试析建筑地基处理与施工工艺

摘要：

本文主要探讨了建筑地基的处理和施工工艺应用问题。地基是实现建筑物安全使用的基础，因此地基的处理问题十分重要。本文从地基的处理技术和具体施工中所可采取的工艺两方面对地基建设问题进行了初步分析和探讨。

关键词：建筑地基；施工工艺

地基是保证建筑物稳定的基础，地基质量如何直接影响着其上建筑物的质量和功能。因此，建筑单位在施工中应该着重地基的处理，在地基位置的选择、设计与实际施工中做好工作，确保建筑物在投资节约的前提下实现安全和实用性。

桩基是目前建筑行业应用最多的地基形式，其中应用较多、发展较快的是灌注桩，主要因为其对不同地层土质的适应性较强，可根据实际形成任一桩径和桩长，从而满足不同的承载力需求。随着近年来我国灌注桩基技术的发展，在实际地基施工中积累了许多的设计和施工经验。计算灌注桩的工作强度承受度应该在原则上与混凝土预制桩的强度相同，一般来说，灌注桩的强度等级不应低于C15，而骨料不得超过4mm，坍落度则应为50mm左右；用水下的导管进行混凝土灌注时，其强度等级则不应低于C20，骨料的粒径要在管内径1／4左右，坍落度以160mm为宜。近年来，我国建筑业普遍借鉴了西方的螺旋钻压灌成桩法，并研发出长螺旋钻孔法，该法尤其适用于在水位上下的作业，但也存在桩径和桩长受限制的缺陷。泥浆护壁孔桩则相对来说是一种较为传统的桩型，但因其适用性较强，仍然是目前建筑物地基采用的主要桩型。

一、建筑地基处理技术

1. 高粘度桩复合地基技术

所谓高粘度桩是指由水泥、粉煤灰以及碎石等建筑材料加水高度搅拌后形成的粘度极高的复合地基（简称CFG桩），该地基主要利用了在基础与桩顶之间加假设更厚褥蛰层的方法，用以保证桩与土之间共同承载的荷重，从而进一步使桩与桩之间的土褥垫层形成共同复合地基。这样桩端的持力层就可以采用承载力更大的土层。具体来说，高粘度桩复合地基存在着以下特点：承载力有所提高、地基使用中的变形小、应用范围更广。因此，结合具体的施工情况，高粘度桩往往会采用包括长螺旋钻孔、泵压混凝土料成桩、振动灌注成桩等技术工艺成桩。这种方法广泛适用于粘性土质、粉土质、砂土质以及素填土等类型的地基。在基础形式方面，其不仅适用于条形、独立基础，还适用于箱形、筏形基础。因此该方法在建筑物的地基处理中应用较广，取得经济效果也十分显著。

2.夯实水泥桩地基技术

所谓夯实水泥桩，是指采用建筑人工或者机械钻孔的方式，运用相对单一的土质材料，按照一定比例与水泥混合，并且在孔外得到充分拌和，形成泥质均匀的水泥土的基础上，多层次的向孔内回填水泥并强力夯实的成桩技术。这样形成的水泥桩十分均匀，受力能力强。和高粘度桩类似，该技术也必须先在基础和桩顶之间放置相当厚度的褥垫层，使得桩与土以及褥垫层能够共同形成地基。由于夯实过程中会形成高密度的水泥土，其强度与搅拌水泥土相比，夯实水泥土形成的桩体强度要高出许多。具体来说，夯实水泥土桩地基具备以下特点：桩体强度较水泥粉喷桩均匀得多，且造价减少了20%；施工速度快，特别是人工成孔情况下，能明显加快进度；对场地要求低，可就地取材从而降低造价；无污染，适合多种土质。因此，综合施工中的实际情况，夯实水泥土桩的成孔也同样可采用机械或人工成孔，混合料的夯填也可选择人工或机械来完成。该方法能广泛应用于地下水位以上粉土、素填土、以及粘性土等建筑地基的建设中，对桩间土的挤密效果相当显著。

