論建筑工程地基基礎(chǔ)處理

胡思佳 潘闊

摘 要：隨著我國社會的不斷發(fā)展與進步，我們越來越重視建筑地基基礎(chǔ)的處理工作，重視建筑工程地基基礎(chǔ)處理對于現(xiàn)實社會具有重要的意義。本文主要探討建筑地基基礎(chǔ)的處理。

關(guān)鍵詞：建筑；地基；基礎(chǔ)；處理；工程；

1、建筑工程地基處理的主要內(nèi)容

伴隨建筑事業(yè)的發(fā)展，建筑工程施工技術(shù)也取得了長足的進步；在現(xiàn)代的建筑工程施工中，不僅事先要選擇在地質(zhì)條件良好的場地上從事建設(shè)，而有時也不得不在地質(zhì)條件不良的地基上進行修建。

另外，隨著科學(xué)技術(shù)的口新月異，結(jié)構(gòu)物的荷載口益增大，對變形的要求也越來越嚴格，原來一般可評價為良好的地基，也可能在一定條件下，非得進行地基處理不可。

所以不僅要針對不同的地質(zhì)條件、不同的結(jié)構(gòu)物選定合適的基礎(chǔ)形式、尺寸和布置方案，而要善十選取最恰當(dāng)?shù)牡鼗幚矸椒ā＠脫Q填、夯實、擠密、排水、膠結(jié)、加筋和熱學(xué)等方法對地基土進行加固，用以改良地基土的工程特性。

一般情況來講：當(dāng)建筑物的天然地基存在以下問題之一或幾個時，即須采用地基處理措施以保證建筑物的安全與正常使用：強度及穩(wěn)定性問題、壓縮及不均勻沉降問題、滲漏問題、液化問題。這也是建筑物的地基所面臨的最主要問題。2、地基設(shè)計中的沉降計算

不同固結(jié)條件下的沉降計算

如前所述目前工程中廣泛采用的分層總和法，該法按照壓縮曲線所取坐標(biāo)的不同，又可分為e-p曲線法和e-logp曲線法。

在進行地基沉降計算時，先要確定地基的沉降深度（即壓縮層的界定），對于天然沉積的土層，土體本身已在自重作用下壓縮穩(wěn)定，所以地基中的初始應(yīng)力δZ隨深度的分布即為土的自重應(yīng)力分布。而地基土的壓縮變形是由外界壓力（沉降計算壓力）在地基中引起的附加應(yīng)力δS產(chǎn)生的，在理論上附加應(yīng)力可深達無窮遠。但目前在水利工程中通常按豎向附加應(yīng)力δZ與自重應(yīng)力δS之比確定地基沉降計算深度，對一般性粘土取δZ=0.2δS，對軟粘土取δZ=0.1δS。

有時勘測單位提供的不是壓縮曲線，而是其他壓縮性指標(biāo)，可換算為：

Si=av/（1+e1）·ΔP·Hi=mv·ΔP·Hi=1/Es·ΔP·Hi

Es--土的壓縮模量

在計算過程中應(yīng)注意首先要根據(jù)建筑物基礎(chǔ)的尺寸，判別在計算基底壓力和地基中附加應(yīng)力時是屬于空間問題還是平面問題，再按荷載性質(zhì)求出基底壓力P的大小和分布。應(yīng)當(dāng)注意，當(dāng)基礎(chǔ)有埋置深度Df時，應(yīng)當(dāng)采用基底凈壓力Pn=P-r·Df，然后求出計算點垂線上各分層的豎向附加應(yīng)力δZ，并繪出它的分布曲線，按算術(shù)平均計算出各分層的平均自重應(yīng)力δsi和平均附加應(yīng)力δzi進行累加，在e-p曲線中查出相應(yīng)的初始孔隙比e1i和壓縮穩(wěn)定后孔隙比e2i，從而計算出各分層壓縮量（式1-1），并進行累加后得出地基的最終沉降量（式1-2），必須注意自重應(yīng)力δS應(yīng)從原地面高程算起，附加應(yīng)力δZ應(yīng)從基底高程算起，同時在三維變形狀態(tài)下，斯肯普登--貝倫建議將沉降值S乘以一個系數(shù)Cp，即修正固結(jié)沉降S=Cp·S，根據(jù)我國《工業(yè)民用建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定，計算所得的沉降值S應(yīng)乘以一個沉降計算經(jīng)驗系數(shù)Ms，這樣才能較準(zhǔn)確估算地基沉降量（MS=1.3～0.2，其具體數(shù)值視土的壓縮模具Es的不同范圍參見規(guī)范說明），一般來講軟粘土地基的S計算值偏小，而硬粘土的S計算值又偏大較多。

e-logp曲線法

按e-logp曲線法來計算地基的沉降與e-p曲線一樣，每一分層壓縮量計算公式仍為S=（e1-e2）/（1+e1）·H，與前述利用e-p曲線或壓縮系數(shù)av計算的方法步驟基本相同，所不同的只是選用壓縮性指標(biāo)和確定初始及最終孔隙比的手段不同，須由現(xiàn)場壓縮曲線求得。經(jīng)推導(dǎo)可得出用e-logp曲線或壓縮指數(shù)Cv的沉降計算公式為：

