關于地基基礎設計與施工質量通病及防治措施探究

劉正江

【摘要】隨著國民經濟快速發展，建筑工程設計、施工、使用全生命周期中都發生了較大的變化，有質飛躍，但是也必須清醒的認識到，有些工程質量通病，如墻體開裂、門窗下檐口滲水、基礎下沉等缺陷或事故問題仍然存在，要保證建筑物的安全與正常使用功能，就必須保證建筑物基礎具有足夠的強度和穩定性，否則會留下嚴重隱患，甚至會造成房屋等建筑物倒塌現象發生。

【關鍵詞】地基基礎;設計施工;質量通病;防治探究

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.01.035

1、地基礎設計與施工質量通病原因

主要有以下問題：

（1）不勘察或勘察深度不夠，就設計施工圖紙;

（2）設計基礎時不調查、不計算，就憑經驗展開設計。

（3）軟土地基不處理：軟土地基壓縮模量很小，在荷載作用下變形較大，因此在軟土地基上建造房屋就必須注意減小基礎的沉降，使之控制在允許范圍內。

（4）施工過程中地基基礎缺乏防護、防水、排水措施;

（5）不經復核與驗算就隨意加層，造成地基超載失穩;

（6）寒冷地區地基設計時未考慮凍脹問題。

（7）不按設計圖紙及施工驗收規范施工，基礎不牢固，上部結構再堅固亦會出問題，在工程地基礎施工過程中，不按設計圖紙施工，也未執行規范，將會造成質量低劣。

2、從設計基礎和施工角度出發，減少地基變形預防措施有：

2.1設計主要依據

設計主要依據是建筑場地詳細勘察，掌握地層構造、持力層深度、均勻分布等情況;

2.2減輕地基承受附加壓力

（1）減少填土或采用輕質填料;（2）擴大基礎底面面積;（3）利用地下室或半地下室解決承載力低問題;（4）采用輕質材料，減輕房屋自重等措施。

2.3合理利用地基的承載力

合理選擇基礎處理方式提升持力層承載作用。

2.4充分挖掘地基潛力

（1）盡可能利用經過預壓的場地作為房屋的地基。（2）選擇土質均勻土層作為持力層。

2.5選用正確基礎方案

（1）相鄰建筑物，宜采用型式和埋置深度差不多基礎;（2）當各基礎荷載相差較大時，要注意不均勻沉降;（3）增強條形基礎剛度;（4）當地基承載力較差時，應合理選用樁基礎。

2.6控制荷載分布

（1）合理布置建筑物平面;（2）當建筑物產生的活荷載比較大時，在使用初期，活荷載應有控制地分期均勻施加;（3）對于使用要求較高建筑物，堆載應劃定范圍，防止荷載集中，壓垮建筑物;（4）對軟土地基應使上部結構重心與基礎形心盡可能重合;（5）不要過高估計沉降縫的作用。

2.7注意合理施工，要遵守注意事項

（1）要嚴格按照設計施工圖紙和技術規范施工;（2）大面積填土宜在建筑物開挖施工前完成;（3）在基坑邊坡，附近堆土、降水等可能產生不良影響，應采取相應措施進行防范。（4）對軟土地基，對于直接砌筑在軟土層上的基礎，開挖時要邊開挖邊砌筑，同時要保護好新開挖的基礎、防止基坑受到外界條件破壞;（5）施工順序要堅持，基礎先施工深的，后施工淺的。

3、從房屋結構角度出發，使房屋能適應地基的變形，利用房屋的結構設計來處理地基的變形問題，通常應采取下列措施

3.1采用合適的結構型式

（1）設計大面積堆載的輕鋼結構廠房，宜采用靜定結構;（2）磚砌體承重的結構，不宜用于荷載大、沉降量大的建筑物。

3.2對建筑結構適當處理

（1）同一場地內，相鄰的建筑物各單元高度不宜相差過大;（2）地基土層或土質明顯不均勻時，建筑物各單元結構型式不同時，建筑物分期建造時，亦宜設置沉降縫;（3）磚承重結構，設計跨度不宜過大;（4）相鄰房屋或地面堆載產生地基附加變形對房屋使用或結構影響應予考慮，必要時，應調整結的整體剛度和強度;（5）對于磚墻承重的結構，應優先設計構造柱和鋼筋混凝土圈梁，形成一整體結構，提高抗剪和抗震能力;（6）承重磚墻墻身上不宜開過大孔洞，若開孔過大，宜設置有足夠強度鋼筋混凝士邊框。

