建筑工程設計中地基處理淺析

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［摘要］隨著我國社會經濟水平的不斷提升，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。地基設計與施工是建筑工程項目建設中的重要環節，其最終施工質量往往會直接關系到工程項目的整體質量，如何提升建筑工程地基的牢固性是業內人士廣泛關注的重要問題之一。基于此，本文也嘗試對建筑工程設計中的地基處理進行了深入分析。

［關鍵詞］建筑工程；方案設計；地基處理

經過對當前國內外建筑工程事故進行調查分析之后發現，很大一部分事故的發生都與地基工程有直接或者間接的關系，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，想要使其穩定性得到保證，必須要保證其地基穩定性，再加上當前我國建筑物結構越來越復雜，建筑物的整體高度也在不斷提升，在這樣的行業背景之下，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到建筑物的標準，必須對其地基進行針對性處理，從而提升地基結構穩定性。

1當前建筑工程地基處理存在的問題

在建筑工程領域，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量，地基處理工作主要是指按照上部結構的實際情況來對地基結構進行要求，通常情況下，如果上部樓層越高，對下部地基結構穩定性的要求也就越高。通過對建筑工程地基結構進行有效處理可以使其結構穩定性得到保證，在很大程度上降低了房屋沉降現象出現的可能性。但是當前來看，我國在開展建筑工程設計工作時，在地基處理方面尚且存在一定問題，具體體現為以下幾個方面：

1.1勘察結果不準確

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

1.2設計方案不合理

工程設計方案是建筑工程項目建設施工的具體依據，如果設計方案不合理，往往會致使工程施工質量受到嚴重影響。在進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，但是一部分設計單位往往存在載荷計算不準確的現象，當最終所得的計算數據應用到地基處理方案設計中時，往往很難保證地基結構的綜合穩定性，這也使得建筑物整體結構出現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用，并且在實際應用的過程中發揮了理想效果。對于此種地基處理方法來說，通常適合應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行挖除，然后選擇壓縮性較低、強度較大的土體對其進行回填操作，這也使得地基結構的整體穩定性得到了有效提升[2]。現階段，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。

2.2強夯法

對于強夯法來說，其也是現階段我國建筑工程地基處理工作中經常會應用到的方法之一，其主要針對一些劣質地基，借助重型機械設備，將夯錘吊高到10~20m高度之后，令其自由下落，經過反復自由降落操作之后，其所產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，在反復夯擊的過程中產生裂縫，從而形成了較為良好的排水通道，將軟土地基內部水分排出，這也有效提升了土體承載能力[3]。目前來看，強夯法是建筑工程地基處理中最為經濟的方式之一，受到了業內人士的廣泛認可。

2.3旋噴樁法

對于旋噴樁法來說，在實際對地基進行處理的過程中，主要是利用高壓注漿泵以及鉆機等設備來進行施工操作，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合，當二者混合之后，可以使土體的整體強度得到明顯提升，其凝固之后會形成水泥固結體。對于此種方案來說，通常會被應用到軟土地基加固以及建筑加固補強等方面[4]。此外，旋噴樁施工過程中會應用專用的鉆機以及攪拌系統，這也使得整個施工過程中所涉及的環節更為簡潔明了，并且施工過程不會產生明顯的噪聲，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

