淺談房屋建筑工程地基處理與應(yīng)用

黃明璽（甘肅省民航機(jī)場集團(tuán)有限公司，甘肅蘭州730000）

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淺談房屋建筑工程地基處理與應(yīng)用

黃明璽
（甘肅省民航機(jī)場集團(tuán)有限公司，甘肅蘭州730000）

摘要：我國幅員遼闊地勢高低起伏，從沿海到內(nèi)陸，從盆地至高原，造就了不同的地質(zhì)參數(shù)，隨著城市化的大步伐，建筑行業(yè)的崛起，高樓林立的同時，一些中小城市也進(jìn)入了這一陣營，然而由于各種地理?xiàng)l件的限制，高層建筑不適合在有些地方修建，使得在這些地區(qū)深入研究建筑地基處理成為一項(xiàng)重要課題，通過常用的一些地基處理技術(shù)，我們再結(jié)合一些中小型城市的具體情況，因地制宜的拿出可行的方案，使得我們的建筑業(yè)在中小型城市也發(fā)展起來，安全、舒適、耐久的居住條件，會給人們的生活帶來美好的憧憬，因此地基處理在中小型城市的應(yīng)用和發(fā)展是必不可少的。

關(guān)鍵詞：建筑；地基處理；換填墊層；應(yīng)用

這篇文章寫的初衷是為了迎合城市化這個大趨勢，在一些中小型城市，技術(shù)條件較落后，經(jīng)濟(jì)發(fā)展不是太突出，但在一些旅游業(yè)的大力發(fā)展下，這些城市迅速成長起來了，帶動經(jīng)濟(jì)的同時，人們的生活水平富裕了，城市化的意識更強(qiáng)了，招商引資辦企，城市人口日益增多，就使得居住條件的劣勢越來越明顯，高層建筑物的出現(xiàn)讓人們的生活有了新的認(rèn)識，與此同時，地基處理也就進(jìn)入了工程師的視線。

結(jié)合一些地區(qū)的實(shí)際地質(zhì)情況，對地基進(jìn)行換填處理方案，使地基的承載力達(dá)到建筑物所需荷載要求的同時，滿足人們對居住環(huán)境的具體要求，以安全適用、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)、確保質(zhì)量、保護(hù)環(huán)境等目的，給人們營造了個美好的生活空間。

1　目前我國常用的地基處理方法有：

1.1換填墊層法

挖去地表淺層軟弱土層或不均勻土層，回填堅(jiān)硬、較粗粒徑的材料，并夯壓密實(shí)，形成墊層的地基處理方法。換填墊層法主要適用于有淤泥、濕陷性黃土、地表軟弱土層及不均勻土層分布的地基處理[1]。對于建筑范圍內(nèi)局部存在松填土、暗溝、暗塘、古井、古墓或拆除舊基礎(chǔ)后的坑穴，均可采用換填法進(jìn)行地基處理，處理原則主要是保證處理后的地基變形均勻，不出現(xiàn)局部荷載突變而引起建筑物的破壞。

1.2壓實(shí)地基法[2]

利用平碾、振動碾或其它碾壓設(shè)備將填土分層密實(shí)的處理地基。壓實(shí)地基系指大面積填土經(jīng)處理后形成的地基，淺層軟弱地基以及不均勻地基換填處理。壓實(shí)填土包括分層壓實(shí)和分層夯實(shí)的填土。碾壓法用于地下水位以上填土的壓實(shí)；振動壓實(shí)法用于振實(shí)非粘性土或粘粒含量少、透水性較好的松散填土地基。

1.3預(yù)壓法

預(yù)壓法一般是在施工前對地基進(jìn)行堆載預(yù)壓或真空預(yù)壓、或聯(lián)合使用堆載和真空預(yù)壓，形成的地基土固結(jié)壓密后的地基[3]。主要處理軟土、淤泥質(zhì)土、淤泥、沖填土等飽和粘性土地基。常用于公路路基、鐵路等基礎(chǔ)處理。

