建筑结构地基基础施工及加固方法研究

刘启洋

（荆门生态科技城投资有限公司， 湖北 荆门 448000）

0 引言

在我国社会经济的高速发展下，工程建筑也在不断地发展，它的建筑质量与人们的生活密切相关。而整个建筑中最重要的组成部分就是地基基础施工，其施工质量的好坏会对整个工程的质量、施工进度与投资利润造成影响。目前，在建筑工程施工中地基加固技术已经被广泛应用，已经逐渐成为建筑施工项目中不可缺少的组成部分，现代化建筑施工中，建筑结构、施工进度、施工规模和施工质量等各个方面的要求越来越高，所以建筑结构地基基础设计和加固也被人们的高度重视和关注[1]。

1 地基概述

1.1 地基概念

地基的概念是，建筑物或建筑荷载的最终承担结构与建筑结构最下面的工程环节。地基的基础、主体结构和施工进度代表着基承载力的高低，如果地基的承载能力不高和施工整体性不强现象在施工的过程中发生，很容易对整个建筑施工带来影响，情况严重时还会发生施工危险[2]。

1.2 基础承载力控制要求

基础设计承载力的控制需要满足《地基规范》，由载荷试验结合工程实践经验综合确定地基承载力特征值。而抗震结构地基的承载力进行验算，根据《抗震规范》，在自然基基础进行抗震验算时，需要使用地震效应作用的标准组合，并且地基承载力的特征值与地基承载力调整系数相成所得出的值，是地基抗震承载力的值。基础的底面压力需要符合满足[3]：轴心荷载作用时，p≤faE；当偏心荷载作用时，pmax≤1.2faE。

除此之外，基础的底面与地基土的零应力区面积和基础偏心距要求要符合《抗震规范)) ，在设计抗震设计时基础时，还需满足地基土和基础底面的零应力区面积的要求[4]：（1）高宽比H/B＞4，Ee≤b/6；（2）应力去面积＜基础地面积15%，Ee≤1.3b/6。

1.3 地基加固方法

在建筑工程施工的过程中地基的加固方法，主要是由人们换填士、穷实等技术，对土质不好和没有能力承担建筑结构荷载要求的土质进行加固，通过加工使其在施工中满足建筑施工的要求，为建筑工程的施工进度、质量和整体性提供了可靠的依据和基础。在目前的建筑工程中，地基的加固己经成为了项目工程中无法缺少的东西，是现代化建筑工程施工的核心部位。

表1 地基基础施工常用加固方法

2 实例分析

2.1 工程概况

项目位于荆门市繁华地带的一栋高层建筑，地上建筑七层，地下室一层，地下室采用筏板基础，基坑深4.2m，地下室基础面积2600m2，自然地面以下2m 范围为杂填土，回填时间超过5 年，通过地勘报告显示，该场地0～6m 为杂填土，6～9m 为粉质粘土，9～12m 为强风化砂岩，12m 以下为中风化～弱风化砂岩，地下水位7m。基坑工程采用筏板基础进行施工，由于杂填土层较厚，采用杂填土层压密注浆技术进行加固处理。

2.2 地基基础加固施工

根据地勘资料和相关的设计规范，本项目的基坑基础形式采用筏板基础进行设计，由于坑底的粉质粘土层承载力无法达到要求，如果采用桩基础进行施工，造价较高，经济上考虑不可行，经过分析，最终决定采用筏板基础进行施工，由于杂填土埋深超过了基坑底部的深度，受杂填土影响，可能会对基坑的施工造成困难，影响基坑的稳定性，多方考虑的情况下，决定对杂填土层采用压密注浆技术进行加固处理。

2.2.1 压密注浆施工

在距离基坑筏板基础周边3.5m 范围进行注浆孔闭环布置，注浆孔的间距为1.2m，筏板基础内部采用间距1.5m 的梅花形布置注浆孔，注浆材料为普通硅酸盐水泥（标号P.042.5），注浆浆液的水灰比为0.8～1.0 之间，基坑外侧封闭环注浆孔添加2.5%～4%模数，注浆液的注入率按照35%考虑，浆液添加浓度为42 的水玻璃掺合料，保证基坑外围封闭环注浆形成稳定的墙体，外围的墙体厚度1.0m，从而有效防止浆液外渗。为了保证注浆加固的效果，在进行注浆时要求注浆孔底部进入坑底的土层厚度不小于0.5m。为了利于注浆加固的施工，设计要求注浆孔的深度为9m，在表层1.0m 范围内可不进行注浆加固，有效注浆加固的厚度为8.0m。

2.2.2 工后沉降分析

(1)基坑工后沉降计算的荷载主要包括2 个部分：①注浆后基底附加压力50kPa；②加固所用的水泥浆液固结后对地基承载力有所增加，基坑持力层承载力增加了13.6kPa。

(2)各土层的厚度和压缩模量：厚度6.0m 处理后的杂填土复合压缩模量：Es1=10MPa；厚度8.6m 粉土压缩模量：Es2=12.7MPa；厚度9.4m 粉质粘土压缩模量：Es3=5.9MPa.。

(3)基坑沉降计算结果根据《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2011)的第5.3.5条，采用分层总和法进行沉降计算：计算结果发现，该建筑的最大基础沉降量为7.8cm，可以满足设计要求。

2.3 地基处理效果的检测

在基坑注浆加固施工完成后的28d，按照规范要求采用静载荷试验以及现场钻孔取样进行加固后杂填士地基承载力检验，同时需检验坑底土层的均匀性。本工程现场静载实验可采用1.0m×1.0m 的方形载荷板进行试验，最大加载量为250kPa，试验结果发现经过注浆加固处理后的基坑杂填土层的地基承载力可达到120kPa，满足设计要求，注浆加固效果明显。通过现场钻孔取样，能够明显看存在大量不规则的水泥浆脉状体，士体较为干燥，水平向的均匀性可以满足设计要求。

3 结语

综上所述，我国建筑行业在建筑结构地基基础设计和其加固工作中，还存在着加固方法单一等问题，对建筑结构的整体稳定性造成了一定的影响，所以，在实际的建筑施工中，需要提高自身的加固意识、提高对实际操作问题的重视解决建筑结构在加固中的问题，为居民带来一个安全的生活环境。同时在进行地基基础设计时，需要把高层建筑结构、基础和地基处理放在一起综合考虑进行设计，优化基础设计和地基地基处理效果，让地基基础设计上升到一个新的层次。