4、地基基礎處理的方法

通常有重力或強力夯實加固地基、換土加固、水泥粉煤灰碎石樁、振沖地基、深層攪拌樁及化學加固等加固方法，其中，處理淺層地基的方法主要有，換填法、分層機械碾壓法、振動夯實法、重錘（強、重）夯實法等;通常深層地基處理方法有強夯法、高壓旋噴法、硅化加固法、振沖法等，各種處理方法，均適用范圍和條件不同，如設計選用不當、施工方法不正確，不按建筑施工技術規范和質量驗收標準進行施工，易形成質量通病，造成質量事故。

5、地基基礎事故分析及措施

對于地基基礎發生的事故，一般要檢查設計、施工、材料、地勘資料等方面問題，通過實地調查，查清楚建筑物下沉、傾斜、發生位移、開裂等原因，掌握基礎地基變形和破壞程度，形成調查報告;具體調查內容是，1.測定基礎的變形狀態;2.收集相關資料并進行調查;3.調查周邊鄰近建筑物損壞情況;4.調查建筑物上部結構情況;5.調查建筑物周邊地基情況;6.調查設計、施工和圖紙設計審查文件是否符合要求;7.通過結構計算軟件，和現場檢測數據進行分析結構安全性;8.總結報告提出建議。

6、處理地基事故基礎原則及措施，地基基礎處理應考慮下列因素

（1）地基基礎事故處理原則，根據地基的變形穩定性程度進行綜合判定，一般分“等待沉降穩定”、“加速沉降穩定”、“制止沉降”三種處理方法。

（2）地基處理事故的措施主要有：1）上部結構進行維護;2）上部結構進行加固或減荷載。3）加固基礎，擴大地基底部面積。4）加固地基。以上幾種措施需要結合地基缺陷輕重情況，進行綜合選擇，可以單獨采用，也可多種措施綜合采用，但是任何加固項目均需要進行方案認證、施工過程質量檢驗、加固前后沉降觀測和竣工驗收等階段。

7、案例分析

7.1工程項目概況

廣西海螺環境科技股份有限公司年產3.2萬m3脫硝催化劑項目，位于廣西來賓市河南工業園區，項目建設用地153畝，項目地基為人工回填地基，回填深度1.5～9.5米，場地整平到（±0.00）標高為92.00m，按安徽海螺設計研究院提出的初步設計方案，回填土必須進行分層碾壓，碾壓設備重量不得低于20噸，分層土層厚度不得超過300mm，碾壓回填后，應及時現場取樣試驗，干密度和含水率合格率不低于96%。該項目素填土主要由黏性土和灰巖碎塊組成，夾有40%的灰巖碎塊，碎塊粒徑0.5cm～20cm不等;經機械碾壓回填，壓實度均達到97%以上，由于填埋時間小于3年，未完成固結，經地勘單位勘察后提出基礎處理意見如下：考慮固結時間較短，土方回填均勻性、壓實度代表性、沉降量穩定性均存在不確定性，建議業主公司通過2種途徑確定基礎處理方式，一是未經處理回填土不宜直接作為地基持力層;二是通過委托第三方有資質檢測機構，對回填土進行淺層平板載荷試驗，根據現場試驗數據結果，來確定回填土的處理地基承載力是否滿足設計要求，若檢測結構符合地基承載力要求，同意回填土直接作為地基持力層方案。

經業主公司委托具有檢測資質單位廣西安健檢測技術有限公司，對廠房地基基礎進行檢測，在設計、地勘、檢測單位、業主公司共同研討下，制定了項目處理地基檢測方案，并經地勘、設計、業主、監理和施工單位進行技術評審確定。

7.2地基檢測方案的主要編制內容

（1）方案編制依據及檢測目的;按最新的國家、行業和地方最高標準執行;

（2）工程概況，包括工程名稱、建設地點、結構形式概述、設計參數等;

（3）檢測內容和數量;根據相關規范和文件的要求，本項目按照《建筑地基檢測技術規范》（JGJ340-2015）。試驗采取“慢速維持荷載法”進行;

