于 明

(黑龍江省寒地建筑科學(xué)研究院，哈爾濱 150080)

1 地基設(shè)計(jì)過程中存在的問題及產(chǎn)生原因

1.1 地基設(shè)計(jì)不合理

建筑工程施工過程中，地基經(jīng)常會出現(xiàn)土坡滑動與地下滲水等問題，同時(shí)也會出現(xiàn)地基變形或地基不穩(wěn)等情況。一旦出現(xiàn)這些問題，設(shè)計(jì)人員應(yīng)對地下水的流動情況進(jìn)行分析，并對其產(chǎn)生的沖擊力進(jìn)行判斷，以分析產(chǎn)生上述問題的原因。設(shè)計(jì)過程中，如果設(shè)計(jì)人員未充分考慮到地下滲水問題，就會導(dǎo)致土坡滑動現(xiàn)象的發(fā)生。一旦滑動現(xiàn)象較為嚴(yán)重，將會使地基出現(xiàn)傾斜或變形，進(jìn)而破壞地基的穩(wěn)定性，這將對建筑工程的施工產(chǎn)生極大的影響，不僅會破壞建筑工程的安全性與使用年限，還會延長建筑施工工期。在地基設(shè)計(jì)過程中，如施工現(xiàn)場的地形較為特殊，將極易出現(xiàn)地基加固不穩(wěn)的情況。由于地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜多變，地形地貌的差異會導(dǎo)致地基設(shè)計(jì)工作的難度增加，尤其是南方部分地區(qū)鄰近海洋，其土質(zhì)較為松軟，設(shè)計(jì)人員對此土質(zhì)進(jìn)行建筑工程設(shè)計(jì)時(shí)，必須加強(qiáng)對地基的加固處理，之后才可以進(jìn)行具體的建筑施工工作。

1.2 地基設(shè)計(jì)問題產(chǎn)生的直接原因

在地基設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員未能對施工現(xiàn)場外在環(huán)境、地形地貌以及地質(zhì)條件進(jìn)行實(shí)地考查，對項(xiàng)目本身的考慮也不周全，設(shè)計(jì)人員未能結(jié)合建筑工程自身的特點(diǎn)與施工質(zhì)量要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，因此，設(shè)計(jì)人員提出的地基設(shè)計(jì)方案的合理性有所欠缺，嚴(yán)重影響了建筑工程的施工進(jìn)度，甚至?xí)?dǎo)致建筑工程存在質(zhì)量隱患。

在地基設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)深入建筑施工場地，采取科學(xué)的方式進(jìn)行施工現(xiàn)場地質(zhì)條件的有效勘察。還應(yīng)對建筑地質(zhì)條件進(jìn)行模擬，形成建筑現(xiàn)場的實(shí)地勘察報(bào)告，結(jié)合工程實(shí)際情況、工程預(yù)算與施工期限合理進(jìn)行建筑地基的設(shè)計(jì)。然而在建筑工程施工過程中，部分施工單位并沒有進(jìn)行詳細(xì)的勘察，勘察報(bào)告的制定也不全面，因此，設(shè)計(jì)人員根據(jù)并不詳實(shí)或不全面的勘察報(bào)告進(jìn)行設(shè)計(jì)，難以保證設(shè)計(jì)符合實(shí)際的建筑施工要求。部分設(shè)計(jì)人員在未進(jìn)行科學(xué)研究的情況下進(jìn)行建筑工程地基的設(shè)計(jì)，導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案與建筑施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件并不相符，設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量缺陷較為嚴(yán)重，如以此設(shè)計(jì)盲目地進(jìn)行施工，會導(dǎo)致建筑工程的安全存在隱患。

2 建筑工程設(shè)計(jì)中的地基處理要點(diǎn)

2.1 加強(qiáng)對前期分析的重視

建筑工程地基設(shè)計(jì)處理過程中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)結(jié)合建筑工程的實(shí)際情況，嚴(yán)格進(jìn)行分析與測算，采用較為靈活的樁閥方式，以摩擦樁位作為建筑工程的中心樁，結(jié)合碎石擠密法實(shí)現(xiàn)對含水樁的有效操控，以保障樁底的承載能力滿足工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。如果工程承的承載力達(dá)到5 000 Pa以上，那么樁底的壓縮模應(yīng)高于6 MPa。由于地基處理空間較小，還應(yīng)保障地基的錘實(shí)度，并對地基實(shí)施有效的動力觸探檢查，以確保地基處理可以達(dá)到規(guī)定的施工標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)，還應(yīng)對施工現(xiàn)場的地質(zhì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，以確保其不會對建筑工程產(chǎn)生較大的影響。此外，還應(yīng)充分利用擴(kuò)大底部方式合理處理地基，以提高地基處理的效果，進(jìn)一步提升建筑工程的質(zhì)量。

