建筑地基基礎工程施工技術分析及應用

史素梅

（西安培華學院，陜西 西安 710125）

0 引言

地基基礎作為建筑工程的重要組成部分，其施工方案的合理選擇及應用對建筑的穩定性起著關鍵作用。為保證建筑工程的施工質量，地基基礎的施工一定要結合工程實際，充分考慮工程的地質水文條件，分析周邊環境的影響，選擇先進、合理的施工技術，其中要特別注意的施工要點包括基坑支護、排水降水、地基加固等。

1 建筑地基基礎工程的特點

1.1 復雜性

地基基礎工程施工條件比較復雜，受地區地形、水文、地質、氣象、周邊環境的影響較大，不確定因素較多。因此在施工前必須進行詳細的調查研究，認真分析地質報告，選取合理的施工方法，并做好安全防護措施，嚴禁盲目施工。

1.2 隱蔽性

地基基礎作為房屋建筑工程施工的第一道工序，其施工質量的好壞直接影響后續工序。由于其具有隱蔽性，后期的維修維護難度較大，一旦造成無法修復的質量缺陷，整棟建筑物只能推倒重做，這將造成很大的經濟損失，并嚴重影響工期，所以在施工過程中，務必做好過程控制，以降低對后續工序施工的影響。

1.3 工序繁多、工程量大

地基基礎工程施工內容包括地基加固、排水降水、基坑支護、土方開挖、基礎施工等，具有工序繁雜、施工難度高、工程量大、施工周期長、勞動繁重等特點，對地基基礎工程的施工技術提出了更高的要求。

2 建筑地基基礎工程施工要點

2.1 施工準備

由于地基基礎工程具有工序繁多、施工條件復雜等特點，因此在施工前必須進行調查研究，詳細地分析影響因素，并做好施工準備，具體工作包括以下7 個方面。

（1）踏勘現場：認真研究施工場地內的地質水文資料、施工環境及氣候條件等。

（2）熟悉圖紙：施工前對圖紙進行學習及審查，核對平面尺寸及基底標高，了解基礎形式、結構特點等，確定基坑開挖深度，開挖邊線。

（3）編制施工方案。

（4）清除現場障礙物，做好七通一平。

（5）搭設臨時設施。

（6）通過測設控制網、布置方格網、埋設控制樁進行建筑物的定位。

（7）施工機具、用料準備[1]。

2.2 基坑支護

在土方開挖前，為防止土壁失穩，開槽必須先做支撐。在基坑開挖時，如果土質良好或周邊場地環境條件允許，采取放坡開挖是最簡單、最經濟的施工方法。但對于深基坑，或在建筑物密集區及周邊環境條件受場地的限制不允許放坡的情況下，為縮小施工面，減少土方，則可設置土壁支撐的施工方法來保證土方的穩定性。合理的土壁支護方法既能保證基礎工程施工的安全，又能減少對周邊建筑物的影響。

基礎工程基坑支護施工特別需要注意的是深基坑支護方案的選取，而常見的深基坑支護方案應根據基坑周邊環境、地質水文、開挖深度、安全等級和工期要求以及技術經濟效果等因素綜合考慮。雖然深基坑支護在基礎工程施工時作為輔助的臨時結構，但其對基礎工程順利施工和保證鄰近既有建（構）筑物的安全有著重要影響。深基抗支護常見的支護方式包括水泥土樁擋墻式支護、鉆孔灌注樁、鋼板樁、土釘墻支護和錨桿支護等。下面介紹5 種最常用的基坑支護方式。

2.2.1 深層攪拌水泥土樁擋墻

水泥攪拌樁是通過專用的攪拌機械，在地基土持力層及下方將軟土和水泥漿固化劑攪拌在一起，二者之間發生凝結硬化等一系列相關反應，把原有軟土變成高強度的水泥加固土。這種柱墻是依靠自重和剛度進行擋土和保護坑壁穩定的，能防水防滲擋土。該支護方法適用于開挖深度在6 m 左右的軟黏土地基，由于坑內無支撐，具有便于機械快速開挖、既擋土又防滲、比較經濟的優點，但其缺點是不宜用于深基坑，位移較大[2]。

