关于地基基础设计与施工质量通病及防治措施探究

刘正江

【摘要】随着国民经济快速发展，建筑工程设计、施工、使用全生命周期中都发生了较大的变化，有质飞跃，但是也必须清醒的认识到，有些工程质量通病，如墙体开裂、门窗下檐口渗水、基础下沉等缺陷或事故问题仍然存在，要保证建筑物的安全与正常使用功能，就必须保证建筑物基础具有足够的强度和稳定性，否则会留下严重隐患，甚至会造成房屋等建筑物倒塌现象发生。

【关键词】地基基础;设计施工;质量通病;防治探究

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.01.035

1、地基础设计与施工质量通病原因

主要有以下问题：

（1）不勘察或勘察深度不够，就设计施工图纸;

（2）设计基础时不调查、不计算，就凭经验展开设计。

（3）软土地基不处理：软土地基压缩模量很小，在荷载作用下变形较大，因此在软土地基上建造房屋就必须注意减小基础的沉降，使之控制在允许范围内。

（4）施工过程中地基基础缺乏防护、防水、排水措施;

（5）不经复核与验算就随意加层，造成地基超载失稳;

（6）寒冷地区地基设计时未考虑冻胀问题。

（7）不按设计图纸及施工验收规范施工，基础不牢固，上部结构再坚固亦会出问题，在工程地基础施工过程中，不按设计图纸施工，也未执行规范，将会造成质量低劣。

2、从设计基础和施工角度出发，减少地基变形预防措施有：

2.1设计主要依据

设计主要依据是建筑场地详细勘察，掌握地层构造、持力层深度、均匀分布等情况;

2.2减轻地基承受附加压力

（1）减少填土或采用轻质填料;（2）扩大基础底面面积;（3）利用地下室或半地下室解决承载力低问题;（4）采用轻质材料，减轻房屋自重等措施。

2.3合理利用地基的承载力

合理选择基础处理方式提升持力层承载作用。

2.4充分挖掘地基潜力

（1）尽可能利用经过预压的场地作为房屋的地基。（2）选择土质均匀土层作为持力层。

2.5选用正确基础方案

（1）相邻建筑物，宜采用型式和埋置深度差不多基础;（2）当各基础荷载相差较大时，要注意不均匀沉降;（3）增强条形基础刚度;（4）当地基承载力较差时，应合理选用桩基础。

2.6控制荷载分布

（1）合理布置建筑物平面;（2）当建筑物产生的活荷载比较大时，在使用初期，活荷载应有控制地分期均匀施加;（3）对于使用要求较高建筑物，堆载应划定范围，防止荷载集中，压垮建筑物;（4）对软土地基应使上部结构重心与基础形心尽可能重合;（5）不要过高估计沉降缝的作用。

2.7注意合理施工，要遵守注意事项

（1）要严格按照设计施工图纸和技术规范施工;（2）大面积填土宜在建筑物开挖施工前完成;（3）在基坑边坡，附近堆土、降水等可能产生不良影响，应采取相应措施进行防范。（4）对软土地基，对于直接砌筑在软土层上的基础，开挖时要边开挖边砌筑，同时要保护好新开挖的基础、防止基坑受到外界条件破坏;（5）施工顺序要坚持，基础先施工深的，后施工浅的。

3、从房屋结构角度出发，使房屋能适应地基的变形，利用房屋的结构设计来处理地基的变形问题，通常应采取下列措施

3.1采用合适的结构型式

（1）设计大面积堆载的轻钢结构厂房，宜采用静定结构;（2）砖砌体承重的结构，不宜用于荷载大、沉降量大的建筑物。

3.2对建筑结构适当处理

（1）同一场地内，相邻的建筑物各单元高度不宜相差过大;（2）地基土层或土质明显不均匀时，建筑物各单元结构型式不同时，建筑物分期建造时，亦宜设置沉降缝;（3）砖承重结构，设计跨度不宜过大;（4）相邻房屋或地面堆载产生地基附加变形对房屋使用或结构影响应予考虑，必要时，应调整结的整体刚度和强度;（5）对于砖墙承重的结构，应优先设计构造柱和钢筋混凝土圈梁，形成一整体结构，提高抗剪和抗震能力;（6）承重砖墙墙身上不宜开过大孔洞，若开孔过大，宜设置有足够强度钢筋混凝士边框。

