淺談水文地質(zhì)條件與地基基礎(chǔ)處理方案的選擇

張文科

摘要：伴隨著我國經(jīng)濟的不斷進步，房屋建筑等工程建設(shè)規(guī)模也在不斷的擴大，城市化的進展速度不斷加快，尤其是城市建筑和市政工程建設(shè)，寸土寸金，即使非常差的地基條件也必須進行房屋、道路、橋梁等建筑物的建設(shè)。下面，筆者就地基基礎(chǔ)處理方案的選擇，結(jié)合工程案例進行闡述。

Abstract： With the continuous advancement of China's economy， the scale of building construction and other projects is also constantly expanding， and the pace of urbanization is accelerating， especially in urban construction and municipal engineering construction， even in the case of very poor foundation conditions， buildings such as houses， roads and bridges must be built. The author elaborates the selection of foundation treatment plan with engineering cases.

關(guān)鍵詞：水文地質(zhì)條件；地基基礎(chǔ)處理措施；方案選型；技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)

Key words： hydrogeological conditions；foundation treatment measures；scheme selection；technical and economic indicators

中圖分類號：TU4 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）30-0176-02

0 引言

天然的良好地基是很少的，所以，選擇什么樣的基礎(chǔ)類型，不良地基選擇什么樣的地基處理方案尤其重要，這不僅和地基土埋藏的情況有著聯(lián)系，同時也會受到一些物理力學(xué)性質(zhì)和建筑物荷載大小的影響。此外，場地的具體施工條件和工期的要求，以及地下水位的高低，也會帶來一些影響。在進行地基處理的時候，在具體的設(shè)計質(zhì)量上，它會直接影響著建筑物的安全狀況，如果在這個環(huán)節(jié)當(dāng)中處理不夠恰當(dāng)，往往會容易出現(xiàn)一些重大的工程質(zhì)量安全事故。因此，進行必要的技術(shù)和經(jīng)濟方案比較，合理選擇基礎(chǔ)工程措施或地基加固措施，從而達到技術(shù)上安全、合理可行、經(jīng)濟適用、工期短等技術(shù)經(jīng)濟最優(yōu)的方案，意義重大，不僅節(jié)約建設(shè)成本，而且大大縮短工期，確保整個項目順利實施。

1 地基基礎(chǔ)處理分類

地基基礎(chǔ)處理主要分為：基礎(chǔ)工程措施、地基加固措施。在有的工程當(dāng)中，它不需要對地基的工程性質(zhì)進行改變，只需要使用一些基礎(chǔ)的措施，就可以進行問題的解決。還有的工程會同時對地基的土和巖石進行加固的處理，通過這樣的方式，使得工程的性質(zhì)得到有效的改善。因此在這樣的背景之下，選擇一些比較適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)形狀，人們可以不需要對地基的工程性質(zhì)進行改變，這種處理方式能夠有效地使得地基的要求得到滿足，因此也被人們稱之為天然地基。反過來，那些已經(jīng)加固處理之后的地基就會被人們稱作為人工地基。

由于地基當(dāng)中的土層變化是比較復(fù)雜多變的，因此在對具體的處理方案進行確定的時候，需要有一些具備著經(jīng)驗的工程技術(shù)人員參與到其中，特別是在一些重大工程的設(shè)計當(dāng)中，必須要有專家的參與。當(dāng)前在一些重大的工程當(dāng)中，由于設(shè)計部門的人員自身的經(jīng)驗比較缺乏，同時有著過分保守的思想，最終導(dǎo)致設(shè)計出來的方案不夠合理。人們在對地基進行處理的時候，必須要加強質(zhì)量方面的嚴(yán)格控制，同時也要使得驗收的制度得到有效的保障和執(zhí)行，以此來確保工程的質(zhì)量得到保證。

