建筑地基基础工程施工技术分析及应用

史素梅

（西安培华学院，陕西 西安 710125）

0 引言

地基基础作为建筑工程的重要组成部分，其施工方案的合理选择及应用对建筑的稳定性起着关键作用。为保证建筑工程的施工质量，地基基础的施工一定要结合工程实际，充分考虑工程的地质水文条件，分析周边环境的影响，选择先进、合理的施工技术，其中要特别注意的施工要点包括基坑支护、排水降水、地基加固等。

1 建筑地基基础工程的特点

1.1 复杂性

地基基础工程施工条件比较复杂，受地区地形、水文、地质、气象、周边环境的影响较大，不确定因素较多。因此在施工前必须进行详细的调查研究，认真分析地质报告，选取合理的施工方法，并做好安全防护措施，严禁盲目施工。

1.2 隐蔽性

地基基础作为房屋建筑工程施工的第一道工序，其施工质量的好坏直接影响后续工序。由于其具有隐蔽性，后期的维修维护难度较大，一旦造成无法修复的质量缺陷，整栋建筑物只能推倒重做，这将造成很大的经济损失，并严重影响工期，所以在施工过程中，务必做好过程控制，以降低对后续工序施工的影响。

1.3 工序繁多、工程量大

地基基础工程施工内容包括地基加固、排水降水、基坑支护、土方开挖、基础施工等，具有工序繁杂、施工难度高、工程量大、施工周期长、劳动繁重等特点，对地基基础工程的施工技术提出了更高的要求。

2 建筑地基基础工程施工要点

2.1 施工准备

由于地基基础工程具有工序繁多、施工条件复杂等特点，因此在施工前必须进行调查研究，详细地分析影响因素，并做好施工准备，具体工作包括以下7 个方面。

（1）踏勘现场：认真研究施工场地内的地质水文资料、施工环境及气候条件等。

（2）熟悉图纸：施工前对图纸进行学习及审查，核对平面尺寸及基底标高，了解基础形式、结构特点等，确定基坑开挖深度，开挖边线。

（3）编制施工方案。

（4）清除现场障碍物，做好七通一平。

（5）搭设临时设施。

（6）通过测设控制网、布置方格网、埋设控制桩进行建筑物的定位。

（7）施工机具、用料准备[1]。

2.2 基坑支护

在土方开挖前，为防止土壁失稳，开槽必须先做支撑。在基坑开挖时，如果土质良好或周边场地环境条件允许，采取放坡开挖是最简单、最经济的施工方法。但对于深基坑，或在建筑物密集区及周边环境条件受场地的限制不允许放坡的情况下，为缩小施工面，减少土方，则可设置土壁支撑的施工方法来保证土方的稳定性。合理的土壁支护方法既能保证基础工程施工的安全，又能减少对周边建筑物的影响。

基础工程基坑支护施工特别需要注意的是深基坑支护方案的选取，而常见的深基坑支护方案应根据基坑周边环境、地质水文、开挖深度、安全等级和工期要求以及技术经济效果等因素综合考虑。虽然深基坑支护在基础工程施工时作为辅助的临时结构，但其对基础工程顺利施工和保证邻近既有建（构）筑物的安全有着重要影响。深基抗支护常见的支护方式包括水泥土桩挡墙式支护、钻孔灌注桩、钢板桩、土钉墙支护和锚杆支护等。下面介绍5 种最常用的基坑支护方式。

2.2.1 深层搅拌水泥土桩挡墙

水泥搅拌桩是通过专用的搅拌机械，在地基土持力层及下方将软土和水泥浆固化剂搅拌在一起，二者之间发生凝结硬化等一系列相关反应，把原有软土变成高强度的水泥加固土。这种柱墙是依靠自重和刚度进行挡土和保护坑壁稳定的，能防水防渗挡土。该支护方法适用于开挖深度在6 m 左右的软黏土地基，由于坑内无支撑，具有便于机械快速开挖、既挡土又防渗、比较经济的优点，但其缺点是不宜用于深基坑，位移较大[2]。

