復雜地質條件下的建筑物地基處理方案優化

石浩

前言

我國幅員遼闊，在建筑工程施工過程中，不可避免的會涉及到對土層分布不均、巖土結合、臨海等特殊地質條件地基處理技術，針對特殊地質條件的地基處理，會增加工程的成本造價，同時由于施工復雜性，會對施工工期造成嚴重的制約，降低工程質量，這與建筑工程中的三大目標的實現相違背，對于建筑工程社會效益和經濟效益的實現造成不良影響。地基基礎的重要性關乎建筑結構的安全使用，同時又是隱蔽工程，其施工的合理性和科學性至關重要，需要采用切實可行的技術措施，為建筑物提供良好的“基礎”保障。采用科學合理的技術措施，對復雜地質條件的地基基礎進行處理，能夠有效的保障建筑物的安全，避免建筑事故發生的概率，這也是建筑行業發展的必行之路。

1 針對膨脹土地基處理方案的優化

所謂的膨脹土地基，指的就是在地基基礎范圍以及承載能力區域范圍內存在一定量的膨脹性土層，這類土層具有一定的膨脹性，并且富含強親水性礦物，對于地基的穩定造成不良的影響，這類土質廣泛分布于我國西南各省以及黃河流域等地區，呈現不均勻分布。膨脹土呈半堅硬狀態，有裂隙發育，會給人們造成一種“良好地基”的錯誤認知，若是未采取行之有效的改善措施，會給工程造成嚴重的不良影響。結合膨脹土的特性，常用的處理方案有三種，結合筆者自身經驗，對其歸納如下。

（1）土壤換填，采用換填法對膨脹土地基進行處理，對于膨脹土地基的深度以及膨脹土的厚度有一定的要求，一般在基礎深度較淺、膨脹土層較薄地基基礎條件時采用，使用的材料一般為灰土或是非膨脹性質的建材，采用換填法進行膨脹土地基處理過程中，需要對換土度進行計算，需要達到設計的承載要求，在建筑物基礎以及基礎周邊（基礎范圍外擴300～400mm的寬度）范圍內進行換填，對于膨脹土地基施工中的墊層，要做好其防水工程，避免水流的下滲對下部土層造成不良影響。

（2）改良土質，這種膨脹土地基處理措施相比較換填法而言，是一種偏向“化學法”的處理措施，即在原土層中摻入水泥或化學制劑，通過一定的物理化學反應，使膨脹土土質得到改善，降低其膨脹指數，進而達到設計的承載能力。

（3）預濕膨脹，顧名思義，就是提前在膨脹土地基中，提前施以一定量的水，使膨脹土層提前處于一種“膨脹”的狀態，并一直維持其含水率保證其承載能力，這種方法一般在地下水位較高的地區使用，能夠較好的保證地基基礎下層土的完整性。

2 針對不均勻沉降采取的方案優化

對于不均勻沉降地基，其原因多為縱向和橫向上均存在著明顯的地質差異，巖面起伏傾斜，基底下土層厚薄差異，與均勻地基比較而言，具有顯著的反壓力特性，當地基出現不均勻沉降的問題，會對建筑的安全使用造成嚴重的影響。針對存在不均勻沉降隱患的地基，對其處理方案的優化主要集中在兩個主要的方面，結合筆者自身經驗對其歸納如下。

（1）采用適當的樁基礎加強措施，使建筑物的地基基礎受力在整體上達到一種均勻的狀態，對于樁基礎加強措施的實施，需要對地基下部存在不均勻沉降的土層的厚度和性質進行精確的勘察工作，將基礎樁的深度貫穿不均勻沉降層，直達下部的堅硬巖層或是穩定均勻層，采用諸如爆擴樁、灌注樁（以施工工藝上的區別進行劃分），端承樁或是摩擦樁（以受力形式上的差異進行劃分），這種地基處理的方式，能夠較好的解決地基基礎不均勻沉降的問題。

（2）采用置換法，所謂的置換法就是對存在不均勻沉降問題的地基巖土層進行一定量的換填，比如：地基基礎巖層之中的軟弱地基土比例較大，而堅實的土層比例較小，在這種情況下就采用與軟土地基材質相似、受力變形特點相近的材料對堅實巖土層進行置換，這種施工方法成本較低，而且能夠較好的實現地基沉降程度的均勻化處理。

3 針對軟弱地基處理方案的優化

所謂的軟弱地基基礎處理措施，指的是針對具有相當程度變形度的地基土基礎，這類地基由于具有較大的變形量，若是未采用行之有效的地基處理措施，在建筑物完成施工后，會出現沉降，對周邊附屬建筑物或是與附屬建筑物連接結構造成破壞性的影響，常見的軟弱地基土種類為淤泥和淤泥質土、雜填土和充填土，其結構形成呈現高含水量、高壓縮性、低抗剪性、低滲透性且具有明顯的流變性的特點，針對軟弱地基土處理方案，常規的設計方案為采用樁基礎或是加深基礎埋深采用天然地基，這類設計建議均比較泛泛，不具有針對性，在實際的工程施工中能夠將基礎樁和適當改變基礎的結構受力形式的措施來改善這種地基軟弱的狀況，如：采用基礎樁和結構柱墩相結合的形式，能夠較好的滿足受力上的要求，同時對于建筑使用功能的發揮不會造成不良影響。

4 高層建筑地基處理的方法

高層建筑物的地基處理常用的方法為天然地基深基礎或者是人工地基淺基礎兩種為主，而在通常情況下優選人工地基淺基礎，在綜合工程造價、可持續發展以環境保護等多方面的因素。在實際的高層建筑工程施工中，通常采用復合地基技術，通過在地基中形成水平方向或是豎直方向上的增強體，進而組成復合地基實現對地基承載力的有效增強，減少沉降。對于地基處理后的地基結構，根據增強體的性質可以將其劃分為剛性樁、柔性樁以及散體材料樁三中類型。復合地基是在增強體和原地基土協同工作的基礎上共同承擔外部荷載，由于前兩者與天然地基土性質具有顯著的差異性，故而可以分為兩大類，在量大種類之間可以設置褥墊層，有褥墊層、樁間和基礎樁三者形成共同體，即復合地基，采用這種優化處理后的施工方案，形成的地基結構，在樁身強度上比較均勻，工程造價相對較低，并且具有施工進度快、環保指數高等特點。

5 結束語

綜上所述，我國員遼闊，在進行城市化建設過程中，隨著用地緊張程度的加劇，不可避免的或遇到諸多地質條件復雜、條件相對較差的區域進行建筑工程施工項目，如：本文中提到的膨脹土地基、不均勻沉降地基、軟弱地基等，還有淤泥質地基、濕陷性換土地基等等，而針對相應的復雜的地質條件，應該在對土質進行充分勘察基礎上，采取具有較強針對性的地基處理措施，保證建筑物的受力穩定和使用安全，對地基處理方案進行優化處理，要在對地質環境條件充分的了解的基礎上，經過設計計算，并結合建筑物的結構受力，制定出具有針對性的地基處理方案，不能拘泥于傳統的地基處理的形式，要積極引進先進的處理技術，降低工程造價，創造經濟效益和社會效益。