不均匀地基建筑基础设计及地基处理研究黄金球

黄金球

深圳市清华苑建筑与规划设计研究有限公司广东深圳518000

摘要：我国地域辽阔，经纬度跨度大，不同地区地质土质结构存在较大的差异，因此在进行建筑工程施工建设时，易出现不均匀地基沉降问题，在进行不均匀地基设计及处理时，保守的设计处理方式易造成经济浪费，盲目的设计处理易埋下安全隐患，为此在本文中笔者将结合自身的实践工作经验，提出以下不均匀地基建筑基础设计及地基处理方式，旨在推进我国建筑行业稳健发展。

关键词：不均匀地基；建筑基础设计；地基处理

前言

在经济建设快速发展的过程中，建筑行业迅速崛起，而地基作为建筑基础结构，对于建筑物整体质量具有绝对性影响，而在进行工程建设时，不均匀地基工程是设计师时常会遇见的一种技术问题，若是不均匀地基设计处理不当，将为工程埋下不可预计的安全隐患，因此加强不均匀地基建筑基础设计及地基处理研究就显得越发重要，从而不断的提高建筑基础设计的质量，实现建筑设计的有效性，促进建筑行业更为长远的发展。

1不均匀地基建筑基础设计

1.1基础方案比较

不均匀地基建筑基础设计是一个十分复杂的问题，因此在设计前必须要根据具体的建筑工程情况，选定基础地基设计方式，通常情况下，设计人员可以从以下几个方面进行考虑。首先是天然地基，在坡积土层、风化残积土层、中风化岩层等地质结构中都可采用天然地基设计方式，在进行天然地基设计时，可塑状粉质黏土层地基承载压力为286kpa、硬塑状粉质黏土层地基承载力为303kpa，但是在进行地基设计时，要考虑建筑物东西方向或者南北方向地质条件是否相同，若是不相同极易出现沉降现象。其次是钻孔灌注桩设计方式，在强风化岩或者中风化岩地区都可以采用钻孔灌注桩设计方式，此种设计方式可以有效的避免地基出现不均匀下降，在进行钻孔灌注桩设计时，强风化岩泥质粉砂岩桩阻力位800～850kpa、中风化岩泥质粉砂岩桩阻力位1500～1600kpa，从而根据桩承载能力更好的满足建筑物承载能力需要，但是此种设计方式总造价比较大，并且施工周期较差。除此之外，还有静压预制桩设计方式，此种设计方式也可以防止出现地基沉降现象，但是部分岩层埋藏较浅的地区则不适合应用。由此可以看出，不同的设计方案各有利弊，在进行建设基础设计时，应该在保证地基稳定条件下，确保选择的设计方案不会使建筑物沉降量超过允许范围。

1.2地基变形计算

在进行不均匀地基建筑基础设计，变形计算是十分关键的一个步骤，由于地基变形要用沉降量、沉降差、局部倾斜等几个方面的特征进行反应，并且由于地基基础不均匀，荷载差异也比较大，因此在进行不均匀地基建筑基础设计时，砌体承重结构应该由局部倾斜值进行控制，框架等相邻柱基则应该由沉降差进行控制，高层建筑之中的相邻柱基则应由倾斜值进行控制，这样才能保证地基整体结构沉降量得到稳定的控制[1]。在具体的计算过程中，沉降量与地基变形深度有一定的关系，通常情况下基础宽度在1m～30m之间，计算公式可以化简为zn=b（2.5-0.41nb），同时在进行深度计算时，还应该结合具体的土质，相邻净距大于10m时，可以忽略不计。

1.3地基承载力设计

由于施工地区土质分布不均匀，因此不同的地质层之中力学性能也各有差异，其中卵石层受力为800kpa、中密卵石层受力为500kpa、稍密卵石层受力为300kpa，因此为了能够更好的保证建筑物构造安全，往往是以稍密卵石层受力为基准，然后结合地基规范要求，对地基承载力深度及宽度进行修正，通常情况下，经过修正，承载力可以达到400kpa[2]。并且部分地基承载力为了能更好的满足施工工艺要求，可以采用提升地基负荷承载力的方式，按照180kpa进行取值，这样将深度及宽度进行修正后，地基承载力可以控制在203kpa左右。

1.4地基压力灌浆设计

进行地基压力灌浆设计的主要目的就是将软土土层进行挤密，从而起到固结软土层的作用，提升软土层结构强度，降低地基压缩性，帮助建筑物出现塌陷，保证建筑物的的稳定性能。但是灌浆时需要压力，这样才能保证灌浆效果，防止扰动地基特力层。具体而言，在进行地基压力灌浆设计时，布孔方式应以正方形为主，通常情况下，孔距要控制在1.5m左右，排距要控制在1.5m左右，利用GY-50-1或者SH-30A型机械进行钻孔，然后放入灌浆导管，采用自上而下的分层灌浆方式进行灌浆，在这个过程中浆液配置比浓度可以控制在1：1～1：1.5之间，灌浆压力控制在0.2～0.3Mpa之前，压力灌浆水泥主要以32.5级为主，并且可以在其中加入一定量的粉煤灰或者水玻璃等外加剂，这样可以更好的提升灌浆效果，最后进行冲捣，通过地基压力灌浆设计，提升软土力学性能。