4、地基基础处理的方法

通常有重力或强力夯实加固地基、换土加固、水泥粉煤灰碎石桩、振冲地基、深层搅拌桩及化学加固等加固方法，其中，处理浅层地基的方法主要有，换填法、分层机械碾压法、振动夯实法、重锤（强、重）夯实法等;通常深层地基处理方法有强夯法、高压旋喷法、硅化加固法、振冲法等，各种处理方法，均适用范围和条件不同，如设计选用不当、施工方法不正确，不按建筑施工技术规范和质量验收标准进行施工，易形成质量通病，造成质量事故。

5、地基基础事故分析及措施

对于地基基础发生的事故，一般要检查设计、施工、材料、地勘资料等方面问题，通过实地调查，查清楚建筑物下沉、倾斜、发生位移、开裂等原因，掌握基础地基变形和破坏程度，形成调查报告;具体调查内容是，1.测定基础的变形状态;2.收集相关资料并进行调查;3.调查周边邻近建筑物损坏情况;4.调查建筑物上部结构情况;5.调查建筑物周边地基情况;6.调查设计、施工和图纸设计审查文件是否符合要求;7.通过结构计算软件，和现场检测数据进行分析结构安全性;8.总结报告提出建议。

6、处理地基事故基础原则及措施，地基基础处理应考虑下列因素

（1）地基基础事故处理原则，根据地基的变形稳定性程度进行综合判定，一般分“等待沉降稳定”、“加速沉降稳定”、“制止沉降”三种处理方法。

（2）地基处理事故的措施主要有：1）上部结构进行维护;2）上部结构进行加固或减荷载。3）加固基础，扩大地基底部面积。4）加固地基。以上几种措施需要结合地基缺陷轻重情况，进行综合选择，可以单独采用，也可多種措施综合采用，但是任何加固项目均需要进行方案认证、施工过程质量检验、加固前后沉降观测和竣工验收等阶段。

7、案例分析

7.1工程项目概况

广西海螺环境科技股份有限公司年产3.2万m3脱硝催化剂项目，位于广西来宾市河南工业园区，项目建设用地153亩，项目地基为人工回填地基，回填深度1.5～9.5米，场地整平到（±0.00）标高为92.00m，按安徽海螺设计研究院提出的初步设计方案，回填土必须进行分层碾压，碾压设备重量不得低于20吨，分层土层厚度不得超过300mm，碾压回填后，应及时现场取样试验，干密度和含水率合格率不低于96%。该项目素填土主要由黏性土和灰岩碎块组成，夹有40%的灰岩碎块，碎块粒径0.5cm～20cm不等;经机械碾压回填，压实度均达到97%以上，由于填埋时间小于3年，未完成固结，经地勘单位勘察后提出基础处理意见如下：考虑固结时间较短，土方回填均匀性、压实度代表性、沉降量稳定性均存在不确定性，建议业主公司通过2种途径确定基础处理方式，一是未经处理回填土不宜直接作为地基持力层;二是通过委托第三方有资质检测机构，对回填土进行浅层平板载荷试验，根据现场试验数据结果，来确定回填土的处理地基承载力是否满足设计要求，若检测结构符合地基承载力要求，同意回填土直接作为地基持力层方案。

经业主公司委托具有检测资质单位广西安健检测技术有限公司，对厂房地基基础进行检测，在设计、地勘、检测单位、业主公司共同研讨下，制定了项目处理地基检测方案，并经地勘、设计、业主、监理和施工单位进行技术评审确定。

7.2地基检测方案的主要编制内容

（1）方案编制依据及检测目的;按最新的国家、行业和地方最高标准执行;

（2）工程概况，包括工程名称、建设地点、结构形式概述、设计参数等;