對于當前的建筑工程地基處理工作來說，在實際開展的過程中，經常會應用到深層密實性處理法，對于此種地基處理方法來說，在對其進行實際應用時，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，主要適合應用到土壤性質較為黏稠的建筑物地基中，其在實際應用的過程中會運用到振沖器這一設備，振沖器設備的主要特征體現為可以通過設備運轉過程中所散發出的強勁震動力來對土壤性質進行一定改變，當設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速率，從而使得土體穩定性得到明顯提升；其次，深層攪拌法。此種方法在當前我國建筑工程地基處理中有較為廣泛的應用，其主要適合應用于一些河岸以及港口地區，這些地區的土質較為松軟，因此此種施工方式的運用往往可以發揮出理想效果。在具體操作過程中，通常會選擇應用水泥來充當固化劑，并且運用攪拌機在地層較深的位置進行攪拌操作，從而使得土層之間的融合更為充分，進而也提升了土體的整體密實程度。當前來看，深層攪拌法在地基處理中應用之后，使得地基的結構的抗腐蝕能力有了明顯提升，更加有利于后續工程施工工作的開展；最后，砂石樁法。砂石樁法的應用主要體現為對土質較為松軟的地基進行水壓沖擊操作，從而使土體表面出現孔洞，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用在可液化性土質地基中。

2.5注漿法

注漿地基處理技術在現階段我國建筑工程行業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，從而達到填充土體的作用。對于此種方法來說，在對其進行實際應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，進而提升了結構整體穩定性。注漿地基處理方法的應用可以使土體結構形成一個整體，從而明顯提升了土體結構的滲透性、穩定性，進而從整體上提升了地基結構的承載能力[5]。

3建筑工程的地基處理與設計優化

3.1做好前期設計分析工作

對于建筑工程地基處理工作來說，在正式開展之前應該注意做好相應的分析以及計算，通常會考慮應用含水樁碎石擠密法來進行操作。必須要保證樁底的承載能力達到當前統一規定的承載力指標。接下來要注意開展相應的施工工作，由于施工操作空間較為有限，因此要應用1噸左右的錘實操作，在正式實施操作之前還應該注意做好相應的觸探檢查工作。經過檢測之后，如果所得到的檢測結果無法達到標準要求，應該對當前的地質結構進行一定調整處理，然后再應用擴大頭底部的方法對地基進行處理，從而保證前期設計方案的整體合理性以及可行性。具體來說，應該注意從以下幾個方面進行入手：首先，保證建筑物排水系統設計規范性。在進行建筑物地基設計的過程中，應該充分考慮到降低地基結構塌陷可能性的具體措施，這就需要對排水系統進行合理設計，保證管道之間距離設定的合理性，避免排水系統在實際運行過程中出現影響土地結構的現象。同時，在進行排水系統設計時，還應該注意選用高品質的材料，尤其要保證輸送雨水的水管質量，從而保證系統在正式運轉過程中可以有效對抗外界環境負面因素的影響；其次，做好疏散水措施。應該注意在建筑物地基的四周做好相應的疏散水措施，當水體過多時，可以對其進行及時疏散，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定性的影響降到了最低；最后，做好防水設計。地基結構可能會受到水體侵蝕，因此，在進行地基結構設計時，想要保證其整體結構穩定性，并且有較為理想的防水效果，應該警惕漏水以及水體侵蝕等情況的出現，這就需要相關設計人員自身具有較強的緊急情況預判能力，從而使得地基結構的整體防水效果得到保證。應該注意在室內較為容易出現漏水以及受到水體侵蝕的地方應用高品質防水材料，并且保證這一位置的水侵蝕現象不會對其他位置產生負面影響。

3.2增加擴大頭

從當前建筑工程地基處理工作開展的實際情況來看，隨著進漿量、壓強的增加，擴大頭也應該隨之增加，這樣才能使地層密實區得到有效擴展，同時也使其整體承載能力明顯提升。因此，在實際進行擴大頭樁增加操作施工之前，應該先做好相應的設計工作，注意以外管道與內管道相結合的方式來開展混凝土運輸操作。同時，還應該注意通過不斷增加外部靜壓的方式來加大樁結構尺寸，這也是提升其結構穩定性的關鍵。在方案設計過程中應該充分考慮到，當樁端的承載能力出現不足情況時，要注意合理選擇擴張方法，并且通過這種方式來實現對擴大頭數目的有效控制。反之，如果樁端的承載能力太強，便難以對結構進行擴張，這時候則需要運用減少擴大頭數目的方式來適當降低其承載能力，這樣更加有利于對樁端結構進行操作。完成上述工作之后，應該注意將操作過程中所產生的多種廢物以及殘渣進行及時清理，通過這種方式來進一步提升土體質量，同時也有助于提升其整體承載能力。

