论文部分内容阅读
【摘要】地基基础工程不仅对现代高层建筑的安全及日后使用产生至关重要的影响，而且对工期与造价产生一定影响，科学合理的选择地基基础方案对工程建筑具有非常重要的意义。本文第一部分对常见的建筑地基处理方式进行分析而，第二部分则阐述了桩基选型的主要影响因素。
【关键词】建筑地基、地基处理、装机选型、桩基施工
地基处理是否得当不仅关系到工程安危，而且会影响工程造价。它关系到整个工程的质量、投资和进度，尤其是在软土地区，地基处理的非常关键的环节。地基处理方式种类繁多，科学选择地基处理方法，能够非常显著的节约工程成本、提高工程施工质量、缩短工程工期、优化工程地基基础施工建设。
1.常见地基处理方式
1.1常见不良地基土
地基土与上部建筑关系密切，地基土的优劣直接关系到地基处理方式的选择与地基施工，因此在选择地基处理方式前应充分了解常见的地基土类型，我国常见的不良地基可以分为以下类型：
1.1.1杂填土
杂填土是由于人类生活或生产活动遗留、堆放的垃圾图。这些垃圾土主要由建筑垃圾土、生活垃圾土、工业生产垃圾土等构成。杂填土具有薄厚不均、成分复杂、规律性差等特点，因此同一施工现场场地的压缩性与强度差异显著，容易引起不均匀沉降，因此需要地基处理。
1.1.2软土
软土又称软粘土，是软弱粘性土的简称。软粘土的强度低、渗透性低、压缩性强、灵敏度高，具体为软土的承载基本值较低，通常不超过70KPa。软土主要是湖沼相、海相、溺谷相等的粘性物沉积形成，多分布于沿海地区、河流中下游地区及湖泊四周地区。我国常见的软土形式有淤泥、淤泥质土等。
1.1.3冲填土
冲填土又称为吹填土，指的是在整治、疏浚河流航道时，通过挖泥船的泥浆泵将夹杂大量水分的泥沙吹到江河两岸形成的沉积土。冲填土是一种天然地基，工程性质取决于冲填土的性质。
1.1.4饱和松散砂土
在静荷载作用下粉砂、细砂地基的强度较高，但当经历机械振动、地震等振动荷载作用时，饱和松散砂土则易产生液化或出现震陷变形导致丧失承载力。这是由于在外部力量的作用下松散颗粒未达到新的平衡而产生的错位。
1.1.5湿陷性黄土
湿陷性土属于特殊土范畴，在上层覆盖土层自重应力的作用下，或在自重应力及附加应力等共同作用下，土壤结构因浸水而发生变化。此类土壤广泛分布于我国北方地区。
1.1.6喀斯特岩溶
溶洞、溶沟、洼地等是常见的喀斯特地形。这是由于地下水的冲蚀或潜蚀作用引起的，对结构物产生较大影响，容易引起地基的不均匀变形、塌陷等，在修建构造物前，应给予适当合理的处理。
1.1.7季节性冻土
冻土指的是在低温条件的作用下，形成包含冰的各类土质。季节性冻土指的是在冬季冻结、在夏季融化的土层。由于季节性冻土层随周期变化发生冻结、融化，因而冻土能够引起地基出现不均匀沉降，影响地基的稳定性。
1.2常见的地基处理方式
地基分为天然地基和人工地基。天然地基指的是建筑地基直接设置在不经过处理而能够满足各项物理力学指标的天然土层上。在天然地基上的基础，埋置深度浅、对施工技术要求简单，能够节约大量的材料成本及施工费用。如果天然地基不能满足工程地基强度要求，就必须进行人工加固处理，然后开展基础施工，这种加固便是地基处理。采用哪种地基处理方式需要根据地基土的稳定性、渗漏、液化、沉降等问题进行具体分析。常用的地基处理方式有：换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法、柱锤冲扩桩法、单液硅化法和碱液法等。具体为：
1.2.1换填垫层法
