新形勢下建筑地基勘察設計及地基處理

張曉敏

（大同市勘察測繪院，山西大同 037000）

0 前言

建設工程是保障經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平提高的基礎工程，一旦出現(xiàn)安全隱患，就會給使用者的人身和財產(chǎn)安全帶來嚴重影響。所以應通過控制地基工程的設計方案和施工質量，以避免建筑物上部結構的嚴重損壞。地基勘察是保證地基處理順利開展的前提條件，因此，建筑工程地基勘察應注重采用科學合理的技術進行。

1 地基勘察的重點

全面勘察施工場地的地質條件，關鍵在于落實對地基的勘察工作。因為每個建筑類型都不一樣，因此在對地基進行勘察時，需要考慮的要點也不一樣。從實質上講，勘察地基是為了了解地基的位置、地質條件和地層狀況。具體而言，地基勘察需要涉及以下方面：

（1）獲取涉及建筑物平面的坐標系，然后構造建筑物整體平面圖；具體建筑圖構建時，一般所涉及的要素包括建筑體的大小、建筑物體的結構和建筑性能等?？辈斓鼗^程中，對場地不良位置的地質條件進行探測，以此全面地劃分其分布位置。據(jù)此，可獲得較精確的平面坐標，以便更好地處理地基，明確場地地形特征、巖體類型及坡度。據(jù)此可準確地計算出地基承載力和地基穩(wěn)定性。

（2）明確施工場地地下水情況。即在基坑降水處理過程中，查看施工場地涉及的地下水位情況。開展地下水勘探時，應充分考慮工程勘察工作的實際情況，根據(jù)因地制宜的原則，選擇合適的勘察方法和勘察措施。具體而言，勘察人員在勘察或處理過程中，要根據(jù)施工圖紙及現(xiàn)場的具體情況，對周圍水源進行全方位的判斷，探查的內容包括水體類型、化學成分、地下水深度等。一些地下水由于環(huán)境的特殊性，使水質具有很強的腐蝕性，因此，應予以高度重視。

（3）探明地震效應?，F(xiàn)場施工時，首先要特別注意地震防區(qū)的劃分，在實施分區(qū)處理前，要對施工現(xiàn)場進行多方面的勘察，并進行相應的分區(qū)，同時，要加強對抗震效果的關注，并進行相應的評價。特殊情況下，施工場地所在的地層組分為砂土或飽和粉土，因此，在設置抗震層時，應將其層次設高。

在勘察過程中，不僅要考慮以上因素，而且要為后期的地基挖掘提供基礎資料。基坑開挖過程中，首先要從多個角度來判斷其穩(wěn)定性。因為只有在基坑穩(wěn)定性確定后，施工方才能因地制宜地對降水量等影響因素進行評價。在深基坑開挖前，首先要對基坑承載力及變形參數(shù)進行探查，然后確定施工方案的經(jīng)濟性、安全性和及時性。若施工場地所在位置地質條件較差，應根據(jù)施工場地的具體情況提出相應的處理方法。

2 建筑地基勘察設計

2.1 對試驗區(qū)進行劃定

勘察或處理地基前，首先應明確劃分施工現(xiàn)場涉及的試驗范圍。根據(jù)試驗區(qū)域的劃分，開展各種操作，如預壓試驗等。選取和判斷試區(qū)，進行現(xiàn)場勘察，勘察的內容包括：側移、變形量和孔隙水壓力等。經(jīng)過預壓試驗，得出的結論是比較準確的。

2.2 布置地基勘察點的方法

（1）優(yōu)先考慮在建筑物的角點、周邊線上或建筑群范圍內設置勘察點。如果建筑物下臥層起伏度較大，則應適當增加測量點布置的密度，以便有效地探測建筑物的受力層。

（2）對于主要受力基礎，應注意布置單獨的勘測點；如果建筑物中有高聳結構，應確?？辈禳c大于3 處。

（3）在對高層獨棟建筑的地基基礎進行勘察時，應根據(jù)已有的詳細地質勘察資料布置4 個以上勘察點，以確保對地基基礎均勻性的評價能滿足工程設計要求。另外，在對密集建筑群的地基進行勘察時，應適當減少勘察點，但每幢建筑至少應有一個勘察點。

（4）應根據(jù)勘探方法，例如觸探或鉆探，來布置勘察地點，并在考慮勘探方法的基礎上，考慮地基地質條件的特殊性，以確保地基勘察能為地基設計提供有價值的參考資料。如殘積土層、風化巖、膨脹土層和濕陷性土層等較復雜的地質條件，可根據(jù)現(xiàn)場施工需要增設適當?shù)奶骄?/p>

2.3 地基勘察技術

（1）觸探?，F(xiàn)有的觸探方法主要有動力觸探和靜力觸探兩種，目前在地基勘察中普遍采用。用觸探頭作用于土層時所受側壁阻力、錐端阻力，可以估算出地基的單樁承載力、壓縮性能和土體的承載力。

（2）鉆探。用鉆探技術對地基進行勘察，可以方便地對地層進行劃分和鑒別，此技術所用的鉆機有沖擊鉆機和回轉鉆機兩種，沖擊鉆機的鉆頭可以直接破碎地層，當?shù)貙颖粨羲椴⑿纬摄@孔后，可以直接用抽筒將擾動土壤和巖石碎塊抽出來進行分析?；剞D鉆機可以磨削地層，用管狀鉆具提取巖芯標本。

