建筑工程设计中的地基处理

于 明

(黑龙江省寒地建筑科学研究院，哈尔滨 150080)

1 地基设计过程中存在的问题及产生原因

1.1 地基设计不合理

建筑工程施工过程中，地基经常会出现土坡滑动与地下渗水等问题，同时也会出现地基变形或地基不稳等情况。一旦出现这些问题，设计人员应对地下水的流动情况进行分析，并对其产生的冲击力进行判断，以分析产生上述问题的原因。设计过程中，如果设计人员未充分考虑到地下渗水问题，就会导致土坡滑动现象的发生。一旦滑动现象较为严重，将会使地基出现倾斜或变形，进而破坏地基的稳定性，这将对建筑工程的施工产生极大的影响，不仅会破坏建筑工程的安全性与使用年限，还会延长建筑施工工期。在地基设计过程中，如施工现场的地形较为特殊，将极易出现地基加固不稳的情况。由于地质环境复杂多变，地形地貌的差异会导致地基设计工作的难度增加，尤其是南方部分地区邻近海洋，其土质较为松软，设计人员对此土质进行建筑工程设计时，必须加强对地基的加固处理，之后才可以进行具体的建筑施工工作。

1.2 地基设计问题产生的直接原因

在地基设计中，设计人员未能对施工现场外在环境、地形地貌以及地质条件进行实地考查，对项目本身的考虑也不周全，设计人员未能结合建筑工程自身的特点与施工质量要求进行设计，因此，设计人员提出的地基设计方案的合理性有所欠缺，严重影响了建筑工程的施工进度，甚至会导致建筑工程存在质量隐患。

在地基设计中，设计人员应深入建筑施工场地，采取科学的方式进行施工现场地质条件的有效勘察。还应对建筑地质条件进行模拟，形成建筑现场的实地勘察报告，结合工程实际情况、工程预算与施工期限合理进行建筑地基的设计。然而在建筑工程施工过程中，部分施工单位并没有进行详细的勘察，勘察报告的制定也不全面，因此，设计人员根据并不详实或不全面的勘察报告进行设计，难以保证设计符合实际的建筑施工要求。部分设计人员在未进行科学研究的情况下进行建筑工程地基的设计，导致设计方案与建筑施工现场的地质条件并不相符，设计方案的质量缺陷较为严重，如以此设计盲目地进行施工，会导致建筑工程的安全存在隐患。

2 建筑工程设计中的地基处理要点

2.1 加强对前期分析的重视

建筑工程地基设计处理过程中，设计人员应结合建筑工程的实际情况，严格进行分析与测算，采用较为灵活的桩阀方式，以摩擦桩位作为建筑工程的中心桩，结合碎石挤密法实现对含水桩的有效操控，以保障桩底的承载能力满足工程建设标准。如果工程承的承载力达到5 000 Pa以上，那么桩底的压缩模应高于6 MPa。由于地基处理空间较小，还应保障地基的锤实度，并对地基实施有效的动力触探检查，以确保地基处理可以达到规定的施工标准。同时，还应对施工现场的地质结构进行分析，以确保其不会对建筑工程产生较大的影响。此外，还应充分利用扩大底部方式合理处理地基，以提高地基处理的效果，进一步提升建筑工程的质量。

2.2 增加扩大头数量

在建筑施工过程中，随着进浆量及压强的提升，扩大头的数量也应相应增加，以使压密区域的扩张性得到保障。设计时，设计人员应利用外管道的优势进行混凝土的运输，采用静压的方式对管道外部的桩尺寸进行有效提升，如果桩头部分的承载能力较差且扩张难度不大时，应及时进行扩大头数量的增加，反之，如术桩头部的承载能力较高，并且存在较大的扩张难度时，应适当减少扩大头。同时，还应对桩底区域残留的杂质进行彻底清理，提升土质、增强摩擦力，以实现建筑承载能力提升的目标。如果利用碎石挤密法进行操作的效果不理想，则可以用预埋管压泵的方式对不符合标准的碎石进行处理，按照等边三角形进行使用桩的注浆管预埋。

3 建筑工程地基处理的实践要点

3.1 强夯型地基

强夯型地基与其他地基处理方式不同，各类建筑工程都可以采用此方法进行地基处理。此方法利用了力学知识，以动力固结方法为有力的理论支撑，处理工程投入费用较少，处理效果较为理想，得到了相关领域的一致认可与应用。在此方法应用过程中，多次使用重锤进行地基夯实，对重锤下达高度有严格明确的规定，因此，可以有效提升土壤的固结速率，可以实现高效、快速的地基稳固，对建筑工程施工质量有明显的提升效果。同时，在低饱合度的土壤或沙地等施工场所也可应用此方式。在施工前应设计出饱和性土壤的排水方案，以免由于水分积存过多而破坏地基的承载能力。强夯法地基处理流程如图1所示。

3.2 换填型地基

本方法主要是运用具有较高承载能力的土壤替代承载力相对较差的土壤，进而有效提高建筑工程的承载能力。在换填过程中，主要以碎石进行土壤的替换，由于灰土及沙土也具有一定的承载力，并且自身的耐腐蚀性较强，因此，有些建筑工程实践中也会运用灰土或沙土进行土壤的替换。在施工开始前，施工单位应对施工现场的土质进行采样与分析，将承载能力较差的土壤进行挖掘，再填以碎石或沙土等替换材料，以提高土壤的承载能力，如图2所示。此种地基处理方式对建筑工程的承载能力有显著的提高作用，可以增强土壤的固结速率，减少塑型坡的出现，以免建筑工程的安全性受到影响，还能效提升建筑工程的使用寿命。

图1 强夯法地基处理流程Fig.1 Foundation treatment process of dynamic compaction method

图2 换填型地基结构图Fig.2 Structure of replacement foundation

3.3 深层密实型地基

根据处理原理的不同，可将深层密实型地基处理法分成三种。一是振冲法。这一方法在黏稠土质的地基处理中应用较多。施工时，必须辅助以振冲器，以设备的强力振动作用冲击与挤压地基及周边土壤，以促进土层结块速率的显著提升，进而提高建筑工程的承载能力，并使之具有一定的抗液化能力，有效降低土壤的沉淀。二是深层搅拌法。该方法对于松软土质的地基处理较为适用，处理效果较为理想。在处理过程中，会应用到水泥等固化剂，还需搅拌机的辅助才可以实现深层搅拌，在水泥及搅拌作用下可以明显提高土壤的承载能力与抗腐蚀性。三是砂石桩法。此方法在可液化型土壤地基处理中应用较多。