换填垫层法是指挖去地表浅层软弱土层或不均勻土层，回填坚硬、粒径较粗的材料，并夯实压密，从而形成垫层的地基处理方式，能够提高地基的承载力，减少沉降量，有效防止冻胀及消除膨胀土的涨缩。依照回填材料的不同可分为：碎石垫层、砂垫层、灰土垫层等，换填垫层法施工简便，主要适用于浅层软土地基及不均匀地基的处理方式，目前被广泛应用在中小型工程中的浅层地基处理中。
1.2.2强夯法
强夯法主要适用于杂填土、碎石土、砂土、湿陷性黄土等地基，强夯置换法只用于饱和度较高的粉土。强夯法与强夯置换法主要作用是提高土的强度，减少压缩性，通过改善土体反抗振动液化能力来消除土的湿陷性。
1.2.3水泥土搅拌法
水泥土搅拌法分为浆液深层搅拌法和粉体喷搅法。适于用在粘性土、粉土及无流动地下水饱和松散砂土等地基。不适于用在塑性指数较大的粘土、有地下水或有机物含量较高的地基。如果采取此地基处理方式应先通过实验确定是否适用，地基天然含水量>70%或<30%、或地下水的PH值小于4时不宜采用此地基处理方法。
1.2.3预压法
预压法可分为堆载预压法和真空预压法，主要适用于淤泥质土、冲填土等饱和粘性土地基的处理方法。如果软土土层厚度小于4m时，可采用天然地基堆载预压处理方法，如果软土土层厚度大于4m，应采用塑料排水带等竖向排水预压处理方法。
2.桩基选型的影响因素
房屋基础设计应当结合工程位置的地质、水文条件、建筑体型与功能要求、荷载分布、施工条件等多方因素综合考虑，选择经济合理的桩基型式。桩基作为上部结构的基础部分在建筑物总投资中所占的比重较大，影响桩基形式选取的因素众多，主要以地质勘察、造价控制、地区经验等几方面为主。
2.1优化地质勘探方案以优选桩基础形式
岩土工程地质条件具有隐蔽性、复杂性、可变性等特点，因此设计单位及施工单位应着眼于基础和上部结构的设计与施工。勘察单位应重点了解施工地的岩体及土体特性，可以有效避免地基处理和基础工程安全事故的发生。因此，每一项岩土工程均带有一定的研究特性，做好这些可以为工程设计提供可靠依据。假定工程位于石家庄市东北角，该地区地势平缓，地层为第四纪冲基层，现场勘探场地地形可分为10层，勘探最深处可达28m。考虑结构柱底荷载，选择第七层粉质粘土层为持力层，由于勘探点通常为一般性探孔揭露的持力层深度较浅，难以满足设计要求。在施工现场采用高压注浆桩是不经济的，还需要进行二次补勘，因此适宜采用一柱一桩，减少承台混凝土及钢筋用量，经济、实用、环保。
2.2合理选择基础形式与造价控制
假定太原物流港二期工程位于太原老城区西北部，拟建楼为5层物流商贸展示性建筑，建筑采取框架结构，檐口高度为20.3m，拟建区域地貌单元属于河流冲击扇中下游地段，土质以粘性土、粉土、砂土为主。
根据勘探包括及周边施工经验拟采用CFG桩为建筑地基。CFG桩复合地基通过褥垫层与基础连接，确保桩间土始终参与工作，由于桩体的强度及模量比桩间土大，因此，桩可以承受更多来自深层土层传递的荷载。由于桩的作用减少了地基变形，再加上CFG不配筋，从而极大的降低了工程造价。
3.结束语
选取合适的地基处理方式及桩基形式可以实现节约建筑成本、维护建筑安全的目的。因此，在建筑开工前应充分了解施工现场长的地质条件，结合建筑整体结构及要求选择不同的地基处理方式、桩型。最后要积极吸取当地类似工程的经验教训，在此基础上进行方案比较，选择最佳的施工方案。
【参考文献】
[1]白文彪，马健.谈地基处理常见技术及发展[J].山西建筑.2008（06）
[2]白玉龙.建筑地基处理与施工工艺[J].中国高新技术企业.2009（03）
