建筑基礎(chǔ)工程及地下室工程施工技術(shù)探討

劉文華（濰坊廣立工程監(jiān)理有限公司，山東 濰坊 261021）

對(duì)于建筑工程而言，施工技術(shù)往往是決定工程質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，且此環(huán)節(jié)對(duì)于后期工程安全性的提升、企業(yè)信譽(yù)度的提高以及建筑企業(yè)總體實(shí)力的提升都極具影響。通常來(lái)說(shuō)，優(yōu)選的施工技術(shù)，既可以優(yōu)化工程造價(jià)，又可以實(shí)現(xiàn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)的最大化，更有利于推進(jìn)企業(yè)的發(fā)展和成長(zhǎng)。

1 建筑地基基礎(chǔ)工程施工技術(shù)分析

1.1 施工前準(zhǔn)備工作

首先，根據(jù)工程實(shí)際情況，按照地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)圖紙制定施工計(jì)劃，再根據(jù)實(shí)際情況分析并審核施工計(jì)劃；其次，進(jìn)行對(duì)應(yīng)的施工試驗(yàn)，保證所有的施工流程都能如期進(jìn)行。另外，施工前需要對(duì)相關(guān)環(huán)節(jié)進(jìn)行審核、檢查，內(nèi)容包含地基基礎(chǔ)施工查驗(yàn)過(guò)程中出現(xiàn)的新技術(shù)與新材料，檢查各項(xiàng)材料性能指標(biāo)有沒(méi)有達(dá)到一定的標(biāo)準(zhǔn)和要求等，保證施工活動(dòng)能夠順利開(kāi)展。

1.2 建筑地基基礎(chǔ)施工中的具體技術(shù)措施

1.2.1 土方開(kāi)挖技術(shù)

在建筑地基基礎(chǔ)施工中，土方開(kāi)挖屬于一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作，也是一道必經(jīng)工序，與此同時(shí)，該環(huán)節(jié)的施工質(zhì)量及施工進(jìn)度往往會(huì)對(duì)后期的施工質(zhì)量和施工進(jìn)度產(chǎn)生很大影響。所以，土方開(kāi)挖時(shí)，施工單位一定要根據(jù)實(shí)際情況合理地制定施工計(jì)劃方案，提前預(yù)測(cè)施工過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題，同時(shí)制定相應(yīng)的施工應(yīng)急方案。一般來(lái)說(shuō)，深基坑施工基本都要先開(kāi)挖后支護(hù)，如此在實(shí)際施工中勢(shì)必要先進(jìn)行二次回填或另搭架子保證完成支護(hù)施工，甚至也有一些在開(kāi)挖時(shí)未給后期支護(hù)施工預(yù)留足夠的工作面，繼而導(dǎo)致施工成本增加。因而，在深基坑開(kāi)挖施工中，要求施工單位需要在施工前做好對(duì)應(yīng)的土層質(zhì)量開(kāi)挖及其周?chē)倪吰轮ёo(hù)工作。換言之，在施工過(guò)程中就要考慮后續(xù)施工對(duì)于支護(hù)施工的具體要求。如果在開(kāi)挖施工環(huán)節(jié)遇到開(kāi)挖深度超出設(shè)計(jì)范圍的情況，需要對(duì)此進(jìn)行及時(shí)回填處理；若遇到土質(zhì)發(fā)生變化的情況，應(yīng)該對(duì)開(kāi)挖方式及土方工作面進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，避免施工后期引發(fā)工程質(zhì)量問(wèn)題[1]。

1.2.2 基坑支護(hù)技術(shù)

在建筑工程地基施工中，基坑支護(hù)屬于一個(gè)核心環(huán)節(jié)。通常情況下，采取科學(xué)的支護(hù)措施可以杜絕其遭到雨水的沖刷，同時(shí)還要保證基坑結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定性。在實(shí)際基坑支護(hù)施工過(guò)程中，施工工作人員需要提前挖出溝槽，并且還要修筑導(dǎo)墻，而后再做后期的地基基礎(chǔ)處理工作。挖槽結(jié)束后，需要測(cè)量和確定槽的深度及寬度，并且在保證所有的指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)要求后，在溝槽內(nèi)置鋼筋籠，同時(shí)開(kāi)始混凝土灌注施工，形成地下連續(xù)墻，最終起到提高建筑地基基礎(chǔ)承載力和建筑結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的作用。該部分施工強(qiáng)調(diào)施工技術(shù)人員需要科學(xué)、合理地控制導(dǎo)墻的厚度及深度，同時(shí)還要按照既定的標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施混凝土的澆筑施工，防止引發(fā)安全和質(zhì)量問(wèn)題。

