建筑工程设计中地基处理浅析

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［摘要］随着我国社会经济水平的不断提升，高层建筑在城市中比比皆是，在很大程度上扩展了城市房屋面积，使得城市土地资源利用更为合理。地基设计与施工是建筑工程项目建设中的重要环节，其最终施工质量往往会直接关系到工程项目的整体质量，如何提升建筑工程地基的牢固性是业内人士广泛关注的重要问题之一。基于此，本文也尝试对建筑工程设计中的地基处理进行了深入分析。

［关键词］建筑工程；方案设计；地基处理

经过对当前国内外建筑工程事故进行调查分析之后发现，很大一部分事故的发生都与地基工程有直接或者间接的关系，尤其对于一些软弱地基工程来说，其地基问题往往更为突出。无论是何种属性以及类型的建筑物，想要使其稳定性得到保证，必须要保证其地基稳定性，再加上当前我国建筑物结构越来越复杂，建筑物的整体高度也在不断提升，在这样的行业背景之下，对建筑物的承载能力提出了更高要求。目前来看，很大一部分软土地基往往都很难达到建筑物的标准，必须对其地基进行针对性处理，从而提升地基结构稳定性。

1当前建筑工程地基处理存在的问题

在建筑工程领域，地基处理工作的开展情况往往会直接影响到最终建筑工程项目的综合质量，地基处理工作主要是指按照上部结构的实际情况来对地基结构进行要求，通常情况下，如果上部楼层越高，对下部地基结构稳定性的要求也就越高。通过对建筑工程地基结构进行有效处理可以使其结构稳定性得到保证，在很大程度上降低了房屋沉降现象出现的可能性。但是当前来看，我国在开展建筑工程设计工作时，在地基处理方面尚且存在一定问题，具体体现为以下几个方面：

1.1勘察结果不准确

在展开建筑工程地基处理工作之前，必须对施工现场的实际情况进行勘察，以此来确定相关的工程设计方案以及地基处理方案，这也是保证最终工程质量的关键。但是目前来看，一部分勘察单位在实际开展现场勘查工作时，往往存在钻孔布点深度不足的现象，这也使得最终的勘查结果往往很难对施工现场的实际地质环境条件进行准确反映，这也使得所得出的勘察报告整体准确程度不高[1]。

1.2设计方案不合理

工程设计方案是建筑工程项目建设施工的具体依据，如果设计方案不合理，往往会致使工程施工质量受到严重影响。在进行建筑工程地基处理工作时，必然会涉及对工程载荷情况的计算，但是一部分设计单位往往存在载荷计算不准确的现象，当最终所得的计算数据应用到地基处理方案设计中时，往往很难保证地基结构的综合稳定性，这也使得建筑物整体结构出现安全隐患的可能性明显增加。

2常见的建筑工程地基处理方法分析

2.1换填法

当前来看，换填法在我国建筑工程项目的地基处理中有较为广泛的应用，并且在实际应用的过程中发挥了理想效果。对于此种地基处理方法来说，通常适合应用到一些软土地基中，其主要是将软土地基中相对软弱的土体进行挖除，然后选择压缩性较低、强度较大的土体对其进行回填操作，这也使得地基结构的整体稳定性得到了有效提升[2]。现阶段，最为常用的换填材料主要包括灰土、砂石、粉煤灰等材料，将其填充到软土地基中置换后，可以使其地基的抗侵蚀能力及承载能力明显增强。

2.2强夯法

对于强夯法来说，其也是现阶段我国建筑工程地基处理工作中经常会应用到的方法之一，其主要针对一些劣质地基，借助重型机械设备，将夯锤吊高到10~20m高度之后，令其自由下落，经过反复自由降落操作之后，其所产生的巨大冲击力可以使土体密度明显增大，同时，在这一过程中也使得局部土体液化，在反复夯击的过程中产生裂缝，从而形成了较为良好的排水通道，将软土地基内部水分排出，这也有效提升了土体承载能力[3]。目前来看，强夯法是建筑工程地基处理中最为经济的方式之一，受到了业内人士的广泛认可。

2.3旋喷桩法

对于旋喷桩法来说，在实际对地基进行处理的过程中，主要是利用高压注浆泵以及钻机等设备来进行施工操作，通过这种方式赋予水泥浆较大的初速度，从而保证其注浆效果。通过对土体进行破碎以及搅拌的方式可以使水泥浆与原土体得到有效结合，当二者混合之后，可以使土体的整体强度得到明显提升，其凝固之后会形成水泥固结体。对于此种方案来说，通常会被应用到软土地基加固以及建筑加固补强等方面[4]。此外，旋喷桩施工过程中会应用专用的钻机以及搅拌系统，这也使得整个施工过程中所涉及的环节更为简洁明了，并且施工过程不会产生明显的噪声，再加上此种加固施工方式较为灵活，所占用的施工场地小。

