建筑工程設(shè)計中地基處理淺析

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［摘要］隨著我國社會經(jīng)濟(jì)水平的不斷提升，高層建筑在城市中比比皆是，在很大程度上擴(kuò)展了城市房屋面積，使得城市土地資源利用更為合理。地基設(shè)計與施工是建筑工程項目建設(shè)中的重要環(huán)節(jié)，其最終施工質(zhì)量往往會直接關(guān)系到工程項目的整體質(zhì)量，如何提升建筑工程地基的牢固性是業(yè)內(nèi)人士廣泛關(guān)注的重要問題之一。基于此，本文也嘗試對建筑工程設(shè)計中的地基處理進(jìn)行了深入分析。

［關(guān)鍵詞］建筑工程；方案設(shè)計；地基處理

經(jīng)過對當(dāng)前國內(nèi)外建筑工程事故進(jìn)行調(diào)查分析之后發(fā)現(xiàn)，很大一部分事故的發(fā)生都與地基工程有直接或者間接的關(guān)系，尤其對于一些軟弱地基工程來說，其地基問題往往更為突出。無論是何種屬性以及類型的建筑物，想要使其穩(wěn)定性得到保證，必須要保證其地基穩(wěn)定性，再加上當(dāng)前我國建筑物結(jié)構(gòu)越來越復(fù)雜，建筑物的整體高度也在不斷提升，在這樣的行業(yè)背景之下，對建筑物的承載能力提出了更高要求。目前來看，很大一部分軟土地基往往都很難達(dá)到建筑物的標(biāo)準(zhǔn)，必須對其地基進(jìn)行針對性處理，從而提升地基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

1當(dāng)前建筑工程地基處理存在的問題

在建筑工程領(lǐng)域，地基處理工作的開展情況往往會直接影響到最終建筑工程項目的綜合質(zhì)量，地基處理工作主要是指按照上部結(jié)構(gòu)的實際情況來對地基結(jié)構(gòu)進(jìn)行要求，通常情況下，如果上部樓層越高，對下部地基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的要求也就越高。通過對建筑工程地基結(jié)構(gòu)進(jìn)行有效處理可以使其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性得到保證，在很大程度上降低了房屋沉降現(xiàn)象出現(xiàn)的可能性。但是當(dāng)前來看，我國在開展建筑工程設(shè)計工作時，在地基處理方面尚且存在一定問題，具體體現(xiàn)為以下幾個方面：

1.1勘察結(jié)果不準(zhǔn)確

在展開建筑工程地基處理工作之前，必須對施工現(xiàn)場的實際情況進(jìn)行勘察，以此來確定相關(guān)的工程設(shè)計方案以及地基處理方案，這也是保證最終工程質(zhì)量的關(guān)鍵。但是目前來看，一部分勘察單位在實際開展現(xiàn)場勘查工作時，往往存在鉆孔布點深度不足的現(xiàn)象，這也使得最終的勘查結(jié)果往往很難對施工現(xiàn)場的實際地質(zhì)環(huán)境條件進(jìn)行準(zhǔn)確反映，這也使得所得出的勘察報告整體準(zhǔn)確程度不高[1]。

1.2設(shè)計方案不合理

工程設(shè)計方案是建筑工程項目建設(shè)施工的具體依據(jù)，如果設(shè)計方案不合理，往往會致使工程施工質(zhì)量受到嚴(yán)重影響。在進(jìn)行建筑工程地基處理工作時，必然會涉及對工程載荷情況的計算，但是一部分設(shè)計單位往往存在載荷計算不準(zhǔn)確的現(xiàn)象，當(dāng)最終所得的計算數(shù)據(jù)應(yīng)用到地基處理方案設(shè)計中時，往往很難保證地基結(jié)構(gòu)的綜合穩(wěn)定性，這也使得建筑物整體結(jié)構(gòu)出現(xiàn)安全隱患的可能性明顯增加。

