范 鵬 超

(山西省勘察設(shè)計(jì)研究院,山西 太原　030013)

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地基處理選擇與樁基選型的分析

范 鵬 超

(山西省勘察設(shè)計(jì)研究院,山西 太原030013)

論述了地基處理與樁基選型的重要性，分析了幾種常用的地基處理方法及樁基類(lèi)型的優(yōu)缺點(diǎn)，并提出了地基處理選擇和樁基選型的原則，為土建工程施工設(shè)計(jì)提供參考。

地基處理，樁基，安全性，土質(zhì)

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，地基處理的工藝也得到了一定的發(fā)展，現(xiàn)有的地基處理方法多種多樣，可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的地理結(jié)構(gòu)、土層性質(zhì)選擇最適合的地基處理方法，以達(dá)到最佳的對(duì)地基進(jìn)行加固的效果。在地基處理過(guò)程中，由于需要應(yīng)用到一些大型的機(jī)械設(shè)備，而這些設(shè)備的使用情況又較大的受到天氣的影響，因此，在施工過(guò)程中，應(yīng)加強(qiáng)安全防范工作，確保人員安全。

1　地基處理與樁基選型的重要性

地基工程在整個(gè)建筑工程中占據(jù)了重要地位，地基工程質(zhì)量不過(guò)關(guān)，整體工程質(zhì)量就會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題。地基的處理以及樁基的選型并不是千篇一律的，實(shí)際的土質(zhì)情況決定了地基的處理以及樁基的選型，有很多的土壤類(lèi)型并不能用于地基的修建，不適合做地基的土壤有充填土、飽和松散土等。對(duì)于不適合做地基的土壤，一般都會(huì)采取相應(yīng)的措施加以處理。地基的處理方式隨著地基本身的實(shí)際情況需要進(jìn)行區(qū)別對(duì)待，施工方一般都需要考慮工程造價(jià)、環(huán)境條件、材料供給等因素，從而確定最終的處理地基的合理方式。除此以外，地基工程對(duì)于承受力的要求也較高，加固是針對(duì)達(dá)不到要求的地基最常用的處理辦法，加固中一般會(huì)運(yùn)用到樁基礎(chǔ)，以改善土壤整體的剛度，從而使土壤各個(gè)方面的載荷能力都有所改變和加強(qiáng)。

2　類(lèi)別的區(qū)分

樁基礎(chǔ)的構(gòu)成包涵了多個(gè)單樁，連接的方式是在樁的頂部設(shè)置一個(gè)承受平臺(tái)和樁身，這樣載荷的傳遞就會(huì)經(jīng)過(guò)一個(gè)整體，并以整體的方式來(lái)傳遞。樁基承臺(tái)會(huì)因?yàn)椴煌奈恢枚纬刹煌叨鹊某信_(tái)，較高的平臺(tái)在一般情況下會(huì)應(yīng)用在橋梁與碼頭的工程建設(shè)中，而在房屋建筑中，對(duì)于低承臺(tái)的運(yùn)用較多，并且，依據(jù)自身承載的性質(zhì)，樁基又分為摩擦樁和承端樁。地基可以分為兩種形式，第一種就是天然情況下自己構(gòu)成的地基，第二種是在人為作用下形成的地基，天然地基一般應(yīng)用于不易發(fā)生沉降的土壤中，天然地基相對(duì)于人工地基對(duì)于建筑工程施工的難度來(lái)說(shuō)更加簡(jiǎn)便，并且天然地基耗費(fèi)的資金物力都相對(duì)少得多。

對(duì)于樁基選型主要根據(jù)地基的具體埋深來(lái)定，其中主要包含了水泥土夯實(shí)樁與強(qiáng)夯樁兩種，水泥土夯實(shí)樁一般都用來(lái)構(gòu)建廠房，因?yàn)閺S房對(duì)于建筑結(jié)構(gòu)的牢固度要求相對(duì)較低，相對(duì)于強(qiáng)夯樁而言，水泥土夯實(shí)樁消耗的成本更低。

3　地基處理選擇

根據(jù)處理原理可將地基處理的方法劃分為以下幾種。

3.1加筋法

加筋法就是將砂樁、樹(shù)根樁等打入相對(duì)軟弱的土層結(jié)構(gòu)中，作為建筑地基的加筋，有時(shí)也會(huì)使用到土工聚合物來(lái)代替砂樁與樹(shù)根樁。通過(guò)加筋后的復(fù)合土體與單一的土體相比，其各方面的能力都得到了升級(jí)，比如其抗剪能力、抗壓能力以及抗彎能力等都更強(qiáng)了。將這些因素結(jié)合就能有效保證建筑整體地基的穩(wěn)定程度，使建筑工程能夠加強(qiáng)自身的質(zhì)量建設(shè)，在這其中所提到的土工聚合物大都是指建筑材料和建筑預(yù)制構(gòu)件，該類(lèi)物質(zhì)都是由纖維材料制作而成的?，F(xiàn)在應(yīng)用的主要土工聚合物成品主要有土工膜以及塑料排水板等。在一般情況下，各種地基的加筋都可采用樹(shù)根樁來(lái)完成，而堤壩軟土地基的加筋一般都采用土工聚合物，鋼筋的配筋在各類(lèi)軟弱地基中應(yīng)用廣泛。

