選擇地基處理方法的關鍵問題分析

【摘要】本文首先分析了所加固工程的特征、地質條件等因素，因地制宜地選擇地基處理方法設計程序，然后闡述了確定地基處理方法前應做的準備工作以及選用處理方法的原則，最后探討了地基處理應注意的有關問題。可供參考和借鑒。

【關鍵詞】地基處理； 天然地基； 承載力

前言

當前地基處理的發展新水平， 反映在處理機械、材料、設計計算理論、施工工藝和現場監測技術的整體水平和多種地基處理方法的綜合應用能力。地基處理技術的具體選用，應以地基條件、設計要求、處理指標及范圍、工程費用、工程進度、材料來源和當地環境多方面綜合考慮和研究，本著既經濟合理，又安全可靠的原則，通過技術經濟比較的方法，科學地選用地基處理技術。同時，隨著科學技術的進步，地基處理技術也在不斷發展，要注重選用新型的地基處理技術。確保能夠有效地加固地基，提高地基強度，使地基的承載力滿足工程建筑物的設計要求，保證建筑物的安全使用。我國國民經濟的高速發展，帶動了巖土工程迅猛發展。由于基建規模的日益擴大，建筑用地資源日趨緊張，為了充分、有效、科學、合理地利用這一資源，使天然軟弱的地基得到補強加固，以提高地基強度，保證地基的穩定性； 降低地基的壓縮性， 減少地基的沉降和不均勻沉陷； 為消除地基土的振動液化潛勢及消除濕陷性土的濕陷性、膨脹性土的膨脹性等各種土質的不良特性， 以改善地基條件， 達到滿足地基強度、變形及其穩定性要求。這就是地基處理技術在理論和實踐中研究與解決的課題。為此， 由于土質軟弱， 不能滿足建筑物強度或變形要求， 或者由于動力荷載作用而可能產生液化、失穩和震害等危害， 或由于吸水產生沉陷及由于吸水而引起膨脹失水且下陷的場地必須進行人工加固處理。這種對不良場地進行補強加固的過程稱為地基處理。地基處理方案選擇是否合理， 不僅影響建筑物的安全和使用， 而且對建設速度、工程造價等都有很大影響， 在有些時候甚至成為工程建設的關鍵。

一、地基處理方法設計程序分析

房屋地基基礎設計應根據工程地址和水文地質條件、建筑體型與功能要求、載荷大小和分布情況、相鄰建筑基礎情況、施工條件和材料供應以及地區抗震烈度等綜合考慮， 選擇經濟合理的基礎型式。具體步驟如下： 首先， 根據建筑物對地基的各種要求和地基條件，確定需要進行人工處理的天然地層的范圍以及地基處理要求； 其次，根據天然地層的條件、地基處理的具體要求， 地基處理方法的原理、過去應用的經驗和機具設備、材料條件， 對地基處理方案進行可行性研究， 提出各種可行方案； 第三， 對提出的各種方案進行技術、經濟、進度等方面的比較分析， 考慮環保要求， 確定采用一種或幾種地基處理方法。初步確定地基處理方案后， 可視需要進行小型現場試驗或補充調查， 然后進行施工設計。實踐表明這是比較恰當的地基處理方法設計順序。