3.真空预压加固地基技术

真空预压法是指通过在需要加压的软粘土层地基内加设砂井或者塑料排水板，同时在其地面铺上砂质层、盖上密封膜，使其基本与大气隔绝，另外再利用埋在垫层内吸水管道，应用抽气装置对其内部进行真空处理，使膜内空气排出地基外。运用这种方法能够使膜内外形成具体的气压差，最终这部分气压差会成为作用在地基之上的荷载，这样地基就会随着等向应力不断增加而更加固结。值得注意的是在抽真空前，软粘土的有效应力应该等同于自重应力；在实现真空后，可实现土体固结的完成，从而使的自重压力转化为有效应力。这种方法主要适用于软粘土质情况下的地基加固，也是当前处理软粘土层地基的最佳方法之一。

4.土工合成材料的应用

土工合成材料实际上是一种较新研发的岩土工程材料，该材料可分为四种，包括土工织物、土工膜、复合土工材料以及特种土工材料。土工合成材料作为一种新型材料，优点十分明显，包括：过滤杂质、排水隔离、防渗以及加筋防护等。因此，目前土工合成材料在我国已经得到了十分广泛的应用，尤其是在建筑工程领域，除此之外我国还成功研发了该种材料的成套应用技术。如：织物滤层技术；加筋垫层技术；加筋挡土墙技术；花用技术；防渗墙技术等等。

二、施工工艺

1.桩基基础施工工艺

在我国，桩基基础的应用技术已有了数千年的历史，从古至今，中华民族充分利用自身智慧和才能建造了举世瞩目的万里长城、千年不到的河北赵州桥等等，这些都是应用了古代人研发的“三合土”地基技术，并且这一技术保留至今，仍然对当代中国建筑技术的发展产生着重要的影响。18世纪初西方开始了钻孔桩技术的研发和应用，其中最早投入灌注桩施工使用的是正循环的钻进方法。随着技术的不断发展，发达国家成功的研发出了多种钻孔桩方法，如泵吸反循环法、阿斯特利法以及长螺旋钻孔法等等，由此钻孔桩技术开始在世界范围内得到推广和应用。

在我国，钻孔灌注桩技术之所以能够得到广泛的应用，最重要的原因有以下几点：其一，施工设备与工艺十分简单，成本较为低廉，其二，施工中产生的噪声小，没有振动现象，其三，施工中不会造成地面隆起，且入土较深，如果通过使用了特殊机具，还可有效地扩大底部面积，提高基桩的稳定性和承载力，其四，基桩配筋率较低，因此工艺种类也细分的较多，能够适应不同地层的使用需要。目前我国的灌注桩技术施工类型主要有以下几种：钻孔灌注、深层搅拌、高压旋喷以及人工挖孔等，机型较多，可适应不同的施工需要。

2.深坑施工术

目前我国的基坑围护结构主要可分为桩式与墙式两种。其中桩式结构又可分为连续板桩结构和分离排桩结构两种，而板桩结构的应用相对较少，排桩则多采用钻孔灌注桩与人工挖孔桩两种技术。另外墙式结构则多采用地下的连续墙结构。分离排桩结构也可采用挡板、砖墙或钢丝网等方式来保证桩间土的稳定性。较浅的基坑则应该采用重力水泥土的挡墙。桩墙围护可采用悬臂式、内撑式或锚拉式等支撑支撑结构。目前基坑开挖的方式有无支护开挖、支护开挖和坑壁土体加固开挖。基坑开挖并非简单的土方工程而已，其维系着基坑的安全使用和经济合理等方面问题。以上海的深基工程为例，建筑专家在总结以往深基坑工程经验的基础上，创造性的提出了“时空效应”理论。即在具体的施工过程中应按照基坑的实际规模、尺寸、支撑、开挖深度以及地基等多方面条件，提出具体细致的开挖、支撑施工工序，做到基坑的分层、分块、对称、随挖随撑。利用土体自身强度控制地层位移，作为解决软土深基坑稳定和变形，满足保护环境，达到安全、经济的目的。由于上海地铁站和高层建筑的深基坑工程对基坑的变形控制要求都相当高，因此采用了此种方法，取得了较好的应用效果。