关于建筑工程地基处理方案的优化设计分析

龚华贞

（福州外语外贸学院，福建 福州 350005）

随着国民经济的发展，人们对于建筑功能的需求也越来越多.在建筑行业中，整个建筑工程最重要的就是地基，它在整个建筑物施工和使用中发挥着重要的作用.不论是什么建筑物，想要确保其使用的安全性和稳固性，必须保证有牢固的地基.随着建筑物结构越来越复杂，建筑物高度不段增加，因此，建筑物对地基承载力提出了更高的要求.原有地基尤其是软土地基大多难以达到建筑物标准，必须进行工程的处理.

1 建筑工程地基处理存在的问题

在建筑工程领域，地基处理就是按照上部结构对地基的要求，对地基进行必要的加固或改良，提高地基土的承载力，保证地基稳定，减少房屋的沉降或不均匀沉降，消除黄土的湿陷性及提高抗液化能力等.

地基处理存在问题：（1）勘察不准确.钻孔布点深度不足，不能真实反映地质情况，报告结果不准确也不够不详细.（2）设计方案不合理.计算荷载不准确，建筑物局部出现质量问题，只对局部采取措施等，建筑物存在很大安全隐患.（3）对施工过程严密监管.施工的各环节是紧密相连的，要密切关注沉降量，如果无法及时检查出现的问题及给予解决，就会出现一些大楼还未竣工已经发生坍塌，或者竣工后出现倾斜.

地基处理不当是造成建筑物事故的主要原因.因此，在设计和施工中应高度重视地基问题.承载力是工程地基设计环节必须重视的问题，设计人员根据建筑物对地基施加压力判定地基是否有足够的承载力.若地基不能承载建筑物的重量，则需施工为改善地基土的性质].

2 建筑工程地基处理方法

常见的地基处理方法有：换填地基处理、DDC灰土挤密技术处理、夯实地基处理、旋喷灌注浆体入桩地基处理和注浆地基处理方法等.

2.1 换填地基处理

换填地基处理适用于地基土质比较软、不能负载建筑物上部的重量.换填地基处理方式是将地基土内比较软弱的土质进行剔除，随之选取压缩性较低、具有较强强度、无腐蚀材料进行填充，再分层进行夯实.常用的材料有灰土、砂、砂石、粉煤灰等，填充后能提高地基承载力和抗侵蚀性，降低压缩性.

2.2 DDC灰土挤密技术

DDC灰土挤密技术是一种深层地基处理方法，该方法先成孔至预定深度，然后从上而下分层填料强夯，形成高承载力密实桩体和强力挤密的桩间土.采用DDC灰土挤密（灰土挤密桩孔内深层强夯法），采用高能量的超压强夯击和动态冲、砸、挤压的强力压实和挤密，使桩体更加密实，在受到高压强动能夯击后使得桩体内力缓慢释放，对桩周土施加侧向挤压力.对于分层地基或软硬不均土层，桩体在施工挤密过程中，增大了侧壁摩阻力，使加固后的桩与桩间土形成一个密实整体.处理后的地基，可达到遇水不湿陷，压缩不变形，承载力提高.

2.3 夯实地基处理

房建项目中，针对劣质地基，借助巨型起重器械，将夯锤起吊到6-30m高度后，自由落下，经不断自由降落后，以强大的冲击力，迫使土层孔隙压缩，土体局部液化，在夯击点周围产生裂隙，开成良好的排水通道，使土料重新排列，使劣质地基土层压密达到固结，提高地基承载力，这是一种降低压缩性的有效方法.这种方法也是最经济的地基处理方式之一.

2.4 旋喷灌注浆体入桩地基处理

旋喷桩就是运用高压注浆泵、钻机等设备，把水泥浆转变成旋转高压高速射流，依托射流强大的动能对土体进行破碎、搅拌处理，促使水泥浆能够与原土体均匀混合，凝固后形成圆柱形水泥固结体.这种方案主要使用在已有建筑加固补强、软土地基加固等方面.旋喷桩能设定单桩、多桩承载及复合地基等形式.旋喷桩施工所用设备包括旋喷专用钻机、搅拌系统、水泥浆高压泵等.其优势是施工工艺比较简单，施工质量有保障，无施工噪声，不会对附近建筑物带来振动等.另外，此处理方法设备占用场地小，不会影响建筑其他工区施工.其中，依据JGJ79-91建筑工程地基处理技术标准要求，单桩竖向得承载力标准值求解如下：

其中，η表示强度折减系数；fqu,k代表桩身试块无侧限抗压强度平均数值；qp表示桩端天然地基土得承载力；d表明桩体平均直径；hi代表桩周第 层土具体厚度，qu表明桩周第i层土摩擦力标准数值.

