浅谈建筑工程中的地基处理方法

杜娟 阳泉市建筑设计院有限公司

1 前言

地基基础是建筑主体结构中的重要组成部分，基础是将结构所承受的各种作用传递到地基上，起到承载上部建筑物的关键作用。近年来，我国建筑行业飞速发展，工程的建设规模逐步扩大，建筑使用功能不断增多，建筑高度也越来越高，使得上部传给基础的荷载也在增大，进而对地基的稳定性与承载性能提出了更高要求。在选择地基处理方法时，需结合项目施工作业的实际要求与相关情况，以满足工程设计要求为基准，采取安全适用、技术先进、经济合理、确保质量的技术方法，综合考虑因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源等影响因素。

2 地基处理的目的与对象

处理地基是建筑工程工作中的首要任务，地基处理的设计方法和施工质量将会直接影响到上部建筑物的安全。一般情况下，若在现场勘察阶段内发现地基存在较强的压缩性，强度不稳定、承载力不满足，与上部基础设计要求不符，则应按照基础设计的具体要求与实际情况，选择适宜的地基处理方法。增强地基结构的稳定性，提高其整体强度与承载能力，或改善其变形性质或渗透性质是处理地基的根本目的，避免在后续工程建设施工及使用中地基发生不均匀沉降等异常现象而危及人身安全。通常情况下，建筑工程地基处理的目标对象分为两类，一是不良地基，二是软弱地基。

不良地基的形成主要与地质环境有关，常见的包括膨胀土地基、湿陷性黄土地基、土洞地基以及泥炭土地基等[1]。例如：湿陷性黄土在上覆土层自重应力作用下，或者在自重应力和附加应力共同作用下，因浸水后土的结构破坏而发生显著附加变形的土称为湿陷性土。湿陷性黄土又分为自重湿陷性和非自重湿陷性黄土。在湿陷性黄土地基上进行工程建设时，必须考虑因地基湿陷引起的附加沉降对建筑物可能造成的危害，因此选择适宜的地基处理方法尤为重要，以避免或消除地基的湿陷或因少量湿陷所造成的危害。

地表下相对深度范围内的土质如以软土层为主，则表明其属于软弱地基，软土是指土质强度低，压缩性较高的软弱土层，多数含有一定的有机物质。由于软土强度低、沉降量大，往往给建筑工程带来很大的危害，如处理不当，会给施工和后续使用造成很大影响。软土根据特征可分为：软粘性土、淤泥质土、淤泥等。工程中常见的软土一般是指处于软塑或者流塑状态下的粘性土。其特点是天然含水量大、孔隙比大、压缩系数高、强度低、工程地质条件较差。如遇到软弱地基时，必须采取切实可行的地基处理方法。

3 建筑工程地基基础设计中的常见问题

3.1 软弱地基、地基土压缩沉降变形量大

现阶段，大部分拟建在沼泽化湿地地带的建筑物多面临着软土地基的处理问题，淤泥质土的存在大幅削弱了地基地层的承载能力，厚度不均的土层也给地基处理工作的实施带来较大难度。其中，充分把握淤泥特点、有效控制软土地基的形变是现场施工面临的重要问题，为了确保地基基础满足建筑工程的设计要求，需将建筑物的地基变形控制在规范允许的范围内。若忽视了对软弱地基的处理，在厚度不均的软弱地基地层上直接开展上层建筑物的施工作业，必然会增加建筑物出现不均匀沉降现象的几率，给现场作业及后期使用带来严重的质量安全隐患[2]。

3.2 建筑物规模大、增加地基形变几率

随着城市现代化进程逐步加快，高层建筑的建设施工数量越来越多，除了建筑物的构建规模逐渐扩大外，其占地面积也显著增加。在建筑设计前期，若忽略了对地基地质情况的全面勘察，没有结合工程项目的荷载要求妥善处理地基，很可能会导致建筑物的部分结构出现形变、断裂现象。通常情况下，建筑工程设计中对建筑物自身结构刚度、强度以及裂缝控制方面提出的规定要求，都是基于地基基础安全稳定的前提之上，若地基结构的稳定性不足，必然会对整体建筑的安全性、稳定性与使用性能造成不利影响，可能给建筑物后续的正常使用埋下不确定性的安全隐患。提高对地基处理工作的重视程度，除了降低地基出现不均匀沉降、形变问题的几率，更为关键的是避免建筑物在后续施工和使用中存在的安全隐患，防止其主体结构出现断裂现象。

3.3 承载力及稳定性不满足设计要求

地基剪切破坏的具体表现形式有建筑物的地基承载力不够，由于偏心荷载或侧向土压力的作用使结构失稳；由于填土或建筑物荷载，使邻近地基产生隆起；土方开挖时边坡失稳基坑开挖时坑底隆起。地基土的剪切破坏主要是因为地基土的抗剪强度不足，因此，为防止剪切破坏，就需要采取一定的地基处理措施提高地基土的抗剪强度。

3.4 软弱地基渗漏液化、震动后易出现错位现象

诸多民用建筑工程建设普遍临近市区，难免与市政重要规划路段相临近，在建筑物投入到正式使用阶段后，地基部分除了需要承载上层建筑物的荷载，也可能受到载重汽车行驶产生的动荷载的影响。结合以往建筑工程建设的实践经验可以发现，在长期不规则动荷载作用力的影响下，建筑物的基础土层容易出现淤泥液化的现象，地基中多埋藏渠箱，在外部因素的干扰下容易出现错位、渗漏液化以及变形等现象，若建筑地基在震动后发生错位，只得从上至下逐一拆除，再对其给予重新浇筑，这在一定程度上显著增加了建筑工程的工程量[3]。

