淺談地基處理選擇與樁基選型的重要性及安全性

李陽

摘 要：文章根據地基基礎工程對建筑工程的重要性以及對于工程建設的意義，介紹地基處理形式，樁基的類型，適用條件及情況，地基工程的安全性，歸納地基基礎處理選擇方案，并了解合理運用樁基型式為工程建設帶來的經濟效益和社會效益。

關鍵詞：地基處理；樁基選型；樁基施工

中圖分類號：TU473 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2014）26-0162-01

1 地基處理選擇以及樁基選型的重要性

隨著現代科技的不斷發展，土木工程技術也得到相應的提高。再宏偉的建筑也要先從地基工程開始做起，可見地基處理工程以及樁基選型的重要性。地基處理與樁基的選擇和地基土的種類及性質也是分不開的。對于常見的不良地基土，包括雜填土、軟粘土、沖填土、飽和松散土、濕陷性黃土、膨脹土、紅豁土、季節性凍土、熔巖、含有機質土和泥炭土等一系列不良地基土，在土木工程施工過程中，遇到上述一類不良地基土，就要根據其性質采用不同處理方式。例如雜填土的主要特點是成分較為復雜，規律性較差；軟粘土強度低，滲透性低，但壓縮性高，有較高的靈敏度；膨脹土在經歷反復吸水膨脹和失水收縮后，反復變形，浸水承載力衰減，性質很不穩定。常見的地基處理方式多種多樣，有的為了改善剪切特性，有的為了改善壓縮特性，以及改善透水特性和動水特性等。包含了換填墊層法、預壓法、強夯法、振沖法、砂石樁法、水泥粉煤灰碎石樁法、夯實水泥土樁法、水泥土攪拌法、高壓噴射注漿法、坑式靜壓樁法和其他地基處理方法等。

那么針對不同的地基狀況選擇相應的地基處理方式就顯得極為重要。一般來說，大致從地質條件、結構物條件、環境條件、材料供給情況以及工期要求和造價這六大方面來考慮地基處理方式的選擇。地質條件則可以從地形、地質、土的各種指標、地下水條件等方面考慮。結構物條件可以從結構物的形式和規模來考慮。對于環境條件可以從氣象，噪聲，鄰近的建筑情況，地下埋設物，供水供電等等一系列因素進行多方面的考慮，做到文明安全施工。

當天然地基土無法承受地基基礎設計承載力和變形要求時，就需要采用地基加固處理。樁基礎是不錯的選擇，它能將荷載通過樁身傳遞至更深的土層。因此樁基礎必須要具備較大的剛度和整體性，不光要承受較大的豎向荷載，還要承受住相應的水平荷載。在現代化土木工程的發展中，樁基礎扮演著越來越重要的角色。

2 工程中樁基和地基的類別

工程中樁基礎是由多根單樁組成，在樁頂設置承臺與樁身連接成為整體，達到傳遞荷載的作用。按照承臺位置高低不同可將樁基礎分為高承臺樁基礎和低承臺樁基礎，前者主要應用在橋梁與碼頭工程中，而后者則在房屋建筑工程中得到廣泛應用。按照承載性質的不同，樁基礎被分為端承樁和摩擦樁，端承樁通過樁端傳遞荷載，摩擦樁依靠樁身與土體的摩擦慢慢將荷載擴散在樁身周圍的土體中。按照樁身的材料區別，功能區別，樁徑大小甚至施工工藝的不同，都可以把樁基礎分為不同的類別。

地基也分為天然地基和人工地基，建筑的地基是不是需要進行處理，主要看建筑物的沉降計算結果，如果計算值在安全允許范圍之內，并且壓縮層范圍內的土層比較均勻的時候，則應該優先采用天然地基的方案。當建筑物的計算變形值超過了安全允許范圍時，就應當采取人工地基。而對于如何確定人工地基的深度而言，主要是以控制變形值為原則。但是沒有必要為了將變形值控制得趨近于零而把處理深度設計得太深，這樣會大大增加工程的造價，導致浪費資源。當地基處理深度達到處理后的地基計算變形值比允許變形值小50%左右的時候，則被視為合理的設計深度。綜上所述，這樣的設計原則可以有效地控制樁基工程的造價，也在工程經濟方面起到了不小的作用。