2常見的建筑工程地基處理方法分析

2.1換填法

當(dāng)前來看，換填法在我國建筑工程項目的地基處理中有較為廣泛的應(yīng)用，并且在實際應(yīng)用的過程中發(fā)揮了理想效果。對于此種地基處理方法來說，通常適合應(yīng)用到一些軟土地基中，其主要是將軟土地基中相對軟弱的土體進(jìn)行挖除，然后選擇壓縮性較低、強(qiáng)度較大的土體對其進(jìn)行回填操作，這也使得地基結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性得到了有效提升[2]。現(xiàn)階段，最為常用的換填材料主要包括灰土、砂石、粉煤灰等材料，將其填充到軟土地基中置換后，可以使其地基的抗侵蝕能力及承載能力明顯增強(qiáng)。

2.2強(qiáng)夯法

對于強(qiáng)夯法來說，其也是現(xiàn)階段我國建筑工程地基處理工作中經(jīng)常會應(yīng)用到的方法之一，其主要針對一些劣質(zhì)地基，借助重型機(jī)械設(shè)備，將夯錘吊高到10~20m高度之后，令其自由下落，經(jīng)過反復(fù)自由降落操作之后，其所產(chǎn)生的巨大沖擊力可以使土體密度明顯增大，同時，在這一過程中也使得局部土體液化，在反復(fù)夯擊的過程中產(chǎn)生裂縫，從而形成了較為良好的排水通道，將軟土地基內(nèi)部水分排出，這也有效提升了土體承載能力[3]。目前來看，強(qiáng)夯法是建筑工程地基處理中最為經(jīng)濟(jì)的方式之一，受到了業(yè)內(nèi)人士的廣泛認(rèn)可。

2.3旋噴樁法

對于旋噴樁法來說，在實際對地基進(jìn)行處理的過程中，主要是利用高壓注漿泵以及鉆機(jī)等設(shè)備來進(jìn)行施工操作，通過這種方式賦予水泥漿較大的初速度，從而保證其注漿效果。通過對土體進(jìn)行破碎以及攪拌的方式可以使水泥漿與原土體得到有效結(jié)合，當(dāng)二者混合之后，可以使土體的整體強(qiáng)度得到明顯提升，其凝固之后會形成水泥固結(jié)體。對于此種方案來說，通常會被應(yīng)用到軟土地基加固以及建筑加固補(bǔ)強(qiáng)等方面[4]。此外，旋噴樁施工過程中會應(yīng)用專用的鉆機(jī)以及攪拌系統(tǒng)，這也使得整個施工過程中所涉及的環(huán)節(jié)更為簡潔明了，并且施工過程不會產(chǎn)生明顯的噪聲，再加上此種加固施工方式較為靈活，所占用的施工場地小。

2.4深層密實性處理法

對于當(dāng)前的建筑工程地基處理工作來說，在實際開展的過程中，經(jīng)常會應(yīng)用到深層密實性處理法，對于此種地基處理方法來說，在對其進(jìn)行實際應(yīng)用時，其具體操作方式有以下三種：首先，振沖法。對于此種方法來說，主要適合應(yīng)用到土壤性質(zhì)較為黏稠的建筑物地基中，其在實際應(yīng)用的過程中會運用到振沖器這一設(shè)備，振沖器設(shè)備的主要特征體現(xiàn)為可以通過設(shè)備運轉(zhuǎn)過程中所散發(fā)出的強(qiáng)勁震動力來對土壤性質(zhì)進(jìn)行一定改變，當(dāng)設(shè)備周圍土壤受到振動沖擊力作用之后，往往會加快土層的固結(jié)速率，從而使得土體穩(wěn)定性得到明顯提升；其次，深層攪拌法。此種方法在當(dāng)前我國建筑工程地基處理中有較為廣泛的應(yīng)用，其主要適合應(yīng)用于一些河岸以及港口地區(qū)，這些地區(qū)的土質(zhì)較為松軟，因此此種施工方式的運用往往可以發(fā)揮出理想效果。在具體操作過程中，通常會選擇應(yīng)用水泥來充當(dāng)固化劑，并且運用攪拌機(jī)在地層較深的位置進(jìn)行攪拌操作，從而使得土層之間的融合更為充分，進(jìn)而也提升了土體的整體密實程度。當(dāng)前來看，深層攪拌法在地基處理中應(yīng)用之后，使得地基的結(jié)構(gòu)的抗腐蝕能力有了明顯提升，更加有利于后續(xù)工程施工工作的開展；最后，砂石樁法。砂石樁法的應(yīng)用主要體現(xiàn)為對土質(zhì)較為松軟的地基進(jìn)行水壓沖擊操作，從而使土體表面出現(xiàn)孔洞，然后在孔洞中放入適量的砂石，這樣操作之后便可以形成密實型地基。通常情況下，此種地基處理方法適合應(yīng)用在可液化性土質(zhì)地基中。