2.4深层密实性处理法

对于当前的建筑工程地基处理工作来说，在实际开展的过程中，经常会应用到深层密实性处理法，对于此种地基处理方法来说，在对其进行实际应用时，其具体操作方式有以下三种：首先，振冲法。对于此种方法来说，主要适合应用到土壤性质较为黏稠的建筑物地基中，其在实际应用的过程中会运用到振冲器这一设备，振冲器设备的主要特征体现为可以通过设备运转过程中所散发出的强劲震动力来对土壤性质进行一定改变，当设备周围土壤受到振动冲击力作用之后，往往会加快土层的固结速率，从而使得土体稳定性得到明显提升；其次，深层搅拌法。此种方法在当前我国建筑工程地基处理中有较为广泛的应用，其主要适合应用于一些河岸以及港口地区，这些地区的土质较为松软，因此此种施工方式的运用往往可以发挥出理想效果。在具体操作过程中，通常会选择应用水泥来充当固化剂，并且运用搅拌机在地层较深的位置进行搅拌操作，从而使得土层之间的融合更为充分，进而也提升了土体的整体密实程度。当前来看，深层搅拌法在地基处理中应用之后，使得地基的结构的抗腐蚀能力有了明显提升，更加有利于后续工程施工工作的开展；最后，砂石桩法。砂石桩法的应用主要体现为对土质较为松软的地基进行水压冲击操作，从而使土体表面出现孔洞，然后在孔洞中放入适量的砂石，这样操作之后便可以形成密实型地基。通常情况下，此种地基处理方法适合应用在可液化性土质地基中。

2.5注浆法

注浆地基处理技术在现阶段我国建筑工程行业中也有较为广泛的影响，其在实际操作的过程中主要是将浆液通过压浆泵、灌浆管来均匀地灌注到土体中，从而达到填充土体的作用。对于此种方法来说，在对其进行实际应用的过程中可以有效挤走土颗粒以及岩石裂缝中的气体以及水分，进而提升了结构整体稳定性。注浆地基处理方法的应用可以使土体结构形成一个整体，从而明显提升了土体结构的渗透性、稳定性，进而从整体上提升了地基结构的承载能力[5]。

3建筑工程的地基处理与设计优化

3.1做好前期设计分析工作

对于建筑工程地基处理工作来说，在正式开展之前应该注意做好相应的分析以及计算，通常会考虑应用含水桩碎石挤密法来进行操作。必须要保证桩底的承载能力达到当前统一规定的承载力指标。接下来要注意开展相应的施工工作，由于施工操作空间较为有限，因此要应用1吨左右的锤实操作，在正式实施操作之前还应该注意做好相应的触探检查工作。经过检测之后，如果所得到的检测结果无法达到标准要求，应该对当前的地质结构进行一定调整处理，然后再应用扩大头底部的方法对地基进行处理，从而保证前期设计方案的整体合理性以及可行性。具体来说，应该注意从以下几个方面进行入手：首先，保证建筑物排水系统设计规范性。在进行建筑物地基设计的过程中，应该充分考虑到降低地基结构塌陷可能性的具体措施，这就需要对排水系统进行合理设计，保证管道之间距离设定的合理性，避免排水系统在实际运行过程中出现影响土地结构的现象。同时，在进行排水系统设计时，还应该注意选用高品质的材料，尤其要保证输送雨水的水管质量，从而保证系统在正式运转过程中可以有效对抗外界环境负面因素的影响；其次，做好疏散水措施。应该注意在建筑物地基的四周做好相应的疏散水措施，当水体过多时，可以对其进行及时疏散，使得水体聚集时间得到有效控制，这也使得雨水以及地下水对土体稳定性的影响降到了最低；最后，做好防水设计。地基结构可能会受到水体侵蚀，因此，在进行地基结构设计时，想要保证其整体结构稳定性，并且有较为理想的防水效果，应该警惕漏水以及水体侵蚀等情况的出现，这就需要相关设计人员自身具有较强的紧急情况预判能力，从而使得地基结构的整体防水效果得到保证。应该注意在室内较为容易出现漏水以及受到水体侵蚀的地方应用高品质防水材料，并且保证这一位置的水侵蚀现象不会对其他位置产生负面影响。

3.2增加扩大头

从当前建筑工程地基处理工作开展的实际情况来看，随着进浆量、压强的增加，扩大头也应该随之增加，这样才能使地层密实区得到有效扩展，同时也使其整体承载能力明显提升。因此，在实际进行扩大头桩增加操作施工之前，应该先做好相应的设计工作，注意以外管道与内管道相结合的方式来开展混凝土运输操作。同时，还应该注意通过不断增加外部静压的方式来加大桩结构尺寸，这也是提升其结构稳定性的关键。在方案设计过程中应该充分考虑到，当桩端的承载能力出现不足情况时，要注意合理选择扩张方法，并且通过这种方式来实现对扩大头数目的有效控制。反之，如果桩端的承载能力太强，便难以对结构进行扩张，这时候则需要运用减少扩大头数目的方式来适当降低其承载能力，这样更加有利于对桩端结构进行操作。完成上述工作之后，应该注意将操作过程中所产生的多种废物以及残渣进行及时清理，通过这种方式来进一步提升土体质量，同时也有助于提升其整体承载能力。

