關于建筑工程地基處理方案的優化設計分析

龔華貞

（福州外語外貿學院，福建 福州 350005）

隨著國民經濟的發展，人們對于建筑功能的需求也越來越多.在建筑行業中，整個建筑工程最重要的就是地基，它在整個建筑物施工和使用中發揮著重要的作用.不論是什么建筑物，想要確保其使用的安全性和穩固性，必須保證有牢固的地基.隨著建筑物結構越來越復雜，建筑物高度不段增加，因此，建筑物對地基承載力提出了更高的要求.原有地基尤其是軟土地基大多難以達到建筑物標準，必須進行工程的處理.

1 建筑工程地基處理存在的問題

在建筑工程領域，地基處理就是按照上部結構對地基的要求，對地基進行必要的加固或改良，提高地基土的承載力，保證地基穩定，減少房屋的沉降或不均勻沉降，消除黃土的濕陷性及提高抗液化能力等.

地基處理存在問題：（1）勘察不準確.鉆孔布點深度不足，不能真實反映地質情況，報告結果不準確也不夠不詳細.（2）設計方案不合理.計算荷載不準確，建筑物局部出現質量問題，只對局部采取措施等，建筑物存在很大安全隱患.（3）對施工過程嚴密監管.施工的各環節是緊密相連的，要密切關注沉降量，如果無法及時檢查出現的問題及給予解決，就會出現一些大樓還未竣工已經發生坍塌，或者竣工后出現傾斜.

地基處理不當是造成建筑物事故的主要原因.因此，在設計和施工中應高度重視地基問題.承載力是工程地基設計環節必須重視的問題，設計人員根據建筑物對地基施加壓力判定地基是否有足夠的承載力.若地基不能承載建筑物的重量，則需施工為改善地基土的性質].

2 建筑工程地基處理方法

常見的地基處理方法有：換填地基處理、DDC灰土擠密技術處理、夯實地基處理、旋噴灌注漿體入樁地基處理和注漿地基處理方法等.

2.1 換填地基處理

換填地基處理適用于地基土質比較軟、不能負載建筑物上部的重量.換填地基處理方式是將地基土內比較軟弱的土質進行剔除，隨之選取壓縮性較低、具有較強強度、無腐蝕材料進行填充，再分層進行夯實.常用的材料有灰土、砂、砂石、粉煤灰等，填充后能提高地基承載力和抗侵蝕性，降低壓縮性.

2.2 DDC灰土擠密技術

DDC灰土擠密技術是一種深層地基處理方法，該方法先成孔至預定深度，然后從上而下分層填料強夯，形成高承載力密實樁體和強力擠密的樁間土.采用DDC灰土擠密（灰土擠密樁孔內深層強夯法），采用高能量的超壓強夯擊和動態沖、砸、擠壓的強力壓實和擠密，使樁體更加密實，在受到高壓強動能夯擊后使得樁體內力緩慢釋放，對樁周土施加側向擠壓力.對于分層地基或軟硬不均土層，樁體在施工擠密過程中，增大了側壁摩阻力，使加固后的樁與樁間土形成一個密實整體.處理后的地基，可達到遇水不濕陷，壓縮不變形，承載力提高.

2.3 夯實地基處理

房建項目中，針對劣質地基，借助巨型起重器械，將夯錘起吊到6-30m高度后，自由落下，經不斷自由降落后，以強大的沖擊力，迫使土層孔隙壓縮，土體局部液化，在夯擊點周圍產生裂隙，開成良好的排水通道，使土料重新排列，使劣質地基土層壓密達到固結，提高地基承載力，這是一種降低壓縮性的有效方法.這種方法也是最經濟的地基處理方式之一.

2.4 旋噴灌注漿體入樁地基處理

旋噴樁就是運用高壓注漿泵、鉆機等設備，把水泥漿轉變成旋轉高壓高速射流，依托射流強大的動能對土體進行破碎、攪拌處理，促使水泥漿能夠與原土體均勻混合，凝固后形成圓柱形水泥固結體.這種方案主要使用在已有建筑加固補強、軟土地基加固等方面.旋噴樁能設定單樁、多樁承載及復合地基等形式.旋噴樁施工所用設備包括旋噴專用鉆機、攪拌系統、水泥漿高壓泵等.其優勢是施工工藝比較簡單，施工質量有保障，無施工噪聲，不會對附近建筑物帶來振動等.另外，此處理方法設備占用場地小，不會影響建筑其他工區施工.其中，依據JGJ79-91建筑工程地基處理技術標準要求，單樁豎向得承載力標準值求解如下：

其中，η表示強度折減系數；fqu,k代表樁身試塊無側限抗壓強度平均數值；qp表示樁端天然地基土得承載力；d表明樁體平均直徑；hi代表樁周第 層土具體厚度，qu表明樁周第i層土摩擦力標準數值.