2不均匀建筑基础地基处理研究

2.1换填垫层法

换填垫层法是一种常见的不均匀建筑基础地基处理方式，同时也是一种浅层地基处理方式，此种地基处理方式具有技术操作简单、施工周期短、造价费用低等几个方面的特点，因此是不均匀地基处理的首选方式。在应用换填垫层法进行不均匀地基处理时，砂石垫层、碎石垫层、灰土素土垫层是比较常见的换填垫层方式，并且从我国目前的施工技术研究分析，关于这些换填垫层方法研究也已经比较成熟。具体而言，换填垫层法技术应用原理就是通过换土方式，加速下卧层排水固结，并且有消除涨缩性的作用，从而提升地基承载能力，减少地基不均匀沉降。其中换填垫层法中的人工垫层处理方式，还有控制回填量、减少地基基础填埋的作用。但是值得注意的是，在应用此种地基处理方式时，对设计参数及设计强度具有很高的要求，同时在处理中要控制夯实密度和压实参数，在施工结束后，可以运用原位测试方式去对处理效果进行检验。

2.2强夯及强夯置换法

强夯及强夯置换法同样是一种常见的不均匀地基处理方式，此种地基处理方式是在上个世纪六十年代由法国Mmenard建筑公司提出，并且由于此种不均匀地基处理方式，具有节约施工材料、造价经济节省等方面的优势，因此自应用推行以来，便受到了建筑界推崇。近些年有数据研究调查发现，强夯及强夯置换法在多种土质中都可以应用，如粗粒土或者粘性土，因此此种地基处理方式应用十分广泛[3]。并且在应用此种地基处理方式时，还可以与其他处理方式进行结合，从而使粘性土加固饱满，但是关于具体的强夯加固原理，目前尚不明确统一，认为可以采用强夯加密、预压变形等方式，从而土质中的气体排出，让土质颗粒机构重新排列，因此在进行强夯及强夯置换法进行不均匀地基处理时，必须要注重单击夯击能、夯击次数、相邻夯击时间、夯击范围、夯击位置等方面的控制，这样才能更好的防止建筑地基出现不均匀下沉。

2.3褥垫法

褥垫法同样可以进行不均匀建筑基础地基处理，并且此种地基处理方式与浅层地基处理方式原理近乎相同，唯一的差别在于两重处理方式的侧重点不同。在应用褥垫法不均匀地基处理时，主要是应用于不均匀的岩土层区域之中，并且由于此种处理方式，工艺比较简单，因此也得以广泛推广应用。具体而言，褥垫法不均匀地基处理原理就是通过不均匀岩土层区域褥垫层，从而改变地基的压缩性能，使地基的压缩性能与当地地质条件相适应，进而防止建筑地基结构出现临交界变形或者地基沉降等施工作业现象。在应用褥垫法施工时，施工材料、铺垫厚度、铺垫面积以及夯实密度是处理过程中的质量控制要点。

2.4动力加固法

动力加固法是一种新型不均匀建筑地基处理方式，此种地基处理方式主要是运用粗粒土进行人工地基强夯处理，并且此种处理方式在多层住宅建筑、小高层住宅以及市政工程中都可以进行应用。随着近些年建筑施工技术研究的不断深入，除粗粒土外，各类杂土、细粒土甚至建筑垃圾都可以成为此种处理技术的原材料，这对于建筑企业而言，无疑是一种十分经济廉价的处理方式。具体而言，在应用动力加固法进行不均匀地基处理时，单次夯击能要控制在800knm～4000knm之间，这样才能在保证在处理过程中运用最小的连续夯击能进行连续施工处理，这是在应用动力加固法进行不均匀地基处理时需要注意的。另外，动力加固法需要结合实际的工程情况有选择的应用，一般在地震频发地区以及一些地质结构较为复杂的地区不适于应用，因此，需要具体情况具体分析，以确保地基处理的科学性和有效性。

总结

我国地域疆域辽阔，在进行建筑基础施工时，尤其是在一些山区地区，极易出现不均匀地基沉降问题，这对整体施工质量都会造成一定的影响，为防止建筑工程不均匀地基沉降问题发生，设计人员必须要加强对不均匀地基工程地质特征研究，从而采取有效的设计方式与地基处理方式，从而围建筑物工程稳定性提供可靠保障。

参考文献：

[1]徐菊连.建筑工程地基处理及基础设计探讨[J].江西建材，2016，（11）

[2]臧奇峰.岩石地基高层建筑基础底板设计优化研究[D].青岛理工大学，2015.