新形势下建筑地基勘察设计及地基处理

张晓敏

（大同市勘察测绘院，山西大同 037000）

0 前言

建设工程是保障经济发展和人民生活水平提高的基础工程，一旦出现安全隐患，就会给使用者的人身和财产安全带来严重影响。所以应通过控制地基工程的设计方案和施工质量，以避免建筑物上部结构的严重损坏。地基勘察是保证地基处理顺利开展的前提条件，因此，建筑工程地基勘察应注重采用科学合理的技术进行。

1 地基勘察的重点

全面勘察施工场地的地质条件，关键在于落实对地基的勘察工作。因为每个建筑类型都不一样，因此在对地基进行勘察时，需要考虑的要点也不一样。从实质上讲，勘察地基是为了了解地基的位置、地质条件和地层状况。具体而言，地基勘察需要涉及以下方面：

（1）获取涉及建筑物平面的坐标系，然后构造建筑物整体平面图；具体建筑图构建时，一般所涉及的要素包括建筑体的大小、建筑物体的结构和建筑性能等。勘察地基过程中，对场地不良位置的地质条件进行探测，以此全面地划分其分布位置。据此，可获得较精确的平面坐标，以便更好地处理地基，明确场地地形特征、岩体类型及坡度。据此可准确地计算出地基承载力和地基稳定性。

（2）明确施工场地地下水情况。即在基坑降水处理过程中，查看施工场地涉及的地下水位情况。开展地下水勘探时，应充分考虑工程勘察工作的实际情况，根据因地制宜的原则，选择合适的勘察方法和勘察措施。具体而言，勘察人员在勘察或处理过程中，要根据施工图纸及现场的具体情况，对周围水源进行全方位的判断，探查的内容包括水体类型、化学成分、地下水深度等。一些地下水由于环境的特殊性，使水质具有很强的腐蚀性，因此，应予以高度重视。

（3）探明地震效应。现场施工时，首先要特别注意地震防区的划分，在实施分区处理前，要对施工现场进行多方面的勘察，并进行相应的分区，同时，要加强对抗震效果的关注，并进行相应的评价。特殊情况下，施工场地所在的地层组分为砂土或饱和粉土，因此，在设置抗震层时，应将其层次设高。

在勘察过程中，不仅要考虑以上因素，而且要为后期的地基挖掘提供基础资料。基坑开挖过程中，首先要从多个角度来判断其稳定性。因为只有在基坑稳定性确定后，施工方才能因地制宜地对降水量等影响因素进行评价。在深基坑开挖前，首先要对基坑承载力及变形参数进行探查，然后确定施工方案的经济性、安全性和及时性。若施工场地所在位置地质条件较差，应根据施工场地的具体情况提出相应的处理方法。

2 建筑地基勘察设计

2.1 对试验区进行划定

勘察或处理地基前，首先应明确划分施工现场涉及的试验范围。根据试验区域的划分，开展各种操作，如预压试验等。选取和判断试区，进行现场勘察，勘察的内容包括：侧移、变形量和孔隙水压力等。经过预压试验，得出的结论是比较准确的。

2.2 布置地基勘察点的方法

（1）优先考虑在建筑物的角点、周边线上或建筑群范围内设置勘察点。如果建筑物下卧层起伏度较大，则应适当增加测量点布置的密度，以便有效地探测建筑物的受力层。

（2）对于主要受力基础，应注意布置单独的勘测点；如果建筑物中有高耸结构，应确保勘察点大于3 处。

（3）在对高层独栋建筑的地基基础进行勘察时，应根据已有的详细地质勘察资料布置4 个以上勘察点，以确保对地基基础均匀性的评价能满足工程设计要求。另外，在对密集建筑群的地基进行勘察时，应适当减少勘察点，但每幢建筑至少应有一个勘察点。

（4）应根据勘探方法，例如触探或钻探，来布置勘察地点，并在考虑勘探方法的基础上，考虑地基地质条件的特殊性，以确保地基勘察能为地基设计提供有价值的参考资料。如残积土层、风化岩、膨胀土层和湿陷性土层等较复杂的地质条件，可根据现场施工需要增设适当的探井。

2.3 地基勘察技术

（1）触探。现有的触探方法主要有动力触探和静力触探两种，目前在地基勘察中普遍采用。用触探头作用于土层时所受侧壁阻力、锥端阻力，可以估算出地基的单桩承载力、压缩性能和土体的承载力。

（2）钻探。用钻探技术对地基进行勘察，可以方便地对地层进行划分和鉴别，此技术所用的钻机有冲击钻机和回转钻机两种，冲击钻机的钻头可以直接破碎地层，当地层被击碎并形成钻孔后，可以直接用抽筒将扰动土壤和岩石碎块抽出来进行分析。回转钻机可以磨削地层，用管状钻具提取岩芯标本。