2 基礎(chǔ)工程措施及選型

基礎(chǔ)工程措施有淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)，淺基礎(chǔ)主要有：獨立基礎(chǔ)（如大部分柱基）；條形基礎(chǔ)；筏形基礎(chǔ)等。深基礎(chǔ)主要有：樁基礎(chǔ)、墩基礎(chǔ)、沉井或沉箱基礎(chǔ)、地下連續(xù)墻等。選擇地基基礎(chǔ)方案優(yōu)先考慮采用淺基礎(chǔ)，持力層設(shè)置在天然土層上，基礎(chǔ)埋置不深，無需復(fù)雜施工設(shè)備，用料較省，開挖基坑排水疏干后和支護坑壁，地基不加處理即可修建，故工期短，造價低。當(dāng)淺基礎(chǔ)難以適應(yīng)較差地基條件時考慮采用大型或復(fù)雜淺基礎(chǔ)、深基礎(chǔ)或人工處理地基等造價較高、施工技術(shù)較特殊地基基礎(chǔ)方案。選擇地基基礎(chǔ)形式考慮上部結(jié)構(gòu)層數(shù)與荷載情況是選擇基礎(chǔ)形式重要因素，層數(shù)越多，荷載越大，要求基礎(chǔ)承載能力和總體剛度越大，上部結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)形式和結(jié)構(gòu)體系直接影響基礎(chǔ)形式；不同上部結(jié)構(gòu)對地基不均勻，變形敏感程度不同，上部結(jié)構(gòu)對地基不均勻變形越敏感，越盡可能提高基礎(chǔ)總體剛度。

地基條件是選擇基礎(chǔ)形式最根本依據(jù)，高度與荷載情況相同房屋，由于地基條件不同可以選用完全不同基礎(chǔ)形式，當(dāng)軟弱土層厚度不深時采用箱形基礎(chǔ)直接坐落在較好土層上；當(dāng)較弱土層很深時采用摩擦樁或樁-箱基礎(chǔ)較為合理；基礎(chǔ)工程工程量、材料消耗和造價上在建筑中占很大比例，在經(jīng)濟上合理，技術(shù)上可行和便于施工是選擇基礎(chǔ)形式的主要因素。基礎(chǔ)型式選用，慎重綜合考慮各方面因素，通過方案比較后確定，選取技術(shù)上可行、經(jīng)濟上合理的基礎(chǔ)方案，可收到技術(shù)和經(jīng)濟上最大效益。

3 地基加固措施及選型

在修筑建筑基礎(chǔ)時，常會遇到淺層地基土為軟弱土和不良土，其地基承載力不足或沉降量大于容許沉降量，而從結(jié)構(gòu)型式和技術(shù)經(jīng)濟比較來看，以修建淺基礎(chǔ)為宜，此時，應(yīng)采取人工加固處理措施，提高地基土的承載力和密實度，減小沉降量，這種加固后的地基稱為人工地基。

地基加固處理是對支承建筑物的地基土承載能力進行改善的一種處理措施，它可以使得地基的變形性能或者抗?jié)B透方面的能力得到改善。

地基加固方法選擇的原則，應(yīng)考慮以下幾個方面因素：

①可實施性：在方案的可實施性當(dāng)中，首先要確保工程的規(guī)模和具體的技術(shù)等等，在目前的水平下是可以實行的；其次要確保工程的目的和要求得到有效的滿足；其次要避免工程對于周圍的環(huán)境帶來污染或者盡量降低污染的程度；最后要確保整體方案的經(jīng)濟性，合理的對材料進行使用。

如：

①一般適用地基有較厚軟弱層的地質(zhì)情況，如軟弱層較薄，則采取挖淤置換土的方式比較經(jīng)濟。

②粉噴樁和旋噴樁所用材料，一般宜用普通硅酸鹽水泥，對有防滲要求的，也可采用復(fù)合硅酸鹽水泥。對地基淤泥層含水量較大、地基土松軟的情況，粉噴樁的效果要好于旋噴樁。旋噴樁冒漿、跑漿量大，灌漿壓力不易掌握，容易造成斷樁現(xiàn)象。

③高壓噴射灌漿法就有3種噴射法，旋噴樁一般會在地基加固當(dāng)中進行使用，它可以使得地基的抗剪強度得到提高，并且也使得地基土的變形性能得到改善，不出現(xiàn)過大的變形情況。在這種技術(shù)進行使用的時候，一般地基土的水利條件和邊坡穩(wěn)定都能夠得到改善。