2.5注漿法

注漿地基處理技術(shù)在現(xiàn)階段我國建筑工程行業(yè)中也有較為廣泛的影響，其在實際操作的過程中主要是將漿液通過壓漿泵、灌漿管來均勻地灌注到土體中，從而達(dá)到填充土體的作用。對于此種方法來說，在對其進(jìn)行實際應(yīng)用的過程中可以有效擠走土顆粒以及巖石裂縫中的氣體以及水分，進(jìn)而提升了結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性。注漿地基處理方法的應(yīng)用可以使土體結(jié)構(gòu)形成一個整體，從而明顯提升了土體結(jié)構(gòu)的滲透性、穩(wěn)定性，進(jìn)而從整體上提升了地基結(jié)構(gòu)的承載能力[5]。

3建筑工程的地基處理與設(shè)計優(yōu)化

3.1做好前期設(shè)計分析工作

對于建筑工程地基處理工作來說，在正式開展之前應(yīng)該注意做好相應(yīng)的分析以及計算，通常會考慮應(yīng)用含水樁碎石擠密法來進(jìn)行操作。必須要保證樁底的承載能力達(dá)到當(dāng)前統(tǒng)一規(guī)定的承載力指標(biāo)。接下來要注意開展相應(yīng)的施工工作，由于施工操作空間較為有限，因此要應(yīng)用1噸左右的錘實操作，在正式實施操作之前還應(yīng)該注意做好相應(yīng)的觸探檢查工作。經(jīng)過檢測之后，如果所得到的檢測結(jié)果無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，應(yīng)該對當(dāng)前的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行一定調(diào)整處理，然后再應(yīng)用擴(kuò)大頭底部的方法對地基進(jìn)行處理，從而保證前期設(shè)計方案的整體合理性以及可行性。具體來說，應(yīng)該注意從以下幾個方面進(jìn)行入手：首先，保證建筑物排水系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范性。在進(jìn)行建筑物地基設(shè)計的過程中，應(yīng)該充分考慮到降低地基結(jié)構(gòu)塌陷可能性的具體措施，這就需要對排水系統(tǒng)進(jìn)行合理設(shè)計，保證管道之間距離設(shè)定的合理性，避免排水系統(tǒng)在實際運行過程中出現(xiàn)影響土地結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象。同時，在進(jìn)行排水系統(tǒng)設(shè)計時，還應(yīng)該注意選用高品質(zhì)的材料，尤其要保證輸送雨水的水管質(zhì)量，從而保證系統(tǒng)在正式運轉(zhuǎn)過程中可以有效對抗外界環(huán)境負(fù)面因素的影響；其次，做好疏散水措施。應(yīng)該注意在建筑物地基的四周做好相應(yīng)的疏散水措施，當(dāng)水體過多時，可以對其進(jìn)行及時疏散，使得水體聚集時間得到有效控制，這也使得雨水以及地下水對土體穩(wěn)定性的影響降到了最低；最后，做好防水設(shè)計。地基結(jié)構(gòu)可能會受到水體侵蝕，因此，在進(jìn)行地基結(jié)構(gòu)設(shè)計時，想要保證其整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，并且有較為理想的防水效果，應(yīng)該警惕漏水以及水體侵蝕等情況的出現(xiàn)，這就需要相關(guān)設(shè)計人員自身具有較強(qiáng)的緊急情況預(yù)判能力，從而使得地基結(jié)構(gòu)的整體防水效果得到保證。應(yīng)該注意在室內(nèi)較為容易出現(xiàn)漏水以及受到水體侵蝕的地方應(yīng)用高品質(zhì)防水材料，并且保證這一位置的水侵蝕現(xiàn)象不會對其他位置產(chǎn)生負(fù)面影響。