1.4夯實(shí)地基法

反復(fù)將夯錘提到高處使其自由落下，給地基以沖擊和振動能量，將地基土密實(shí)的處理，夯實(shí)地基是指采用強(qiáng)夯法或強(qiáng)夯置換法處理的地基[4]。強(qiáng)夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基。強(qiáng)夯置換法適用于高飽和度的粉土與軟塑—流塑的粘性土等地基上對變形控制要求不嚴(yán)的工程。

1.5擠密地基法

利用橫向擠壓設(shè)備成孔或采用振沖器水平振動和高壓水共同作用下，將松散土層密實(shí)的處理地基。擠密地基是指利用沉管、沖擊、夯擴(kuò)、振沖、振動沉管等方法在土中擠壓、振動成孔，使樁孔周圍土體得到擠密、振密，并向樁孔內(nèi)分層填料形成的地基。適用于處理濕陷性黃土、砂土、粉土、素填土和雜填土等地基。

1.6注漿加固法

將水泥漿或其它化學(xué)漿液注入地基土層中，增強(qiáng)土顆粒間的聯(lián)結(jié)，使土體強(qiáng)度提高、變形減少、滲透性降低的加固方法。注漿加固適用于砂土、粉土、粘性土和人工填土等地基加固。根據(jù)加固目的可分別選用水泥漿液、硅化漿液、堿液等固化劑。

1.7水泥粉煤灰礦石樁（CFG）

水泥粉煤灰碎石樁復(fù)合地基適用于處理粘性土、粉土、砂土和自重固結(jié)完成的素填土地基處理5]。對淤泥和淤泥質(zhì)土應(yīng)按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)或通過現(xiàn)場試驗(yàn)確定其適用性。

2　地基處理在房屋建筑中的應(yīng)用

在施工中，我們結(jié)合勘察單位出具的地勘報(bào)告，對擬將新建的建筑區(qū)域土質(zhì)進(jìn)行實(shí)地考察，通過開挖一定數(shù)量具有代表性的探井，與勘察單位出具的地勘資料作對比，在相符的情況下，由甲方及設(shè)計(jì)單位進(jìn)行確認(rèn)。對于一些地區(qū)，地質(zhì)條件比較復(fù)雜，地下水位較高，地下土質(zhì)不均勻，有溶洞、墓穴等情況，就需要我們在施工過程中格外注意，當(dāng)出現(xiàn)與地勘報(bào)告不相符的情況時，應(yīng)及時向建設(shè)、監(jiān)理單位進(jìn)行匯報(bào)，并結(jié)合設(shè)計(jì)單位的意見，迅速組織施工；對于地下水位高等問題，我們施工過程中就需要采用一定的降水、排水措施，基坑支護(hù)也是我們要考慮的一項(xiàng)重要內(nèi)容，在保證各項(xiàng)工作安全妥當(dāng)?shù)臈l件下，我們必須在保證地基的承載力及壓實(shí)要求，并具有專業(yè)資質(zhì)的建筑質(zhì)量檢測單位對地基承載力做出檢測，各項(xiàng)指標(biāo)都合格的情況下出具合格檢測報(bào)告，完成各工序的隱蔽驗(yàn)收后，進(jìn)行地基處理結(jié)果驗(yàn)收。

地基處理，我們以河西走廊中段地區(qū)張掖的某區(qū)域施工的建筑綜合樓為例，簡單談?wù)勗谶@個區(qū)域地基處理的重要性。

張掖作為河西走廊的重要經(jīng)濟(jì)、旅游名區(qū)，隨著社會的不斷發(fā)展，城市化的趨勢越來越明顯，居民的居住條件的提高，一些中高層、高層的建筑群體成了這個地區(qū)必不可少的一種標(biāo)志，成為了這個城市在進(jìn)軍城市化中的一個里程碑，但是，位于河西走廊的張掖市，地下水位較高，天然地基又不能滿足一些低層建筑物的地基承載力要求，更何況中高層及高層建筑物，所以，地基處理在這個地區(qū)的應(yīng)用和發(fā)展，是一個重要的著眼點(diǎn)。

