房屋建筑地基基础工程设计与施工技术分析

杨晓爽

(中铁十六局集团第五工程有限公司, 河北 唐山 064000）

0 引言

地基工程是整个房屋建筑项目的基础环节，在房屋建筑项目正式开始施工之前，需要先根据项目所在地的实际地质状况设计地基基础工程，保障地基基础结构符合房屋建筑各项指标。地基基础工程需选择恰当施工方法，借助灌浆、强夯等技术强化地基结构的稳定性，保障地基结构安全性和抗震性提升。

1 房屋建筑地基基础工程设计特点

作为房屋建筑的基础结构，地基基础工程在设计时需严格遵从房屋建筑所在地的地质条件，保障设计结果符合工程项目建设的实际条件。地基基础工程设计呈现出如下特点：

1.1 复杂性

我国地域广阔，不同地区呈现出的地质特征存在差别。受到地理环境影响，地基基础工程设计面临诸多困难。以我国地质条件比较明显的区域来讲，西南地区因与喜马拉雅山地接近，房屋多处于地震带周边，受到地震灾害影响比较明显[1]。当地地质主要为熔岩土质，勘查地形开展地基基础工程设计均面临诸多难题。西藏地区虽处于盆地周边，但地质多以冻土为主，地基基础工程施工面临冻土问题，施工进度和施工质量均受到不同程度干扰。此时按照《建筑地基基础设计规范》需对冻土地基的冻结深度进行计算。如下列公式：

1.2 多发性

随着我国建筑行业的发展，越来越多企业进入到建筑领域，建筑施工技术随之增多，且因为不同建筑工程项目所处的地质环境不同，施工技术也开始适应地质条件而发生改变[2]。但是，建筑学者在基础施工方面的研究相对较少，导致很多建筑施工企业并不重视基础施工技术，开展基础施工方案设计时都呈现出方案不完善的状态。尽管地基工程是基础工程中的重点，设计基础工程方案依然存在漏洞，不少房屋建筑在建筑完工以后却受到地基施工质量影响在短时间内出现裂缝和倒塌问题，不仅建筑公司和住户承担重大经济损失，也导致建筑施工资源浪费[3]。

1.3 严重性

在对地基基础工程设计期间，需要考虑到地基施工会受到的复杂因素干扰，一旦地基施工的某个环节出现失误，整个工程都将承受重大经济损失。地基工程是房屋建筑的基础，从设计到施工，一旦出现技术问题，即使施工人员非常专业，也无法对整个房屋建筑做出补救。

1.4 潜在性

地基本身就是承载整个房屋建筑的结构，需要具备较强的承载能力。如果房屋建筑上层荷载变化明显，地基承重也会随之受到影响。此时地基无法承载房屋建筑的重量，建筑物失去稳定性，可能会出现墙体开裂甚至是坍塌问题[4]。当然，上述变化并不会在事先产生明显症状，上层重量变化属于突发性状况，很难在设计时察觉，因此造成的经济损失更加严重，对于房屋建筑的危害性也更大。

2 房屋建筑地基基础工程施工技术分析

2.1 灌浆法

灌浆主要指借助混凝土浇灌方式来提升地基承载力，比较适合软土地基项目。地基灌浆的基本操作方法如下：（1）根据施工区域地质条件进行基础钻孔。正式钻孔之前，需先完成基地勘探工作，了解施工区域的水文条件、土层状态，确定是否需要根据房屋结构设计要求增加更多支撑点。在房屋建筑整体设计中，减少房屋结构设计间隙，强化房屋结构强度，增加房屋结构中墙体的承载能力。在增加支撑点过程中，可在房屋地基设计中增加平板或网格，在屋顶部位设置横梁，经过上述设计，使整个房屋结构支撑效果达到最佳。（2）设计弹性支撑点。弹性支撑的设计主要以内部强度增加为目的，建筑工程项目中，建筑结构的整体支撑元件需要通过轴向压缩的方式来让建筑物的稳定性增加。此时和刚性支撑设计相比，弹性支撑可以考虑到后续房屋施工技术调整的各项因素对房屋结构的支撑影响，避免房屋重量过高而对房屋地基的荷载效果产生破坏。在勘探工作完成以后，选择恰当钻孔位置，规范钻孔的具体数量，可以弹性支撑点的方式改善建筑物结构荷载问题[5]。（3）调配混凝土比例。灌浆法需要重视混凝土调配，用于灌浆的混凝土主要由沙子、水泥以及其他建筑材料构成，按照地基承载力要求，控制混凝土调配比例，在特定的混凝土搅拌温度情况下完成搅拌。为了保障混凝土的质量，需要控制混凝土的混合速度以及混合时间。将混凝土浇灌到地基中之前，需要了解混凝土浆的构造细节，控制好灌注的压力，避免因为固井压力过高或过低而导致混凝土出现开裂问题，保障混凝土浇灌的平整性，增强混凝土承载效果。除此之外，灌浆期间，需要规避悬浮液泄漏问题，在混凝土固结之后，快速清理管道，避免管道硬化问题。