為提高水泥土墻的剛性，通常在水泥土攪拌樁內插入H 型鋼，使其成為既能受力又能抗滲的支護結構圍護墻，可用于8～10 m 的深基坑支護，這種樁稱為勁性水泥土攪拌樁。

2.2.2 排樁支護

排樁支護是在土方開挖前沿著基坑周圍埋設混凝土灌注樁，樁的排列可間隔排列，也可雙排或連續排列。該支護方式具有抗彎強度較高、剛度較大、變形較小、施工方便、安全度高、費用低、噪聲小、工作場地不大、振動小等優點，適用于基坑開挖深度超過6 m，且周邊既有建筑物的下沉及位移量有限，同時又不具備放坡條件的大面積基坑。

2.2.3 土層錨桿支護

土層錨桿支護是在堅硬的土壁上成孔至設計深度，孔內埋入鋼筋，并通過注入水泥砂漿將鋼筋和土層形成抗拉錨桿，錨桿的兩端分別錨固在土壁和土層中，將立壁土體側壓力傳至穩定土層。其施工工藝流程包括成孔、錨桿制作與安裝、灌漿、預應力張拉及封錨。一般當周邊存在既有建筑物，且土層較硬的基坑中為提高邊坡的穩定性時用此支護方式[3]。

2.2.4 土釘墻支護

土釘墻支護施工工藝流程包括開挖工作面、噴射第一層混凝土、土釘成孔、安裝土釘及注漿、掛鋼筋網及噴射第二層混凝土面。該土釘復合體可顯著提高邊坡穩定性及承載力，具有施工方便、費用低、噪聲小、工作面小、振動小、變形小、對周邊建筑影響小等優點，適用于開挖深度不大、地下水位較大、周圍建筑物又對沉降及位移要求不高的淤泥、淤泥質土、黏土、粉質黏土地基中。

2.2.5 鋼板樁支護

鋼板樁有平板樁和波浪式板樁兩類。鋼板樁通過鎖扣互相連接，形成一道連續的擋墻。由于鎖扣的連接使鋼板樁之間連接牢固，形成整體。在深基坑中，當地下水位較高且未按要求完成施工降水時，或者降水過程中發生流沙或避免出現流沙時，采用板樁進行支護，不但可擋土，同時可防水。此外，波浪式板樁抗彎能力強，施工完畢后還可以拔出重復使用。

2.3 排水降水

土中含水量的高低會直接影響其承載力及穩定性。在基坑開挖時，必須做好排水降水，并保證地下水在基地以下至少500 mm，同時要避免地下水和地表水流入基坑。常見的施工排水方法包括明排水法及人工降低地下水位法[4]。

明排法是在基坑四周設置縱橫排水溝、低洼位設置集水井等設施，通過排水溝攔截或疏導地表水，并引流到集水井中，然后利用抽水機進行排水。但明排法不適用于地下水位以下豐水區施工，由于下方含水豐富，在開挖土體時可能會出現流沙、管涌等現象，這時可采用人工井點降水。井點降水包括用井點管和抽水設備抽出地下水的輕型井點降水法，及通過高壓水泵或空氣壓縮機形成的水氣射流抽出地下水的噴射井點降水法，還有鋼筋和井點管形成的正負極通電排水的電滲井點法[5]。其中最常用的為輕型井點降水法，降水深度根據布置的井點管數量及深度而定，最深可達12 m。

2.4 地基加固處理

在基礎工程施工過程中，如果地基中存在過軟或過硬的土質，或天然地基與設計要求不符時，需對地基進行人工處理。處理后的地基應保證建筑物各部位沉降量趨于一致，以減少地基的不均勻下沉，提高承載力、增強穩定性。人工地基常用的處理方法有換土地基、夯實、排水固結等。

2.4.1 換土地基

當軟弱土地基的承載力或變形滿足不了建筑地基的要求，而軟弱土層的厚度不大時，最經濟的方法是挖去軟土層將基礎置于承載力大的基巖或堅硬的土層中。軟土層較厚時，將基礎下面一定范圍內的軟土挖去，代之以人工填筑的墊層作持力層。

2.4.2 夯實法

利用打夯機具夯擊土壤，排出土壤中的水分，加速土壤的固結，提高土壤的密實度和承載力。強夯法是用起重機械將不小于8 t 的夯錘起吊到不小于6 m的高處后，自由落下，對土體進行強力夯實。強夯可提高地基土的強度，降低土的壓縮性，改善土的抗液化條件。該法適用于黏性土、濕陷性黃土及人工填土地基的加固，但強夯產生的振動對已建成或在建的建筑物有影響時，則不得采用。

