淺談地基基礎加固分析

謝冰花

（安徽省建筑設計研究總院股份有限公司， 安徽 合肥 230009）

隨著建筑工程建設數量的增加， 建筑行業(yè)的使用率與應用率都處在較佳狀態(tài)， 在當前的建筑工程施工中， 常因施工問題而給地基基礎帶去些許缺陷， 項目管理者應依照合適的地基基礎加固技術來解決更多的地基缺陷問題， 提升建筑工程的建設質量。

1 地基基礎加固技術的主要內容

1.1 地基基礎加寬加固

在應用地基基礎加固技術前， 施工人員需明確該加固技術的主要內容， 利用對多項技術的合理把控提升地基基礎的牢固性。 針對地基基礎加寬加固技術而言， 在正式使用前需明確加寬加固機理， 在當前的建筑工程內若地基基礎面積或地基承載力出現些許不足時， 可及時夯實增加地基基礎面積， 透過該底面面積的增加來縮減地基表面的接觸壓力， 控制地基內部附加應力的整體水平， 在達成地基承載力與減低沉降量的各項要求后， 可完成地基基礎加固， 該加固技術多應用在基礎埋藏位置較淺或場地允許的建筑工程中。在應用地基基礎加寬加固技術期間， 施工人員需明確該技術存有的內在優(yōu)勢， 即施工工藝成熟且設計簡單， 在實際施工時其會利用適宜方式來增加建筑基礎底面面積， 綜合運用鋼筋混凝土或混凝土材料， 在控制地基接觸壓力的同時， 改變其附加應力， 在當前的施工中可科學連接建筑物的新舊地基基礎， 在應用該項技術期間， 需將舊地基基礎的破壞程度納入到新技術應用內容中， 并在具體施工中及時縮減或卸載此前地基的基礎應力。

1.2 地基基礎加深加固

在應用地基基礎加深加固技術期間， 施工人員應合理利用該技術機理， 及時解決地基基礎內的承載力不夠問題。 具體來說， 在探究地基基礎加深加固技術的內在機理時， 應在建筑工程的地基基礎內設計墩式基礎， 將該基礎放置在適宜的土層內， 利用該項舉措來達成變形與承載力要求， 該施工技術多作用在建筑工程地基基礎的持力層內， 若該地基的地下水位較低、 地基層級較淺， 可采用該項技術。 在正式應用地基基礎加深加固技術時， 相關人員應明確該施工技術特征， 即擁有操作簡便、 受力明確可不斷變化承載形式的施工技術， 該技術可在地基基礎的底部通過設計混凝土敦來將地基內部的荷載值傳送到質量較佳的持力層內， 無論采用坑式托換還是墩式托換， 其都會作用在建筑物表面， 因而在實行地基基礎加固技術的過程中， 該建筑物內部的各項功能不會遭受任何影響。

1.3 地基基礎靜壓樁加固

對于地基基礎靜壓樁加固技術來說， 該技術加固機理為靜壓樁表面的錨桿可打進大型施工樁內， 其受力狀態(tài)清晰且直接， 該方法技術多運用在人工填土、粉土、 粘性土、 淤泥與淤泥質土等地基土內。 在應用地基基礎靜壓樁加固技術期間， 施工人員多將其放置在糾偏加固與脫換加固內， 若能科學應用該施工技術， 可在施工過程中精準確認受力性能與傳荷過程，并在某項施工環(huán)節(jié)內獲取靜壓樁中的荷樁入土深度，保證施工質量。 在當前的基礎基礎靜壓樁加固技術中， 其施工過程不會對周遭環(huán)境造成任何影響， 且無污染、 無噪音、 無振動等， 可適時控制施工范圍， 施工人員在當前的建筑工程中應依照其內部的缺陷情況與程度來挑選對應的地基基礎加固技術。

2 地基基礎加固技術在建筑工程中的實際應用

2.1 工程概況

為強化地基基礎加固技術在建筑工程中的應用效果， 研究人員以某建筑工程為例， 詳盡闡述了地基基礎加固技術在該工程內的應用過程， 提升地基基礎的質量控制。

具體來看， 該建筑工程的平面框架結構為L型，其最大網柱形態(tài)為6000mm*7000mm， 建筑面積與占地面積分別為13246m、 2500m， 具體的抗震烈度在6 度左右， 在正式設計中還帶有伸縮縫， 該工程項目內含有104 根柱， 基于工程建設內的地質狀況較復雜， 在實際施工時要經過人工回填與崗丘沖溝， 在設置水庫前還要在開展回填工作前將水抽干。 施工人員在建設該建筑工程時其人工挖孔樁的形態(tài)為單樁式，持力層則選擇強風化砂巖、 全風化砂巖， 只有伸縮縫處的樁數為2 柱1 樁， 剩余均為1 柱1 樁， 該工程內含有92 處人工挖孔樁， 該樁體的最大承載力與直徑分別為6800kN、 900 ～1500mm。

