地基處理在結構工程設計中的重要性

張福龍 中交煤氣熱力研究設計院有限公司

1 前言

目前快速增長的經濟帶來空前的建設風潮。近年來部分建筑物頻頻存在傾斜、倒塌的現象，需要有關部門加強重視，因為建筑的安全質量，關系到人民的經濟損失和生命安全。地基是建筑項目開展中的上層建筑的支撐力量。在建筑結構工程設計時，需要設計人員重視地基處理技術在建筑物的整體發展中扮演著角色。建筑項目結構工程設計中地基處理技術的選擇也會對建筑的安全性、經濟性和創新性造成影響。因此本文的研究從結構工程的地基處理目的方式和特點上進行調研，通過對于地基處理的概述，了解當前地基處理在結構工程中的重要性。

2 地基處理簡介

2.1 地基處理技術

2.1.1 基層工程措施

地基處理技術中的基層工程措施，顧名思義指代的是淺基礎、樁基礎和沉箱基礎部分。主要的工作是對地基進行挖槽、排水加固、打樁等相應的要求。在基層工程中需要工作者選擇合適的地基尺寸和地基設置深度的布置方案，確保實際結構工程設計中地基的強度和沉降度，在基本工程控制和允許范圍之內，基礎工程措施作用于地基處理深層中，還可以融入巖土加固技術來增強地基處理的能力。

2.1.2 巖土加固措施

目前結構工程設計中地基處理常用的技術和方式很多包括高壓噴射注漿法、CFG樁法、真空預壓法、強夯法、水泥土攪拌法等方式來進行巖土加固。建筑工程基礎工作開展中，在地基處理時需要負責人將各階段的準備工作做好，針對不同的情形進行處理。建筑工程的工作人員可以使用灌漿置換、排水法等多種方式結合結構工程設計項目的當地地基的水文特征、土質特征進行數據分析。在綜合當地土層結構的實際情況下，依據各項技術指標的需求做好巖土加固。同時也要考慮到季節變量對于巖土加固產生的影響，如雨季時，雨水大量的沖刷會對巖土加固產生影響，對水泥土樁法、水泥土攪拌法等方式的應用帶來問題，因此需要考慮合適的地基巖土施工方案，進行地基處理。

2.2 地基處理的特征

第一，復雜性。主要體現在土質情況較為復雜，不同地域的土質環境不同，在結構工程設計環節地基處理中僅靠經驗主義是不能完成復雜性的地基處理工作，因此需要設計人員考慮到當地實際的土質情況和水文特征進行處理。第二，嚴重性。地基處理關系的上層建筑和整個建筑的安全，如果地基處理中存在安全隱患問題必定會對實際工程帶來嚴重的后果。第三，多發性。地基處理時需要考慮到地基處理影響因素。當前多發性和復雜性往往是聯系在一起的，不穩定的地基特征就會造成實際建筑結構工程設計時的事故多發。如借助夯實法，本身夯實的地基會在雨水的沖刷下形成坍塌現象。

因此在結構工程設計時，需要設計者選擇好合適的地基形式，最好根據地建筑地基的類型和場地、難易，確定地基的位置，并且依據當地的水文特征和地基土層特征、土質情況及時的調整設計參數和地基處理方式，改善實際地基處理時會存在的變形和滲透問題。

3 在結構工程設計中重要性的體現

目前我國建筑基礎設施建設中部分地基處理不當會導致軟弱地基的出現.所謂的軟弱地基主要指代的是壓縮層中包含了淤泥/沖填土等土層結構,這對實際建筑結構工程設計具有一定的影響。現如今我國建筑行業在結構工程設計中都有屬于自己的規范標準模式，但實際設計時還需要充分考慮到地基設置的現狀以及當地地質的影響，需要結合松沙、有機土、軟粘土等地層建立合適的地基處理方案。

3.1 改善地基剪切特征

地基的處理結構工程設計能夠改善地基本身的剪切性，地基處理是會存在部分洼地和偏坡，造成建筑結構性的轉變。這會導致實際建筑結構工程設計工作無法開展。為了能夠有效促進建筑結構工程設計的穩定性增強，對于軟弱地基問題的解決，需要不斷改善地基的剪切特征，因為地基的剪切強度會對地基土壓力的穩定性進行破壞。

3.2 改善地基的壓縮特性

地基前期勘探工作的數據顯示地質層存在不同的成分，包含了巖土層、河床、古遺址等等。讓建筑在不同的地質層下面進行地基的壓縮，能夠通過地基處理技術，有效的保證后期結構工程設計的安全性。

3.3 改善地基的透水力

透水性的強度影響建筑結構本身的抗震能力和抗壓能力，在實際建筑建設時增強地基的透水性，是保證建筑質量的總體措施。因此地基處理過程中透水性能的監測、檢查工作需要到位，并深入落實。