1.2.3 強(qiáng)夯技術(shù)

在建筑地基基礎(chǔ)施工中采用強(qiáng)夯法的作用是：憑借重力的擠壓作用提高建筑地基基礎(chǔ)密實(shí)度及牢固度，避免引起建筑地基不均勻沉降。同時(shí)，使用這種方法清除土層中富含水分地基的水分，使土層更緊密、牢固，也能提升建筑結(jié)構(gòu)的牢固性和穩(wěn)定性。強(qiáng)夯法施工時(shí)，首先，做好相應(yīng)的準(zhǔn)備工作，采用推土機(jī)預(yù)壓夯點(diǎn)，以確保施工地面的平整度能夠達(dá)到要求，保證為后期施工活動(dòng)做足準(zhǔn)備工作；其次，例行檢查施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，觀察施工現(xiàn)場(chǎng)有無(wú)積水情況，或有沒(méi)有垃圾存在等，假如施工現(xiàn)場(chǎng)存有積水，則需要提前鋪設(shè)砂石來(lái)抵擋水位，防止影響到正常施工，假如施工現(xiàn)場(chǎng)存有垃圾則應(yīng)該及時(shí)清理，以便于施工。另外，強(qiáng)夯法施工過(guò)程中對(duì)于材料的選擇同樣很重要，一旦材料選擇的不恰當(dāng)，往往會(huì)對(duì)整體施工效果產(chǎn)生影響。因此，工作技術(shù)人員在施工時(shí)應(yīng)該合理選擇比較均勻的砂石進(jìn)行施工。

2 地下室及基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要點(diǎn)探討

2.1 抗浮設(shè)計(jì)

2.1.1 確定科學(xué)合理的抗浮設(shè)防水位

在現(xiàn)行勘察單位提供的巖土工程勘察報(bào)告中總共有三個(gè)地下水位指標(biāo)：①擬建場(chǎng)地以往歷史水位的最高點(diǎn)；②最近3～5年內(nèi)水位的最高點(diǎn)；③勘查途中實(shí)時(shí)測(cè)量地下水位。按照設(shè)計(jì)規(guī)范中明確的原則確定地下室抗浮防水位，對(duì)于防水要求比較高的地下室，可參照歷年水位的最高點(diǎn)設(shè)置防水位，假如遇到防水要求不嚴(yán)的地下室，應(yīng)該參考近3～5年內(nèi)的水位最高點(diǎn)及實(shí)時(shí)勘查實(shí)測(cè)的靜止水位進(jìn)行設(shè)置[2]。

2.1.2 降低抗浮防水位的措施

（1）采用平板式筏板基礎(chǔ)

一般來(lái)說(shuō)，平板式筏板的基礎(chǔ)重量大體是與“低板位”梁板式筏板填覆土重量相同，對(duì)比來(lái)說(shuō)，后者的基礎(chǔ)高度會(huì)更高一點(diǎn)。

（2）樓蓋提倡使用寬扁梁或無(wú)梁樓蓋

一般對(duì)于寬扁梁而言，其截面高度基本都維持在跨度的1/16～1/22之間，采用寬扁梁有助于降低地下結(jié)構(gòu)的層高，從而降低抗浮設(shè)防水位。

2.1.3 增加地下室的重量

通常情況下，地下室本身的重量需要符合以下幾個(gè)優(yōu)勢(shì)條件：①可將其當(dāng)作解決地下室抗浮問(wèn)題的關(guān)鍵路徑，但在應(yīng)用此方法時(shí)需結(jié)合地基土的承載力來(lái)決定；②主體結(jié)構(gòu)地基承載力深度修正時(shí)，為使地下室重量增加，可以采取提高主體結(jié)構(gòu)有效埋置深度的方法，提高主體結(jié)構(gòu)修正之后的地基承載力特征值。

采取增加地下室重量的方法解決抗浮問(wèn)題，具體包括兩種方法：

（1）增加基礎(chǔ)配重。這種方法在實(shí)踐應(yīng)用時(shí)大致可以劃分為三種情況：第一種，增加基礎(chǔ)底板厚度；第二種，增加基礎(chǔ)覆蓋面的覆土厚度；第三種，往基礎(chǔ)頂面應(yīng)用重度較大并且價(jià)格較低的填料。此三種方法均可以通過(guò)提升基礎(chǔ)配重以有效解決抗浮問(wèn)題，并在此過(guò)程中增加基礎(chǔ)埋置深度，從而有效提高地下室抗浮設(shè)防水位的高度，但采取此方法不是其中效率最高的一種。