3.2增加擴(kuò)大頭

從當(dāng)前建筑工程地基處理工作開展的實際情況來看，隨著進(jìn)漿量、壓強(qiáng)的增加，擴(kuò)大頭也應(yīng)該隨之增加，這樣才能使地層密實區(qū)得到有效擴(kuò)展，同時也使其整體承載能力明顯提升。因此，在實際進(jìn)行擴(kuò)大頭樁增加操作施工之前，應(yīng)該先做好相應(yīng)的設(shè)計工作，注意以外管道與內(nèi)管道相結(jié)合的方式來開展混凝土運輸操作。同時，還應(yīng)該注意通過不斷增加外部靜壓的方式來加大樁結(jié)構(gòu)尺寸，這也是提升其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的關(guān)鍵。在方案設(shè)計過程中應(yīng)該充分考慮到，當(dāng)樁端的承載能力出現(xiàn)不足情況時，要注意合理選擇擴(kuò)張方法，并且通過這種方式來實現(xiàn)對擴(kuò)大頭數(shù)目的有效控制。反之，如果樁端的承載能力太強(qiáng)，便難以對結(jié)構(gòu)進(jìn)行擴(kuò)張，這時候則需要運用減少擴(kuò)大頭數(shù)目的方式來適當(dāng)降低其承載能力，這樣更加有利于對樁端結(jié)構(gòu)進(jìn)行操作。完成上述工作之后，應(yīng)該注意將操作過程中所產(chǎn)生的多種廢物以及殘渣進(jìn)行及時清理，通過這種方式來進(jìn)一步提升土體質(zhì)量，同時也有助于提升其整體承載能力。

3.3運用預(yù)埋管壓泵對未達(dá)標(biāo)碎石進(jìn)行處理

當(dāng)前來看，在進(jìn)行建筑工程項目地基密實處理時，預(yù)埋管壓泵的應(yīng)用非常重要，其也是保證地基碎石處理效果的關(guān)鍵。碎石擠密操作在現(xiàn)階段我國地基處理工作之中有較為廣泛的應(yīng)用，此種處理方法的應(yīng)用可以使未達(dá)標(biāo)的碎石達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。在對樁結(jié)構(gòu)進(jìn)行布置時，應(yīng)該按照等邊三角形的具體形狀來布置相應(yīng)數(shù)量的注漿管，通過這種方式來保證其整體樁結(jié)構(gòu)排布的合理性，要設(shè)定預(yù)埋管間的距離為20cm。在進(jìn)行樁芯灌注操作時，應(yīng)該對其操作周期進(jìn)行合理控制，通常情況下，樁芯灌注操作應(yīng)該分7天完成，之后要在樁結(jié)構(gòu)中注入純水泥，并且要保證其壓力大于10MPa。同時，還要注意對水灰比進(jìn)行有效控制，將其確定為0.5左右。

4建筑工程設(shè)計中的地基處理實例分析

4.1工程基本簡介

H市某建筑工程項目的框架結(jié)構(gòu)設(shè)定為16層，下方設(shè)有架空層，層高設(shè)定為3.9m，上層層高均為3.2m。施工場地較為狹窄，并且根據(jù)當(dāng)?shù)叵嚓P(guān)法規(guī)政策以及施工企業(yè)自身規(guī)定，嚴(yán)禁施工環(huán)節(jié)出現(xiàn)違規(guī)占道情況，并且要求在施工過程中所產(chǎn)生的噪聲晝間不能超過50分貝，夜間不得超過40分貝，尤其要保證夜間10點之后噪聲不能影響周圍居民正常休息。由此可以看出，本次工程施工項目受到了多重因素的限制，需要設(shè)定專門的施工方案，從而保證其符合各項標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的同時，又能夠在規(guī)定工期內(nèi)、規(guī)定質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)線以內(nèi)完成施工[6]。經(jīng)過對施工現(xiàn)場地基情況調(diào)查之后，確定其基土構(gòu)成主要包括雜填土、中砂、粉土以及粉質(zhì)黏土等種類。

