地基處理在結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中的重要性

張福龍 中交煤氣熱力研究設(shè)計(jì)院有限公司

1 前言

目前快速增長(zhǎng)的經(jīng)濟(jì)帶來(lái)空前的建設(shè)風(fēng)潮。近年來(lái)部分建筑物頻頻存在傾斜、倒塌的現(xiàn)象，需要有關(guān)部門加強(qiáng)重視，因?yàn)榻ㄖ陌踩|(zhì)量，關(guān)系到人民的經(jīng)濟(jì)損失和生命安全。地基是建筑項(xiàng)目開(kāi)展中的上層建筑的支撐力量。在建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)時(shí)，需要設(shè)計(jì)人員重視地基處理技術(shù)在建筑物的整體發(fā)展中扮演著角色。建筑項(xiàng)目結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中地基處理技術(shù)的選擇也會(huì)對(duì)建筑的安全性、經(jīng)濟(jì)性和創(chuàng)新性造成影響。因此本文的研究從結(jié)構(gòu)工程的地基處理目的方式和特點(diǎn)上進(jìn)行調(diào)研，通過(guò)對(duì)于地基處理的概述，了解當(dāng)前地基處理在結(jié)構(gòu)工程中的重要性。

2 地基處理簡(jiǎn)介

2.1 地基處理技術(shù)

2.1.1 基層工程措施

地基處理技術(shù)中的基層工程措施，顧名思義指代的是淺基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)和沉箱基礎(chǔ)部分。主要的工作是對(duì)地基進(jìn)行挖槽、排水加固、打樁等相應(yīng)的要求。在基層工程中需要工作者選擇合適的地基尺寸和地基設(shè)置深度的布置方案，確保實(shí)際結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中地基的強(qiáng)度和沉降度，在基本工程控制和允許范圍之內(nèi)，基礎(chǔ)工程措施作用于地基處理深層中，還可以融入巖土加固技術(shù)來(lái)增強(qiáng)地基處理的能力。

2.1.2 巖土加固措施

目前結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中地基處理常用的技術(shù)和方式很多包括高壓噴射注漿法、CFG樁法、真空預(yù)壓法、強(qiáng)夯法、水泥土攪拌法等方式來(lái)進(jìn)行巖土加固。建筑工程基礎(chǔ)工作開(kāi)展中，在地基處理時(shí)需要負(fù)責(zé)人將各階段的準(zhǔn)備工作做好，針對(duì)不同的情形進(jìn)行處理。建筑工程的工作人員可以使用灌漿置換、排水法等多種方式結(jié)合結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目的當(dāng)?shù)氐鼗乃奶卣鳌⑼临|(zhì)特征進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。在綜合當(dāng)?shù)赝翆咏Y(jié)構(gòu)的實(shí)際情況下，依據(jù)各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)的需求做好巖土加固。同時(shí)也要考慮到季節(jié)變量對(duì)于巖土加固產(chǎn)生的影響，如雨季時(shí)，雨水大量的沖刷會(huì)對(duì)巖土加固產(chǎn)生影響，對(duì)水泥土樁法、水泥土攪拌法等方式的應(yīng)用帶來(lái)問(wèn)題，因此需要考慮合適的地基巖土施工方案，進(jìn)行地基處理。

2.2 地基處理的特征

第一，復(fù)雜性。主要體現(xiàn)在土質(zhì)情況較為復(fù)雜，不同地域的土質(zhì)環(huán)境不同，在結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)地基處理中僅靠經(jīng)驗(yàn)主義是不能完成復(fù)雜性的地基處理工作，因此需要設(shè)計(jì)人員考慮到當(dāng)?shù)貙?shí)際的土質(zhì)情況和水文特征進(jìn)行處理。第二，嚴(yán)重性。地基處理關(guān)系的上層建筑和整個(gè)建筑的安全，如果地基處理中存在安全隱患問(wèn)題必定會(huì)對(duì)實(shí)際工程帶來(lái)嚴(yán)重的后果。第三，多發(fā)性。地基處理時(shí)需要考慮到地基處理影響因素。當(dāng)前多發(fā)性和復(fù)雜性往往是聯(lián)系在一起的，不穩(wěn)定的地基特征就會(huì)造成實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)時(shí)的事故多發(fā)。如借助夯實(shí)法，本身夯實(shí)的地基會(huì)在雨水的沖刷下形成坍塌現(xiàn)象。

因此在結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)時(shí)，需要設(shè)計(jì)者選擇好合適的地基形式，最好根據(jù)地建筑地基的類型和場(chǎng)地、難易，確定地基的位置，并且依據(jù)當(dāng)?shù)氐乃奶卣骱偷鼗翆犹卣?、土質(zhì)情況及時(shí)的調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)和地基處理方式，改善實(shí)際地基處理時(shí)會(huì)存在的變形和滲透問(wèn)題。