（3）坑探?？犹竭m用于地質條件復雜的地層結構勘察，探井一般設為深度2～3m 的圓形或矩形，若要增加探井深度，應注意加強坑壁支護。

3 建筑工程基地處理技術分析

建筑工程中的地基處理，主要目的是通過更換、提高地基巖土的密實度等措施，改善地基巖土的性質，為工程施工提供基礎保障。采用技術手段處理地基后，能有效地減少地基巖土的壓縮模量，使整個建筑工程施工過程中，地基承載力降低后的下沉量減小，使建筑工程渾然一體，保證建筑工程的高質量施工。

經(jīng)過合理的地基處理后，能使地基的穩(wěn)定性得到提升，從而能增強地基對剪應力的抵抗力，防止地基受剪應力作用后發(fā)生位移等不良現(xiàn)象，導致工程的整體破壞。由于地下水的存在，對地基的穩(wěn)定性等都有直接影響。通過對地基處理后，可大大提高地基的密實度，防止由于地下水的滲透作用而使地基承載力下降，從而造成建筑物發(fā)生不均勻沉降。對于地震帶內的建筑工程施工活動，應對地基中密實度較低的細沙進行處理，防止地基液化。另外，提高地基抗地震作用的能力，也是地基處理中應重點考慮的問題。具體地說，常用的地基處理技術有以下幾種：

3.1 巖土置換法

巖土置換法實際上是對地基中不合格的巖土或處理難度大的巖土，如松散細沙等進行清除。隨后，用強度較高、耐腐蝕性較好的巖土或其他材料等形變量較低的巖土進行補充，再用振搗方法進一步提高地基的密實度。該地基處理方法一般適用于凍土、淤泥等巖土地基處理。用砂礫作填料時，避免用細砂作填料，應選用直徑較大的砂礫。在填充前，砂礫的比例也要加以限制。要保證砂礫在平鋪過程中均勻分布，厚度要適當，避免因厚度不同而產(chǎn)生應力集中。

3.2 高強度壓實法

采用該方法處理地基時，應選擇合適型號的起重機械，將較大重量的夯錘吊起，然后釋放，利用夯錘本身的重量和下落時的慣性對地基巖土進行壓實。施工過程中，夯錘起吊高度應控制在20m 左右，最大起吊高度30m。夯擊過程中應合理控制夯擊頻率及夯擊次數(shù)，起到提高地基密實度的作用。用這種方法處理后，能使地基承載力得到很大的提高，特別是對地基表面的硬度，起到更明顯的提升作用。夯實法主要針對低飽和度、碎石等地基處理，使之能承受強力應力沖擊。強夯方法實施前，建設方需進行2～3 次強夯處理，在具體強夯處理過程中，要根據(jù)現(xiàn)場土質特點進行選擇。在一定的時間間隔內進行強夯處理，通過這種方法來提高強夯處理的時效性。

3.3 砂石樁法

在高層建筑工程中，對地基強度的要求相對較高，同時要求地基具有較大的密實度。這時，需要用砂石樁方法處理地基。施工前，工程技術人員應先檢查地基的巖土性質。對不符合要求的巖土，應先用置換法進行置換；之后，可采用砂石樁的方法進行處理。當?shù)鼗鶐r土飽和度較高時，需先采用夯實法進行預處理，然后采用砂石樁進行最終處理。這類地基處理方法主要是對砂土等巖土進行處理，以減少地基受力后的壓縮量。對粘土來說，在飽和度較高的情況下，應采用一定數(shù)量的砂石樁來代替粘土，使地基由粘土和砂石樁共同組成，從而提高地基的承載力。

3.4 擠密樁法

采用此種方法施工時，施工人員應根據(jù)地基條件，對樁孔進行布置，然后將合適的材料壓入樁孔中，再進行夯實，最終達到提高地基強度的目的。一般來說，當黃土等占主導地位的地基底部接近地下水時，通常采用這種方法進行地基處理。

3.5 化學加固

化學加固在地基處理過程中是非常重要的一個環(huán)節(jié)。當進行加固處理時，應根據(jù)施工現(xiàn)場的具體情況，按一定的配比，加入特定比例的膠結材料和化學漿液。土壤顆粒與漿液通過拌合、高壓噴射和灌注等方法進行粘結。由此可以看出，化學加固法有助于提高地基的物理性能和地基的力學性能。特別時期內，施工方還可以將符合標準尺寸的加固件與需要處理的地基混合使用，一般情況下，加固件需要的材料包括水泥或木材。根據(jù)目前的發(fā)展情況，灌漿法和高壓噴射法都有利于地基的加固，尤其是軟土地基。對現(xiàn)場軟土應采取多方面的加固措施，采用上述措施不僅有利于地基穩(wěn)定，而且有利于承載力的提高。

4 結束語

總之，建筑結構安全與否在很大程度上取決于地基工程的質量，為了能有效地提高建筑地基的穩(wěn)定性，就必須在地基設計前進行地基勘察，并在勘察中收集好相應的地質資料。另外，在對建筑物地基進行設計時，還應根據(jù)實際地質條件，綜合運用多種地基處理技術，為提高建筑物的承載能力提供必要的保證。