（3）检测内容和数量;根据相关规范和文件的要求，本项目按照《建筑地基检测技术规范》（JGJ340-2015）。试验采取“慢速维持荷载法”进行;

（4）处理后地基土载荷试验;①试坑及试验点处理宽度、试坑标高应与地基设计标高一致。②位移测试仪表的要求及安装，沉降测量应符合规定在测量误差范围内。③进行处理后地基土载荷试验现场检测。

a.本项目静载荷试验方法，采用慢速维持荷载法;

b.试验加卸载方式：应坚持分级荷载逐级等量加载;卸载分级逐级等量卸载;加、卸载时应使荷载传递均匀、连续、无冲击，每级荷载在维荷过程中的变化不得超过分级荷载的±10%。

c.地基土载荷试验的慢速维持荷载法的试验步骤应符合规定：重点关注荷载施加后应沉降量、稳定标准沉降量和卸载沉降量、残余沉降量等变化情况。

d.可终止加载条件：应满足周边土体、荷载与沉降曲线、沉降速率、累计沉降量等相关规定要求。

（5）检测工期要求;

（6）保证本工程检测安全的方法和措施;

（7）现场试验安全管理制度;

（8）拟投入该项目的检测人员;

（9）本检测项目拟配备检测设备等。

7.3检测报告主要内容

（1）工程概况，包括项目工程名称、建设地点、结构形式概述、设计参数，地基土承载力特征值（150kPa）、地基土承载力试验荷载（300kPa）、检测数量、检测日期及地质条件描述等。

（2）检测概述，包括检测目的及方法、检测依据、检测仪器设备、 抽检数量等。

（3）现场检测;应严格按照本项目按照《建筑地基检测技术规范》（JGJ340-2015）和事前确定审批的检测方案执行。

（4）检测结果与分析;其中包括：

a.检测过程及分析简述;1#号～6#号试验点，当试验荷载加至300kPa，（即试验压力为300kN）时，历时观测，沉降稳定标准。此时总沉降值为2.94～11.53mm，然后分级卸荷至零，回弹值为0.97～4.22mm，残余沉降值为2.68～7.11mm，本试验点的承载力特征值取最大加载压力的一半，即150kPa。

b.结果分析;本次所抽检1#号～6#号试验点的地基承载力特征值均为150kPa，其极差不超过平均值的30%，取其平均值作为该土层的地基承载力特征值。

（5）结论，本次所抽检的回填土土层的1#号～6#号试验点的地基承载力特征值均为150kPa，均达到设计要求。为此该项目通过现场试验检测和专家认证，同意将分层碾压回填土层作为钢结构厂房基础的持力层，其独立柱和墙体条形基础深度和尺寸由设计计算后确定;同时要求施工单位，在基础开挖过程中，要注意回填土的均匀分布情况，基础开挖至基底标高后，要及时通知勘察、设计、施工、监理和业主公司进行验槽，验收合格后方可进行下一道工序施工;在施工过程中和移交后3年内，业主公司和施工单位定期要安排专人进行基础变形沉降观测，测量数据必须满足设计允许范围内，地基允许变形值沉降量120.0mm，沉降差0.005L的要求。

8、地基基础设计与施工质量的监督管理问题及措施

（1）在基础设计和施工中，还存在着一些安全问题，主要所体现的现状有：1）基础设计方案未做基坑开挖设计专篇;2）施工人员安全意识不到位，在施工过程中，施工工人的安全意识比较差，所以企业以及施工人员对于安全意识非常的淡薄，导致目前在事故中经常会出现安全隐患;3）技能培训与安全教育开展不到位，施工入场之前，没有对相关人员进行安全教育以及培训，每一项施工本身就是非常复杂的工作，所以所出现的安全因素会非常多，然而在施工中，企業往往会忽视安全教育，从而导致施工进度较慢，并且在施工中会出现一些不利因素;4）环境影响对施工现场的影响，例如施工场地较为狭窄，目前出现用料乱堆乱放的情况。在地下还有很多复杂管线，所以对于施工难度来讲，大大的增加。施工现场对于安全管理措施落实不到位，也会导致在施工中出现种种问题。