3 在結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中重要性的體現(xiàn)

目前我國(guó)建筑基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中部分地基處理不當(dāng)會(huì)導(dǎo)致軟弱地基的出現(xiàn).所謂的軟弱地基主要指代的是壓縮層中包含了淤泥/沖填土等土層結(jié)構(gòu),這對(duì)實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)具有一定的影響?，F(xiàn)如今我國(guó)建筑行業(yè)在結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中都有屬于自己的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)模式，但實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)還需要充分考慮到地基設(shè)置的現(xiàn)狀以及當(dāng)?shù)氐刭|(zhì)的影響，需要結(jié)合松沙、有機(jī)土、軟粘土等地層建立合適的地基處理方案。

3.1 改善地基剪切特征

地基的處理結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)能夠改善地基本身的剪切性，地基處理是會(huì)存在部分洼地和偏坡，造成建筑結(jié)構(gòu)性的轉(zhuǎn)變。這會(huì)導(dǎo)致實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)工作無(wú)法開(kāi)展。為了能夠有效促進(jìn)建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)的穩(wěn)定性增強(qiáng)，對(duì)于軟弱地基問(wèn)題的解決，需要不斷改善地基的剪切特征，因?yàn)榈鼗募羟袕?qiáng)度會(huì)對(duì)地基土壓力的穩(wěn)定性進(jìn)行破壞。

3.2 改善地基的壓縮特性

地基前期勘探工作的數(shù)據(jù)顯示地質(zhì)層存在不同的成分，包含了巖土層、河床、古遺址等等。讓建筑在不同的地質(zhì)層下面進(jìn)行地基的壓縮，能夠通過(guò)地基處理技術(shù)，有效的保證后期結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)的安全性。

3.3 改善地基的透水力

透水性的強(qiáng)度影響建筑結(jié)構(gòu)本身的抗震能力和抗壓能力，在實(shí)際建筑建設(shè)時(shí)增強(qiáng)地基的透水性，是保證建筑質(zhì)量的總體措施。因此地基處理過(guò)程中透水性能的監(jiān)測(cè)、檢查工作需要到位，并深入落實(shí)。

3.4 影響建筑結(jié)構(gòu)

建筑工程施工中，地基處理會(huì)影響到建筑本身的結(jié)構(gòu)，因?yàn)榻ǖ鼗A(chǔ)好壞是決定建筑上層建筑的基礎(chǔ)。上層建筑對(duì)地基有什么要求和規(guī)定都是直接關(guān)系到建筑結(jié)構(gòu)的因素。因此，在地基處理時(shí)會(huì)間接的對(duì)建筑結(jié)構(gòu)本身發(fā)揮作用，影響整體的建筑結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)人員需要結(jié)合不同建筑結(jié)構(gòu)的承載力和技術(shù)特征，選擇合適的地基處理技術(shù)。例如就寧波市日湖商貿(mào)樓地基處理工程，結(jié)合當(dāng)?shù)氐乃奶匦院屯繉犹匦?，選用“真空預(yù)壓法”和“堆載預(yù)壓法”技術(shù)進(jìn)行地基的處理。

3.5 影響建筑的質(zhì)量

當(dāng)前屹立在世界的古代建筑較多，地基的處理會(huì)影響到整體建筑的質(zhì)量。因?yàn)榈鼗蠈咏ㄖ沁B接在一起的，古代建筑理念，雖沒(méi)有現(xiàn)代發(fā)達(dá)先進(jìn)，但古人對(duì)于建筑和地質(zhì)方面熟悉不差于當(dāng)代人。想要做好地基處理技術(shù)，首先就要先進(jìn)行勘探工作，通過(guò)對(duì)于地下土層特征的勘查進(jìn)行地基處理，來(lái)提升建筑工程的穩(wěn)定性，可以借助高壓噴射注漿法、CFG 樁法、真空預(yù)壓法、強(qiáng)夯法、水泥土攪拌法來(lái)增強(qiáng)地基結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

3.6 改善不良地基，增強(qiáng)地基動(dòng)力

本次調(diào)研中結(jié)合實(shí)際地基處理時(shí)會(huì)引發(fā)的地基不穩(wěn)定性因素進(jìn)行分析?，F(xiàn)階段地基處理時(shí)想要改善這一現(xiàn)象，需要結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)人員，結(jié)合實(shí)際地質(zhì)現(xiàn)象做好地質(zhì)動(dòng)力性測(cè)試。在實(shí)際地質(zhì)勘探的過(guò)程中依據(jù)當(dāng)?shù)氐貏?shì)特征、地形特征和水文特征進(jìn)行地質(zhì)勘查，對(duì)地基土質(zhì)液化等現(xiàn)象加以改善。