3.4 影響建筑結構

建筑工程施工中，地基處理會影響到建筑本身的結構，因為建地基基礎好壞是決定建筑上層建筑的基礎。上層建筑對地基有什么要求和規定都是直接關系到建筑結構的因素。因此，在地基處理時會間接的對建筑結構本身發揮作用，影響整體的建筑結構。設計人員需要結合不同建筑結構的承載力和技術特征，選擇合適的地基處理技術。例如就寧波市日湖商貿樓地基處理工程，結合當地的水文特性和涂層特性，選用“真空預壓法”和“堆載預壓法”技術進行地基的處理。

3.5 影響建筑的質量

當前屹立在世界的古代建筑較多，地基的處理會影響到整體建筑的質量。因為地基上層建筑是連接在一起的，古代建筑理念，雖沒有現代發達先進，但古人對于建筑和地質方面熟悉不差于當代人。想要做好地基處理技術，首先就要先進行勘探工作，通過對于地下土層特征的勘查進行地基處理，來提升建筑工程的穩定性，可以借助高壓噴射注漿法、CFG 樁法、真空預壓法、強夯法、水泥土攪拌法來增強地基結構的穩定性。

3.6 改善不良地基，增強地基動力

本次調研中結合實際地基處理時會引發的地基不穩定性因素進行分析。現階段地基處理時想要改善這一現象，需要結構工程設計人員，結合實際地質現象做好地質動力性測試。在實際地質勘探的過程中依據當地地勢特征、地形特征和水文特征進行地質勘查，對地基土質液化等現象加以改善。

最后得出抗震系數和相應的數據進行設計參數的改變，以此來增強地基的動力。實際施工時對于黃土的濕陷、膨脹土的膨脹不良地基需要進行相應的處理，如處理不當，就會給實際工程開展造成麻煩。因此在結構工程設計過程中，采取碾壓法、高壓噴射灌漿法等等方式，結合建筑物設計的需求以及地基土質、水文特征數據來進行地基的加固處理，能夠有效促使不良地基狀況得以改變，以便增強特殊地基的動力。

4 結合案例探討建筑結構中地基處理技術的應用

本次研究結合米易縣商會大廈實際案例，通過對于實際工程的資料搜集，了解當前建筑工程的地基處理技術。在米易縣商會大廈實際建筑結構工程設計中的應用。現如今的地基處理目的是為了提升軟弱地基的承載力，保證地基的穩定性，減少地基存在的不均勻沉降。

4.1 項目實際情況概述

本次研究的米易縣商會大廈占地面積2244m2。該地區的氣候特色是平均年降水量為413.3mm。建筑物上部荷載為35000kPa，場地地下水位為1.2m。要求地基處理后，復合地基承載力達到350kPa，沉降小于50mm。通過對于該地的地形測試和地址勘測，了解到該地區是典型的粉砂、淤泥。結合實際調研了解到該項目所處地的地質、地貌及泥沙水動力條件適宜工程的開設，在該區域內主要為黏性土層和粉土層。

4.2 地基處理技術應用

地基基礎工程設計中需要充分考慮到場地條件，結合施工技術條件及工期造價等要求，合理選擇工程方案。根據工程地質條件要求在實際地質地基處理時，采取CFG樁、水泥土攪拌樁的地基處理方案。

4.2.1 CFG樁地基處理方案

本次工程的地層包含了粉質粘土、碎石塊粉質粘土、碳質粘土和細沙土。CFG 樁地基處理可以加固軟弱地基，通過樁和樁間土之間一起承擔上部荷載。因此復合地基中CFG樁可以增強地基本身的承載力，減小變形，在實際應用過程中會適用于粘土、砂土，符合此次工程。因為在實際工程運用靜壓振拔技術、振動沉管灌注成樁的方式，提高施工效率，減小對土和已打樁不利影響。

圖1 CFG樁地基處理

4.2.2 水泥攪拌樁的地基處理方案

水泥攪拌樁地基處理時需要結合米易縣商會大廈案例所處的地勢情況、地形情況，仔細對于軟土層的結構進行分析。運用固化劑、水泥等材料作為固化原料，加固水泥來不斷提升地基的強度。水泥攪拌樁的具體地基的處理方式是可以結合固化劑、原地和軟土層進行攪拌。攪拌時不使地基側出擠出使地基側出側面積出，對于整體周圍的影響較小。結合此上述施工要求，可以靈活地選用CFG樁、水泥土攪拌樁等相應的加固模式。

5 結束語

綜上所述，當前大量的城鎮建設中地質疏松現象較重，結合當前結構工程設計中地基處理時的現狀。需要設計者考慮到當地的實際情況，充分的了解地基處理的各項措施和方式，結合具體工程對癥下藥。本文的研究結合實際案例探討了當前地基處理的應用方式和方法，依據案例，能夠有效促使總體工程地基處理成本減小，提高土體的強度。