（2）增加地下室頂板的厚度。采取這種方法的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在：能夠在不增加基坑坑底標(biāo)高的同時(shí)，使地下室的重量增加，而且在厚板使用之后也不需要再往地下室頂板大板塊間設(shè)置次梁，如此一來(lái)，既能方便其他環(huán)節(jié)使用，也能同時(shí)簡(jiǎn)化施工工序。但這種方法在實(shí)踐應(yīng)用過(guò)程中存在一個(gè)劣勢(shì)，即會(huì)使地下室頂板的框架梁負(fù)荷微增，與此同時(shí)，由于板厚受到限制，在使用這種方法時(shí)也會(huì)對(duì)解決抗浮問(wèn)題的效果產(chǎn)生一定的影響[3]。

2.1.4 設(shè)置抗浮樁

雖然表面上采用這種方法能有效解決抗浮問(wèn)題，但事實(shí)上卻存在一定的局限性，如果不談及設(shè)置抗浮樁產(chǎn)生的造價(jià)問(wèn)題，只是討論結(jié)構(gòu)的受力問(wèn)題，通常設(shè)置地下室抗浮設(shè)防水位時(shí)，都是按照擬建場(chǎng)地的歷史最高水位與近年來(lái)水位變化決定的，故即使在重新評(píng)估以后確定抗浮設(shè)防水位時(shí)，也一定要按照既定的規(guī)律，但是在使用這種方法時(shí)，在尚未明確地下水位時(shí)往往達(dá)不到預(yù)期目標(biāo)。所以，此處抗浮樁發(fā)揮的是抗壓樁的作用，諸如這樣的反作用會(huì)對(duì)地下室的合理沉降造成一定的阻礙，然而這種情況往往會(huì)在沒(méi)有設(shè)縫的大底盤(pán)地下室主體結(jié)構(gòu)與裙房中間產(chǎn)生較大的不均勻沉降差，這個(gè)問(wèn)題是設(shè)計(jì)施工過(guò)程中無(wú)法避免的。此外，抗浮樁設(shè)置完畢后，計(jì)算基礎(chǔ)底板內(nèi)力時(shí)一般要綜合考慮到地下水的壓力，這樣就會(huì)徒增基礎(chǔ)底板的荷載。另外，如果地下水位長(zhǎng)期處于一種高水平，設(shè)置抗浮樁并非有效，所以應(yīng)用此方法時(shí)仍舊需要再三考慮。

2.2 不均勻沉降

在大底盤(pán)高層建筑群中，若非建筑群直接坐落于堅(jiān)硬的巖石地基上，不均勻沉降屬于一個(gè)必須要面對(duì)的問(wèn)題。

2.2.1 采用人工處理地基

依據(jù)地基處理程度的差異性，可劃分為兩種情況：

（1）CFG樁地基處理+設(shè)置沉降后澆帶

此方法應(yīng)用的出發(fā)點(diǎn)在于：在CFG樁復(fù)合地基承載力達(dá)到要求的基礎(chǔ)上，允許主體結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中存在一定量的沉降，而為此造成的沉降差則借助主體結(jié)構(gòu)與非主體結(jié)構(gòu)之間的沉降后澆帶解決。應(yīng)用此方法的優(yōu)點(diǎn)是：可以進(jìn)一步降低地基處理的難度，縮減CFG樁的數(shù)量，易于控制成本和工期；缺點(diǎn)體現(xiàn)在：因沉降后澆帶多數(shù)是在主體結(jié)構(gòu)封頂后1～2個(gè)月內(nèi)封閉，故類(lèi)似于如此施工方式會(huì)加長(zhǎng)施工中的基坑降水時(shí)間，從而使降水費(fèi)用增加；后澆帶放置時(shí)間太長(zhǎng)，無(wú)法保證質(zhì)量，同時(shí)需要加厚對(duì)應(yīng)位置底板厚度；沉降后澆帶的存在會(huì)導(dǎo)致主體結(jié)構(gòu)施工過(guò)程中沒(méi)有辦法維持在四邊嵌固的狀態(tài)，因此會(huì)影響到整體結(jié)構(gòu)施工的穩(wěn)定性。這種方法對(duì)于避免因設(shè)置沉降后澆帶導(dǎo)致的問(wèn)題，具備一定的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性優(yōu)勢(shì)[4]。

（2）CFG樁地基處理+不設(shè)置沉降后澆帶

此方法在實(shí)踐應(yīng)用時(shí)要求，在保證CFG樁復(fù)合地基承載力達(dá)到要求的基礎(chǔ)上，嚴(yán)控主體結(jié)構(gòu)最終的沉降量，其優(yōu)缺點(diǎn)恰好與第一種相反。

2.2.2 主體結(jié)構(gòu)采用樁基礎(chǔ)

