建(構(gòu))筑物地基與基礎(chǔ)超深處理型式的研究

孟令德 劉景春

石橫特鋼集團有限公司 山東 泰安 271612

前言

地基基礎(chǔ)是建筑工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，顧名思義基礎(chǔ)是一切建筑的根本，任何建筑物的荷載最終將傳遞到地基上，所以工程設(shè)計中地基處理設(shè)計方案尤其重要，涉及到工程投資、結(jié)構(gòu)安全、抗震等。所有大型工程項目建設(shè)，土建工程占比很高，現(xiàn)場地質(zhì)條件變化太大，巖土工程特性千差萬別，比如承載力不足、軟弱地層、回填土、巖層、巖溶發(fā)育、溶洞等現(xiàn)象會綜合發(fā)生，持力層埋藏標高與基礎(chǔ)設(shè)計標高一致性差，不可避免會發(fā)生超深和地基處理，選擇合理的地基處理技術(shù)，目的是解決地基承載力問題，滿足基礎(chǔ)設(shè)計要求和結(jié)構(gòu)安全性，滿足基礎(chǔ)沉降符合規(guī)范要求，同時降低工程造價、縮短工期，實現(xiàn)工程建設(shè)目標。

一、地基處理技術(shù)和基礎(chǔ)工程重要性

1.地基處理技術(shù)的主要目的

地基處理的根本目的是采用合理、科學、準確、經(jīng)濟的各種工程處理方法以改善地基條件，主要措施原理如下：

①改善剪切特性；②改善壓縮特性；③改善透水性；④改善動力特性；⑤改善特殊土的不良地基特性。

2.實現(xiàn)結(jié)構(gòu)安全，降低工程造價、縮短工期。

3.目前建構(gòu)筑物基礎(chǔ)處理的形式及現(xiàn)狀

工業(yè)建構(gòu)筑物基礎(chǔ)不同程度存在超深處理現(xiàn)象，新技術(shù)關(guān)注度不高，處理方式多采用C15素混凝土填充或換填級配碎石或樁基礎(chǔ)，往往方案單一，造價較高、處理難度較大，工期漫長。在結(jié)構(gòu)復雜或地質(zhì)條件復雜的情況下合理選擇基礎(chǔ)型式可以縮短工期、降低工程造價。

二、地基處理技術(shù)的主要原則

1.地基處理的方法

無論什么采用何種地基處理技術(shù)，必須消除不均勻沉降，著重解決不同土層軟硬結(jié)合部位的處理，杜絕危及結(jié)構(gòu)安全的不均勻沉降出現(xiàn)等。

地基處理技術(shù)可以按照地基處理的原理、目的、處理地基的性質(zhì)、地基處理的時效、動機等不同角度進行分類。一般可采用根據(jù)地基處理的原理進行分類的方法，可以分成換填墊層法處理、預壓處理、化學加固處理、夯實（密實）處理、深層擠密（密實）處理、化學加固處理、加筋處理、熱化學處理等。每種處理方式均是緊密相關(guān)聯(lián)的，嚴格分類非常困難，有的處理方法具有幾種不同的作用，例如：沖振法具有置換左右還有擠密作用，不同擠密法中同時還有置換作用。還有的處理方法的加固機理、計算方法目前還不是十分明確，需要進一步探討。

2.收集地勘資料和設(shè)計資料，對地基與基礎(chǔ)的處理材料性能和處理方式進行詳細研究，確定該各種地基處理形式的應用范圍及相關(guān)技術(shù)參數(shù)。

3.確定地基處理方案時，應根據(jù)工程項目資料，制定步驟初步選定可供考慮的幾種地基處理方案。應分別從預期處理效果、材料及消耗、工期、環(huán)境影響因素等方面進行經(jīng)濟技術(shù)、安全性分析對比，選擇最佳方案。同時考慮加強上部結(jié)構(gòu)的整體性和剛度。

對于已經(jīng)選定的地基處理方案，根據(jù)建筑物的地基基礎(chǔ)設(shè)計等級和場地負責程度，要在有代表性的場地上進行試驗，檢驗涉及參數(shù)、選擇合理的施工方法和確定處理效果。

4.組合式地基基礎(chǔ)處理方案的應用實例

結(jié)合以往大型工業(yè)建筑工程施工的實際情況及地基基礎(chǔ)處理的具體應用探索，比如樁基礎(chǔ)、強夯地基、復合地基、強夯+樁基、載體樁、筏板基礎(chǔ)、素混凝土超深填充、換填法、降低基底標高增長短柱法等基礎(chǔ)超深處理型式研究分析，確定地基處理方式，往往是多種組合應用，取得良好效果，積累成功的經(jīng)驗，并有效地降低了工程的投資造價，確保建構(gòu)筑物的合理經(jīng)濟壽命。

三、在工程中采用的主要地基處理類型及特點

1.樁基礎(chǔ)。樁基礎(chǔ)承載力高、在地震力作用下的變形小、穩(wěn)定性好、工程性質(zhì)優(yōu)良，可以應用于各種工程地質(zhì)條件和各種類型的工程，尤其是適用于軟弱地基處理。樁基能有效解決地震區(qū)軟弱地基和地震液化地基抗震問題。樁基礎(chǔ)根據(jù)設(shè)計和建筑要求，分為群樁、排樁單樁等形式，根據(jù)受力原理主要有端承樁、摩擦樁、灌注樁、預制樁等幾種型式。

2.筏板基礎(chǔ)。單體建筑物地下基礎(chǔ)做成一個整體澆注底板，由底板、暗梁等系統(tǒng)組成。通過整體力學性能和足夠的剛度，主要解決建筑物荷載較大、地基承載力較弱的問題，有效克服獨立基礎(chǔ)承載力不足、地基土變形過大、局部不良等問題。形成整體塊體基礎(chǔ)能很好的抵抗地基不均勻沉降和變形。

3.地基換填。是指開挖完基坑后達到持力層，出現(xiàn)局部超深，用其他優(yōu)質(zhì)材料進行替換，從而滿足地基承載力要求。

4.強夯地基。主要是利用重錘沖擊能來夯實擠密加固換填土層，形成承載力和壓縮變形達到要求的再造地基持力層來承受上部載荷。

四、結(jié)語

通過對地基進行必要的加固或改良，提高地基土的承載力，保證地基穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)安全。合理地基處理方案的選擇是縮短工程建設(shè)工期和大幅度減少工程投資的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。