淺談工民建在勘察過(guò)程中的地基分析與處理

【摘 要】 本文結(jié)合作者工作實(shí)際，介紹了地基處理的中最終沉降量的計(jì)算方法及注意問(wèn)題、常用地基處理方法及適用范圍。可為其他工民建工程地基沉降量計(jì)算及地基處理提供一定的參考意義。

【關(guān)鍵詞】 地基基礎(chǔ) 沉降量 處理方法

0 引言

地基處理是工民建設(shè)計(jì)中的一個(gè)重要問(wèn)題，地基處理的好壞直接影響到建筑物的安全與否。隨著建筑活動(dòng)的日趨頻繁，經(jīng)常會(huì)遇到在不良的地基上進(jìn)行修建建筑物。因此研究工民建長(zhǎng)遇不良地基處理的方法是十分重要的。

1 地基的重要性及處理的目的和意義

地基是建筑物的根基，又屬于隱蔽工程，它的勘察、設(shè)計(jì)和施工質(zhì)量直接關(guān)系著建筑物的安危。工程實(shí)踐表明，建筑物的事故很多都與地基有關(guān)。建筑物的地基基礎(chǔ)一旦發(fā)生問(wèn)題，后果往往不堪設(shè)想，補(bǔ)救相當(dāng)困難，而其所需的費(fèi)用也相當(dāng)大。就目前的建筑物而言，地基應(yīng)該滿(mǎn)足三個(gè)基本要求：一、作用于地基上的載荷不超過(guò)地基承載力，并有足夠的安全儲(chǔ)備，即滿(mǎn)足地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求。二、地基的變形不超過(guò)建筑物的容許變形值，即滿(mǎn)足地基的變形要求。三、地基無(wú)滑動(dòng)的危險(xiǎn)。

建筑物地基的處理是十分重要的，上層建筑是否牢固地基有無(wú)可替代的作用。建筑物的地基不夠好，上層建筑很可能倒塌，這樣說(shuō)一點(diǎn)也不為過(guò)，而地基處理的主要目的是采用各種地基處理方法以改善地基條件。相對(duì)于對(duì)高層建筑的追求，科學(xué)技術(shù)的日新月異也使結(jié)構(gòu)物的載荷日益增加，對(duì)變形的要求越來(lái)越嚴(yán)，因而一般可被評(píng)為良好的地基，也可能在某種特定條件下非進(jìn)行地基處理不可，因此，地基處理的重要性也日益增加，成為制約工程建筑的主要因素。

2 地基分析

地基設(shè)計(jì)需要考慮的因素比較多，主要有地基的應(yīng)力分布，基底壓力及地基中的附加應(yīng)力。地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中所關(guān)心的兩個(gè)主要問(wèn)題是地基的變形和穩(wěn)定。其中變形主要指沉降，沉降量的大小是地基性穩(wěn)定性的重要因素之一。

地基最終沉降計(jì)算是建筑物地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容。地基最終沉降量指在外荷載作用下地基土層被壓縮達(dá)到穩(wěn)定時(shí)基礎(chǔ)底面的沉降量，要達(dá)到這一沉降量的時(shí)間取決于地基排水條件。地基最終沉降量的計(jì)算方法有多種，包含：彈性力學(xué)法、分層總和法、應(yīng)力面積法和考慮應(yīng)力歷史影響的沉降計(jì)算發(fā)。本文主要采用分層總和法來(lái)計(jì)算。它采用側(cè)限條件壓縮性指標(biāo)，并運(yùn)用了平均附加應(yīng)力系數(shù)計(jì)算，還規(guī)定了地基沉降計(jì)算深度的標(biāo)準(zhǔn)及提出了地基的沉降計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，使得計(jì)算成果接近于實(shí)測(cè)值。

沉降計(jì)算及預(yù)測(cè)在地基處理占有重要地位，也是評(píng)價(jià)地基處理質(zhì)量的主要指標(biāo)及制定維修養(yǎng)護(hù)計(jì)劃的基礎(chǔ)。沉降計(jì)算的分層總和法的基本原理是：分別計(jì)算基礎(chǔ)中心下地基各分層土的壓縮變形量，認(rèn)為基礎(chǔ)的平均沉降量等于壓縮變形量的總和。

下圖為沉降與時(shí)間實(shí)測(cè)關(guān)系圖：（如圖1）

規(guī)范推薦的地基最終沉降量s（mm）的計(jì)算公式見(jiàn)式7-1：

（7-1）

式中s′--按分層總和法計(jì)算出的地基沉降量（mm）；

在計(jì)算地基沉降需特別注意的是：

（1）地基變形計(jì)算深度的確定。沉降計(jì)算深度可采用《建筑地基基礎(chǔ)規(guī)范》中的方法來(lái)確定。

（2）應(yīng)力和變形的關(guān)系。在前述有關(guān)地基土中的應(yīng)力和變形中，都把地基假設(shè)成直線變形體，從而直接應(yīng)用了彈性理論解答。實(shí)踐表明：對(duì)于低壓縮性的土，當(dāng)建筑物的荷載不大，基礎(chǔ)底面的平均壓力不超過(guò)土的比例界限時(shí)，它的應(yīng)力和應(yīng)變成直線關(guān)系，可以得到與彈性理論解答相近的結(jié)果。而當(dāng)荷載增大后，情況卻大不相同。又如高壓縮性的軟土在一開(kāi)始它的應(yīng)力和應(yīng)變間的關(guān)系就是非線性的。因此，為了研究高壓縮性土的變形和反映在更大的荷載范圍下的變形的真實(shí)情況，就有必要把土看成作為非線性變形體。