4 案例

4.1 某火電廠高溫高壓管網(wǎng)基礎(chǔ)處理方案

某火電廠室外高壓高溫管網(wǎng)敷設(shè)，場地地基土大部分為回填粘土，未分層壓實，且地下水位淺，而高溫高壓管道對基礎(chǔ)的不均勻沉降要求非常高。技術(shù)設(shè)計階段，設(shè)計院采用強夯的方案加固地基，施工單位進場施工時，發(fā)現(xiàn)沒法進行強夯，最后，施工單位中止了合同。之后，設(shè)計院對方案進行了調(diào)整，采用預(yù)制鋼筋混凝土樁的方案，但由于場地土是粘土，摩擦力大，預(yù)制樁根本無法保證都能打到持力層，且預(yù)制樁造價很高，經(jīng)與設(shè)計院協(xié)商，最終采用螺旋鉆孔取土灌注樁，這種樁不僅施工速度快一倍以上，而且造價只有預(yù)制樁的一半。這個案例就是從加固地基土不成功，從而采取基礎(chǔ)工程措施的方案，到經(jīng)過技術(shù)經(jīng)濟比較，選擇合理可行、高效低價的樁型。

4.2 某工業(yè)廠區(qū)2個部位的地基處理方案

全廠場平情況：未分層壓實，填土疏松，地下水位較淺，有些部位的填土深達20米以上。

①進廠區(qū)主干道有一段為回填土地基，約100米，回填最深處達20米以上，設(shè)計文件要求壓路機碾壓后填30cm厚的石渣，壓路機碾壓后問題來了，道路表層土約30cm厚碾壓后變成了飽和土（俗稱：海綿土）其下面還是松軟的回填粘土，這種路基顯然不行，怎么處理呢？經(jīng)各方商量，方案如下：挖出飽和土層，在道路兩側(cè)空地挖了幾個約5米深的坑，抽排坑內(nèi)積水，降低路基地下水位（這比沉井降低水位來得方便、經(jīng)濟）；回填50cm厚大塊石后壓路機碾壓，再在塊石上鋪填30cm厚石渣；經(jīng)過施工車輛在路基上行走半年后，再進行道路硬化；在往后10多年的使用中，這段主干道未出現(xiàn)開裂、沉降等損壞現(xiàn)象。

②全廠排水管網(wǎng)有8000多米長，均采用混凝土管，大部分在回填土上，設(shè)計文件對這些部位的管道基礎(chǔ)處理方案是打預(yù)制樁。按這種基礎(chǔ)處理方案：

1）這么長的軟弱地基，要打很多預(yù)制樁，造價高得不敢想象，而且填土深度不一樣，要測出每個部位樁的長度也是不容易的事。

2）即使補勘出來每個部位的樁長，也補充了不同樁長的圖紙，但管道基坑挖出后，由于填土疏松，無法支護，只得放大坡比開挖基坑，這樣，打樁設(shè)備無法靠近施工。

顯然，這種基礎(chǔ)處理方案無法實施下去。

經(jīng)施工方與設(shè)計院共同研究商討，最后處理方案如下：

①先在開挖出來的基坑松土上回填一層大塊石，用挖掘機擠密嵌入土層，視密實程度確定塊石的填量，最后用級配砂石找平基面，澆筑砼墊層；

②澆筑雙層鋼筋網(wǎng)梁墊200cm高；

③回填土?xí)r，在管道兩側(cè)回填砂石料；

④在軟硬地基交界處設(shè)置檢查井。這樣的處理方案，不僅簡單、實用、快速、就地取材，而且造價便宜的多。經(jīng)過10多年的使用，排水系統(tǒng)運行正常。

5 結(jié)語

綜上所述，人們在對地基處理方式進行選擇的時候，要綜合地對整個場地當(dāng)中的工程地質(zhì)條件和水文條件進行考慮，同時對于周圍的環(huán)境條件和材料的供應(yīng)等，也要納入到考慮的范圍當(dāng)中。在因地制宜理念的指導(dǎo)之下，對經(jīng)濟技術(shù)指標(biāo)進行分析。除此之外，設(shè)計人員要深入到現(xiàn)場當(dāng)中開展調(diào)查分析工作，做到理論聯(lián)系實際。

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