2.2 地基基礎缺陷問題

在完成建筑工程建設后， 施工人員與項目管理者共同檢查工程項目建設質量， 經過實地探究發(fā)現其地基基礎出現不同程度的下沉現象， 即引出地基基礎缺陷問題。 具體來看， 當前的建筑工程在完工與使用時存在下降趨勢， 雖然在實際建設中已完成封頂但在裝修幅度較小的情況下其沉降速度越來越快， 最大沉降值可達到141.8mm， 而透過對施工現場的觀測， 其沉降狀態(tài)仍在持續(xù)， 若該現象沒能得到及時遏制， 會給建筑工程的使用安全帶去極大影響。

2.3 引發(fā)地基基礎缺陷問題的原因

首先， 在探究引發(fā)地基基礎缺陷問題的原因前，施工人員應及時觀察工程地質的勘察狀態(tài)， 即在地質勘察期間是否精準判斷了該工程項目周圍的水文地質、 巖性特征與地層類別等， 若勘察報告內的數據信息不精準， 其施工設計內容將產生較大偏差， 降低工程建筑的施工效果。 其次， 項目管理者還應及時關注工程設計內容與信息數據， 即在施工中要精準考量與設計沉降縫、 管控整體剛度或基礎剛度， 若在實際施工時未全面考量該項要素， 不僅增加其地基基礎的沉降量， 還降低建筑整體的使用性與穩(wěn)定度。 最后， 在探索地基基礎沉降原因時， 還要將注意力放置到各項施工環(huán)節(jié)內， 即強化灰縫的飽滿度、 組砌形態(tài)的合理性等， 透過對該類數據信息的控制來找出地基基礎沉降問題， 增進施工技術應用的針對性。

2.4 合理應用地基基礎加固技術

2.4.1 強化地基承載力

在明確了建筑工程地基基礎沉降問題后， 施工人員應科學挑選地基基礎加固技術， 在該建筑工程內采用換填墊層法可及時強化地基承載力。 具體來看， 施工人員應在基底下方放置粗砂、 礫石等不凍脹材料，當該建筑不存在采暖需要時， 其填土深度需達成整體凍深的80%； 而在其存有采暖需要后， 則填土深度應及時縮減到60%， 且底層地基基礎要在原有基礎上增加1.5 ～2m左右， 該技術加固原理多參考施工設計圖紙內的附加力應用規(guī)律， 作用力較強的一面由對應的墊層承擔， 透過該技術的合理使用逐步縮減其內部的軟土層壓力與下傳應力， 繼而增強其地基承載力， 在完成該技術加固改造后， 其地基強度將滿足此前的施工設計標準。

針對該建筑工程內部基礎地基具體的沉降情況，施工人員還可使用排水固結法， 在應用該方法前應及時明確該基礎地基的具體類型， 當其為天然地基時使用該技術可取得更佳效果。 在正式使用排水固結法時， 應將不同類型的砂井與塑料排水體放置到地基基礎內， 其具體作用圖如圖1 所示， 根據建筑內部的重量來逐步排出地基內的水分， 或在建筑物施工建造前就高效完成施工現場的預壓加載工作， 利用該項舉措來壓縮出土體內的空隙水， 讓土體在該項形式中逐步固結， 無形中增進其抗剪強度， 繼而有效提升地基承載力。 值得一提的是， 在基坑內部設計降水點時， 施工人員需全面分析與探究該地下水的具體流動方向，在其上游設置不同類型的排水點來完成抽水工作， 只有等水分抽干后才能進行余下的施工活動， 切實解決地基基礎沉降問題。

圖1 排水固結法的平面應用圖

2.4.2 縮減地基沉降量

解決建筑地基基礎缺陷問題的實質為縮減地基沉降量， 在實際應用地基基礎加固技術時可合理探究加固形式， 更為完美地控制地基沉降量。 比如， 在本文中的建筑工程內， 施工人員選用了增加截面面積法，改進地基沉降量的直接方式為擴大地基基礎面積， 基于該方式的使用費用較低、 施工方式簡單等， 其應用在工程地基基礎改造內的頻率較高， 在實際施工時受施工不當、 設計不周全等因素的影響無形中降低其整體承載力， 應借用增加截面面積法的使用來提升地基內部荷載， 使工程項目中的地基壓應力達成地基變形與承載力的實際要求。 例如， 若要增加軸心受壓柱與條形基礎的底面積， 施工人員可參照A＝u2F/（f-Yd） -u2Ao公式即可， 在該公式內， Y屬回填土與基礎的平均重度、 F代表著基礎面的豎向應力值、 d為以基礎自重度為主的高度、 f是地基承載力下的設計值、 Ao屬原建筑基礎內的底面積、 u2 代表著新增加應力后的滯后系數， 多取1.1、 A為基礎結構內要增加的面積， 透過對該公式內容的了解， 施工人員可計算出地基基礎的新增加面積， 在實際施工中項目管理者還應及時檢查其內部深度。 此外， 為增加地基基礎的面積， 施工人員還可精準改變持力層， 利用豎向構件來完成荷載的土層傳遞， 在實際施工中可采用灌漿托換與樁式托換， 前者在施工時可在原地基基礎內放入漿液， 使之形成高強度的復合性土柱， 使傳統地基基礎內部的荷載值精準傳送到深土層內； 而后者則可利用靜壓樁托換、 灌注樁托換與樹根樁托換等形式， 利用樁基礎托換的不同形態(tài)來加深地基基礎， 使其生成新式持力層， 促進地基基礎加固效果， 科學控制地基沉降量。

