試論地基處理選擇與樁基選型

張 永 勝

(山西機(jī)械化建設(shè)集團(tuán)公司，山西 太原 030009)

試論地基處理選擇與樁基選型

張 永 勝

(山西機(jī)械化建設(shè)集團(tuán)公司，山西 太原 030009)

分析了地基處理和樁基選型的重要性，對(duì)地基處理的主要方式與樁基的種類進(jìn)行了詳細(xì)闡述，說(shuō)明了各種地基處理方式及樁基的適用范圍、方法、優(yōu)缺點(diǎn)，以科學(xué)地對(duì)基礎(chǔ)方案進(jìn)行選取，確保工程獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。

地基處理，樁基，選型，安全性

地基的基礎(chǔ)工程建設(shè)主要涉及到地基的處理和基樁的選型兩個(gè)方面，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，現(xiàn)如今相關(guān)施工單位在進(jìn)行工程施工時(shí)投入一些新型材料，并采用較為先進(jìn)的新興技術(shù)，這些都為工程整體資金成本的控制和工期的有序進(jìn)行提供了更多的方便。

1 地基處理和樁基選型的重要性

地基工程作為整項(xiàng)建筑工程的開(kāi)端，對(duì)整體工程的質(zhì)量保證是非常重要的。地基的處理和樁基的選型和土質(zhì)本身也息息相關(guān)，有相當(dāng)一部分土并不適合用來(lái)做地基土，這其中就包括：沖填土、軟粘土、膨脹土、濕陷性黃土、飽和松散土、雜填土、紅豁土、熔巖、有機(jī)土、季節(jié)性的凍土和泥炭土等等，對(duì)于這些土壤，通常采用相對(duì)應(yīng)的處理方式來(lái)進(jìn)行相關(guān)的調(diào)節(jié)和處理。

地基的處理方式隨著地基本身的狀況不同也在發(fā)生相應(yīng)的變化，施工方通常需要從工程造價(jià)、工期要求、環(huán)境條件、結(jié)構(gòu)物條件、地質(zhì)條件和材料供給的情況多方面來(lái)進(jìn)行全面考量，進(jìn)而制定出合理的地基處理方法。

此外，地基工程對(duì)于承受力要求十分高，對(duì)于一些達(dá)不到要求的地基土，就需要對(duì)其進(jìn)行加固，這就需要運(yùn)用樁基礎(chǔ)來(lái)對(duì)其整體性和剛度進(jìn)行提高，進(jìn)而增大其縱向和橫向的荷載能力。

2 類別的區(qū)分

對(duì)于工程中的樁基礎(chǔ)，通常由許多單樁組成，通過(guò)在樁頂部設(shè)置一個(gè)承受平臺(tái)和樁身進(jìn)行連接，進(jìn)而形成一個(gè)整體，起到整體荷載的傳遞作用。根據(jù)承臺(tái)位置的高低不同細(xì)分為高承臺(tái)和低承臺(tái)的樁基。通常情況下，高承臺(tái)樁基多用于橋梁和碼頭的工程建設(shè)中，低承臺(tái)樁基多用于房屋建筑。同時(shí)又根據(jù)其自身承載性質(zhì)，區(qū)分為摩擦樁和承端樁。

對(duì)于地基的區(qū)分主要分為人工地基和天然地基，這主要是根據(jù)建筑物自身的沉降情況來(lái)進(jìn)行考量的。對(duì)于那些不易發(fā)生沉降的建筑環(huán)境，通常采用天然地基的方法，這樣既方便了工程的開(kāi)展，也節(jié)省了大量的資金成本的投入。

對(duì)于樁基的選型主要根據(jù)地基的具體埋深高度來(lái)確定，主要分為水泥土夯實(shí)樁和強(qiáng)夯樁，前者多用于廠房的構(gòu)建，由于其本身建筑對(duì)結(jié)構(gòu)的牢固程度要求較低。相對(duì)于后者，前者大大地節(jié)省了資金成本的投入。