最后得出抗震系數(shù)和相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行設(shè)計(jì)參數(shù)的改變，以此來(lái)增強(qiáng)地基的動(dòng)力。實(shí)際施工時(shí)對(duì)于黃土的濕陷、膨脹土的膨脹不良地基需要進(jìn)行相應(yīng)的處理，如處理不當(dāng)，就會(huì)給實(shí)際工程開(kāi)展造成麻煩。因此在結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)過(guò)程中，采取碾壓法、高壓噴射灌漿法等等方式，結(jié)合建筑物設(shè)計(jì)的需求以及地基土質(zhì)、水文特征數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行地基的加固處理，能夠有效促使不良地基狀況得以改變，以便增強(qiáng)特殊地基的動(dòng)力。

4 結(jié)合案例探討建筑結(jié)構(gòu)中地基處理技術(shù)的應(yīng)用

本次研究結(jié)合米易縣商會(huì)大廈實(shí)際案例，通過(guò)對(duì)于實(shí)際工程的資料搜集，了解當(dāng)前建筑工程的地基處理技術(shù)。在米易縣商會(huì)大廈實(shí)際建筑結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用?，F(xiàn)如今的地基處理目的是為了提升軟弱地基的承載力，保證地基的穩(wěn)定性，減少地基存在的不均勻沉降。

4.1 項(xiàng)目實(shí)際情況概述

本次研究的米易縣商會(huì)大廈占地面積2244m2。該地區(qū)的氣候特色是平均年降水量為413.3mm。建筑物上部荷載為35000kPa，場(chǎng)地地下水位為1.2m。要求地基處理后，復(fù)合地基承載力達(dá)到350kPa，沉降小于50mm。通過(guò)對(duì)于該地的地形測(cè)試和地址勘測(cè)，了解到該地區(qū)是典型的粉砂、淤泥。結(jié)合實(shí)際調(diào)研了解到該項(xiàng)目所處地的地質(zhì)、地貌及泥沙水動(dòng)力條件適宜工程的開(kāi)設(shè)，在該區(qū)域內(nèi)主要為黏性土層和粉土層。

4.2 地基處理技術(shù)應(yīng)用

地基基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)中需要充分考慮到場(chǎng)地條件，結(jié)合施工技術(shù)條件及工期造價(jià)等要求，合理選擇工程方案。根據(jù)工程地質(zhì)條件要求在實(shí)際地質(zhì)地基處理時(shí)，采取CFG樁、水泥土攪拌樁的地基處理方案。

4.2.1 CFG樁地基處理方案

本次工程的地層包含了粉質(zhì)粘土、碎石塊粉質(zhì)粘土、碳質(zhì)粘土和細(xì)沙土。CFG 樁地基處理可以加固軟弱地基，通過(guò)樁和樁間土之間一起承擔(dān)上部荷載。因此復(fù)合地基中CFG樁可以增強(qiáng)地基本身的承載力，減小變形，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中會(huì)適用于粘土、砂土，符合此次工程。因?yàn)樵趯?shí)際工程運(yùn)用靜壓振拔技術(shù)、振動(dòng)沉管灌注成樁的方式，提高施工效率，減小對(duì)土和已打樁不利影響。

圖1 CFG樁地基處理

4.2.2 水泥攪拌樁的地基處理方案

水泥攪拌樁地基處理時(shí)需要結(jié)合米易縣商會(huì)大廈案例所處的地勢(shì)情況、地形情況，仔細(xì)對(duì)于軟土層的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析。運(yùn)用固化劑、水泥等材料作為固化原料，加固水泥來(lái)不斷提升地基的強(qiáng)度。水泥攪拌樁的具體地基的處理方式是可以結(jié)合固化劑、原地和軟土層進(jìn)行攪拌。攪拌時(shí)不使地基側(cè)出擠出使地基側(cè)出側(cè)面積出，對(duì)于整體周圍的影響較小。結(jié)合此上述施工要求，可以靈活地選用CFG樁、水泥土攪拌樁等相應(yīng)的加固模式。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，當(dāng)前大量的城鎮(zhèn)建設(shè)中地質(zhì)疏松現(xiàn)象較重，結(jié)合當(dāng)前結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中地基處理時(shí)的現(xiàn)狀。需要設(shè)計(jì)者考慮到當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況，充分的了解地基處理的各項(xiàng)措施和方式，結(jié)合具體工程對(duì)癥下藥。本文的研究結(jié)合實(shí)際案例探討了當(dāng)前地基處理的應(yīng)用方式和方法，依據(jù)案例，能夠有效促使總體工程地基處理成本減小，提高土體的強(qiáng)度。