（3）土的壓縮性指標(biāo)的選定。從基礎(chǔ)最終沉降量計(jì)算公式可以看出：基礎(chǔ)沉降計(jì)算的準(zhǔn)確性與土的壓縮特性指標(biāo)有著密切的關(guān)系，有時(shí)，由于壓縮性指標(biāo)選用不當(dāng)，或根本不可靠，使得沉降計(jì)算完全失去意義。土的壓縮性指標(biāo)應(yīng)該完全反映出土在天然的狀態(tài)下受建筑物的荷載后的實(shí)際變形特征，但是，在現(xiàn)有條件下，室內(nèi)實(shí)驗(yàn)與荷載實(shí)驗(yàn)時(shí)地基上所保持的應(yīng)力狀態(tài)和變形條件都和實(shí)際有所區(qū)別，而且對(duì)于不同的土和不同的實(shí)驗(yàn)條件，也有一定的差異。

（4）地基變形計(jì)算的精確度問(wèn)題。對(duì)于壓縮性較大的地基，計(jì)算往往小于實(shí)測(cè)值；對(duì)于壓縮性小的地基，則恰恰相反。為了提高地基變形計(jì)算的精度，在對(duì)比總結(jié)了一些地基變形計(jì)算與實(shí)測(cè)的基礎(chǔ)上，對(duì)不同壓縮的地基，《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》提出了相應(yīng)的修正系數(shù)ψ，同時(shí)修正系數(shù)ψ是地基變形計(jì)算是否準(zhǔn)確的一個(gè)重要參數(shù)。但是關(guān)于對(duì)于修正系數(shù)ψ的確定理論還不是很完善。

3 淺談地基處理方法及適用范圍

地基處理的方法有很多種，但是不管采用哪種方式，處理后的建筑場(chǎng)地都必須滿(mǎn)足強(qiáng)度、變形、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定、透水性及特殊土地基穩(wěn)定性的要求。各種地基的處理方法各有各的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍，沒(méi)有一種方法解決所有問(wèn)題，具體工程的地質(zhì)條件也多種多樣，各個(gè)工程間地質(zhì)情況差別巨大，對(duì)地基的要求也不盡相同。地基處理方法主要有：換土墊層法、重錘表層夯實(shí)、強(qiáng)夯、振沖、砂樁、水泥攪拌等。

換土墊層法適用于淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。其主要作用是提高地基承載力，減少沉降量，加速軟弱土層的排水固結(jié)，防止凍脹和消除膨脹土的脹縮。

強(qiáng)夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土等地基。強(qiáng)夯置換法適用于高飽和度的粉土，軟-流塑的粘性土等地基上對(duì)變形控制不嚴(yán)的工程，在設(shè)計(jì)前必須通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性和處理效果。

振沖法適用于處理粘粒含量不大于10%的中、粗砂地基。振沖碎石樁主要用來(lái)提高地基承載力，減少地基沉降量，還可用來(lái)提高土坡的抗滑穩(wěn)定性或提高土體的抗堿強(qiáng)度。

砂樁法適用于擠密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、雜填土等地基，提高地基的承載力和降低壓縮性，也可用于處理可液化地基。對(duì)飽和粘土地基上變形控制不嚴(yán)的工程也可采用砂石樁置換處理，使砂石樁與軟粘土構(gòu)成復(fù)合地基，加速軟土的排水固結(jié)，提高地基承載力。

水泥土攪拌法適用于處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、飽和黃土、素填土以及無(wú)流動(dòng)地下水的飽和松散砂土等地基。不宜用于處理泥炭土、塑性指數(shù)大于25的粘土、地下水具有腐蝕性以及有機(jī)質(zhì)含量較高的地基。若需采用時(shí)必須通過(guò)試驗(yàn)確定其適用性。當(dāng)?shù)鼗奶烊缓啃∮?0%（黃土含水量小于25%）、大于70%或地下水的pH值小于4時(shí)不宜采用此法。

在實(shí)際確定地基處理方案時(shí)，需要考慮多方面因素，選取不同方案進(jìn)行對(duì)比，以確保達(dá)到最好的效果。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著社會(huì)的繼續(xù)前進(jìn)和發(fā)展，工程建設(shè)的數(shù)量越來(lái)越多，并且對(duì)工程建筑的質(zhì)量要求也不停地提升，好的地基是工程建筑的有力保障，為有做好了工程建設(shè)中地基施工的建設(shè)，才能保工程建設(shè)的質(zhì)量。

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[4] 中華人民共和國(guó)建設(shè)部主編.建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范.2008

作者簡(jiǎn)介

景曉春（1980-），男，助理工程師，主要從事移民規(guī)劃設(shè)計(jì)工作