3 對(duì)于地基處理的選擇

地基處理的方式方法主要根據(jù)其處理的原理不同來(lái)進(jìn)行劃分，現(xiàn)如今常用的方法主要有以下幾種。

3.1 加筋法

加筋法就是在相對(duì)于比較軟弱的土層結(jié)構(gòu)中打入砂樁、樹(shù)根樁或者采用土工聚合物等作為建筑地基的加筋。通過(guò)加筋后的復(fù)合土體相比于原先單一的土體來(lái)說(shuō)，其自身的抗剪、抗壓、抗拉和抗彎曲能力都得到了整體的提升。這些內(nèi)部因素加在一起就很好地保證了建筑整體地基的穩(wěn)定性，提高了建筑工程的質(zhì)量。在這其中所提到的土工聚合物一般是指由一些纖維材料如腈綸、維綸、尼綸和丙綸等制成的建筑預(yù)制構(gòu)件或建筑材料。對(duì)于土工聚合物，現(xiàn)在應(yīng)用比較廣泛的成品主要有：土工膜、塑料襯墊、土工織物和塑料排水板等。通常情況下，樹(shù)根樁本身適用于各種地基的加筋，土工聚合物則大多應(yīng)用于堤壩的軟土地基的加筋，而鋼筋的配筋則在各類比較軟弱的地基中比較常見(jiàn)。

3.2 排水固結(jié)法

通常在采用軟粘土土基時(shí)需要對(duì)其進(jìn)行排水固結(jié)，進(jìn)而使地基孔隙中存在的水分得到排除，固結(jié)土體本身，使地基的承載力增高，同時(shí)也有效地避免了地基的沉降產(chǎn)生。排水固結(jié)法主要分為真空預(yù)壓法、沙井堆載的預(yù)壓法、堆載頂壓法、電滲法和對(duì)地下水水位進(jìn)行降低的方法。其中，通常在一項(xiàng)施工開(kāi)展前，需要采用堆載預(yù)壓法來(lái)對(duì)地基進(jìn)行堆土預(yù)壓，提升地基本身的承載能力。

3.3 振密、擠密法

通常在使用濕陷性黃土、砂土和粘性土壤時(shí)會(huì)采用這種方法對(duì)地基進(jìn)行加固，其原理就是在振動(dòng)和擠壓的作用下，土體本身孔隙比降低、自身密度增大，進(jìn)而達(dá)到增強(qiáng)地基自身承載能力的效果。

3.4 置換拌入法

在一些工程項(xiàng)目中為了使其地基承載力更強(qiáng)，壓縮量更低，通常采用這種方法，采用碎石、砂等代替原本使用在地基中的軟土，再向其中加入硬化材料使整體穩(wěn)固成型。常用的硬化材料包括以硅酸鈉為主要成分的漿液、水泥漿液和以丙烯酸氨為主要成分的漿液。具體的施工方法主要采用深層攪拌法：利用石灰和水泥等材料作為加固劑和地基深處的軟土進(jìn)行深層攪拌，使其相互之間發(fā)生物理變化和化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)而使其本身具有更好的整體性和水穩(wěn)定性。除了這種方法之外，常見(jiàn)的還包括電滲硅化法和高壓水槍噴射注漿法等，前者常用于進(jìn)行封堵泉眼和制止流沙。

4 樁基類型的選擇

常見(jiàn)的樁基類型有如下幾種：

1)沉管灌注樁。這種樁基本身具有成本低和樁徑、樁長(zhǎng)較為規(guī)范的優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)在拔管過(guò)程中也容易發(fā)生由于速度過(guò)快造成的斷樁和縮頸，在受到土壤的擠壓作用時(shí)樁與樁之間容易發(fā)生碰撞和擠壓。2)管樁。采用這種樁基樁型時(shí)，通常沉樁的工期比較短，施工方也比較容易對(duì)施工質(zhì)量進(jìn)行控制，建造的單方混凝土其自身的承載力相對(duì)較高。但同時(shí)也會(huì)發(fā)生擠土的情況，進(jìn)而損壞相關(guān)的市政工程管網(wǎng)，嚴(yán)重時(shí)更會(huì)因?yàn)榻訕顿|(zhì)量較差而產(chǎn)生臨樁上浮、樁頭遭到損壞。3)沖孔灌注樁。其優(yōu)點(diǎn)有：a.節(jié)省鋼材量；b.樁長(zhǎng)隨埋深進(jìn)行調(diào)節(jié)；c.樁直徑較大；d.無(wú)擠土產(chǎn)生。但也有一些不足：a.單方混凝土自身的承載力較差；b.污染環(huán)境；c.施工質(zhì)量不易控制；d.各工序之間影響比較大。4)通過(guò)人工挖孔并進(jìn)行灌注的樁基。這種樁型在其樁徑選擇范圍上較為寬泛且成本較低，但同時(shí)在其挖孔時(shí)需要澆水進(jìn)而引起整體地面高度的下降，此外，由于這種樁基工程量更大，工作強(qiáng)度更高，相比于其他的樁型的施工，這種樁型的施工更容易引發(fā)人員的傷亡事故。