2.2 增加擴(kuò)大頭數(shù)量

在建筑施工過程中，隨著進(jìn)漿量及壓強(qiáng)的提升，擴(kuò)大頭的數(shù)量也應(yīng)相應(yīng)增加，以使壓密區(qū)域的擴(kuò)張性得到保障。設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員應(yīng)利用外管道的優(yōu)勢進(jìn)行混凝土的運(yùn)輸，采用靜壓的方式對管道外部的樁尺寸進(jìn)行有效提升，如果樁頭部分的承載能力較差且擴(kuò)張難度不大時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行擴(kuò)大頭數(shù)量的增加，反之，如術(shù)樁頭部的承載能力較高，并且存在較大的擴(kuò)張難度時(shí)，應(yīng)適當(dāng)減少擴(kuò)大頭。同時(shí)，還應(yīng)對樁底區(qū)域殘留的雜質(zhì)進(jìn)行徹底清理，提升土質(zhì)、增強(qiáng)摩擦力，以實(shí)現(xiàn)建筑承載能力提升的目標(biāo)。如果利用碎石擠密法進(jìn)行操作的效果不理想，則可以用預(yù)埋管壓泵的方式對不符合標(biāo)準(zhǔn)的碎石進(jìn)行處理，按照等邊三角形進(jìn)行使用樁的注漿管預(yù)埋。

3 建筑工程地基處理的實(shí)踐要點(diǎn)

3.1 強(qiáng)夯型地基

強(qiáng)夯型地基與其他地基處理方式不同，各類建筑工程都可以采用此方法進(jìn)行地基處理。此方法利用了力學(xué)知識，以動力固結(jié)方法為有力的理論支撐，處理工程投入費(fèi)用較少，處理效果較為理想，得到了相關(guān)領(lǐng)域的一致認(rèn)可與應(yīng)用。在此方法應(yīng)用過程中，多次使用重錘進(jìn)行地基夯實(shí)，對重錘下達(dá)高度有嚴(yán)格明確的規(guī)定，因此，可以有效提升土壤的固結(jié)速率，可以實(shí)現(xiàn)高效、快速的地基穩(wěn)固，對建筑工程施工質(zhì)量有明顯的提升效果。同時(shí)，在低飽合度的土壤或沙地等施工場所也可應(yīng)用此方式。在施工前應(yīng)設(shè)計(jì)出飽和性土壤的排水方案，以免由于水分積存過多而破壞地基的承載能力。強(qiáng)夯法地基處理流程如圖1所示。

3.2 換填型地基

本方法主要是運(yùn)用具有較高承載能力的土壤替代承載力相對較差的土壤，進(jìn)而有效提高建筑工程的承載能力。在換填過程中，主要以碎石進(jìn)行土壤的替換，由于灰土及沙土也具有一定的承載力，并且自身的耐腐蝕性較強(qiáng)，因此，有些建筑工程實(shí)踐中也會運(yùn)用灰土或沙土進(jìn)行土壤的替換。在施工開始前，施工單位應(yīng)對施工現(xiàn)場的土質(zhì)進(jìn)行采樣與分析，將承載能力較差的土壤進(jìn)行挖掘，再填以碎石或沙土等替換材料，以提高土壤的承載能力，如圖2所示。此種地基處理方式對建筑工程的承載能力有顯著的提高作用，可以增強(qiáng)土壤的固結(jié)速率，減少塑型坡的出現(xiàn)，以免建筑工程的安全性受到影響，還能效提升建筑工程的使用壽命。

圖1 強(qiáng)夯法地基處理流程Fig.1 Foundation treatment process of dynamic compaction method

圖2 換填型地基結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Structure of replacement foundation

3.3 深層密實(shí)型地基

根據(jù)處理原理的不同，可將深層密實(shí)型地基處理法分成三種。一是振沖法。這一方法在黏稠土質(zhì)的地基處理中應(yīng)用較多。施工時(shí)，必須輔助以振沖器，以設(shè)備的強(qiáng)力振動作用沖擊與擠壓地基及周邊土壤，以促進(jìn)土層結(jié)塊速率的顯著提升，進(jìn)而提高建筑工程的承載能力，并使之具有一定的抗液化能力，有效降低土壤的沉淀。二是深層攪拌法。該方法對于松軟土質(zhì)的地基處理較為適用，處理效果較為理想。在處理過程中，會應(yīng)用到水泥等固化劑，還需攪拌機(jī)的輔助才可以實(shí)現(xiàn)深層攪拌，在水泥及攪拌作用下可以明顯提高土壤的承載能力與抗腐蝕性。三是砂石樁法。此方法在可液化型土壤地基處理中應(yīng)用較多。