樁基的選型對于整個地基工程來說也起著至關重要的作用，合理的樁型選擇無論是從工程的安全性角度出發還是為了工程經濟考慮，都是必不可少的一個環節。結合我國勞動力便宜以及地方材料豐富的特點，樁基的選型也有其獨到之處。當地基的處理深度在10 m之內，沒有出現地下水的時候，比較適合采用強夯法和水泥土夯實樁來處理地基。在許多廠房和附屬構筑物的基礎工程中，水泥土樁得到了廣泛的應用，并在一定程度上降低了工程的造價。當地基處理深度加深到出現地下水時，就要針對不同目的選擇不同的樁型進行施工。如果以解決地基土的液化為主要目的，那么常見情況下采用振沖碎石樁來處理地基。如果是為了提高地基的強度，在一定程度上減小變形，那么除了振沖樁以外，還可以選擇混凝土灌注樁和水泥攪拌樁。這些樁型在某些城市重型裝備碼頭的基礎工程建設中被廣泛應用。在地基深度達到60 m甚至以上時，就應該采用鋼管樁或者H型鋼樁甚至采用強度更高的剛性盤樁。

3 安全性

此外，不得不提的是安全性，安全保障是任何一項工程中的首要指標。對于地基工程而言，工程安全更是重中之重。樁基礎施工絕大多數是圍繞著大型電氣設備展開作業的，但如果遭遇惡劣的氣象環境，或者電氣設備線路存在安全隱患，這都是十分危險的。無論是作為建設單位還是施工單位，安全事故都是他們最不愿意看到的。在樁基礎的施工過程中，施工人員以及管理人員的行為都對施工安全起著十分重要的作用，因為人為的不安全行為是造成安全事故的最直接因素。例如施工人員違章施工，心存僥幸，圖一時方便，不嚴格遵守操作規程等等一系列的行為都為后續的工作埋下了不小的安全隱患。除了人為因素之外，還有不可抗拒的環境因素，樁基工程顯然屬于露天作業，所以無法避免嚴寒酷暑的天氣對施工造成的種種困難，比如氣溫太低時可能導致泥漿管被凍住甚至爆管，氣溫過高時又可能導致混凝土因為暴曬而炸裂。另外不同的地層有不同的施工要求，也分別存在不同的安全隱患，大致分為三類：①粘土層、砂層容易出現塌孔、埋鉆、卡鉆等孔內事故，在處理這樣的事故時對于人身安全方面存在著相當大的威脅；②基巖層容易出現卡鉆，斷鉆頭或者斷鉆桿的情況，因為孔內的扭矩過大而發生機械事故也存在了不小的安全隱患；③軟硬互層容易出現成孔垂直度的偏差從而導致鋼筋籠最后卡在孔內的事故。不同的地質構造對樁基安全施工的影響也不同，例如施工處在地質構造復雜，地層松軟區會造成地陷，地裂等地質災害。總的來說，每一項工程建設，每一處施工現場都或多或少的存在著大大小小的安全隱患，樁基工程也是一樣。因此在現場施工作業時應該根據現場條件一系列的綜合因素，采取有針對性的措施來消除這些隱患，避免不必要的事故。隨著樁基礎機械施工技術的不斷提升，基礎機械施工安全管理也會與時俱進，不斷創新發展，確保樁基施工安全生產。

4 樁基的選擇

無論一個工程繁瑣還是簡單，造價昂貴還是低廉，樁基礎始終都是起著至關重要的作用。一項工程在確定樁型的時候，從提出多種不同樁基方案到確定工程最終方案的過程中，沒有統一的模式。但大都通過三種方式進行選擇：

①在多個方案中進行經濟技術的分析比較，在保證安全系數的前提下，選擇最能滿足建設方需求的方案作為最終方案。

②邀請專家論證，根據專家的專業知識與個人經驗，通過對工程地質情況、工程經濟技術指標及工程特點進行定性比較，確定最優方案。

③針對多個地基處理方案，借助數學中的模糊綜合評價方法等進行定量計算分析，選擇最優方案。

國家和城市的發展都離不開建設。工程建設的首要問題就是基礎工程建設，相信在科學技術日益發達的今天，土木工程技術一定會得到更加全面的發展，取得更加輝煌的成就。

參考文獻：

[1] 蘇宏陽.基礎工程施工手冊[M].北京：中國計劃出版社，1996.

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