复杂地质条件下的建筑物地基处理方案优化

石浩

前言

我国幅员辽阔，在建筑工程施工过程中，不可避免的会涉及到对土层分布不均、岩土结合、临海等特殊地质条件地基处理技术，针对特殊地质条件的地基处理，会增加工程的成本造价，同时由于施工复杂性，会对施工工期造成严重的制约，降低工程质量，这与建筑工程中的三大目标的实现相违背，对于建筑工程社会效益和经济效益的实现造成不良影响。地基基础的重要性关乎建筑结构的安全使用，同时又是隐蔽工程，其施工的合理性和科学性至关重要，需要采用切实可行的技术措施，为建筑物提供良好的“基础”保障。采用科学合理的技术措施，对复杂地质条件的地基基础进行处理，能够有效的保障建筑物的安全，避免建筑事故发生的概率，这也是建筑行业发展的必行之路。

1 针对膨胀土地基处理方案的优化

所谓的膨胀土地基，指的就是在地基基础范围以及承载能力区域范围内存在一定量的膨胀性土层，这类土层具有一定的膨胀性，并且富含强亲水性矿物，对于地基的稳定造成不良的影响，这类土质广泛分布于我国西南各省以及黄河流域等地区，呈现不均匀分布。膨胀土呈半坚硬状态，有裂隙发育，会给人们造成一种“良好地基”的错误认知，若是未采取行之有效的改善措施，会给工程造成严重的不良影响。结合膨胀土的特性，常用的处理方案有三种，结合笔者自身经验，对其归纳如下。

（1）土壤换填，采用换填法对膨胀土地基进行处理，对于膨胀土地基的深度以及膨胀土的厚度有一定的要求，一般在基础深度较浅、膨胀土层较薄地基基础条件时采用，使用的材料一般为灰土或是非膨胀性质的建材，采用换填法进行膨胀土地基处理过程中，需要对换土度进行计算，需要达到设计的承载要求，在建筑物基础以及基础周边（基础范围外扩300～400mm的宽度）范围内进行换填，对于膨胀土地基施工中的垫层，要做好其防水工程，避免水流的下渗对下部土层造成不良影响。

（2）改良土质，这种膨胀土地基处理措施相比较换填法而言，是一种偏向“化学法”的处理措施，即在原土层中掺入水泥或化学制剂，通过一定的物理化学反应，使膨胀土土质得到改善，降低其膨胀指数，进而达到设计的承载能力。

（3）预湿膨胀，顾名思义，就是提前在膨胀土地基中，提前施以一定量的水，使膨胀土层提前处于一种“膨胀”的状态，并一直维持其含水率保证其承载能力，这种方法一般在地下水位较高的地区使用，能够较好的保证地基基础下层土的完整性。

2 针对不均匀沉降采取的方案优化

对于不均匀沉降地基，其原因多为纵向和横向上均存在着明显的地质差异，岩面起伏倾斜，基底下土层厚薄差异，与均匀地基比较而言，具有显著的反压力特性，当地基出现不均匀沉降的问题，会对建筑的安全使用造成严重的影响。针对存在不均匀沉降隐患的地基，对其处理方案的优化主要集中在两个主要的方面，结合笔者自身经验对其归纳如下。

（1）采用适当的桩基础加强措施，使建筑物的地基基础受力在整体上达到一种均匀的状态，对于桩基础加强措施的实施，需要对地基下部存在不均匀沉降的土层的厚度和性质进行精确的勘察工作，将基础桩的深度贯穿不均匀沉降层，直达下部的坚硬岩层或是稳定均匀层，采用诸如爆扩桩、灌注桩（以施工工艺上的区别进行划分），端承桩或是摩擦桩（以受力形式上的差异进行划分），这种地基处理的方式，能够较好的解决地基基础不均匀沉降的问题。

（2）采用置换法，所谓的置换法就是对存在不均匀沉降问题的地基岩土层进行一定量的换填，比如：地基基础岩层之中的软弱地基土比例较大，而坚实的土层比例较小，在这种情况下就采用与软土地基材质相似、受力变形特点相近的材料对坚实岩土层进行置换，这种施工方法成本较低，而且能够较好的实现地基沉降程度的均匀化处理。

3 针对软弱地基处理方案的优化

所谓的软弱地基基础处理措施，指的是针对具有相当程度变形度的地基土基础，这类地基由于具有较大的变形量，若是未采用行之有效的地基处理措施，在建筑物完成施工后，会出现沉降，对周边附属建筑物或是与附属建筑物连接结构造成破坏性的影响，常见的软弱地基土种类为淤泥和淤泥质土、杂填土和充填土，其结构形成呈现高含水量、高压缩性、低抗剪性、低渗透性且具有明显的流变性的特点，针对软弱地基土处理方案，常规的设计方案为采用桩基础或是加深基础埋深采用天然地基，这类设计建议均比较泛泛，不具有针对性，在实际的工程施工中能够将基础桩和适当改变基础的结构受力形式的措施来改善这种地基软弱的状况，如：采用基础桩和结构柱墩相结合的形式，能够较好的满足受力上的要求，同时对于建筑使用功能的发挥不会造成不良影响。

4 高层建筑地基处理的方法

高层建筑物的地基处理常用的方法为天然地基深基础或者是人工地基浅基础两种为主，而在通常情况下优选人工地基浅基础，在综合工程造价、可持续发展以环境保护等多方面的因素。在实际的高层建筑工程施工中，通常采用复合地基技术，通过在地基中形成水平方向或是竖直方向上的增强体，进而组成复合地基实现对地基承载力的有效增强，减少沉降。对于地基处理后的地基结构，根据增强体的性质可以将其划分为刚性桩、柔性桩以及散体材料桩三中类型。复合地基是在增强体和原地基土协同工作的基础上共同承担外部荷载，由于前两者与天然地基土性质具有显著的差异性，故而可以分为两大类，在量大种类之间可以设置褥垫层，有褥垫层、桩间和基础桩三者形成共同体，即复合地基，采用这种优化处理后的施工方案，形成的地基结构，在桩身强度上比较均匀，工程造价相对较低，并且具有施工进度快、环保指数高等特点。

5 结束语

综上所述，我国员辽阔，在进行城市化建设过程中，随着用地紧张程度的加剧，不可避免的或遇到诸多地质条件复杂、条件相对较差的区域进行建筑工程施工项目，如：本文中提到的膨胀土地基、不均匀沉降地基、软弱地基等，还有淤泥质地基、湿陷性换土地基等等，而针对相应的复杂的地质条件，应该在对土质进行充分勘察基础上，采取具有较强针对性的地基处理措施，保证建筑物的受力稳定和使用安全，对地基处理方案进行优化处理，要在对地质环境条件充分的了解的基础上，经过设计计算，并结合建筑物的结构受力，制定出具有针对性的地基处理方案，不能拘泥于传统的地基处理的形式，要积极引进先进的处理技术，降低工程造价，创造经济效益和社会效益。