为提高水泥土墙的刚性，通常在水泥土搅拌桩内插入H 型钢，使其成为既能受力又能抗渗的支护结构围护墙，可用于8～10 m 的深基坑支护，这种桩称为劲性水泥土搅拌桩。

2.2.2 排桩支护

排桩支护是在土方开挖前沿着基坑周围埋设混凝土灌注桩，桩的排列可间隔排列，也可双排或连续排列。该支护方式具有抗弯强度较高、刚度较大、变形较小、施工方便、安全度高、费用低、噪声小、工作场地不大、振动小等优点，适用于基坑开挖深度超过6 m，且周边既有建筑物的下沉及位移量有限，同时又不具备放坡条件的大面积基坑。

2.2.3 土层锚杆支护

土层锚杆支护是在坚硬的土壁上成孔至设计深度，孔内埋入钢筋，并通过注入水泥砂浆将钢筋和土层形成抗拉锚杆，锚杆的两端分别锚固在土壁和土层中，将立壁土体侧压力传至稳定土层。其施工工艺流程包括成孔、锚杆制作与安装、灌浆、预应力张拉及封锚。一般当周边存在既有建筑物，且土层较硬的基坑中为提高边坡的稳定性时用此支护方式[3]。

2.2.4 土钉墙支护

土钉墙支护施工工艺流程包括开挖工作面、喷射第一层混凝土、土钉成孔、安装土钉及注浆、挂钢筋网及喷射第二层混凝土面。该土钉复合体可显著提高边坡稳定性及承载力，具有施工方便、费用低、噪声小、工作面小、振动小、变形小、对周边建筑影响小等优点，适用于开挖深度不大、地下水位较大、周围建筑物又对沉降及位移要求不高的淤泥、淤泥质土、黏土、粉质黏土地基中。

2.2.5 钢板桩支护

钢板桩有平板桩和波浪式板桩两类。钢板桩通过锁扣互相连接，形成一道连续的挡墙。由于锁扣的连接使钢板桩之间连接牢固，形成整体。在深基坑中，当地下水位较高且未按要求完成施工降水时，或者降水过程中发生流沙或避免出现流沙时，采用板桩进行支护，不但可挡土，同时可防水。此外，波浪式板桩抗弯能力强，施工完毕后还可以拔出重复使用。

2.3 排水降水

土中含水量的高低会直接影响其承载力及稳定性。在基坑开挖时，必须做好排水降水，并保证地下水在基地以下至少500 mm，同时要避免地下水和地表水流入基坑。常见的施工排水方法包括明排水法及人工降低地下水位法[4]。

明排法是在基坑四周设置纵横排水沟、低洼位设置集水井等设施，通过排水沟拦截或疏导地表水，并引流到集水井中，然后利用抽水机进行排水。但明排法不适用于地下水位以下丰水区施工，由于下方含水丰富，在开挖土体时可能会出现流沙、管涌等现象，这时可采用人工井点降水。井点降水包括用井点管和抽水设备抽出地下水的轻型井点降水法，及通过高压水泵或空气压缩机形成的水气射流抽出地下水的喷射井点降水法，还有钢筋和井点管形成的正负极通电排水的电渗井点法[5]。其中最常用的为轻型井点降水法，降水深度根据布置的井点管数量及深度而定，最深可达12 m。

2.4 地基加固处理

在基础工程施工过程中，如果地基中存在过软或过硬的土质，或天然地基与设计要求不符时，需对地基进行人工处理。处理后的地基应保证建筑物各部位沉降量趋于一致，以减少地基的不均匀下沉，提高承载力、增强稳定性。人工地基常用的处理方法有换土地基、夯实、排水固结等。

2.4.1 换土地基

当软弱土地基的承载力或变形满足不了建筑地基的要求，而软弱土层的厚度不大时，最经济的方法是挖去软土层将基础置于承载力大的基岩或坚硬的土层中。软土层较厚时，将基础下面一定范围内的软土挖去，代之以人工填筑的垫层作持力层。

2.4.2 夯实法

利用打夯机具夯击土壤，排出土壤中的水分，加速土壤的固结，提高土壤的密实度和承载力。强夯法是用起重机械将不小于8 t 的夯锤起吊到不小于6 m的高处后，自由落下，对土体进行强力夯实。强夯可提高地基土的强度，降低土的压缩性，改善土的抗液化条件。该法适用于黏性土、湿陷性黄土及人工填土地基的加固，但强夯产生的振动对已建成或在建的建筑物有影响时，则不得采用。