4.2恰當(dāng)選擇地基處理方案——旋噴樁法

根據(jù)當(dāng)前施工現(xiàn)場的實際情況來看，綜合各方面提條件對地基處理方案進(jìn)行了選擇，最終確定以旋噴樁法作為地基處理方法。在實際運用旋噴樁法時，主要是利用高壓注漿泵以及鉆機(jī)等設(shè)備，對水泥漿進(jìn)行處理，使其轉(zhuǎn)變?yōu)楦邏?、高速的旋轉(zhuǎn)射流，并且依托其自身強(qiáng)大的動能來對土體進(jìn)行破碎以及攪拌，通過這種方式來實現(xiàn)對土體結(jié)構(gòu)的有效轉(zhuǎn)變，同時也使得土體結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性得到了提升。當(dāng)水泥漿與原土體進(jìn)行結(jié)合之后，會形成相應(yīng)的水泥固結(jié)體。對于本次建筑工程項目來說，在應(yīng)用旋噴樁法來對地基土體進(jìn)行處理時，應(yīng)該注意對單樁豎向的承載力標(biāo)準(zhǔn)情況進(jìn)行確定。同時，在利用旋噴樁實施加固操作之后，要注意運用復(fù)合地基的方式開展設(shè)計工作，設(shè)定土體的承載力標(biāo)準(zhǔn)為100kPa，設(shè)定地基土體的發(fā)揮系數(shù)為0.5，以此為依據(jù)確定相應(yīng)的布樁尺寸。

4.3地基處理成果

在運用旋噴樁施工方式之后，其施工優(yōu)勢主要體現(xiàn)為工藝簡單，操作環(huán)節(jié)較少，并且可以有效保證最終地基施工質(zhì)量。現(xiàn)階段來看，我國在旋噴樁技術(shù)方面的研究以及發(fā)展已經(jīng)較為成熟，將其實際應(yīng)用到現(xiàn)場施工中不會產(chǎn)生明顯的噪音，其晝間以及夜間所產(chǎn)生的噪聲分貝都明顯低于規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)線，這也使得地基處理過程中不會對周圍居民的正常休息產(chǎn)生嚴(yán)重負(fù)面影響。同時，此種施工方法所占用的場地面積較小，這也使得各個施工環(huán)節(jié)的安排更加靈活[7]。運用旋噴樁法進(jìn)行本次工程項目的地基處理工作，其施工共耗時480個工作日，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于灌注樁法的標(biāo)準(zhǔn)工作日范疇，并且旋噴樁法的單套設(shè)備工期時間為38d，在也在很大程度上起到了節(jié)省工期的效果。當(dāng)前來看，在展開建筑工程項目地基處理施工時，可選擇的處理方法具有多樣化的特點，但是應(yīng)該注意對每種處理方法的適用范圍、工期消耗情況、成本消耗情況以及是否滿足當(dāng)前施工現(xiàn)場各項標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行確定，通過綜合對比的方式來確定最終的地基處理設(shè)計方案。而對于旋噴樁施工方法來說，其較為適合一些施工場地較小的項目，并且其具有工期可控的特點，在我國當(dāng)前的建筑工程地基處理中有較為廣泛的應(yīng)用，可以有效規(guī)避多種因素對地基施工質(zhì)量的負(fù)面影響[8]。

5結(jié)語

總而言之，隨著現(xiàn)階段我國城市化發(fā)展進(jìn)程不斷加快，多種屬性的建筑物層出不窮，高層建筑已經(jīng)成為城市中的主要建筑。在當(dāng)前的時代背景之下，人們對建筑物的穩(wěn)定性以及安全性提出了更高的要求，而地基工程是保證建筑物整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的關(guān)鍵。在進(jìn)行建筑工程項目地基處理工作時，應(yīng)該對本次工程項目的實際情況進(jìn)行確定，尤其要確定施工現(xiàn)場的各項要求，通常會包括工期要求、噪聲管控要求、成本控制要求、施工質(zhì)量要求等等，要以上述要求為基本標(biāo)準(zhǔn)，保證整個工程結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。隨著我國科技水平的不斷提升，加之建筑工程行業(yè)的快速發(fā)展，今后在建筑工程地基處理技術(shù)方面的創(chuàng)新發(fā)展也勢必會取得新的成果，應(yīng)該不斷加強(qiáng)對地基處理設(shè)計人員的培養(yǎng)以及培訓(xùn)，使其始終以科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度面對自身本職工作，在施工單位、設(shè)計單位以及業(yè)主三個方面的調(diào)節(jié)中找到平衡點，本著科學(xué)、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膽B(tài)度來對地基處理方案進(jìn)行研究、設(shè)計以及選擇，從而保證建筑地基工程整體質(zhì)量。

作者:陳澤武 單位:昆明建設(shè)咨詢管理有限公司