3.3运用预埋管压泵对未达标碎石进行处理

当前来看，在进行建筑工程项目地基密实处理时，预埋管压泵的应用非常重要，其也是保证地基碎石处理效果的关键。碎石挤密操作在现阶段我国地基处理工作之中有较为广泛的应用，此种处理方法的应用可以使未达标的碎石达到标准要求。在对桩结构进行布置时，应该按照等边三角形的具体形状来布置相应数量的注浆管，通过这种方式来保证其整体桩结构排布的合理性，要设定预埋管间的距离为20cm。在进行桩芯灌注操作时，应该对其操作周期进行合理控制，通常情况下，桩芯灌注操作应该分7天完成，之后要在桩结构中注入纯水泥，并且要保证其压力大于10MPa。同时，还要注意对水灰比进行有效控制，将其确定为0.5左右。

4建筑工程设计中的地基处理实例分析

4.1工程基本简介

H市某建筑工程项目的框架结构设定为16层，下方设有架空层，层高设定为3.9m，上层层高均为3.2m。施工场地较为狭窄，并且根据当地相关法规政策以及施工企业自身规定，严禁施工环节出现违规占道情况，并且要求在施工过程中所产生的噪声昼间不能超过50分贝，夜间不得超过40分贝，尤其要保证夜间10点之后噪声不能影响周围居民正常休息。由此可以看出，本次工程施工项目受到了多重因素的限制，需要设定专门的施工方案，从而保证其符合各项标准规定的同时，又能够在规定工期内、规定质量标准线以内完成施工[6]。经过对施工现场地基情况调查之后，确定其基土构成主要包括杂填土、中砂、粉土以及粉质黏土等种类。

4.2恰当选择地基处理方案——旋喷桩法

根据当前施工现场的实际情况来看，综合各方面提条件对地基处理方案进行了选择，最终确定以旋喷桩法作为地基处理方法。在实际运用旋喷桩法时，主要是利用高压注浆泵以及钻机等设备，对水泥浆进行处理，使其转变为高压、高速的旋转射流，并且依托其自身强大的动能来对土体进行破碎以及搅拌，通过这种方式来实现对土体结构的有效转变，同时也使得土体结构的整体稳定性得到了提升。当水泥浆与原土体进行结合之后，会形成相应的水泥固结体。对于本次建筑工程项目来说，在应用旋喷桩法来对地基土体进行处理时，应该注意对单桩竖向的承载力标准情况进行确定。同时，在利用旋喷桩实施加固操作之后，要注意运用复合地基的方式开展设计工作，设定土体的承载力标准为100kPa，设定地基土体的发挥系数为0.5，以此为依据确定相应的布桩尺寸。

4.3地基处理成果

在运用旋喷桩施工方式之后，其施工优势主要体现为工艺简单，操作环节较少，并且可以有效保证最终地基施工质量。现阶段来看，我国在旋喷桩技术方面的研究以及发展已经较为成熟，将其实际应用到现场施工中不会产生明显的噪音，其昼间以及夜间所产生的噪声分贝都明显低于规定标准线，这也使得地基处理过程中不会对周围居民的正常休息产生严重负面影响。同时，此种施工方法所占用的场地面积较小，这也使得各个施工环节的安排更加灵活[7]。运用旋喷桩法进行本次工程项目的地基处理工作，其施工共耗时480个工作日，远远低于灌注桩法的标准工作日范畴，并且旋喷桩法的单套设备工期时间为38d，在也在很大程度上起到了节省工期的效果。当前来看，在展开建筑工程项目地基处理施工时，可选择的处理方法具有多样化的特点，但是应该注意对每种处理方法的适用范围、工期消耗情况、成本消耗情况以及是否满足当前施工现场各项标准要求进行确定，通过综合对比的方式来确定最终的地基处理设计方案。而对于旋喷桩施工方法来说，其较为适合一些施工场地较小的项目，并且其具有工期可控的特点，在我国当前的建筑工程地基处理中有较为广泛的应用，可以有效规避多种因素对地基施工质量的负面影响[8]。

5结语

总而言之，随着现阶段我国城市化发展进程不断加快，多种属性的建筑物层出不穷，高层建筑已经成为城市中的主要建筑。在当前的时代背景之下，人们对建筑物的稳定性以及安全性提出了更高的要求，而地基工程是保证建筑物整体结构稳定性的关键。在进行建筑工程项目地基处理工作时，应该对本次工程项目的实际情况进行确定，尤其要确定施工现场的各项要求，通常会包括工期要求、噪声管控要求、成本控制要求、施工质量要求等等，要以上述要求为基本标准，保证整个工程结构稳定性。随着我国科技水平的不断提升，加之建筑工程行业的快速发展，今后在建筑工程地基处理技术方面的创新发展也势必会取得新的成果，应该不断加强对地基处理设计人员的培养以及培训，使其始终以科学严谨的态度面对自身本职工作，在施工单位、设计单位以及业主三个方面的调节中找到平衡点，本着科学、严谨的态度来对地基处理方案进行研究、设计以及选择，从而保证建筑地基工程整体质量。

作者:陈泽武 单位:昆明建设咨询管理有限公司