（4）處理后地基土載荷試驗;①試坑及試驗點處理寬度、試坑標高應與地基設計標高一致。②位移測試儀表的要求及安裝，沉降測量應符合規定在測量誤差范圍內。③進行處理后地基土載荷試驗現場檢測。

a.本項目靜載荷試驗方法，采用慢速維持荷載法;

b.試驗加卸載方式：應堅持分級荷載逐級等量加載;卸載分級逐級等量卸載;加、卸載時應使荷載傳遞均勻、連續、無沖擊，每級荷載在維荷過程中的變化不得超過分級荷載的±10%。

c.地基土載荷試驗的慢速維持荷載法的試驗步驟應符合規定：重點關注荷載施加后應沉降量、穩定標準沉降量和卸載沉降量、殘余沉降量等變化情況。

d.可終止加載條件：應滿足周邊土體、荷載與沉降曲線、沉降速率、累計沉降量等相關規定要求。

（5）檢測工期要求;

（6）保證本工程檢測安全的方法和措施;

（7）現場試驗安全管理制度;

（8）擬投入該項目的檢測人員;

（9）本檢測項目擬配備檢測設備等。

7.3檢測報告主要內容

（1）工程概況，包括項目工程名稱、建設地點、結構形式概述、設計參數，地基土承載力特征值（150kPa）、地基土承載力試驗荷載（300kPa）、檢測數量、檢測日期及地質條件描述等。

（2）檢測概述，包括檢測目的及方法、檢測依據、檢測儀器設備、 抽檢數量等。

（3）現場檢測;應嚴格按照本項目按照《建筑地基檢測技術規范》（JGJ340-2015）和事前確定審批的檢測方案執行。

（4）檢測結果與分析;其中包括：

a.檢測過程及分析簡述;1#號～6#號試驗點，當試驗荷載加至300kPa，（即試驗壓力為300kN）時，歷時觀測，沉降穩定標準。此時總沉降值為2.94～11.53mm，然后分級卸荷至零，回彈值為0.97～4.22mm，殘余沉降值為2.68～7.11mm，本試驗點的承載力特征值取最大加載壓力的一半，即150kPa。

b.結果分析;本次所抽檢1#號～6#號試驗點的地基承載力特征值均為150kPa，其極差不超過平均值的30%，取其平均值作為該土層的地基承載力特征值。

（5）結論，本次所抽檢的回填土土層的1#號～6#號試驗點的地基承載力特征值均為150kPa，均達到設計要求。為此該項目通過現場試驗檢測和專家認證，同意將分層碾壓回填土層作為鋼結構廠房基礎的持力層，其獨立柱和墻體條形基礎深度和尺寸由設計計算后確定;同時要求施工單位，在基礎開挖過程中，要注意回填土的均勻分布情況，基礎開挖至基底標高后，要及時通知勘察、設計、施工、監理和業主公司進行驗槽，驗收合格后方可進行下一道工序施工;在施工過程中和移交后3年內，業主公司和施工單位定期要安排專人進行基礎變形沉降觀測，測量數據必須滿足設計允許范圍內，地基允許變形值沉降量120.0mm，沉降差0.005L的要求。

8、地基基礎設計與施工質量的監督管理問題及措施

（1）在基礎設計和施工中，還存在著一些安全問題，主要所體現的現狀有：1）基礎設計方案未做基坑開挖設計專篇;2）施工人員安全意識不到位，在施工過程中，施工工人的安全意識比較差，所以企業以及施工人員對于安全意識非常的淡薄，導致目前在事故中經常會出現安全隱患;3）技能培訓與安全教育開展不到位，施工入場之前，沒有對相關人員進行安全教育以及培訓，每一項施工本身就是非常復雜的工作，所以所出現的安全因素會非常多，然而在施工中，企業往往會忽視安全教育，從而導致施工進度較慢，并且在施工中會出現一些不利因素;4）環境影響對施工現場的影響，例如施工場地較為狹窄，目前出現用料亂堆亂放的情況。在地下還有很多復雜管線，所以對于施工難度來講，大大的增加。施工現場對于安全管理措施落實不到位，也會導致在施工中出現種種問題。