4 建筑设计中地基处理方法

4.1 沉管砂石桩复合地基

沉管砂石桩复合地基适用于挤密松散砂土、粉土、粉质黏土、素填土、杂填土等地基，以及用于处理可液化地基，此类地基土壤的强度小，承载能力普遍较弱，利用砂石桩巩固地基，有利于从根本上提高地基的承载性能，与此同时削弱其压缩性能。若为饱和黏土地基，变形控制不严的工程也可采用砂石桩置换处理，替代原有的不良土壤，以此强化整个地基地层的强度与承载能力。首先要构筑砂石桩，将其作为骨架，然后选择适宜的软黏土作为填充料，获得更为坚实、稳固的地基。将砂石桩运用到建筑工程不良地基或软弱地基的处理作业中，能够使软土内包含的水分流出，确保地基结构整体稳定性得到显著提升[4]。

4.2 高压喷射注浆法

近年来，高压喷射注浆法在建筑工程地基处理作业中得到广泛应用，通常情况下，若地基基础为淤泥质土、粘性土以及砂土，则适合通过高压喷射注浆的技术方式对地基进行加固处理。在实际施工过程中，工作人员需要全方位地评估工程的建设施工场地，以及周边区域的环境情况，地基内除了可能包含根茎、植被，也可能存在其他类型的杂质，因而在组织开展地基处理作业前，工作人员需要结合具体的评估结果，确定此种处理方式是否适用。若是地基基础下存在流速较快的地下水，亦或是在喷射浆液的过程中，材料无法有效地凝结在浆套管的四周，则说明高压喷射注浆法并不适用，难以起到提高地基承载性能与稳定性的作用[5]。

4.3 灰土挤密桩和土挤密桩复合地基

土或灰土挤密桩是一种常见的地基处理方法，被广泛应用于大部分建筑工程中，其主要是通过将填夯桩与土、灰土等结合起来，构筑成一个复合地基。在此过程中，需要重点关注地基在实际施工中可能出现的湿陷性问题，利用灰土挤密桩桩加密的处理方法，主要目的在于切实增强地基在使用阶段内的承载能力，增强地基结构的稳固性，并有效去除土壤内的水分。将土挤密桩应用到建筑工程地基处理中，能够有效处理多种形式的不良地基或软弱地基，常见的包括地下水位以上的粉土、黏性土、素填土、湿陷性黄土以及杂填土等，可处理地基的厚度宜为3m~15m。

4.4 换填垫层法

换填垫层法处理不良地基与软弱地基对场地大小、环境、所用材料等具有较高要求。通常情况下，对于素填土、淤泥质土、杂填土等软质土，或是以淤泥为主的不良地基，运用换填垫层法进行处理均可以获得较好的加强效果，除此以外，若需要浅层处理暗坑塘与暗沟，也可以优先考虑选用换填处理。换填法的操作流程较为简单，首先，选定地基处理的具体范围，结合其软弱土层的深度与实际情况，参照建筑工程施工建设的具体要求，选择挖除部分软质土层，亦或是全部挖除不良地基，然后选用砂石、灰土亦或是粉煤灰、矿渣等质地较为稳定的材料分层碾压夯实至所需的承载力及压实系数。换填垫层的厚度应根据置换软弱土的深度以及下卧土层的承载力确定，厚度宜为0.5m~3m。

4.5 深层搅拌法

深层搅拌法多指水泥土搅拌法，这种地基处理方法主要分为两种形式，一是粉体喷搅法，即干式处理法，二是浆液深层搅拌法，即湿式处理法。通常情况下，若建筑工程的地基土质为淤泥土、粘性土或素填土，亦或是正常凝结的饱和黄土，则应用水泥土搅拌法可以获得较为理想的加固处理成效。但若是地基土质为塑性指数超过25的泥炭土与粘土，且地基下方存在具有腐蚀性的地下水、含有大量有机质的地下水，则表明不适用于深层搅拌法，这种技术方式难以取得较好的处理效果。面对此种特殊情况，若施工人员想要采取水泥土搅拌法对其进行处理，则应预先采取适宜的处理措施，改善当前软弱土质或不良土质的情况，然后再借助于水泥土搅拌法进一步强化地基的强度与承载性能。除此以外，深层搅拌法的应用对地下水的pH值也具有一定要求，其要求水的pH值不得低于4.0。经由结构将相邻的水泥搅拌桩紧密地连接在一起，这样便构筑成了地基的外部防水保护层，但将深层搅拌的作业方法应用到建筑工程地基处理施工中，普遍要求地基需具备较强的承载能力，且土质的质地、稳定性水平较高，因而其在实际施工中的应用具有较高难度，对于小型建筑施工工程地基处理作业的适用性较低。

建筑地基处理方案的设计与规划较为复杂，工作人员除了需要立足于工程建设施工场地地质、水文条件等基本情况外，还需综合考量到建筑物体型以及功能、使用要求，综合把握其荷载大小与分布情况，掌握相邻建筑的基础情况，确保材料供应、施工条件、地区抗震裂度等符合规定要求，选择适宜可行的地基处理方式。

5 结束语

优化处理建筑工程地基，主要目的在于全面加强地基结构的承载能力、强度性能、稳定性以及安全性，以建筑地基土质的实际情况为基准，选择科学合理的处理方式，为施工人员及建筑住户等提供必要的安全保障，实现对建筑物沉降问题的有效把控。