（2）影响施工安全最主要的原因：1）投入的经费问题，如果经费不足，那么对于安全防护设施就无法进行设立，无法购置必要的安全和职业健康防护装备。施工现场的设施过于老化、护栏生锈断裂、安全网破损等，这些都属于安全问题。2）在施工中管理和组织不利，也会导致施工出现弊端，所以说目前对施工要求很高，如果在组织施工时缺乏科学性，那么施工中的安全问题也会层出不穷，在施工中，人员的管理问题也比较复杂和重要的系统工程，因为施工现场人员，来自五湖四海，文化程度和素质高低不同，很多人员对于安全意识非常的淡薄。然而，安全与整个施工紧密相连。如果工作消极，并且没有严格按照规定进行施工，那么安全问题就是项目管理的重中之重。3）环境因素对于安全管理也会有一定的影响，因为在施工过程中一般都会在露天作业，所以环境会对施工产生较大的影响，如果在施工中没有去考虑环境因素，也会导致施工安全问题发生。

（3）如何解决基础施工过程中的安全问题，通常通过如下措施：1）首先应该对现场监理人员和项目部管理人员进行培训，只有充分了解安全知识，才能够去规范监督施工人员的行为，培训工作对于施工人员来讲非常重要，能够提升安全意识。2）安全监理管理在施工管理中也非常重要，新安全生产法规定，管业务必须管安全，首先施工管理人员，要经过培训才能上岗，在岗位上履职尽责;3）从事专业管理必要掌握相关管理知识，具备一定的管理水平;4）从事施工人员都要有一定的安全意识，同时具备相关的操作水平，對于管理人员与施工人员都要达到持证上岗。5）对于设备的管理，也要根据设备的性能分类管理，因为有些设备较新，所以在使用中安全隐患较小，如果有些设备已经老化，那么在一定程度上会影响到工期。同时也会影响到施工的质量以及安全等等，所以对于设备的管理也是非常重要的。6）应该严格根据相关规定来进行施工，并且要根据实际情况相结合展开施工，所有的设备在经过性能检测之后才可以正式使用。7）复杂的管线管网会带来较大的影响。另外网络，光缆以及高压电线等等，对于施工进度以及安全也会有一定的影响，交叉问题要充分考虑清楚后，才能进行施工中;8）在开挖综合管网的时候，也要注意深度按照相关规定挖掘，要避免施工人员跌落，同时要在四周设立警示牌以及标语等等;9）深基坑进行施工的时，监理管理人员一定要对施工单位施工过程展开实时监控，并且深入调查，严格的仔细的做好记录，对于施工人员也要穿着整齐，佩戴安全帽和劳保用品等等，才可以进场工作，只有做好了一切准备，才可以避免安全问题的发生。10）在施工中通常会使用很多的用电设备，例如照明电箱、切割设备、电焊机、空压机等等，而这些用的设备，如果出现问题，那么会造成很大的安全隐患，从而要对用电问题加强管理，尤其电气专业管理人员要选择不定期对电设备展开专项检查。电气设备也要及时的进行维护和保养，建立电气设备档案，形成设备OK表，杜绝设备带病工作;项目施工用电，要建立停送电专项管理制度，用电必须进行审批，挂牌作业，杜绝因停送电出现安全事故发生。为保证其用电安全，施工前也要对相关人员展开安全用电的培训，避免用电出现隐患，施工人员应该熟练操作每一个电气设备，避免出现违章操作。

结语：

工程质量，人命关天，质量责任，重于泰山。地基工程是建筑的立足点，地基基础设计和施工质量属于工程质量终身负责制范围，出现问题造成损失是不可逆的，万丈高楼平地起，一砖一瓦皆根基，根基要稳要实;面对工程设计、施工过程中，出现的各种质量问题，希望进行不断的总结经验和教训，通过有效措施和方案，避免类似问题情况的发生，从而共同推动建筑行业更好地健康发展。

参考文献：

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