5 安全性的考量

保證工程的安全性是一項(xiàng)工程中最重要也是最先考量的指標(biāo)，尤其對(duì)于地基工程的建設(shè)更是如此。樁基礎(chǔ)的施工往往輔以大型的電氣設(shè)備，這些設(shè)備受天氣影響大，在工程施工中存在著嚴(yán)重的安全隱患。這就要求施工方嚴(yán)格參照相關(guān)規(guī)定，不能盲目的進(jìn)行工期進(jìn)度的追趕，結(jié)合實(shí)際情況，保證施工人員的人身安全。作為安全施工的主要因素，施工方應(yīng)該嚴(yán)格保證施工人員的安全。

除此之外，面對(duì)不同的地層條件時(shí)，同樣存在著不同的安全隱患，這對(duì)施工的要求也不盡相同，主要體現(xiàn)在鉆孔上面。針對(duì)地層條件通常存在三種安全隱患：1)基巖層地層硬度大，經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致施工過(guò)程中的斷鉆、卡鉆情況，進(jìn)而可能引發(fā)機(jī)械事故；2)軟硬互層容易造成鋼筋籠被卡在鉆孔內(nèi)的事故；3)對(duì)于粘土層和砂層經(jīng)常會(huì)發(fā)生埋鉆、塌孔等事故。

總體來(lái)說(shuō)，對(duì)于任何一項(xiàng)工程建設(shè)來(lái)說(shuō)都存在著或大或小的安全隱患，針對(duì)于這一情況就要求施工方在進(jìn)行樁基工程的施工時(shí)結(jié)合具體實(shí)際情況，采取實(shí)際且有效的針對(duì)性措施來(lái)盡可能的杜絕這些隱患的發(fā)生。隨著施工技術(shù)的提升，施工安全監(jiān)管工作也越來(lái)越受到重視，如何在技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，確保工程施工的安全，也成為了今后急需開(kāi)展的課題。

6 結(jié)語(yǔ)

國(guó)家和城鎮(zhèn)的發(fā)展離不開(kāi)各項(xiàng)工程的建設(shè)，而基礎(chǔ)工程的實(shí)施和建設(shè)更是其中的關(guān)鍵。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，與工程相關(guān)的一些先進(jìn)技術(shù)也不斷應(yīng)用到實(shí)際工作中，與此同時(shí)也產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的新的問(wèn)題急需解決，這都需要通過(guò)實(shí)踐來(lái)進(jìn)行總結(jié)。而其中最重要的安全問(wèn)題首先需要得到保障，這就要求有關(guān)部門(mén)嚴(yán)格遵照相關(guān)規(guī)定，保證工程質(zhì)量的同時(shí)，做好工作人員自身安全的保護(hù)工作，只有這樣，未來(lái)工程的開(kāi)展才會(huì)朝著更健康的方向發(fā)展。

[1] 林良進(jìn).地基處理選擇與樁基選型研究[D].廈門(mén)：廈門(mén)大學(xué)，2009.

[2] 白文彪，馬 健.談地基處理常見(jiàn)技術(shù)及發(fā)展[J].山西建筑，2008，34(6)：152-153.

[3] 李 平.芻議建筑工程巖溶地基處理技術(shù)[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品,2008(12)：11-12.

On foundation treatment selection and pile foundation type choosing

Zhang Yongsheng

(ShanxiMechanizedConstructionGroupCompany,Taiyuan030009,China)

The paper analyzes the importance of the foundation treatment and the pile foundation type selection, illustrates the main ways for the foundation treatment and the types of the pile foundation, indicates the treatment approaches of various foundations, applied scopes, methods, advantages and disadvantages of the pile foundation, selects the foundation scheme scientifically, so as to ensure better economic benefits of the projects.

foundation treatment, pile foundation, type selection, safety

2014-11-28

張永勝(1970- )，男，工程師

1009-6825(2015)04-0089-02

TU473.1

A