（3）坑探。坑探适用于地质条件复杂的地层结构勘察，探井一般设为深度2～3m 的圆形或矩形，若要增加探井深度，应注意加强坑壁支护。

3 建筑工程基地处理技术分析

建筑工程中的地基处理，主要目的是通过更换、提高地基岩土的密实度等措施，改善地基岩土的性质，为工程施工提供基础保障。采用技术手段处理地基后，能有效地减少地基岩土的压缩模量，使整个建筑工程施工过程中，地基承载力降低后的下沉量减小，使建筑工程浑然一体，保证建筑工程的高质量施工。

经过合理的地基处理后，能使地基的稳定性得到提升，从而能增强地基对剪应力的抵抗力，防止地基受剪应力作用后发生位移等不良现象，导致工程的整体破坏。由于地下水的存在，对地基的稳定性等都有直接影响。通过对地基处理后，可大大提高地基的密实度，防止由于地下水的渗透作用而使地基承载力下降，从而造成建筑物发生不均匀沉降。对于地震带内的建筑工程施工活动，应对地基中密实度较低的细沙进行处理，防止地基液化。另外，提高地基抗地震作用的能力，也是地基处理中应重点考虑的问题。具体地说，常用的地基处理技术有以下几种：

3.1 岩土置换法

岩土置换法实际上是对地基中不合格的岩土或处理难度大的岩土，如松散细沙等进行清除。随后，用强度较高、耐腐蚀性较好的岩土或其他材料等形变量较低的岩土进行补充，再用振捣方法进一步提高地基的密实度。该地基处理方法一般适用于冻土、淤泥等岩土地基处理。用砂砾作填料时，避免用细砂作填料，应选用直径较大的砂砾。在填充前，砂砾的比例也要加以限制。要保证砂砾在平铺过程中均匀分布，厚度要适当，避免因厚度不同而产生应力集中。

3.2 高强度压实法

采用该方法处理地基时，应选择合适型号的起重机械，将较大重量的夯锤吊起，然后释放，利用夯锤本身的重量和下落时的惯性对地基岩土进行压实。施工过程中，夯锤起吊高度应控制在20m 左右，最大起吊高度30m。夯击过程中应合理控制夯击频率及夯击次数，起到提高地基密实度的作用。用这种方法处理后，能使地基承载力得到很大的提高，特别是对地基表面的硬度，起到更明显的提升作用。夯实法主要针对低饱和度、碎石等地基处理，使之能承受强力应力冲击。强夯方法实施前，建设方需进行2～3 次强夯处理，在具体强夯处理过程中，要根据现场土质特点进行选择。在一定的时间间隔内进行强夯处理，通过这种方法来提高强夯处理的时效性。

3.3 砂石桩法

在高层建筑工程中，对地基强度的要求相对较高，同时要求地基具有较大的密实度。这时，需要用砂石桩方法处理地基。施工前，工程技术人员应先检查地基的岩土性质。对不符合要求的岩土，应先用置换法进行置换；之后，可采用砂石桩的方法进行处理。当地基岩土饱和度较高时，需先采用夯实法进行预处理，然后采用砂石桩进行最终处理。这类地基处理方法主要是对砂土等岩土进行处理，以减少地基受力后的压缩量。对粘土来说，在饱和度较高的情况下，应采用一定数量的砂石桩来代替粘土，使地基由粘土和砂石桩共同组成，从而提高地基的承载力。

3.4 挤密桩法

采用此种方法施工时，施工人员应根据地基条件，对桩孔进行布置，然后将合适的材料压入桩孔中，再进行夯实，最终达到提高地基强度的目的。一般来说，当黄土等占主导地位的地基底部接近地下水时，通常采用这种方法进行地基处理。

3.5 化学加固

化学加固在地基处理过程中是非常重要的一个环节。当进行加固处理时，应根据施工现场的具体情况，按一定的配比，加入特定比例的胶结材料和化学浆液。土壤颗粒与浆液通过拌合、高压喷射和灌注等方法进行粘结。由此可以看出，化学加固法有助于提高地基的物理性能和地基的力学性能。特别时期内，施工方还可以将符合标准尺寸的加固件与需要处理的地基混合使用，一般情况下，加固件需要的材料包括水泥或木材。根据目前的发展情况，灌浆法和高压喷射法都有利于地基的加固，尤其是软土地基。对现场软土应采取多方面的加固措施，采用上述措施不仅有利于地基稳定，而且有利于承载力的提高。

4 结束语

总之，建筑结构安全与否在很大程度上取决于地基工程的质量，为了能有效地提高建筑地基的稳定性，就必须在地基设计前进行地基勘察，并在勘察中收集好相应的地质资料。另外，在对建筑物地基进行设计时，还应根据实际地质条件，综合运用多种地基处理技术，为提高建筑物的承载能力提供必要的保证。