以張掖市某綜合樓為例，主樓為三層框架結(jié)構(gòu)，高度為11.550m，寬度為13.3m，長度為46.6m，樓蓋形式為普通鋼筋混凝土梁板式樓蓋。設(shè)計(jì)±0.000對應(yīng)高程為1488.125m，基礎(chǔ)形式為鋼筋混凝土柱下條型基礎(chǔ)，基礎(chǔ)埋深-2.40m，地下水位高程約1482.36m，地下水變化幅度2m左右。地質(zhì)特性從上到下依次為：

1）粉質(zhì)粘土：分布于擬建場地地表，黃褐色（灰褐），硬塑，土質(zhì)不均勻，零星含粉細(xì)砂，有植物根系，勘探揭露層厚為0.9～2.5m。

2）粉質(zhì)粘土：黃褐色（泛紅），可塑—軟塑，土質(zhì)均勻，以粘粒為主，不均勻分布有黑色斑點(diǎn)及青灰色條帶，手可搓條，按壓有印痕，局部夾薄層及中厚層（1.3m）的稍密細(xì)砂層，勘探揭層厚3.8～6.2m。

3）粉質(zhì)粘土：黃褐色（泛紅），軟塑—流塑，土質(zhì)均勻，以粘粒為主，不均勻分布有黑色斑點(diǎn)及青灰色條帶，手可搓條，在鉆孔ZK-ZYSFZ-2、ZK-ZYSFZ-8中揭露，層厚1.8～3.0m。

4）細(xì)砂：廣泛分布于粉質(zhì)粘土下部，黃褐色，飽和，稍密，局部為中密，分選性差，級配不良，顆粒成分以石英、長石為主，含去母，局部夾薄層軟塑狀粉質(zhì)粘土，底部零星夾小礫石，勘探深度大于18.9m，未揭穿，層頂標(biāo)高為1477.620～1480.060m。

此例中對該地區(qū)的某一建筑地質(zhì)有了詳細(xì)的分析，對于這一種地質(zhì)條件，持力層要坐在粉質(zhì)粘土層上，本身的承載力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能達(dá)到建筑物本身的荷載要求，這就需要我們進(jìn)行一定的地基處理才能使建筑物安全、耐久，一旦地基不穩(wěn)，將有可能出現(xiàn)建筑物傾斜、墻體開裂甚至出現(xiàn)基礎(chǔ)斷裂、框架梁及節(jié)點(diǎn)開裂破壞，這就會對人們的生命安全造成嚴(yán)重的威脅，因此，地基處理的重要性是不言而喻的。

張掖市東西方向地質(zhì)差別較大，經(jīng)過現(xiàn)場實(shí)地觀察發(fā)現(xiàn)，主要以級配均勻的鵝卵石、粉質(zhì)粘土等為主，且地下水位較高[6]。根據(jù)實(shí)際地勘報(bào)告，我們證實(shí)了這一點(diǎn)，由于地下水位高，對我們的施工造成了一定的難度，無形中，在地基的處理過程中要考慮地下水位的變化情況，這對于我們的施工安全、進(jìn)度、費(fèi)用上是一個挑戰(zhàn)。