二、確定地基處理方法前的基礎工作分析

1、對天然地層進行巖土工程勘察， 提供詳細的巖土工程勘察資料。

2、根據建筑物對地基的要求和地基的條件確定是否采用天然地基， 還是采用人工地基， 即確定是否需要進行地基處理。

3、開展必要的調查研究。了解本地區其他工程或其他地區同類工程的地基處理情況， 收集資料， 為合理確定地基處理方法提供依據。詳細的巖土工程勘察資料是判斷天然地層能否滿足建筑物對地基要求的重要依據之一， 同時要進行地基處理時， 也是確定合理的地基處理方法的主要基本資料之一。巖土工程勘察的內容主要是指查明工程地質條件及各種參數指標。最后， 按照要求， 對場地的穩定性、適宜性及地基的均勻性， 地基承載力和變形特性等進行綜合評價。根據巖土工程勘察得到的天然地層的情況和建筑物的情況， 可初步確定是采用天然地基還是人工地基。首先要分析采用天然地基的可能性。天然地基能否滿足結構的要求不僅取決于建筑物的上部結構及荷載、地基條件， 而且還與結構物基礎形式有關， 要將上部結構、基礎和地基作為統一整體來考慮。例如： 增大建筑物的整體剛度可以在一定程度上減小或抵抗不均勻沉降。又如： “寬基淺埋”有時可以減小對地基單位面積承載能力的要求。通過分析研究， 確定天然地基不能滿足結構物的要求時， 就采用人工地基， 在確定地基方法前還需進行調查研究。調查研究的內容包括兩個方面： 一方面， 根據地質勘察資料和建筑物對地基要求， 對可能應用的地基處理方案進行研究， 包括方法的基本作用、適用條件、優缺點、處理效果、材料、機具和經濟指標等。另一方面， 要了解本地區其他工程或其他地區同類工程的地基處理情況， 總結經驗教訓， 這兩方面的資料都是合理確定地基處理方法所必須的。在選擇處理方案時， 采用上部結構及基礎加固與地基處理相結合的綜合處理措施， 往往在技術和經濟上都是合適的。總之， 建筑物上部結構、基礎和地基是一個有機的整體， 要從整體上綜合考慮和分析。

三、地基處理方法分析

在選擇地基處理方法時， 應綜合考慮場地工程地質和水文地質條件、建筑物對地基要求、建筑結構類型和基礎型式、周圍環境條件、材料供應情況、施工條件等因素， 經過技術經濟指標比較分析后擇優采用。地基處理方法很多， 各種處理方法有它的適用范圍、局限性和優缺點， 沒有一種方法是萬能的， 工程地質條件千變萬化， 各個工程間地基條件差別很大， 具體工程對地基的要求也不同， 而且機具、材料等條件也會因地區不同有較大差別。利用軟弱土層作為持力層可按下列規定執行： 1） 淤泥和淤泥質土， 宜利用其上覆較好土層作為持力層， 當上覆土層較薄， 應采取避免施工時對淤泥和淤泥質土擾動的措施； 2） 沖填土、建筑垃圾和性能穩定的工業廢料， 當均勻性和密實度較好時， 均可利用作為持力層； 3） 對于有機質含量較多的生活垃圾和對基礎有侵蝕性的工業廢料等雜填土， 未經處理不宜作為持力層。局部軟弱土層以及暗塘、暗溝等， 可采用基礎梁、換土、樁基或其他方法處理。

四、地基處理施工過程中和施工完成后應注意的問題分析

1、地基處理施工過程， 只讓現場人員了解如何施工是不夠的， 還必須使他們很好地了解所采用的地基處理方法的原理、技術標準和質量要求； 經常進行施工質量和效果檢驗， 以確保施工質量。

2、地基處理施工過程中和施工完成后需要做好監測工作。

3、處理工作結束后， 就盡量采用可能的手段來檢驗處理的效果。

4、對于重要工程的地基處理工作， 或開發、利用新的地基處理方法， 或者在進行地基處理方法比較時， 最好在大規模施工之前進行小型現場試驗， 以檢驗地基處理方案的可靠性， 可獲得設計計算的參數值和施工控制指標以及施工經驗。

5、反分析。通過反分析可獲得必要的參數數值， 用以驗證設計， 監測工程安全， 便于進入下一階段的設計計算。根據實測資料的反分析，而得出的參數值要比前一階段的計算更為接近實際， 必要時可據此修改設計。此外， 通過反分析可使人們獲得許多寶貴的經驗。在施工過程中和完成后， 監測和反分析輾轉進行， 是解決土木工程問題合理的方法， 即近年來在國際巖土工程界提出的觀察方法， 這種方法有時稱為“邊觀察邊分析”的方法。

五、結語

地基處理的重要性已越來越多地被人們所認識和重視，推廣和發展各種地基處理技術， 提高地基處理水平對加快基本建設速度， 節約基本建設投資， 保證建筑安全具有極其重要的意義。