2.4.3 優(yōu)化地基基礎加固流程

為確保建筑工程內地基基礎加固效果， 施工人員還應依照工程建設的實際情況， 切實優(yōu)化與改進地基基礎加固流程， 增強對加固細節(jié)的精準控制。

首先， 項目管理者應合理開展布樁設計， 即確認單樁承載力、 樁數與樁身形態(tài)， 在該地基基礎加固工程內其具體的單樁承載力在400 ～600kN之間， 樁數為每根柱基承臺內的數量有4 根， 而樁身則選用200mm*200mm斷面， 2m屬每節(jié)樁的長度， 并配備C25 混凝土、 4F14 與HRB335 型的主筋， 并運用硫磺膠泥完成對應的接樁工作。 施工人員還可依照施工現場的具體狀態(tài)組建壓樁設備， 選擇格構類鋼支柱鋼橫梁。 其次， 在正式開展地基基礎加固施工前， 施工人員應及時完備多項準備工作， 確認壓樁流程， 其流程內容包含運輸、 樁機就位、 吊樁、 壓樁與接樁等， 在完成該類工序后實行封樁。 在實際施工時， 壓樁架需始終保持豎直狀態(tài)， 壓樁時要及時擰緊所有螺帽， 在樁機就位環(huán)節(jié)則要讓各樁節(jié)處在豎直形態(tài)， 讓壓樁孔軸線、 樁節(jié)與千斤頂保持在同一直線中， 并開展適宜的對稱施工， 在進行接樁時要合理使用硫磺膠泥， 讓上下樁的錨固孔與錨固筋保持重合狀態(tài)， 而在判斷終壓環(huán)節(jié)中， 其具體的壓樁力要處在400 ～600kN范圍中， 持力層深度需保持在500mm左右， 借助對該項數值的控制來強化施工質量。 最后， 當施工人員完成地基基礎加固技術的應用后， 要依照地基基礎內部應力數值開展封樁工序， 在進行正式封樁前， 要及時檢測持力層與壓力樁的具體深度， 待該類數值達到項目設計要求后， 可合理卸載與拆除千斤頂、 壓樁架等， 清除該施工區(qū)域內的浮漿、 積水與雜物等， 再在地基基礎加固表面涂抹混凝土界面劑， 并澆筑混凝土材料。

2.4.4 完善化學加固技術

施工人員在解決地基基礎缺陷問題時， 還可及時完備化學加固技術， 利用該技術的使用來提升地基基礎加固效果。 具體來說， 在應用化學加固技術前， 施工人員需明確該技術應用原理， 利用化學物質與土層的結合來增強土層固結度， 使之形成一個堅固的整體， 不但能增強地基荷載與強度， 還能切實解決地基基礎的不均勻沉降問題。 當前常見的化學加固技術又堿液加固技術與硅酸鈉加固技術， 前者在實際使用時， 會將堿溶液輸送到地基基礎內， 增進土體構成材料的活性， 促進其自行結合， 提升土體強度； 而后者也被叫做水玻璃加固法， 將硝酸鈉注入到具體的土層結構內， 其內部離子將產生不同形式的交換， 生出硅酸凝膠， 極大增強其抗壓能力， 施工人員還可在土體結構內添加固砂粉， 在改進其強度與承載力的基礎上， 避免其形態(tài)改變。 在應用化學加固技術的過程中， 施工人員多選用噴漿法與灌漿法， 即將更多的化學材料混合成不同類型的漿液， 在注入到土層內部后， 引導其與土層融合， 將地基基礎形式轉化成復合地基， 全面加強地基承載力。 在完成地基基礎加固技術的應用后， 項目管理者應及時檢查建筑工程內地基基礎的具體使用情況， 明確砂土與碎土的性能指標，其具體數值如表1 所示， 若該工程項目加固后的土層性能符合該性能指標， 即確認建筑工程完工。

表1 砂土與碎土的性能指標表

3 結語

綜上所述， 建筑工程在應用地基基礎加固技術期間， 施工人員應將該技術精準地放置到施工過程中，透過對基礎加固流程的改進來優(yōu)化該項加固技術的使用范圍， 解決工程地基基礎沉降問題， 強化建筑工程應用的穩(wěn)定性、 合理性。