2.4.3 排水固结

排水固结是利用压实机械碾压地基土壤，使地基压实排水固结。或采用预压固结法，即先在地基范围的地面上，堆置重物预压一段时间使地基压密，以提高承载力，减少沉降量。

2.5 地基基础工程施工安全技术

（1）施工前，应对施工区域内存在影响施工的建筑物、管线、坟墓等障碍物进行排查，并在施工前妥善处理，确保施工安全。

（2）对于大型土方和开挖较深的基坑工程，在施工前要认真研究施工场地内的工程地质和水文资料、邻近建筑物或构筑物的分布状况、挖土和弃土要求、施工环境及气候条件等，编制专项施工组织方案，制定有针对性的安全技术措施。

（3）对于山区施工，应事先了解当地的地形地貌、地质构造等，如果因土方施工可能产生滑坡，则应采取可靠的安全技术措施。

（4）基坑开挖工程应验算边坡或基坑的稳定性，在验算时应考虑地面堆载、地表积水和邻近建筑物的影响等不利因素，决定是否需要支护，选择合理的支护形式，并在基坑开挖期间加强监测。

3 建筑地基基础工程技术应用

3.1 工程概况

某小学建设项目内含教学楼、综合楼、食堂、报告厅、消防水池及泵房，层数均为四层，框架结构，独立基础。拟建工程重要性等级是二级，场地等级是二级，地基等级是二级，岩土工程勘察等级综合划分是乙级。

3.2 工程地基基础施工技术要点分析

3.2.1 地基均匀性评价

拟建教学楼、食堂及报告厅基底持力层主要杂填土、素填土和黄土状土组成，地基土分布不连续，层位不稳定，为不均匀地基。

3.2.2 地形、地貌

本场地地貌单元属长涧河右岸一级阶地。勘察期间食堂及报告厅西侧场地堆积有大量杂填土，且局部为前期人工取砂坑。场地总体开阔，呈南高北低。

3.2.3 地下水位

本场地地下稳定水位埋深为1.30～6.20 m，地下水属第四纪松散岩类孔隙潜水，水位年变幅在2.0 m左右，多年变幅在3.0 m 左右。

3.3 工程地基基础施工方案

3.3.1 教学楼、综合楼、食堂及报告厅地基处理方案

根据拟建建筑物的规模及场地工程地质条件，结合同类建筑物的地基处理经验，从经济、安全方面考虑，拟建教学楼、综合楼、食堂及报告厅可采用换填垫层法处理地基。教学楼、食堂及报告厅基础持力层主要为杂填土、素填土或黄土。为了防止建筑物发生不均匀沉降，基坑开挖时应挖除全部的杂填土和素填土后，基础下整片垫层处理厚度不小于1.50 m，垫层的回填材料可选用级配碎石。垫层施工前应认真排好底夯，每层铺填厚度0.20 m 左右，每层碾压6～8 遍。垫层施工结束后，应按规范规定进行地基承载力质量检测。

3.3.2 基坑开挖与支护方案

因拟建建筑场地较开阔，教学楼、综合楼、食堂及报告厅基坑开挖时可优先考虑放坡，坡比可按1:0.75～1:1.00，并应保证基坑外2 m 范围内不得堆放重物。拟建消防水池及泵房基坑开挖深度约8.0 m，根据《危险性较大的分部分项工程安全管理规定》的有关要求，该基坑需采取支护措施，支护可采用锚杆支护。

3.3.3 基坑降水方案

因拟建消防水池及泵房为水池类构筑物，基础埋深为-7.0 m，勘察期间为丰水期，该区域地下稳定水位埋深为4.00～4.90 m，基坑开挖需挖除全部填土，因部分填土位于水位以下，必要时可采取降水措施，降水可采用轻型井点降水法。

4 结语

综上所述，一个切实可行的地基基础工程施工方案必须结合工程前期勘察资料，充分考虑工程特点，详细分析地基基础工程施工技术要点，重视基坑支护、排水降水、地基加固等施工环节，同时加强对施工过程的管理与控制，进而保障房屋建筑的整体稳定性和施工质量。