結(jié)合該地區(qū)某建筑物的地下水文條件、現(xiàn)場以及周圍的建筑物情況，我們以探井的地質(zhì)情況與地勘報(bào)告資料對比相符，進(jìn)而進(jìn)行大面積施工，由于地勘中的地下水位正好處在設(shè)計(jì)地基處理基底低，如果開挖至設(shè)計(jì)深度，由于該層土質(zhì)含水率較高，地基在處理過程中，地下水會被擠出，隨之而來就造成了這片地基成為了以橡皮泥為主的淤泥狀，這不僅不能起到加強(qiáng)地基的作用，反而對地基的承載力起到了很大的破壞，在地下水位不斷變化的季節(jié)，對建筑物的不均勻沉降將造成很大的破壞，也對抗震結(jié)構(gòu)的安全、穩(wěn)定性是一個很大的隱患，因此，我們在施工前考慮到了這個重大因素，基坑開挖的前先采用輕型井點(diǎn)降水[7]的措施，在基坑周圍豎向的地方埋設(shè)一些濾水管[8]，并且使用真空泵進(jìn)行抽水，隨著水的抽出使濾水管中形成負(fù)壓，在壓差的作用下，地下水位得到降低，從而保證了基坑底部的干燥狀態(tài)，方便了我們進(jìn)行機(jī)械設(shè)備土方運(yùn)輸及回填碾壓工作。

為避免基坑開挖暴露時間過長，可能造成流砂等突發(fā)情況，我們在開挖完成后，立即上報(bào)監(jiān)理單位，組織建設(shè)、監(jiān)理、設(shè)計(jì)、施工單位進(jìn)行基坑驗(yàn)收?；娱_挖我們采用了機(jī)械反鏟挖土的方法，通過探井的土質(zhì)，以及設(shè)計(jì)開挖深度，按照1：0.75的坡度系數(shù)進(jìn)行無支護(hù)放坡，地基處理上我們采用換填墊層法，處理以整片砂夾石墊層為主導(dǎo)，處理深度為條基底以下3m，由細(xì)砂層頂至基礎(chǔ)底標(biāo)高，處理寬度至基礎(chǔ)外邊緣2m，墊層分層鋪填、碾壓，每層虛鋪厚度為25～30cm，處理后的壓實(shí)系數(shù)不應(yīng)小于0.97，地基承載力特征值不應(yīng)小于200Kpa；換填采用的材料以宜選用碎石、卵石、角礫、圓礫、礫砂、粗砂、中砂或石屑（粒徑小于2mm的部分不應(yīng)超過總重的45%），應(yīng)級配良好，不含植物根系殘?bào)w、垃圾等雜質(zhì)，當(dāng)使用粉細(xì)砂或石粉（粒徑小于0.075mm的部分不超過總重的9%），應(yīng)摻入不少于總重30%的碎石或卵石，砂石的最大粒徑不宜大于50mm。分層回填、分層壓實(shí)、分層進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)收等方法，采用機(jī)械壓實(shí)設(shè)備，壓實(shí)試驗(yàn)采用灌砂法進(jìn)行驗(yàn)收，承載力試驗(yàn)委托有檢測資質(zhì)的專業(yè)試驗(yàn)室進(jìn)行檢測，保證試驗(yàn)數(shù)據(jù)有說服力。

以上我們主要以地基處理技術(shù)的應(yīng)用，談到了河西走廊張掖地區(qū)的房屋建筑，但由于我國幅員遼闊，地質(zhì)多樣性，我們面臨的挑戰(zhàn)還很多，隨著社會發(fā)展，地基處理技術(shù)應(yīng)用會更廣泛，安全、耐久、經(jīng)濟(jì)性仍然是主導(dǎo)，當(dāng)然不同的地基處理方法還存在一定的局限性和適用性，所以我們在選擇用地基處理方案施工時，需要因地制宜，選用較合理、可行的方案，在不斷總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)的同時，還需要提升專業(yè)知識和綜合技能，以更加科學(xué)合理的地基處理方案實(shí)現(xiàn)房屋建筑的質(zhì)量目標(biāo)。

參考文獻(xiàn)：

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[7]薛寶軍.論建筑工程施工中排水與降水措施.山西建筑，2013（10）：62-63.

中圖分類號：TU243.2