2.4.3 排水固結

排水固結是利用壓實機械碾壓地基土壤，使地基壓實排水固結。或采用預壓固結法，即先在地基范圍的地面上，堆置重物預壓一段時間使地基壓密，以提高承載力，減少沉降量。

2.5 地基基礎工程施工安全技術

（1）施工前，應對施工區域內存在影響施工的建筑物、管線、墳墓等障礙物進行排查，并在施工前妥善處理，確保施工安全。

（2）對于大型土方和開挖較深的基坑工程，在施工前要認真研究施工場地內的工程地質和水文資料、鄰近建筑物或構筑物的分布狀況、挖土和棄土要求、施工環境及氣候條件等，編制專項施工組織方案，制定有針對性的安全技術措施。

（3）對于山區施工，應事先了解當地的地形地貌、地質構造等，如果因土方施工可能產生滑坡，則應采取可靠的安全技術措施。

（4）基坑開挖工程應驗算邊坡或基坑的穩定性，在驗算時應考慮地面堆載、地表積水和鄰近建筑物的影響等不利因素，決定是否需要支護，選擇合理的支護形式，并在基坑開挖期間加強監測。

3 建筑地基基礎工程技術應用

3.1 工程概況

某小學建設項目內含教學樓、綜合樓、食堂、報告廳、消防水池及泵房，層數均為四層，框架結構，獨立基礎。擬建工程重要性等級是二級，場地等級是二級，地基等級是二級，巖土工程勘察等級綜合劃分是乙級。

3.2 工程地基基礎施工技術要點分析

3.2.1 地基均勻性評價

擬建教學樓、食堂及報告廳基底持力層主要雜填土、素填土和黃土狀土組成，地基土分布不連續，層位不穩定，為不均勻地基。

3.2.2 地形、地貌

本場地地貌單元屬長澗河右岸一級階地。勘察期間食堂及報告廳西側場地堆積有大量雜填土，且局部為前期人工取砂坑。場地總體開闊，呈南高北低。

3.2.3 地下水位

本場地地下穩定水位埋深為1.30～6.20 m，地下水屬第四紀松散巖類孔隙潛水，水位年變幅在2.0 m左右，多年變幅在3.0 m 左右。

3.3 工程地基基礎施工方案

3.3.1 教學樓、綜合樓、食堂及報告廳地基處理方案

根據擬建建筑物的規模及場地工程地質條件，結合同類建筑物的地基處理經驗，從經濟、安全方面考慮，擬建教學樓、綜合樓、食堂及報告廳可采用換填墊層法處理地基。教學樓、食堂及報告廳基礎持力層主要為雜填土、素填土或黃土。為了防止建筑物發生不均勻沉降，基坑開挖時應挖除全部的雜填土和素填土后，基礎下整片墊層處理厚度不小于1.50 m，墊層的回填材料可選用級配碎石。墊層施工前應認真排好底夯，每層鋪填厚度0.20 m 左右，每層碾壓6～8 遍。墊層施工結束后，應按規范規定進行地基承載力質量檢測。

3.3.2 基坑開挖與支護方案

因擬建建筑場地較開闊，教學樓、綜合樓、食堂及報告廳基坑開挖時可優先考慮放坡，坡比可按1:0.75～1:1.00，并應保證基坑外2 m 范圍內不得堆放重物。擬建消防水池及泵房基坑開挖深度約8.0 m，根據《危險性較大的分部分項工程安全管理規定》的有關要求，該基坑需采取支護措施，支護可采用錨桿支護。

3.3.3 基坑降水方案

因擬建消防水池及泵房為水池類構筑物，基礎埋深為-7.0 m，勘察期間為豐水期，該區域地下穩定水位埋深為4.00～4.90 m，基坑開挖需挖除全部填土，因部分填土位于水位以下，必要時可采取降水措施，降水可采用輕型井點降水法。

4 結語

綜上所述，一個切實可行的地基基礎工程施工方案必須結合工程前期勘察資料，充分考慮工程特點，詳細分析地基基礎工程施工技術要點，重視基坑支護、排水降水、地基加固等施工環節，同時加強對施工過程的管理與控制，進而保障房屋建筑的整體穩定性和施工質量。