[3]吴德高.城市建设中常见不良地基土的处理办法[J].装备制造.2009（08）
[4]王铁牛.浅谈建筑工程中常用地基处理及适用条件[J].科技资讯.2008（16）
【关键词】建筑地基、地基处理、装机选型、桩基施工
地基处理是否得当不仅关系到工程安危，而且会影响工程造价。它关系到整个工程的质量、投资和进度，尤其是在软土地区，地基处理的非常关键的环节。地基处理方式种类繁多，科学选择地基处理方法，能够非常显著的节约工程成本、提高工程施工质量、缩短工程工期、优化工程地基基础施工建设。
1.常见地基处理方式
1.1常见不良地基土
地基土与上部建筑关系密切，地基土的优劣直接关系到地基处理方式的选择与地基施工，因此在选择地基处理方式前应充分了解常见的地基土类型，我国常见的不良地基可以分为以下类型：
1.1.1杂填土
杂填土是由于人类生活或生产活动遗留、堆放的垃圾图。这些垃圾土主要由建筑垃圾土、生活垃圾土、工业生产垃圾土等构成。杂填土具有薄厚不均、成分复杂、规律性差等特点，因此同一施工现场场地的压缩性与强度差异显著，容易引起不均匀沉降，因此需要地基处理。
1.1.2软土
软土又称软粘土，是软弱粘性土的简称。软粘土的强度低、渗透性低、压缩性强、灵敏度高，具体为软土的承载基本值较低，通常不超过70KPa。软土主要是湖沼相、海相、溺谷相等的粘性物沉积形成，多分布于沿海地区、河流中下游地区及湖泊四周地区。我国常见的软土形式有淤泥、淤泥质土等。
1.1.3冲填土
冲填土又称为吹填土，指的是在整治、疏浚河流航道时，通过挖泥船的泥浆泵将夹杂大量水分的泥沙吹到江河两岸形成的沉积土。冲填土是一种天然地基，工程性质取决于冲填土的性质。
1.1.4饱和松散砂土
在静荷载作用下粉砂、细砂地基的强度较高，但当经历机械振动、地震等振动荷载作用时，饱和松散砂土则易产生液化或出现震陷变形导致丧失承载力。这是由于在外部力量的作用下松散颗粒未达到新的平衡而产生的错位。
1.1.5湿陷性黄土
湿陷性土属于特殊土范畴，在上层覆盖土层自重应力的作用下，或在自重应力及附加应力等共同作用下，土壤结构因浸水而发生变化。此类土壤广泛分布于我国北方地区。
1.1.6喀斯特岩溶
溶洞、溶沟、洼地等是常见的喀斯特地形。这是由于地下水的冲蚀或潜蚀作用引起的，对结构物产生较大影响，容易引起地基的不均匀变形、塌陷等，在修建构造物前，应给予适当合理的处理。
1.1.7季节性冻土
冻土指的是在低温条件的作用下，形成包含冰的各类土质。季节性冻土指的是在冬季冻结、在夏季融化的土层。由于季节性冻土层随周期变化发生冻结、融化，因而冻土能够引起地基出现不均匀沉降，影响地基的稳定性。
1.2常见的地基处理方式
地基分为天然地基和人工地基。天然地基指的是建筑地基直接设置在不经过处理而能够满足各项物理力学指标的天然土层上。在天然地基上的基础，埋置深度浅、对施工技术要求简单，能够节约大量的材料成本及施工费用。如果天然地基不能满足工程地基强度要求，就必须进行人工加固处理，然后开展基础施工，这种加固便是地基处理。采用哪种地基处理方式需要根据地基土的稳定性、渗漏、液化、沉降等问题进行具体分析。常用的地基处理方式有：换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法、柱锤冲扩桩法、单液硅化法和碱液法等。具体为：
1.2.1换填垫层法
换填垫层法是指挖去地表浅层软弱土层或不均勻土层，回填坚硬、粒径较粗的材料，并夯实压密，从而形成垫层的地基处理方式，能够提高地基的承载力，减少沉降量，有效防止冻胀及消除膨胀土的涨缩。依照回填材料的不同可分为：碎石垫层、砂垫层、灰土垫层等，换填垫层法施工简便，主要适用于浅层软土地基及不均匀地基的处理方式，目前被广泛应用在中小型工程中的浅层地基处理中。
