建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)施工及加固方法研究

劉啟洋

（荊門生態(tài)科技城投資有限公司， 湖北 荊門 448000）

0 引言

在我國社會經(jīng)濟的高速發(fā)展下，工程建筑也在不斷地發(fā)展，它的建筑質(zhì)量與人們的生活密切相關(guān)。而整個建筑中最重要的組成部分就是地基基礎(chǔ)施工，其施工質(zhì)量的好壞會對整個工程的質(zhì)量、施工進(jìn)度與投資利潤造成影響。目前，在建筑工程施工中地基加固技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用，已經(jīng)逐漸成為建筑施工項目中不可缺少的組成部分，現(xiàn)代化建筑施工中，建筑結(jié)構(gòu)、施工進(jìn)度、施工規(guī)模和施工質(zhì)量等各個方面的要求越來越高，所以建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計和加固也被人們的高度重視和關(guān)注[1]。

1 地基概述

1.1 地基概念

地基的概念是，建筑物或建筑荷載的最終承擔(dān)結(jié)構(gòu)與建筑結(jié)構(gòu)最下面的工程環(huán)節(jié)。地基的基礎(chǔ)、主體結(jié)構(gòu)和施工進(jìn)度代表著基承載力的高低，如果地基的承載能力不高和施工整體性不強現(xiàn)象在施工的過程中發(fā)生，很容易對整個建筑施工帶來影響，情況嚴(yán)重時還會發(fā)生施工危險[2]。

1.2 基礎(chǔ)承載力控制要求

基礎(chǔ)設(shè)計承載力的控制需要滿足《地基規(guī)范》，由載荷試驗結(jié)合工程實踐經(jīng)驗綜合確定地基承載力特征值。而抗震結(jié)構(gòu)地基的承載力進(jìn)行驗算，根據(jù)《抗震規(guī)范》，在自然基基礎(chǔ)進(jìn)行抗震驗算時，需要使用地震效應(yīng)作用的標(biāo)準(zhǔn)組合，并且地基承載力的特征值與地基承載力調(diào)整系數(shù)相成所得出的值，是地基抗震承載力的值?；A(chǔ)的底面壓力需要符合滿足[3]：軸心荷載作用時，p≤faE；當(dāng)偏心荷載作用時，pmax≤1.2faE。

除此之外，基礎(chǔ)的底面與地基土的零應(yīng)力區(qū)面積和基礎(chǔ)偏心距要求要符合《抗震規(guī)范)) ，在設(shè)計抗震設(shè)計時基礎(chǔ)時，還需滿足地基土和基礎(chǔ)底面的零應(yīng)力區(qū)面積的要求[4]：（1）高寬比H/B＞4，Ee≤b/6；（2）應(yīng)力去面積＜基礎(chǔ)地面積15%，Ee≤1.3b/6。

1.3 地基加固方法

在建筑工程施工的過程中地基的加固方法，主要是由人們換填士、窮實等技術(shù)，對土質(zhì)不好和沒有能力承擔(dān)建筑結(jié)構(gòu)荷載要求的土質(zhì)進(jìn)行加固，通過加工使其在施工中滿足建筑施工的要求，為建筑工程的施工進(jìn)度、質(zhì)量和整體性提供了可靠的依據(jù)和基礎(chǔ)。在目前的建筑工程中，地基的加固己經(jīng)成為了項目工程中無法缺少的東西，是現(xiàn)代化建筑工程施工的核心部位。

表1 地基基礎(chǔ)施工常用加固方法

2 實例分析

2.1 工程概況

項目位于荊門市繁華地帶的一棟高層建筑，地上建筑七層，地下室一層，地下室采用筏板基礎(chǔ)，基坑深4.2m，地下室基礎(chǔ)面積2600m2，自然地面以下2m 范圍為雜填土，回填時間超過5 年，通過地勘報告顯示，該場地0～6m 為雜填土，6～9m 為粉質(zhì)粘土，9～12m 為強風(fēng)化砂巖，12m 以下為中風(fēng)化～弱風(fēng)化砂巖，地下水位7m?；庸こ滩捎梅ぐ寤A(chǔ)進(jìn)行施工，由于雜填土層較厚，采用雜填土層壓密注漿技術(shù)進(jìn)行加固處理。

