建筑工程軟弱地基的結構基礎設計

韋松宏

（華藍設計（集團）有限公司　廣西　南寧市　530011）

建筑工程軟弱地基的結構基礎設計

韋松宏

（華藍設計（集團）有限公司廣西南寧市530011）

本文通過介紹了幾種常見的地基，以及軟弱地基上建筑物所要滿足的要求，同時還探討了軟弱地基上的常見施工種類，強調要按照軟弱地基的種類對不同地基采用不同的施工的方法，最后基于軟弱地基的特點和以上各種探討，提出了幾種合理處理軟弱地基結構的基方式和一些總結，希望能對軟弱地基結構基礎設計有所幫助。

軟弱地基；結構基礎；設計

1　引言

一個優秀的建筑結構設計需要包括以下幾點特征：經濟、合理、安全以及可行。根據以往的建筑經驗，建筑結構設計核心的一點就是地基基礎。國內外不少建筑工程的實際經驗表明，很多的建筑安全事故通常都是因為地基基礎的設計不合理而導致的。特別是那些結構復雜的軟弱地基，軟弱地基因為自身的承載力比較低以及壓縮性比較大的特點，一旦發生處理不當的情況，地基就非常容易發生不均勻的沉降現象，從而導致墻面或者是地面出現裂縫，最終對建筑物的使用功能造成影響，更為嚴重的是，這一情況還可能會對建筑的結構安全帶來威脅。所以在設計軟弱地基結構的時候，一方面要符合地基對承載力的要求，另一方面還要符合地基在形變方面的要求，基于此情況，在軟弱地基結構基礎的設計中，既要讓地基的強度達到一定的要求，同時也要對地基的不均勻沉降量進行限制，從而來保障軟弱地基上建筑物能正常安全的使用。

2　軟弱地基特點介紹

不難理解軟土地基指的就是那些土質黏性和穩定性都比較差的，無法甚至很不容易直接承擔路面上面所施加的荷載的地基。軟土地基中一般是存在壓縮量較高，強度較低的軟土層，這個土層土壤中一般含有較高的有機質，而且包含很多的水分和空氣，具備土壤滲水性差、靈敏性強、壓縮性高的特點。即這個軟土層內部結構很不穩定，無法承受路橋上部所分布的荷載。軟土地基的土層往往都是經過河流、海水、湖泊等經過長時間的侵蝕、沖刷而慢慢形成的。

建筑工程中的軟弱地基一般是指土壤的壓縮層的主要成分是沖填土、雜填土、土淤泥等幾種土質的地基。如果出現建筑物的建設位置無法更改的情況，軟弱地基的薄弱問題就會顯得非常的突出。因為軟弱地基的承載能力有限以及地基本身的壓縮性比較大，若果沒有合適的處理措施，就會導致建筑物受到不必要的破壞，在設計軟弱地基的基礎結構時，因為各地的地質條件有差別，所以實施的處理措施也各不相同。

3　軟弱地基設計的要求

3.1對建筑物的要求

地基基礎的施工質量檢驗以及規范的設計是處理好軟弱地基的首要條件。采取合理的措施以及選擇適當的結構，對軟弱地基上建筑物建設是十分有幫助的。以滿足建筑物的使用功能為基礎，在對建筑物的形狀設計上盡量更加簡單，因為如果建筑物的形狀過于復雜，它的平面形狀以及建筑的高度就會各不相同，因此首先就必須保證建筑物要有合理的變形縫，并且變形縫存在的每個建筑單元都必須要有非常好的強度。通常變形縫的位置是在建筑物的荷載和高度相差比較大的地方以及平面發生轉折部位，建筑的結構要求是降低不均勻沉降情況以及沉降量，盡量使用較輕的結構來減輕結構部件以及結構自身的重量。建筑室內外的高度差出現較大的情況時，最好應該提高填土量來架空樓板。

3.2對換土的要求

如果軟弱地基的土層相對較薄，那么人工換土不僅能夠解決地基持力層的強度的相關問題，還能夠解決壓縮層的高壓縮性等眾多難題，通常在人工換土工作中，多使用砂墊層是比較好的方案，砂墊層的主要成分通常是碎石以及卵石或者是砂和角礫等，一些位置還能夠使用粘性土和灰土等，在施工中這些材料根據不同的條件有兩種處理方法：濕法施工和干法施工。濕法施工是使用水來讓土層沉淀，主要過程是通過水的沉穩讓持力層土壤更加貼合，這樣就可使它的承載力達到或者是接近建筑對地基強度的要求，讓經過改良之后的地基層更加穩固。干法施工是指像古代夯土墻的施工一樣，把那些材料經過不斷地重錘夯實以及分層夯實，直到土壤的強度達到要求的程度。