3.2排水固結(jié)法

排水固結(jié)法通常是在地基為軟土的情況下應(yīng)用較多，排水固結(jié)能夠使地基空隙里面的水分被排放到其他的地方，水分流失土壤的強(qiáng)度就會(huì)得到提高，從而形成固結(jié)的效果，固結(jié)以后，地基的承載力得到增強(qiáng)，地基沉降的幅度也會(huì)大大降低。排水固結(jié)的方法有多種，其中包含真空預(yù)壓法以及電滲法等，為了提升地基的承載能力，通常會(huì)采用堆載預(yù)壓法對(duì)地基進(jìn)行堆土預(yù)壓。

3.3振密、擠密法

振密、擠密法一般適用于濕陷性黃土與砂土以及粘性土壤的加固中，主要是通過(guò)對(duì)土壤進(jìn)行振動(dòng)與擠壓來(lái)降低土壤的孔隙比，提高其密度，最終達(dá)到增強(qiáng)地基承載力的目的。

3.4置換拌入法

在一些置換項(xiàng)目中，為了增強(qiáng)地基的承載力，壓縮量更低，經(jīng)常會(huì)應(yīng)用到碎石與砂粒來(lái)取代地基中的軟土，然后在里面添加使其整體硬化的材料以達(dá)到穩(wěn)固成型的目的，硬化材料有水泥漿液與硅酸鈉漿液等。一般在添加固化液的時(shí)候都需要進(jìn)行充分的攪拌，使各種材料之間均勻粘結(jié)，并發(fā)生物理變化與化學(xué)變化，增強(qiáng)粘結(jié)效果。一般在進(jìn)行封堵泉眼與制止流沙的時(shí)候會(huì)采用電滲硅化法。

4　樁基選型

樁基有沉管灌注樁、管樁、沖孔灌注樁、通過(guò)人工挖孔并進(jìn)行灌注的樁基等多種類(lèi)型，下面對(duì)這幾種樁基類(lèi)型進(jìn)行分別介紹。

4.1沉管灌注樁

這種樁基自身的造價(jià)不會(huì)很高，而且整體的樁徑和樁長(zhǎng)不管是在粗細(xì)還是長(zhǎng)短方面都較為一致，缺點(diǎn)是在拔管的過(guò)程中一定要多加注意，因?yàn)檫@個(gè)過(guò)程容易造成樁基斷裂與縮頸，樁與樁之間在受到碰撞之后還會(huì)由于過(guò)于脆弱而產(chǎn)生擠壓的情況。圖1為沉管灌注樁施工工藝流程。

4.2管樁

使用這種樁型的時(shí)候，沉樁工期一般都具有較短的特點(diǎn)，其施工質(zhì)量也較容易被施工方掌握，建造的單方混凝土自身也具有較高的承載力，不過(guò)擠土的情況也是時(shí)有發(fā)生的，進(jìn)而會(huì)造成地下管網(wǎng)的破壞，甚至?xí)驗(yàn)榻訕稕](méi)有把握正確的技術(shù)而發(fā)生臨樁上浮乃至樁頭損壞的現(xiàn)象。

4.3沖孔灌注樁

沖孔灌注樁施工中，第一步設(shè)置漿池或者漿溝，第二步埋設(shè)鋼護(hù)筒，第三步進(jìn)行樁機(jī)對(duì)位，第四步是沖孔(開(kāi)孔、正常沖孔、沖打巖層)，第五步是下鋼筋籠，第六步是清孔，第七步灌注水下混凝土。

優(yōu)點(diǎn)：1)節(jié)省鋼材的使用量；2)隨著埋深的增加可以自由調(diào)節(jié)樁長(zhǎng)；3)樁直徑大；4)不存在擠壓土的現(xiàn)象。

缺點(diǎn)：1)單方混凝土自身沒(méi)有較高的承載力；2)對(duì)于環(huán)境的污染較為嚴(yán)重；3)沒(méi)有辦法完全掌握施工的質(zhì)量；4)不同的工序之間會(huì)產(chǎn)生較為密切的相互影響。