3.3運用預埋管壓泵對未達標碎石進行處理

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

4建筑工程設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構設定為16層，下方設有架空層，層高設定為3.9m，上層層高均為3.2m。施工場地較為狹窄，并且根據當地相關法規政策以及施工企業自身規定，嚴禁施工環節出現違規占道情況，并且要求在施工過程中所產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，需要設定專門的施工方案，從而保證其符合各項標準規定的同時，又能夠在規定工期內、規定質量標準線以內完成施工[6]。經過對施工現場地基情況調查之后，確定其基土構成主要包括雜填土、中砂、粉土以及粉質黏土等種類。

4.2恰當選擇地基處理方案——旋噴樁法

根據當前施工現場的實際情況來看，綜合各方面提條件對地基處理方案進行了選擇，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等設備，對水泥漿進行處理，使其轉變為高壓、高速的旋轉射流，并且依托其自身強大的動能來對土體進行破碎以及攪拌，通過這種方式來實現對土體結構的有效轉變，同時也使得土體結構的整體穩定性得到了提升。當水泥漿與原土體進行結合之后，會形成相應的水泥固結體。對于本次建筑工程項目來說，在應用旋噴樁法來對地基土體進行處理時，應該注意對單樁豎向的承載力標準情況進行確定。同時，在利用旋噴樁實施加固操作之后，要注意運用復合地基的方式開展設計工作，設定土體的承載力標準為100kPa，設定地基土體的發揮系數為0.5，以此為依據確定相應的布樁尺寸。

4.3地基處理成果

在運用旋噴樁施工方式之后，其施工優勢主要體現為工藝簡單，操作環節較少，并且可以有效保證最終地基施工質量。現階段來看，我國在旋噴樁技術方面的研究以及發展已經較為成熟，將其實際應用到現場施工中不會產生明顯的噪音，其晝間以及夜間所產生的噪聲分貝都明顯低于規定標準線，這也使得地基處理過程中不會對周圍居民的正常休息產生嚴重負面影響。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節的安排更加靈活[7]。運用旋噴樁法進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，遠遠低于灌注樁法的標準工作日范疇，并且旋噴樁法的單套設備工期時間為38d，在也在很大程度上起到了節省工期的效果。當前來看，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前施工現場各項標準要求進行確定，通過綜合對比的方式來確定最終的地基處理設計方案。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，在我國當前的建筑工程地基處理中有較為廣泛的應用，可以有效規避多種因素對地基施工質量的負面影響[8]。

5結語

總而言之，隨著現階段我國城市化發展進程不斷加快，多種屬性的建筑物層出不窮，高層建筑已經成為城市中的主要建筑。在當前的時代背景之下，人們對建筑物的穩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構穩定性的關鍵。在進行建筑工程項目地基處理工作時，應該對本次工程項目的實際情況進行確定，尤其要確定施工現場的各項要求，通常會包括工期要求、噪聲管控要求、成本控制要求、施工質量要求等等，要以上述要求為基本標準，保證整個工程結構穩定性。隨著我國科技水平的不斷提升，加之建筑工程行業的快速發展，今后在建筑工程地基處理技術方面的創新發展也勢必會取得新的成果，應該不斷加強對地基處理設計人員的培養以及培訓，使其始終以科學嚴謹的態度面對自身本職工作，在施工單位、設計單位以及業主三個方面的調節中找到平衡點，本著科學、嚴謹的態度來對地基處理方案進行研究、設計以及選擇，從而保證建筑地基工程整體質量。

作者:陳澤武 單位:昆明建設咨詢管理有限公司