2.5 注浆地基处理

注浆地基处理是将浆液通过压浆泵、灌浆管均匀地注入土体中，以填充、渗透和挤密等，驱走土颗粒间或岩石裂缝中的水分和气体，并进行填充，硬化后将岩土结成一个整体，形成一个抗渗性高、稳定性好、压缩性低、强度高的岩土体，从而提高地基承载力.

3 建筑工程地基处理方案的应用实例

3.1 地基工程案例概述

某建筑工程为框架结构12层，下设架空层，层高3.9m，上层层高均为3.0m.场地内土层自上而下依次为杂填土、粉土、中砂、粉质粘土.场地狭窄，且规定施工环节不可以占道，施工过程中不能出现太大噪声.因此，导致地基施工处理受到诸多限制.依据地质钻探结果可知，其地基土构成如表1所示.

表1 建筑工程地基土组成

3.2 选取恰当的地基处理方案

3.2.1 混凝土灌注桩方案

该建筑原地基处理方案为承台梁+混凝土灌注桩方案,灌注桩设置的桩体长度、直径依次为13.76m，300mm,桩体选取C20混凝土，主筋为8ø12，每隔2m设计一道焊接加劲筋.灌注桩采用单桩载体，其竖向承载力设定为300kN,共配置220根桩，总桩体长度为3027.2m.

3.2.2 旋喷桩设计方案

旋喷桩就是运用高压注浆泵、钻机等设备，把水泥浆转变成旋转地高压高速射流，依托射流强大的动能对土体进行破碎、搅拌处理，促使水泥浆能够于原土体均匀混合起来，凝固后形成圆柱形水泥固结体.这种方案主要使用在已有建筑加固补强、软土地基加固等方面.旋喷桩能设定单桩、多桩承载及复合地基等形式.其中，依据JGJ79-91建筑工程地基处理技术标准要求，单桩竖向得承载力标准值求解如下：

其中，η表示强度折减系数，设定为0.4；ηfqu,k代表桩身试块无侧限抗压强度平均数值（5.0MPa）；qp表示桩端天然地基土得承载力，取值为350kPa;d表明桩体平均直径，为0.5m；hi代表桩周第 i层土具体厚度，h1、h2分别为 2.4m、5.6m；qu表明桩周第i层土摩擦力标准数值，q1、q2依次为15kPa、40kPa.依据以往设计合施工经验，该建筑施工中旋喷桩直径根据500mm展开计算，初步估计桩长为8.0m.根据公式（1）求解：Rdk=392kN;依据（2）计算，Rdk=272.6kN；设定较小值为Rdk=272.6kN.

旋喷桩实施加固操作后，依据复合地基展开设计.

该式子中，fsp,k代表复合地基承载力规范值，该实例中根据设计要求取为200kPa；m表示负荷地基置换率（m=Ap/Ae），qsp、qkd依次表示桩体（1390.8 kPa）、土承载力标准(100kPa);a则是地基土发挥的系数，设定为0.5，求解出来m=0.11.依据结构尺寸进行布桩，基础范围之内设定295根布桩.

3.3 方案施工工艺及工期对比

采用混凝土灌注桩施工，其具有施工操作简单、不存在施工噪声，技术成熟等优点，但因施工场地的比较狭小，施工过程中护壁泥浆存放比较困难.所设计灌注桩其桩径仅有300mm，桩体长度是13.76m，灌注桩长细比过大（45.9），在施工技术方面存在一定的困难.钻进成孔、混凝土灌注等成为施工瓶颈问题，稍微不慎就会导致出现施工质量问题.

旋喷桩施工所用设备包含旋喷专用钻机、搅拌系统、水泥浆高压泵等，其优势在施工工艺比较简单，施工质量有一定保障，并无施工噪声，不会对附近建筑物带来振动的影响.加之，其设备占用较小的场地，不会影响建筑施工.此外，依据原地基处理设计方案，灌注桩施工需时1100个工作日，单套设备工期时间为60d，不包含混凝土承台梁.按照以往的施工经验，旋喷桩施工需要使用500个工作日.依照一套设备求解，共需要40d工期，能节省工期33%.

地基处理的方案有多种，但我们对方案的选择要综合考虑多方面因素，通过不同方案的分析对比，选择技术可行，经济合理的方案.

4 结语

总之，随着社会经济的发展，城市现代化建设逐步深入，人们对建筑的需求不断增加.在房屋建筑工程施工环节，要做好地基处理工作，其对房屋建筑工程后续使用发挥着重要的作用.本文以地基处理为研究视角，在深入分析地基处理特点及必须考虑要素基础上，依托某建筑工程实例，介绍地基处理方案优化设计优势，以期为类似研究提供重要参考.