1.2.2强夯法
强夯法主要适用于杂填土、碎石土、砂土、湿陷性黄土等地基，强夯置换法只用于饱和度较高的粉土。强夯法与强夯置换法主要作用是提高土的强度，减少压缩性，通过改善土体反抗振动液化能力来消除土的湿陷性。
1.2.3水泥土搅拌法
水泥土搅拌法分为浆液深层搅拌法和粉体喷搅法。适于用在粘性土、粉土及无流动地下水饱和松散砂土等地基。不适于用在塑性指数较大的粘土、有地下水或有机物含量较高的地基。如果采取此地基处理方式应先通过实验确定是否适用，地基天然含水量>70%或<30%、或地下水的PH值小于4时不宜采用此地基处理方法。
1.2.3预压法
预压法可分为堆载预压法和真空预压法，主要适用于淤泥质土、冲填土等饱和粘性土地基的处理方法。如果软土土层厚度小于4m时，可采用天然地基堆载预压处理方法，如果软土土层厚度大于4m，应采用塑料排水带等竖向排水预压处理方法。
2.桩基选型的影响因素
房屋基础设计应当结合工程位置的地质、水文条件、建筑体型与功能要求、荷载分布、施工条件等多方因素综合考虑，选择经济合理的桩基型式。桩基作为上部结构的基础部分在建筑物总投资中所占的比重较大，影响桩基形式选取的因素众多，主要以地质勘察、造价控制、地区经验等几方面为主。
2.1优化地质勘探方案以优选桩基础形式
岩土工程地质条件具有隐蔽性、复杂性、可变性等特点，因此设计单位及施工单位应着眼于基础和上部结构的设计与施工。勘察单位应重点了解施工地的岩体及土体特性，可以有效避免地基处理和基础工程安全事故的发生。因此，每一项岩土工程均带有一定的研究特性，做好这些可以为工程设计提供可靠依据。假定工程位于石家庄市东北角，该地区地势平缓，地层为第四纪冲基层，现场勘探场地地形可分为10层，勘探最深处可达28m。考虑结构柱底荷载，选择第七层粉质粘土层为持力层，由于勘探点通常为一般性探孔揭露的持力层深度较浅，难以满足设计要求。在施工现场采用高压注浆桩是不经济的，还需要进行二次补勘，因此适宜采用一柱一桩，减少承台混凝土及钢筋用量，经济、实用、环保。
2.2合理选择基础形式与造价控制
假定太原物流港二期工程位于太原老城区西北部，拟建楼为5层物流商贸展示性建筑，建筑采取框架结构，檐口高度为20.3m，拟建区域地貌单元属于河流冲击扇中下游地段，土质以粘性土、粉土、砂土为主。
根据勘探包括及周边施工经验拟采用CFG桩为建筑地基。CFG桩复合地基通过褥垫层与基础连接，确保桩间土始终参与工作，由于桩体的强度及模量比桩间土大，因此，桩可以承受更多来自深层土层传递的荷载。由于桩的作用减少了地基变形，再加上CFG不配筋，从而极大的降低了工程造价。
3.结束语
选取合适的地基处理方式及桩基形式可以实现节约建筑成本、维护建筑安全的目的。因此，在建筑开工前应充分了解施工现场长的地质条件，结合建筑整体结构及要求选择不同的地基处理方式、桩型。最后要积极吸取当地类似工程的经验教训，在此基础上进行方案比较，选择最佳的施工方案。
【参考文献】
[1]白文彪，马健.谈地基处理常见技术及发展[J].山西建筑.2008（06）
[2]白玉龙.建筑地基处理与施工工艺[J].中国高新技术企业.2009（03）
[3]吴德高.城市建设中常见不良地基土的处理办法[J].装备制造.2009（08）
[4]王铁牛.浅谈建筑工程中常用地基处理及适用条件[J].科技资讯.2008（16）