建(構)筑物地基與基礎超深處理型式的研究

孟令德 劉景春

石橫特鋼集團有限公司 山東 泰安 271612

前言

地基基礎是建筑工程的關鍵環節，顧名思義基礎是一切建筑的根本，任何建筑物的荷載最終將傳遞到地基上，所以工程設計中地基處理設計方案尤其重要，涉及到工程投資、結構安全、抗震等。所有大型工程項目建設，土建工程占比很高，現場地質條件變化太大，巖土工程特性千差萬別，比如承載力不足、軟弱地層、回填土、巖層、巖溶發育、溶洞等現象會綜合發生，持力層埋藏標高與基礎設計標高一致性差，不可避免會發生超深和地基處理，選擇合理的地基處理技術，目的是解決地基承載力問題，滿足基礎設計要求和結構安全性，滿足基礎沉降符合規范要求，同時降低工程造價、縮短工期，實現工程建設目標。

一、地基處理技術和基礎工程重要性

1.地基處理技術的主要目的

地基處理的根本目的是采用合理、科學、準確、經濟的各種工程處理方法以改善地基條件，主要措施原理如下：

①改善剪切特性；②改善壓縮特性；③改善透水性；④改善動力特性；⑤改善特殊土的不良地基特性。

2.實現結構安全，降低工程造價、縮短工期。

3.目前建構筑物基礎處理的形式及現狀

工業建構筑物基礎不同程度存在超深處理現象，新技術關注度不高，處理方式多采用C15素混凝土填充或換填級配碎石或樁基礎，往往方案單一，造價較高、處理難度較大，工期漫長。在結構復雜或地質條件復雜的情況下合理選擇基礎型式可以縮短工期、降低工程造價。

二、地基處理技術的主要原則

1.地基處理的方法

無論什么采用何種地基處理技術，必須消除不均勻沉降，著重解決不同土層軟硬結合部位的處理，杜絕危及結構安全的不均勻沉降出現等。

地基處理技術可以按照地基處理的原理、目的、處理地基的性質、地基處理的時效、動機等不同角度進行分類。一般可采用根據地基處理的原理進行分類的方法，可以分成換填墊層法處理、預壓處理、化學加固處理、夯實（密實）處理、深層擠密（密實）處理、化學加固處理、加筋處理、熱化學處理等。每種處理方式均是緊密相關聯的，嚴格分類非常困難，有的處理方法具有幾種不同的作用，例如：沖振法具有置換左右還有擠密作用，不同擠密法中同時還有置換作用。還有的處理方法的加固機理、計算方法目前還不是十分明確，需要進一步探討。

2.收集地勘資料和設計資料，對地基與基礎的處理材料性能和處理方式進行詳細研究，確定該各種地基處理形式的應用范圍及相關技術參數。

3.確定地基處理方案時，應根據工程項目資料，制定步驟初步選定可供考慮的幾種地基處理方案。應分別從預期處理效果、材料及消耗、工期、環境影響因素等方面進行經濟技術、安全性分析對比，選擇最佳方案。同時考慮加強上部結構的整體性和剛度。

對于已經選定的地基處理方案，根據建筑物的地基基礎設計等級和場地負責程度，要在有代表性的場地上進行試驗，檢驗涉及參數、選擇合理的施工方法和確定處理效果。

4.組合式地基基礎處理方案的應用實例

結合以往大型工業建筑工程施工的實際情況及地基基礎處理的具體應用探索，比如樁基礎、強夯地基、復合地基、強夯+樁基、載體樁、筏板基礎、素混凝土超深填充、換填法、降低基底標高增長短柱法等基礎超深處理型式研究分析，確定地基處理方式，往往是多種組合應用，取得良好效果，積累成功的經驗，并有效地降低了工程的投資造價，確保建構筑物的合理經濟壽命。

三、在工程中采用的主要地基處理類型及特點

1.樁基礎。樁基礎承載力高、在地震力作用下的變形小、穩定性好、工程性質優良，可以應用于各種工程地質條件和各種類型的工程，尤其是適用于軟弱地基處理。樁基能有效解決地震區軟弱地基和地震液化地基抗震問題。樁基礎根據設計和建筑要求，分為群樁、排樁單樁等形式，根據受力原理主要有端承樁、摩擦樁、灌注樁、預制樁等幾種型式。

2.筏板基礎。單體建筑物地下基礎做成一個整體澆注底板，由底板、暗梁等系統組成。通過整體力學性能和足夠的剛度，主要解決建筑物荷載較大、地基承載力較弱的問題，有效克服獨立基礎承載力不足、地基土變形過大、局部不良等問題。形成整體塊體基礎能很好的抵抗地基不均勻沉降和變形。

3.地基換填。是指開挖完基坑后達到持力層，出現局部超深，用其他優質材料進行替換，從而滿足地基承載力要求。

4.強夯地基。主要是利用重錘沖擊能來夯實擠密加固換填土層，形成承載力和壓縮變形達到要求的再造地基持力層來承受上部載荷。

四、結語

通過對地基進行必要的加固或改良，提高地基土的承載力，保證地基穩定和結構安全。合理地基處理方案的選擇是縮短工程建設工期和大幅度減少工程投資的關鍵環節。