建筑工程软弱地基的结构基础设计

韦松宏

（华蓝设计（集团）有限公司　广西　南宁市　530011）

建筑工程软弱地基的结构基础设计

韦松宏

（华蓝设计（集团）有限公司广西南宁市530011）

本文通过介绍了几种常见的地基，以及软弱地基上建筑物所要满足的要求，同时还探讨了软弱地基上的常见施工种类，强调要按照软弱地基的种类对不同地基采用不同的施工的方法，最后基于软弱地基的特点和以上各种探讨，提出了几种合理处理软弱地基结构的基方式和一些总结，希望能对软弱地基结构基础设计有所帮助。

软弱地基；结构基础；设计

1　引言

一个优秀的建筑结构设计需要包括以下几点特征：经济、合理、安全以及可行。根据以往的建筑经验，建筑结构设计核心的一点就是地基基础。国内外不少建筑工程的实际经验表明，很多的建筑安全事故通常都是因为地基基础的设计不合理而导致的。特别是那些结构复杂的软弱地基，软弱地基因为自身的承载力比较低以及压缩性比较大的特点，一旦发生处理不当的情况，地基就非常容易发生不均匀的沉降现象，从而导致墙面或者是地面出现裂缝，最终对建筑物的使用功能造成影响，更为严重的是，这一情况还可能会对建筑的结构安全带来威胁。所以在设计软弱地基结构的时候，一方面要符合地基对承载力的要求，另一方面还要符合地基在形变方面的要求，基于此情况，在软弱地基结构基础的设计中，既要让地基的强度达到一定的要求，同时也要对地基的不均匀沉降量进行限制，从而来保障软弱地基上建筑物能正常安全的使用。

2　软弱地基特点介绍

不难理解软土地基指的就是那些土质黏性和稳定性都比较差的，无法甚至很不容易直接承担路面上面所施加的荷载的地基。软土地基中一般是存在压缩量较高，强度较低的软土层，这个土层土壤中一般含有较高的有机质，而且包含很多的水分和空气，具备土壤渗水性差、灵敏性强、压缩性高的特点。即这个软土层内部结构很不稳定，无法承受路桥上部所分布的荷载。软土地基的土层往往都是经过河流、海水、湖泊等经过长时间的侵蚀、冲刷而慢慢形成的。

建筑工程中的软弱地基一般是指土壤的压缩层的主要成分是冲填土、杂填土、土淤泥等几种土质的地基。如果出现建筑物的建设位置无法更改的情况，软弱地基的薄弱问题就会显得非常的突出。因为软弱地基的承载能力有限以及地基本身的压缩性比较大，若果没有合适的处理措施，就会导致建筑物受到不必要的破坏，在设计软弱地基的基础结构时，因为各地的地质条件有差别，所以实施的处理措施也各不相同。

3　软弱地基设计的要求

3.1对建筑物的要求

地基基础的施工质量检验以及规范的设计是处理好软弱地基的首要条件。采取合理的措施以及选择适当的结构，对软弱地基上建筑物建设是十分有帮助的。以满足建筑物的使用功能为基础，在对建筑物的形状设计上尽量更加简单，因为如果建筑物的形状过于复杂，它的平面形状以及建筑的高度就会各不相同，因此首先就必须保证建筑物要有合理的变形缝，并且变形缝存在的每个建筑单元都必须要有非常好的强度。通常变形缝的位置是在建筑物的荷载和高度相差比较大的地方以及平面发生转折部位，建筑的结构要求是降低不均匀沉降情况以及沉降量，尽量使用较轻的结构来减轻结构部件以及结构自身的重量。建筑室内外的高度差出现较大的情况时，最好应该提高填土量来架空楼板。

3.2对换土的要求

如果软弱地基的土层相对较薄，那么人工换土不仅能够解决地基持力层的强度的相关问题，还能够解决压缩层的高压缩性等众多难题，通常在人工换土工作中，多使用砂垫层是比较好的方案，砂垫层的主要成分通常是碎石以及卵石或者是砂和角砾等，一些位置还能够使用粘性土和灰土等，在施工中这些材料根据不同的条件有两种处理方法：湿法施工和干法施工。湿法施工是使用水来让土层沉淀，主要过程是通过水的沉稳让持力层土壤更加贴合，这样就可使它的承载力达到或者是接近建筑对地基强度的要求，让经过改良之后的地基层更加稳固。干法施工是指像古代夯土墙的施工一样，把那些材料经过不断地重锤夯实以及分层夯实，直到土壤的强度达到要求的程度。