2.5 注漿地基處理

注漿地基處理是將漿液通過壓漿泵、灌漿管均勻地注入土體中，以填充、滲透和擠密等，驅走土顆粒間或巖石裂縫中的水分和氣體，并進行填充，硬化后將巖土結成一個整體，形成一個抗滲性高、穩定性好、壓縮性低、強度高的巖土體，從而提高地基承載力.

3 建筑工程地基處理方案的應用實例

3.1 地基工程案例概述

某建筑工程為框架結構12層，下設架空層，層高3.9m，上層層高均為3.0m.場地內土層自上而下依次為雜填土、粉土、中砂、粉質粘土.場地狹窄，且規定施工環節不可以占道，施工過程中不能出現太大噪聲.因此，導致地基施工處理受到諸多限制.依據地質鉆探結果可知，其地基土構成如表1所示.

表1 建筑工程地基土組成

3.2 選取恰當的地基處理方案

3.2.1 混凝土灌注樁方案

該建筑原地基處理方案為承臺梁+混凝土灌注樁方案,灌注樁設置的樁體長度、直徑依次為13.76m，300mm,樁體選取C20混凝土，主筋為8?12，每隔2m設計一道焊接加勁筋.灌注樁采用單樁載體，其豎向承載力設定為300kN,共配置220根樁，總樁體長度為3027.2m.

3.2.2 旋噴樁設計方案

旋噴樁就是運用高壓注漿泵、鉆機等設備，把水泥漿轉變成旋轉地高壓高速射流，依托射流強大的動能對土體進行破碎、攪拌處理，促使水泥漿能夠于原土體均勻混合起來，凝固后形成圓柱形水泥固結體.這種方案主要使用在已有建筑加固補強、軟土地基加固等方面.旋噴樁能設定單樁、多樁承載及復合地基等形式.其中，依據JGJ79-91建筑工程地基處理技術標準要求，單樁豎向得承載力標準值求解如下：

其中，η表示強度折減系數，設定為0.4；ηfqu,k代表樁身試塊無側限抗壓強度平均數值（5.0MPa）；qp表示樁端天然地基土得承載力，取值為350kPa;d表明樁體平均直徑，為0.5m；hi代表樁周第 i層土具體厚度，h1、h2分別為 2.4m、5.6m；qu表明樁周第i層土摩擦力標準數值，q1、q2依次為15kPa、40kPa.依據以往設計合施工經驗，該建筑施工中旋噴樁直徑根據500mm展開計算，初步估計樁長為8.0m.根據公式（1）求解：Rdk=392kN;依據（2）計算，Rdk=272.6kN；設定較小值為Rdk=272.6kN.

旋噴樁實施加固操作后，依據復合地基展開設計.

該式子中，fsp,k代表復合地基承載力規范值，該實例中根據設計要求取為200kPa；m表示負荷地基置換率（m=Ap/Ae），qsp、qkd依次表示樁體（1390.8 kPa）、土承載力標準(100kPa);a則是地基土發揮的系數，設定為0.5，求解出來m=0.11.依據結構尺寸進行布樁，基礎范圍之內設定295根布樁.

3.3 方案施工工藝及工期對比

采用混凝土灌注樁施工，其具有施工操作簡單、不存在施工噪聲，技術成熟等優點，但因施工場地的比較狹小，施工過程中護壁泥漿存放比較困難.所設計灌注樁其樁徑僅有300mm，樁體長度是13.76m，灌注樁長細比過大（45.9），在施工技術方面存在一定的困難.鉆進成孔、混凝土灌注等成為施工瓶頸問題，稍微不慎就會導致出現施工質量問題.

旋噴樁施工所用設備包含旋噴專用鉆機、攪拌系統、水泥漿高壓泵等，其優勢在施工工藝比較簡單，施工質量有一定保障，并無施工噪聲，不會對附近建筑物帶來振動的影響.加之，其設備占用較小的場地，不會影響建筑施工.此外，依據原地基處理設計方案，灌注樁施工需時1100個工作日，單套設備工期時間為60d，不包含混凝土承臺梁.按照以往的施工經驗，旋噴樁施工需要使用500個工作日.依照一套設備求解，共需要40d工期，能節省工期33%.

地基處理的方案有多種，但我們對方案的選擇要綜合考慮多方面因素，通過不同方案的分析對比，選擇技術可行，經濟合理的方案.

4 結語

總之，隨著社會經濟的發展，城市現代化建設逐步深入，人們對建筑的需求不斷增加.在房屋建筑工程施工環節，要做好地基處理工作，其對房屋建筑工程后續使用發揮著重要的作用.本文以地基處理為研究視角，在深入分析地基處理特點及必須考慮要素基礎上，依托某建筑工程實例，介紹地基處理方案優化設計優勢，以期為類似研究提供重要參考.