作。在该作业中，孔底沉积会随着泥浆上涌冲出孔外，使用测量工具进行沉渣厚度测量，测量结果应不大于10cm。在首次清孔换浆以后，孔中泥浆浓度和沉渣厚度需要能够达到规范及设计要求。

（2）钢筋笼吊放。钢筋笼的制作施工选择骨架焊接，螺旋进行箍筋，每间隔2m时要加强箍筋一道，以此对钢筋笼刚度进行加强，达成吊装的质量要求。钢筋笼要在相距3～4m距离时进行一个导向环的设定，绕着钢筋笼一周可以设置4个，使钢筋笼吊进孔后，具有一定混凝土层保护。在加工钢筋笼的过程中，应用技术要求为主筋顺直无弯曲、箍筋的间距要保证均匀且焊接牢固，能保证整体性。用吊车进行钢筋笼吊装过程中，要垂直下放同时保证稳定，避免钢筋笼对孔壁造成刮碰，进而导致孔底沉渣堆积或者孔发生塌垮的现象。

（3）混凝土拌制。混凝土进行拌制前进行搅拌站的设置，专门负责混凝土拌制。搅拌站应设置在开阔平坦处，与需求混凝土工艺处距离不能超过300m。同时，使用骨料的粗细要合格，砂石粒径不能超过40mm，砂子最好用中砂，含泥量不能超过5%。水泥则选择为普通硅酸盐水泥，掺有乳化剂，以此使拌和用水及水泥用量得到减省，并提升混凝土和易性。

（4）水下混凝土灌注。采用泥浆泵配合导管进行混凝土灌注。首先进行二次清孔排渣，清孔时间要保证合理，避免导致桩孔发生塌陷。隔水栓使用素混凝土元胎体，最大直径小于0.5cm，比导管的内径更小。在进行灌注之前先将隔水栓放入导管中，位置上要与水面接近，使用铅丝将其在料斗口处固定，以此能够为第一斗灌注入桩孔后使得导管在埋入混凝土面以下且深度超过1m。灌注中要随时利用重锤进行导管埋深控测，同时及时对其进行提升，拆除导管，将导管埋置深度控制在2～6m，但是导管不能在混凝土面以外拔出。灌注过程中，要将混凝土面上升速度进行合理的控制，避免在上升中裹挟有钢筋笼或者孔壁泥块。混凝土面达成设计桩顶高程后，按照灌注超浇0.8～1.0m，以此凿除桩顶浮浆和泥浆、泥块等，进而使得桩顶达成相应要求。

（5）要点处理。①冬季施工。当室外日平均气温连续5d低于5℃即进入冬期施工，当室外日平均气温连续5d高于5℃即解除冬施。上海1月份平均温度为2℃左右，历史极寒温度达到-12℃。新建厂区项目桩基工程的施工时气温较低，为了使得工程质量得到保证，需要做适当的冬季施工准备工作，具体内容：现场保温防护，必要时选择加热拌和用水，搅拌站设置专人对上料顺序进行严格的监督，坚持先加水及骨料，拌和后再进行水泥搅拌，避免因拌和水过热致使水泥假凝的情况出现，水温控制要以出仓温度+5℃为标准。②斜孔处理。导致斜孔问题发生的原因主要是钻台倾斜、地层具有软硬不均的情况、钻进过程操作有误。若是钻台倾斜，应该在发现倾斜之后当即停止钻进，同时将钻具提升至斜孔段，对倾斜问题原因进行分析。在差误得到纠正后，斜孔之上的0.5m向下樘孔，若是对于挡樘直桩孔无法直接形成，要对倾斜段桩孔和其上0.5m使用黏土进行回填，在间隔3～4d以后重新进行钻孔。

4 结束语

文章对工业工厂地基基础施工展开了探究，先概述了地基基础施工，之后探讨了现代工业工厂常用地基基础施工技术，最后以实例探讨了工业工厂地基基础施工。