2.2 地基基礎(chǔ)加固施工

根據(jù)地勘資料和相關(guān)的設(shè)計規(guī)范，本項目的基坑基礎(chǔ)形式采用筏板基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計，由于坑底的粉質(zhì)粘土層承載力無法達(dá)到要求，如果采用樁基礎(chǔ)進(jìn)行施工，造價較高，經(jīng)濟上考慮不可行，經(jīng)過分析，最終決定采用筏板基礎(chǔ)進(jìn)行施工，由于雜填土埋深超過了基坑底部的深度，受雜填土影響，可能會對基坑的施工造成困難，影響基坑的穩(wěn)定性，多方考慮的情況下，決定對雜填土層采用壓密注漿技術(shù)進(jìn)行加固處理。

2.2.1 壓密注漿施工

在距離基坑筏板基礎(chǔ)周邊3.5m 范圍進(jìn)行注漿孔閉環(huán)布置，注漿孔的間距為1.2m，筏板基礎(chǔ)內(nèi)部采用間距1.5m 的梅花形布置注漿孔，注漿材料為普通硅酸鹽水泥（標(biāo)號P.042.5），注漿漿液的水灰比為0.8～1.0 之間，基坑外側(cè)封閉環(huán)注漿孔添加2.5%～4%模數(shù)，注漿液的注入率按照35%考慮，漿液添加濃度為42 的水玻璃摻合料，保證基坑外圍封閉環(huán)注漿形成穩(wěn)定的墻體，外圍的墻體厚度1.0m，從而有效防止?jié){液外滲。為了保證注漿加固的效果，在進(jìn)行注漿時要求注漿孔底部進(jìn)入坑底的土層厚度不小于0.5m。為了利于注漿加固的施工，設(shè)計要求注漿孔的深度為9m，在表層1.0m 范圍內(nèi)可不進(jìn)行注漿加固，有效注漿加固的厚度為8.0m。

2.2.2 工后沉降分析

(1)基坑工后沉降計算的荷載主要包括2 個部分：①注漿后基底附加壓力50kPa；②加固所用的水泥漿液固結(jié)后對地基承載力有所增加，基坑持力層承載力增加了13.6kPa。

(2)各土層的厚度和壓縮模量：厚度6.0m 處理后的雜填土復(fù)合壓縮模量：Es1=10MPa；厚度8.6m 粉土壓縮模量：Es2=12.7MPa；厚度9.4m 粉質(zhì)粘土壓縮模量：Es3=5.9MPa.。

(3)基坑沉降計算結(jié)果根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》(GB50007-2011)的第5.3.5條，采用分層總和法進(jìn)行沉降計算：計算結(jié)果發(fā)現(xiàn)，該建筑的最大基礎(chǔ)沉降量為7.8cm，可以滿足設(shè)計要求。

2.3 地基處理效果的檢測

在基坑注漿加固施工完成后的28d，按照規(guī)范要求采用靜載荷試驗以及現(xiàn)場鉆孔取樣進(jìn)行加固后雜填士地基承載力檢驗，同時需檢驗坑底土層的均勻性。本工程現(xiàn)場靜載實驗可采用1.0m×1.0m 的方形載荷板進(jìn)行試驗，最大加載量為250kPa，試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)過注漿加固處理后的基坑雜填土層的地基承載力可達(dá)到120kPa，滿足設(shè)計要求，注漿加固效果明顯。通過現(xiàn)場鉆孔取樣，能夠明顯看存在大量不規(guī)則的水泥漿脈狀體，士體較為干燥，水平向的均勻性可以滿足設(shè)計要求。

3 結(jié)語

綜上所述，我國建筑行業(yè)在建筑結(jié)構(gòu)地基基礎(chǔ)設(shè)計和其加固工作中，還存在著加固方法單一等問題，對建筑結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性造成了一定的影響，所以，在實際的建筑施工中，需要提高自身的加固意識、提高對實際操作問題的重視解決建筑結(jié)構(gòu)在加固中的問題，為居民帶來一個安全的生活環(huán)境。同時在進(jìn)行地基基礎(chǔ)設(shè)計時，需要把高層建筑結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基處理放在一起綜合考慮進(jìn)行設(shè)計，優(yōu)化基礎(chǔ)設(shè)計和地基地基處理效果，讓地基基礎(chǔ)設(shè)計上升到一個新的層次。