4　軟弱地基的處理基礎

4.1樁基礎

在處理軟弱地基的時候，因為軟弱地基土壤的變化程度比較大，而且壓縮層的高壓縮性土壤比較厚，再加上地基持力層的強度非常低的時候，如果使用其他的處理措施資金消耗較大時，那么使用樁基則是一種比較好的方法。目前，樁基的施工形式非常多，例如打人樁以及灌注樁，因為軟弱地基土壤的變化程度比較大，而且壓縮層的高壓縮性土壤比較厚，使用端承樁的可能性比較小，摩擦樁是比較常用的方式，在經過樁基的處理之后，地基的強度和承載力有了很大的提高，這就進一步減少了了建筑變形的可能。

4.2十字交叉基礎以及鋼筋混凝土條形基礎

在選用基礎類型的時候，很多情況下是根據土壤的壓縮性的高低來決定地基基礎的形式，如果壓縮性土壤的厚度比較淺的時候，墻下的基礎大多使用鋼筋混凝土條形基礎，在設置條形基礎的時候，要顧及到整體的封閉性，也就是說，在一定范圍內，要開設必要的橫向基礎和縱向基礎連接，以此來保障基礎的整體性。當荷載開始作用后，因為基礎壓縮后的變形不是很大，基礎本身就會發生互相的作用而共同發揮效用，這樣對建筑物也十分有好處。十字交叉基礎主要是在框架體系中采用，十字交叉基礎讓柱下基礎之間相互連接，不僅能夠保證基礎整體的剛性，而且還能讓基礎在承受負荷之后相互傳遞，從而讓基礎同時工作，來抵抗建筑物因為地基的強度過低而遭受到變形的干擾。

4.3筏片基礎

在持力層非常薄弱的時候，實際施工的基礎寬度很窄并且相鄰的墻基如果連接在一起或者是近似相連的時候，應該使用筏片基礎設計，這樣不僅能夠保障基礎所需的整體剛度以及底面積，同時還能夠解決柱下或者是墻體因為荷載的變化以及壓縮層的高壓縮性而發生的變形情況。

5　對于軟弱地基的處理方法

（1）置換及拌入法。置換及拌入法包括振沖置換法、換填墊層法、深層攪拌法、高壓噴射漿法以及褥墊法等很多方法。使用砂以及碎石等材料來替換軟弱地基中的部分軟弱土體或者是在部分軟弱地基中加入石灰、水泥以及砂漿等來形成加固體，從而和未被加固的土體一起形成復合式的地基，來達到提高地基的承載力和減少地基的沉降量這兩個目的。

（2）排水固結法。排水固結法又叫做預壓法，它主要包括超載預壓法、堆載預壓法、堆載聯合作用法、真空與真空預壓法以及降低地下水位法和電滲法等很多種方法。經過預壓荷載作用來使軟粘土地基孔隙中的積水排出去，增加土壤的粘度，提升土體的強度，減小土中孔隙體積，來達到減少地基施工后沉降和提高地基承載力的目的。

（3）振密和擠密法。振密和擠密法有強夯法、擠密密實法、振沖密實法、表層原位壓實法、土樁、灰土樁以及爆破擠密法等很多方法。采取一定的措施，經過振動以及擠密來讓深層的土壤更加密實，同時還能使地基的土孔隙比減小，強度也能得到提高。

6　結束語

對于軟弱土地基的結構基礎設計方式，因為受到各種各樣制約因素的限制，所以不是很容易確定哪種基礎結構設計方法是最好的，我們在實際施工中，一定要根據現場地基的地質條件采取針對性的方法，所以在施工條件不一樣的情況下，不能生搬硬套現有的方法。針對局部較軟弱的地基，基礎設計時要使用不一樣的基礎設計形式，需要在地基土層不被破壞以及整體地基的承載能力能滿足要求的條件下，把基礎的沉降量作為現場施工的控制條件。通常情況下，如果基礎尺寸發生了變化，那么可以通過調節地基的附加壓力的方法，來調整地基的變形值的大小。假如地基附加壓力一樣，地基的變形會隨著基底的尺寸的變化而變化的，如果在荷載一定的情況下，一旦增大基底的面積，就會讓地基的變形量更小。同時，在檢驗地基變形情況的時候，需要變換基底的尺寸，另外還要估計其它條件的干擾。在軟弱粘性土中，需要使用卵石樁，來提升地基的承載能力，提高沉降固結的速度，進一步改變地基整體的穩定性。

以上所作探究結合了筆者的實際經驗和各種理論數據，希望能對我國軟弱地基的基礎設計有所幫助。

[1]顧曉魯，錢鴻縉，劉惠珊，汪時敏.地基與基礎[M].北京：中國建筑工業出版社，2013，8.

[2]殷宗澤，龔曉南.地基處理工程實例[M].北京：中國水利水電出版社，2011，3.

[3]陳莞爾.軟弱地基加固方法的合理選擇[J].地基基礎，2014（02）：216～ 219.

TU473.1

A

1673-0038（2015）08-0028-02

2014-12-6

韋松宏（1985-），男，工程師，本科，主要從事結構設計工作。