4.4通過(guò)人工挖孔之后灌注的樁基

人工挖孔灌注樁由于施工工藝上面有自身的要求，通常會(huì)將樁徑設(shè)計(jì)得比其他情況更大，人工挖孔灌注樁施工操作相對(duì)簡(jiǎn)單，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境要求也非常低，而且施工過(guò)程中不會(huì)產(chǎn)生太大的噪聲，使用這種樁基，樁徑的選擇性較多，并且可以節(jié)約大量的成本，不過(guò)在挖孔的過(guò)程中需要往里面注水，而注水又會(huì)引起地面高度降低，除此之外，該方法需要消耗大量的人力勞動(dòng)，且對(duì)于工人的生命安全保障較低。

5　安全性的考量

確保工程具有較高的安全性是一項(xiàng)工程中至關(guān)重要的原則，基于地基的建設(shè)非常重要，且存在一定的危險(xiǎn)系數(shù)，確保地基建設(shè)過(guò)程中人員的安全尤為重要。樁基礎(chǔ)的施工中通常會(huì)運(yùn)用到一

些大型的機(jī)械設(shè)備，這些設(shè)備的使用過(guò)程中會(huì)因?yàn)樘鞖獾淖兓档褪褂貌僮鞯谋憷?，在工程施工中，因各個(gè)方面和各種程度的影響會(huì)存在較大的安全隱患，這就要求建設(shè)單位的施工人員嚴(yán)格遵循有關(guān)要求，依照適合的進(jìn)度合理調(diào)動(dòng)機(jī)械的使用，在惡劣環(huán)境天氣中，應(yīng)杜絕大型機(jī)械的運(yùn)作，要始終貫徹安全第一的生產(chǎn)原則，不能一味的趕工期，要結(jié)合實(shí)際的狀況，將施工人員的人身安全放在第一位，所謂安全施工，最主要的就是施工人員的安全，確保了施工操作人員的人身安全才能實(shí)現(xiàn)安全施工。除了機(jī)械設(shè)備與天氣等因素以外，面對(duì)不同的地層條件時(shí)，安全隱患的表現(xiàn)形式也會(huì)不同，因此，在施工要求方面也存在差異，其差異較為明顯的表現(xiàn)在鉆孔上面，針對(duì)地層條件，其安全隱患一般有三種：

1)基巖層的地層硬度大，施工中會(huì)容易使鉆頭被卡住甚至斷掉的情況，機(jī)械事故時(shí)有發(fā)生。2)軟硬互層很容易導(dǎo)致鋼筋籠被卡在鉆孔內(nèi)，使施工無(wú)法順利進(jìn)行。3)在砂層與粘土層中，孔洞塌陷和埋鉆的情況也較容易發(fā)生。

總體來(lái)說(shuō)，對(duì)于所有的工程建設(shè)項(xiàng)目而言，安全隱患是不可避免的，因此，在處理地基的過(guò)程中，施工方在施工時(shí)，要具體分析現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，采取合理的措施，加強(qiáng)安全防范工作，最大限度的確保施工安全，隨著建筑行業(yè)施工技術(shù)的不斷提升，施工安全監(jiān)管工作也比以前更加嚴(yán)格，如何在施工監(jiān)管技術(shù)發(fā)展的同時(shí)，確保施工的安全性，已經(jīng)是建筑行業(yè)未來(lái)發(fā)展面臨的重要問(wèn)題。

6　結(jié)語(yǔ)

地基的質(zhì)量影響到整體工程的質(zhì)量好壞，而在地基處理的過(guò)程中，通常都是由土質(zhì)情況來(lái)決定地基的處理以及樁基的選型的，對(duì)于不適合做地基的土壤，一般都會(huì)采取相應(yīng)的措施加以處理。地基處理的方法有加筋法以及排水固結(jié)法等等，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇對(duì)應(yīng)的地基處理方法。樁基有沉管灌注樁、管樁、沖孔灌注樁、通過(guò)人工挖孔并進(jìn)行灌注的樁基等多種類(lèi)型，它們均有自身的優(yōu)缺點(diǎn)，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)加以靈活運(yùn)用。

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Analysis on foundation treatment selection and pile foundation selection

Fan Pengchao

(Shanxi Academy of Survey & Design, Taiyuan 030013, China)

The thesis discusses the importance of foundation treatment and pile foundation selection, analyzes common foundation treatment methods and merits and defects of various piles, and puts forward foundation selection and pile foundation selection principles, which has provided some guidance for civil engineering construction and design.

foundation treatment, pile foundation, safety, soil property

1009-6825(2016)25-0078-02

2016-07-01

范鵬超(1980- ),男,工程師

TU473

A