建筑工程設計中的地基處理

于 明

(黑龍江省寒地建筑科學研究院，哈爾濱 150080)

1 地基設計過程中存在的問題及產生原因

1.1 地基設計不合理

建筑工程施工過程中，地基經常會出現土坡滑動與地下滲水等問題，同時也會出現地基變形或地基不穩等情況。一旦出現這些問題，設計人員應對地下水的流動情況進行分析，并對其產生的沖擊力進行判斷，以分析產生上述問題的原因。設計過程中，如果設計人員未充分考慮到地下滲水問題，就會導致土坡滑動現象的發生。一旦滑動現象較為嚴重，將會使地基出現傾斜或變形，進而破壞地基的穩定性，這將對建筑工程的施工產生極大的影響，不僅會破壞建筑工程的安全性與使用年限，還會延長建筑施工工期。在地基設計過程中，如施工現場的地形較為特殊，將極易出現地基加固不穩的情況。由于地質環境復雜多變，地形地貌的差異會導致地基設計工作的難度增加，尤其是南方部分地區鄰近海洋，其土質較為松軟，設計人員對此土質進行建筑工程設計時，必須加強對地基的加固處理，之后才可以進行具體的建筑施工工作。

1.2 地基設計問題產生的直接原因

在地基設計中，設計人員未能對施工現場外在環境、地形地貌以及地質條件進行實地考查，對項目本身的考慮也不周全，設計人員未能結合建筑工程自身的特點與施工質量要求進行設計，因此，設計人員提出的地基設計方案的合理性有所欠缺，嚴重影響了建筑工程的施工進度，甚至會導致建筑工程存在質量隱患。

在地基設計中，設計人員應深入建筑施工場地，采取科學的方式進行施工現場地質條件的有效勘察。還應對建筑地質條件進行模擬，形成建筑現場的實地勘察報告，結合工程實際情況、工程預算與施工期限合理進行建筑地基的設計。然而在建筑工程施工過程中，部分施工單位并沒有進行詳細的勘察，勘察報告的制定也不全面，因此，設計人員根據并不詳實或不全面的勘察報告進行設計，難以保證設計符合實際的建筑施工要求。部分設計人員在未進行科學研究的情況下進行建筑工程地基的設計，導致設計方案與建筑施工現場的地質條件并不相符，設計方案的質量缺陷較為嚴重，如以此設計盲目地進行施工，會導致建筑工程的安全存在隱患。

2 建筑工程設計中的地基處理要點

2.1 加強對前期分析的重視

建筑工程地基設計處理過程中，設計人員應結合建筑工程的實際情況，嚴格進行分析與測算，采用較為靈活的樁閥方式，以摩擦樁位作為建筑工程的中心樁，結合碎石擠密法實現對含水樁的有效操控，以保障樁底的承載能力滿足工程建設標準。如果工程承的承載力達到5 000 Pa以上，那么樁底的壓縮模應高于6 MPa。由于地基處理空間較小，還應保障地基的錘實度，并對地基實施有效的動力觸探檢查，以確保地基處理可以達到規定的施工標準。同時，還應對施工現場的地質結構進行分析，以確保其不會對建筑工程產生較大的影響。此外，還應充分利用擴大底部方式合理處理地基，以提高地基處理的效果，進一步提升建筑工程的質量。

2.2 增加擴大頭數量

在建筑施工過程中，隨著進漿量及壓強的提升，擴大頭的數量也應相應增加，以使壓密區域的擴張性得到保障。設計時，設計人員應利用外管道的優勢進行混凝土的運輸，采用靜壓的方式對管道外部的樁尺寸進行有效提升，如果樁頭部分的承載能力較差且擴張難度不大時，應及時進行擴大頭數量的增加，反之，如術樁頭部的承載能力較高，并且存在較大的擴張難度時，應適當減少擴大頭。同時，還應對樁底區域殘留的雜質進行徹底清理，提升土質、增強摩擦力，以實現建筑承載能力提升的目標。如果利用碎石擠密法進行操作的效果不理想，則可以用預埋管壓泵的方式對不符合標準的碎石進行處理，按照等邊三角形進行使用樁的注漿管預埋。

3 建筑工程地基處理的實踐要點

3.1 強夯型地基

強夯型地基與其他地基處理方式不同，各類建筑工程都可以采用此方法進行地基處理。此方法利用了力學知識，以動力固結方法為有力的理論支撐，處理工程投入費用較少，處理效果較為理想，得到了相關領域的一致認可與應用。在此方法應用過程中，多次使用重錘進行地基夯實，對重錘下達高度有嚴格明確的規定，因此，可以有效提升土壤的固結速率，可以實現高效、快速的地基穩固，對建筑工程施工質量有明顯的提升效果。同時，在低飽合度的土壤或沙地等施工場所也可應用此方式。在施工前應設計出飽和性土壤的排水方案，以免由于水分積存過多而破壞地基的承載能力。強夯法地基處理流程如圖1所示。

3.2 換填型地基

本方法主要是運用具有較高承載能力的土壤替代承載力相對較差的土壤，進而有效提高建筑工程的承載能力。在換填過程中，主要以碎石進行土壤的替換，由于灰土及沙土也具有一定的承載力，并且自身的耐腐蝕性較強，因此，有些建筑工程實踐中也會運用灰土或沙土進行土壤的替換。在施工開始前，施工單位應對施工現場的土質進行采樣與分析，將承載能力較差的土壤進行挖掘，再填以碎石或沙土等替換材料，以提高土壤的承載能力，如圖2所示。此種地基處理方式對建筑工程的承載能力有顯著的提高作用，可以增強土壤的固結速率，減少塑型坡的出現，以免建筑工程的安全性受到影響，還能效提升建筑工程的使用壽命。

圖1 強夯法地基處理流程Fig.1 Foundation treatment process of dynamic compaction method

圖2 換填型地基結構圖Fig.2 Structure of replacement foundation

3.3 深層密實型地基

根據處理原理的不同，可將深層密實型地基處理法分成三種。一是振沖法。這一方法在黏稠土質的地基處理中應用較多。施工時，必須輔助以振沖器，以設備的強力振動作用沖擊與擠壓地基及周邊土壤，以促進土層結塊速率的顯著提升，進而提高建筑工程的承載能力，并使之具有一定的抗液化能力，有效降低土壤的沉淀。二是深層攪拌法。該方法對于松軟土質的地基處理較為適用，處理效果較為理想。在處理過程中，會應用到水泥等固化劑，還需攪拌機的輔助才可以實現深層攪拌，在水泥及攪拌作用下可以明顯提高土壤的承載能力與抗腐蝕性。三是砂石樁法。此方法在可液化型土壤地基處理中應用較多。