（2）影響施工安全最主要的原因：1）投入的經費問題，如果經費不足，那么對于安全防護設施就無法進行設立，無法購置必要的安全和職業健康防護裝備。施工現場的設施過于老化、護欄生銹斷裂、安全網破損等，這些都屬于安全問題。2）在施工中管理和組織不利，也會導致施工出現弊端，所以說目前對施工要求很高，如果在組織施工時缺乏科學性，那么施工中的安全問題也會層出不窮，在施工中，人員的管理問題也比較復雜和重要的系統工程，因為施工現場人員，來自五湖四海，文化程度和素質高低不同，很多人員對于安全意識非常的淡薄。然而，安全與整個施工緊密相連。如果工作消極，并且沒有嚴格按照規定進行施工，那么安全問題就是項目管理的重中之重。3）環境因素對于安全管理也會有一定的影響，因為在施工過程中一般都會在露天作業，所以環境會對施工產生較大的影響，如果在施工中沒有去考慮環境因素，也會導致施工安全問題發生。

（3）如何解決基礎施工過程中的安全問題，通常通過如下措施：1）首先應該對現場監理人員和項目部管理人員進行培訓，只有充分了解安全知識，才能夠去規范監督施工人員的行為，培訓工作對于施工人員來講非常重要，能夠提升安全意識。2）安全監理管理在施工管理中也非常重要，新安全生產法規定，管業務必須管安全，首先施工管理人員，要經過培訓才能上崗，在崗位上履職盡責;3）從事專業管理必要掌握相關管理知識，具備一定的管理水平;4）從事施工人員都要有一定的安全意識，同時具備相關的操作水平，對于管理人員與施工人員都要達到持證上崗。5）對于設備的管理，也要根據設備的性能分類管理，因為有些設備較新，所以在使用中安全隱患較小，如果有些設備已經老化，那么在一定程度上會影響到工期。同時也會影響到施工的質量以及安全等等，所以對于設備的管理也是非常重要的。6）應該嚴格根據相關規定來進行施工，并且要根據實際情況相結合展開施工，所有的設備在經過性能檢測之后才可以正式使用。7）復雜的管線管網會帶來較大的影響。另外網絡，光纜以及高壓電線等等，對于施工進度以及安全也會有一定的影響，交叉問題要充分考慮清楚后，才能進行施工中;8）在開挖綜合管網的時候，也要注意深度按照相關規定挖掘，要避免施工人員跌落，同時要在四周設立警示牌以及標語等等;9）深基坑進行施工的時，監理管理人員一定要對施工單位施工過程展開實時監控，并且深入調查，嚴格的仔細的做好記錄，對于施工人員也要穿著整齊，佩戴安全帽和勞保用品等等，才可以進場工作，只有做好了一切準備，才可以避免安全問題的發生。10）在施工中通常會使用很多的用電設備，例如照明電箱、切割設備、電焊機、空壓機等等，而這些用的設備，如果出現問題，那么會造成很大的安全隱患，從而要對用電問題加強管理，尤其電氣專業管理人員要選擇不定期對電設備展開專項檢查。電氣設備也要及時的進行維護和保養，建立電氣設備檔案，形成設備OK表，杜絕設備帶病工作;項目施工用電，要建立停送電專項管理制度，用電必須進行審批，掛牌作業，杜絕因停送電出現安全事故發生。為保證其用電安全，施工前也要對相關人員展開安全用電的培訓，避免用電出現隱患，施工人員應該熟練操作每一個電氣設備，避免出現違章操作。

結語：

工程質量，人命關天，質量責任，重于泰山。地基工程是建筑的立足點，地基基礎設計和施工質量屬于工程質量終身負責制范圍，出現問題造成損失是不可逆的，萬丈高樓平地起，一磚一瓦皆根基，根基要穩要實;面對工程設計、施工過程中，出現的各種質量問題，希望進行不斷的總結經驗和教訓，通過有效措施和方案，避免類似問題情況的發生，從而共同推動建筑行業更好地健康發展。

參考文獻：

[1]李鴻猷.城鄉建筑工程質量通病分析與防治530問[M].四川科學技術出版社，1987（7）：278+306

[2]張銳.施工質量通病在建筑工程的防治對策[J].江西建材，2017（16）：276+279.

[3]武洪祥.施工基礎工程施工質量通病及防治對策探究[J].江西建材，2014（22）：90.

[4]孟文清.建筑工程質量通病分析與防治[M].黃河水利出版社，2005（2）.