S=H·CC/（1+E0）·log（p0+Δp）/p0（2-1）

由于土的應(yīng)力歷史對土的壓縮性能有較大影響，應(yīng)先推估土的受荷歷史和計算未來在建筑物荷載作用下，土可能產(chǎn)生的新的壓縮變形。必須確定先期固結(jié)應(yīng)力Pc，根據(jù)卡薩格蘭德提出的依據(jù)室內(nèi)壓縮曲線特征的經(jīng)驗圖解法，可在e-logp曲線上圖解得出先期固結(jié)壓力Pc，根據(jù)反映土體固結(jié)程度的超固結(jié)比OCR=pc/p0（P0為現(xiàn)有有效應(yīng)力），當(dāng)OCR=1時，為正常固結(jié)土，OCR>1時，為超固結(jié)土；由于土在鉆探、取樣、運輸、制備土樣和試驗過程中或多或少地會受到擾動，擾動愈大，曲線的位置就愈低，所以室內(nèi)壓縮試驗成果不能反映現(xiàn)場條件下土的壓縮性能，還須對室內(nèi)壓縮試驗所得e-logp曲線加以修正為現(xiàn)場壓縮曲線。

確定了土的固結(jié)性質(zhì)，并分別確定正常固結(jié)土和超固結(jié)土的現(xiàn)場壓縮曲線，這里僅示出推求結(jié)果。經(jīng)過大量研究者的證實，無論土受何等程度的擾動，在室內(nèi)進行壓縮試驗時，所得的多條e-logp曲線在0.42e0處附近都趨于一點，由此推算土的現(xiàn)場壓縮曲線勢必也通過該點。同時假定試樣的孔隙比還能保持現(xiàn)場原位條件下的數(shù)值e0。另外在超固結(jié)土中由室內(nèi)的回彈再壓曲線可知在曲線中存在一個滯后環(huán)，其斜率應(yīng)為超固結(jié)土的超固結(jié)段壓縮量的膨脹指數(shù)Cs，超固結(jié)土在壓縮應(yīng)力ΔP作用下的壓縮量就由超固結(jié)段的壓縮量S1和正常固結(jié)段的壓縮量S2兩部分總和而成。

當(dāng)Δp較小，p0+Δp

SI=Hi/（1+e0）·（Cs·log（p0+Δp）/pc）（2-3）

關(guān)于初始沉降（瞬間沉降）及次固結(jié)沉降的計算

對于普通粘性土，固結(jié)沉降是其基礎(chǔ)沉降的一個主要部分，它對基礎(chǔ)寬大、而壓縮土層較薄，排水條件又較符合假定時較為適用。但是實際地基的地質(zhì)條件往往較為復(fù)雜，有時可壓縮的軟土層分布較厚或土層分布不均，基底面又不是排水面，對較軟的粘性（亞粘性）土來說，次固結(jié)沉降在總沉降中占有一定比例，這時初始沉降就不可忽視；又如砂性較重的地基，由于固結(jié)排水速率很快，初始沉降與固結(jié)沉降這兩部分已融合一起難以區(qū)分，這些都必須計算初始沉降或次固結(jié)沉降。

I--影響系數(shù)，取決于基礎(chǔ)形狀和所研究點的位置。E--土的不排水變形模量（彈性模量，可用三軸或單軸不排水試驗求得）或采用旁壓儀在現(xiàn)場測得。

參考文獻

[1] 王成華.基礎(chǔ)工程學(xué).天津.天津大學(xué)出版社，2010.5

[2] 肖明和，王淵輝，張毅.地基與基礎(chǔ).北京.北京大學(xué)出版社，2011

[3] 鄭剛.基礎(chǔ)工程.北京.中國建材工業(yè)出版社，2009

[4] 陳希哲.地基事故與預(yù)防——國內(nèi)外工程實例[M].北京.清華大學(xué)出版社，2011

（作者單位：大連銘遠建筑工程有限公司）