如此既可以保證主體結(jié)構(gòu)最終沉降量降至最小，同時(shí)也不會(huì)引起地基承載力問(wèn)題，還可以杜絕設(shè)置沉降后澆帶引發(fā)的一系列問(wèn)題，但這種方法的造價(jià)比較高，主要被應(yīng)用于超高層建筑或地基條件不佳的施工中。

2.2.3 采用獨(dú)立基礎(chǔ)附加防水板

采用獨(dú)立基礎(chǔ)附加防水板的處理方式，可以充分發(fā)揮各種基礎(chǔ)形式的優(yōu)勢(shì)，且造價(jià)低廉，但工序復(fù)雜，因此實(shí)際應(yīng)用的概率并不高。

2.2.4 計(jì)算措施

計(jì)算的時(shí)候要綜合前面的方法，明確不均勻沉降量。在計(jì)算主體結(jié)構(gòu)沉降量時(shí)需考慮基礎(chǔ)補(bǔ)償作用，同時(shí)考慮開(kāi)挖基坑之后基坑坑底土的反彈量。

3 基礎(chǔ)形式的選取及計(jì)算分析方法

目前高層建筑比較成熟的基礎(chǔ)形式有：樁箱基礎(chǔ)、筏板基礎(chǔ)（通常分為平板式筏板和“低板位”梁板式筏板基礎(chǔ)兩種）、樁筏、箱形基礎(chǔ)等。

3.1 平板式筏板基礎(chǔ)和梁板式筏板基礎(chǔ)的適用范圍

如果相鄰柱間距及柱荷載差距都不大，則一般采用平板式筏板基礎(chǔ)，相反則采用梁板式筏板基礎(chǔ)。通常，如果材料的用量差距不是特別大，則梁板式筏板基礎(chǔ)剛度往往要比平板式筏板基礎(chǔ)剛度要大，且在底板標(biāo)高變化較多的情況下，盡可能采取平板式筏板基礎(chǔ)。

3.2 梁高、板厚的選取及計(jì)算方法

目前多用“倒樓蓋”法來(lái)計(jì)算筏板基礎(chǔ)，也可采用彈性地基梁板法和有限元分析法，其中“倒樓蓋”法屬于一種最傳統(tǒng)的方法，根據(jù)這種方法開(kāi)展基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，需要按照基底反力直線分布情況來(lái)計(jì)算基礎(chǔ)內(nèi)力。計(jì)算時(shí)根據(jù)《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011的標(biāo)準(zhǔn)，一定要保證地基土均勻、梁板式筏板基礎(chǔ)梁高跨和平板式筏板基礎(chǔ)厚度之比≥1/6、荷載分布均勻，上部結(jié)構(gòu)剛度較好，若無(wú)法達(dá)到上述要求，則需要根據(jù)彈性地基梁板來(lái)計(jì)算。

3.3 基礎(chǔ)底板抗沖切驗(yàn)算及抗剪切計(jì)算

按照《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》GB50007-2011要求，需保證梁板式筏基礎(chǔ)底板達(dá)到受沖切承載力和剪切承載力要求，根據(jù)6m～10m跨度和長(zhǎng)寬比1～3、板厚400mm～1000mm變化梁板式筏基礎(chǔ)底板計(jì)算進(jìn)行分析。梁板式筏基底板受沖切承載力控制作用的影響，故無(wú)法完成梁板式筏基底板受剪切承載力的驗(yàn)算工作。但同時(shí)需要進(jìn)行平板式筏基礎(chǔ)底板柱下與核心筒邊抗沖切驗(yàn)算，且在其間要考慮不平衡彎矩的作用，尤其是邊柱與角柱的作用。

3.4 采用平板式筏板基礎(chǔ)時(shí)，宜設(shè)置平面尺寸較大的柱帽

若條件允許，設(shè)置上翻式柱帽，若不允許，則設(shè)置下翻式柱帽。設(shè)置柱帽的優(yōu)點(diǎn)在于：①可以緩解底板抗沖切的問(wèn)題；②降低底板計(jì)算跨度；③縮小支座負(fù)筋[5]。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為適應(yīng)當(dāng)前建筑工程施工中基礎(chǔ)工程及地下室施工技術(shù)的應(yīng)用趨勢(shì)，對(duì)建筑基礎(chǔ)工程及地下室工程施工技術(shù)的研究極具現(xiàn)實(shí)意義，更有利于全面推進(jìn)建筑施工企業(yè)的發(fā)展，同時(shí)能夠積極應(yīng)對(duì)建筑市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)需要，因此，應(yīng)積極推進(jìn)相關(guān)應(yīng)用技術(shù)的研究和應(yīng)用工作。