4　软弱地基的处理基础

4.1桩基础

在处理软弱地基的时候，因为软弱地基土壤的变化程度比较大，而且压缩层的高压缩性土壤比较厚，再加上地基持力层的强度非常低的时候，如果使用其他的处理措施资金消耗较大时，那么使用桩基则是一种比较好的方法。目前，桩基的施工形式非常多，例如打人桩以及灌注桩，因为软弱地基土壤的变化程度比较大，而且压缩层的高压缩性土壤比较厚，使用端承桩的可能性比较小，摩擦桩是比较常用的方式，在经过桩基的处理之后，地基的强度和承载力有了很大的提高，这就进一步减少了了建筑变形的可能。

4.2十字交叉基础以及钢筋混凝土条形基础

在选用基础类型的时候，很多情况下是根据土壤的压缩性的高低来决定地基基础的形式，如果压缩性土壤的厚度比较浅的时候，墙下的基础大多使用钢筋混凝土条形基础，在设置条形基础的时候，要顾及到整体的封闭性，也就是说，在一定范围内，要开设必要的横向基础和纵向基础连接，以此来保障基础的整体性。当荷载开始作用后，因为基础压缩后的变形不是很大，基础本身就会发生互相的作用而共同发挥效用，这样对建筑物也十分有好处。十字交叉基础主要是在框架体系中采用，十字交叉基础让柱下基础之间相互连接，不仅能够保证基础整体的刚性，而且还能让基础在承受负荷之后相互传递，从而让基础同时工作，来抵抗建筑物因为地基的强度过低而遭受到变形的干扰。

4.3筏片基础

在持力层非常薄弱的时候，实际施工的基础宽度很窄并且相邻的墙基如果连接在一起或者是近似相连的时候，应该使用筏片基础设计，这样不仅能够保障基础所需的整体刚度以及底面积，同时还能够解决柱下或者是墙体因为荷载的变化以及压缩层的高压缩性而发生的变形情况。

5　对于软弱地基的处理方法

（1）置换及拌入法。置换及拌入法包括振冲置换法、换填垫层法、深层搅拌法、高压喷射浆法以及褥垫法等很多方法。使用砂以及碎石等材料来替换软弱地基中的部分软弱土体或者是在部分软弱地基中加入石灰、水泥以及砂浆等来形成加固体，从而和未被加固的土体一起形成复合式的地基，来达到提高地基的承载力和减少地基的沉降量这两个目的。

（2）排水固结法。排水固结法又叫做预压法，它主要包括超载预压法、堆载预压法、堆载联合作用法、真空与真空预压法以及降低地下水位法和电渗法等很多种方法。经过预压荷载作用来使软粘土地基孔隙中的积水排出去，增加土壤的粘度，提升土体的强度，减小土中孔隙体积，来达到减少地基施工后沉降和提高地基承载力的目的。

（3）振密和挤密法。振密和挤密法有强夯法、挤密密实法、振冲密实法、表层原位压实法、土桩、灰土桩以及爆破挤密法等很多方法。采取一定的措施，经过振动以及挤密来让深层的土壤更加密实，同时还能使地基的土孔隙比减小，强度也能得到提高。

6　结束语

对于软弱土地基的结构基础设计方式，因为受到各种各样制约因素的限制，所以不是很容易确定哪种基础结构设计方法是最好的，我们在实际施工中，一定要根据现场地基的地质条件采取针对性的方法，所以在施工条件不一样的情况下，不能生搬硬套现有的方法。针对局部较软弱的地基，基础设计时要使用不一样的基础设计形式，需要在地基土层不被破坏以及整体地基的承载能力能满足要求的条件下，把基础的沉降量作为现场施工的控制条件。通常情况下，如果基础尺寸发生了变化，那么可以通过调节地基的附加压力的方法，来调整地基的变形值的大小。假如地基附加压力一样，地基的变形会随着基底的尺寸的变化而变化的，如果在荷载一定的情况下，一旦增大基底的面积，就会让地基的变形量更小。同时，在检验地基变形情况的时候，需要变换基底的尺寸，另外还要估计其它条件的干扰。在软弱粘性土中，需要使用卵石桩，来提升地基的承载能力，提高沉降固结的速度，进一步改变地基整体的稳定性。

以上所作探究结合了笔者的实际经验和各种理论数据，希望能对我国软弱地基的基础设计有所帮助。

[1]顾晓鲁，钱鸿缙，刘惠珊，汪时敏.地基与基础[M].北京：中国建筑工业出版社，2013，8.

[2]殷宗泽，龚晓南.地基处理工程实例[M].北京：中国水利水电出版社，2011，3.

[3]陈莞尔.软弱地基加固方法的合理选择[J].地基基础，2014（02）：216～ 219.

TU473.1

A

1673-0038（2015）08-0028-02

2014-12-6

韦松宏（1985-），男，工程师，本科，主要从事结构设计工作。