2.2 夯实法

夯实法是建筑工程施工中的主要施工方法之一，也是地基施工中常用的施工方法。以夯实法方式施工的地基主要是借助重力挤压方式强化地基的密实程度，使地基得到强化和加固，规避地基出现短时间内沉降问题或者是地基沉降不均匀问题。从施工原理来看，夯实法以动态压实的方式将地基建筑材料当中的混合水和游离水排除，并将一些吸水性较强的建筑材料填充到地基当中，此时地基的整体强度提升。在此过程中，作为填充材料的吸水材料需要保持厚度为0.5m 左右，完成填充后保持材料处于对其状态，依据施工现场实际地质状态以及房屋建筑需要的承载力数值完成动态压实处理。整个夯实施工期间，需记录地基支撑点的埋藏位置，了解各项施工设备所处的位置，避免动态压实操作对设备产生影响或造成支撑点破坏。大面积开展地基工程施工时还需要采用分段施工方式控制施工质量。所谓分段施工，主要指从地基工程的边缘位置到中心位置按照顺序进行动态分段压实处理，保障动态压实的作用力均匀作用到地基结构当中。除上述要点以外，夯实法施工期间需要对地基结构进行处理，按照深层和浅层的顺序，先处理深层地基结构，然后处理浅层地基结构，确保每层地基的夯实状态都符合建筑施工需求。在地基夯实期间，如果发现水分过大，可先对地基进行排水处理，并在压实期间根据地基压实状态进行填充材料数量调整，保障填充材料符合地基压实需求。

2.3 更换枕头法

更换枕头法不同于上述两种地基处理方法的适用性比较广，其比较适合对承载力较弱的浅层基板进行处理，在浅层基板本身不平坦情况下，可借助填充材料将浅层基板中的淤泥替换出来，此时浅层基板状态发生改变，更适合建筑地基修建。更换枕头法主要是软土地质条件区域的建筑地基施工处理方法，可采取逐层处理土层方式，将黄土区域当中的污泥都处理干净。此时可充分利用黄土开裂的特征以及土壤溶胀的特性，在建筑填充材料辅助下地基厚度得以改变，地基沉降速度也随之降低。更换枕头法从原理上来讲是以黏土、碎石、沙子或者是钙质等材料替代地基浅层土壤，陕西南部地区的很多建筑都采用该种施工方法，经过土壤置换，设备施工效率更高，地基施工的质量也显著提升。当然，在选择更换枕头法施工技术以后，需严格测量地基所在区域的土层厚度情况，并计算出地基压实的具体系数，详细列出各项技术指标后，严格遵从指标要求选择替换的建筑填充材料，此时地基结构所具备的承载力提升，房屋建筑整体稳定性增强。

3 房屋建筑地基基础工程设计与施工技术管理措施

在了解房屋建筑地基基础工程设计特征和施工技术要求之后，需强化施工技术管理，制定各项管理措施，提升地基基础工程施工质量。

3.1 积极落实勘查工作

建筑工程施工一直都对施工技术有较高要求，为确保施工技术选择恰当，需在开始施工之前对工程项目所在区域进行地质勘查。地基基础工程施工主要勘查的重点是工程所在地的气候条件、水文条件，全面了解当地地层状态。经过实地勘查以后，形成细致勘查报告，作为地基基础工程设计的主要参考依据。当然，勘查报告本身将成为施工技术选择以及施工流程制定的前提条件，需要严格管理勘查报告的内容，保证勘查报告具备较高准确性。具体来讲，在开始勘查工作之前，先了解当地地质状态，判断建筑项目所在区域的土质承载力，确定地基施工时钻孔的适合深度，确保地基施工满足房屋建筑施工要求。将各类勘查结果均纳入到勘查报告当中，避免因勘查结果而影响工程施工准备工作，降低工程事故发生的概率。

3.2 合理设计施工方案

地基基础工程方案设计之前要求设计人员现熟悉勘查报告的主要内容，了解勘查报告提出的各项参数数据，根据勘查报告中提到的地质岩层状态，计算地基承载力，从而保障地基的结构设计符合房屋建设要求。要根据勘查报告中的参考系数计算不同房屋建筑区域的土质承受情况，在正式开始施工之前，进行仿真模拟工作，判断地基基础工程施工可行性以后，才能确定施工方案并开展具体施工工作。

3.3 明确规范施工流程

相关施工人员在实际施工之前应当制定合理的施工流程方案，明确各施工人员的分工从而确保整个施工流程有序进行。如果地基基础属于非人工地基，施工单位应当对其荷载力进行重新计算和核对。一旦工程施工过程中出现问题，应立即停止施工并组织相关人员研究分析，制定出合理的施工方案，重新施工。

3.4 选择恰当施工技术

地基基础类型有多种较为常用的有桩基础，独立基础，筏形基础等，这些地基基础需要按照实际情况进合理运用。在地基所承受的压力和承载力沿地基竖向传递时，应当采取独立的基础进行承重；当建筑施工区域土质较软时，而地基所承受的上部荷载过大时应当采用筏形基础进行承重；当建筑施工区域的土质较好，没有什么外部荷载时应当采用桩基础进行承重。

4 结束语

总体来讲，现代建筑工程施工理念发生变化，对施工质量要求越来越高，需注重地基基础工程设计，选择恰当施工技术，夯实地基基础。地基基础工程设计人员严格遵从房屋工程所在地的实际地质情况，在设计地基结构之前进行全面勘查，完善地基基础施工方案，规范施工流程，最终达到提升地基基础工程施工质量的目的。