建筑工程地基处理工作中的常见问题及解决方法

任睿祺 陈世盛 路少山 张旭辉

山西冶金岩土工程勘察有限公司 山西 太原 030002

引言

地基工程是建筑工程项目重要的分项工程之一，将自然土体进行全面的处理后，才可确保其满足性能要求，以此保障工程项目的质量与安全。由于工程内容的特殊性，也使得当下行业内有相当一部分地基处理工作具有一系列通病问题，结合具体的工程项目分析常见问题，并提出相应的解决方案，对工程管理优化具有促进作用。

1 地基处理工作的重要性分析

建筑工程项目地基处理工作的重要性可从以下几个方面进行分析：

从工程管理的角度来看，地基作为建筑的下部结构其自身处理是否得当将直接影响着项目整体的质量与安全。针对大型工程项目而言，地基若处理不当存在问题，则会使建筑整体出现不均匀沉降、建筑主体裂缝等质量问题，严重的还有可能导致建筑整体坍塌[1]。

从工程投资经济效益与成本管控的角度来看，地基处理工作占整体成本较大，进行正确的处理与技术应用能够避免此部分出现额外的成本提升问题，同时也可确保工程经济效益得以实现。避免地基处理开展不善所造成的额外经济损失。

从社会影响及行业发展的角度进行分析，地基基础的稳定将可保障建筑品质，避免形成负面影响，当地一地基基础存在问题后所酿成的后果往往是十分严重的，会具有明显的负面社会影响。对地基处理工作开展全面的管理优化也是减少行业不良影响的途径之一。

从上述角度来看，在工程项目开展过程中，针对地基处理工作进行相应的优化与管理是有必要的，而这也正是本文的行为背景和意义所在。

2 案例概况

本文中所引用的案例工程位于陕西省西安市，是一房屋建筑类工程。此工程项目整体为钢筋混凝土结构，设计高度120m，地上位置共计41层（含避难层），地下位置2层。地下位置的主要用途为停车场、储物间、设备层，同时地下空间兼顾人防功能。考虑到案例工程为超高层建筑，同时地下结构要求较高，在进行地基设计的过程中也具有更为严苛的需求。由于该案例工程项目所处位置的特殊性，结合初期环境勘察方案，为了确保项目的整体质量与安全，其地基处理同样具有较多的特殊需求。

本文正是以此案例为背景所提出的研究工作，分析该案例工程针对地基处理需求所提出的一系列解决方案，以起到为同类工程提供参考的作用。

3 案例问题分析

3.1 环境影响因素明显

地基处理工作会受到较为明显的环境影响，以此案例工程为例，主要的环境影响是地理地质因素。若自然土体情况较为复杂或承载力较差，则在地基处理的过程中就需要通过必要的工程措施予以加强以满足工程需求。此外，温度情况、自然降水情况、地下水情况等都将成为地基处理的影响因素[2]。

3.2 地基所处标高较大

此案例工程项目的地基部分所处标高较大，需要考虑到超高层建筑自身就具有较为严格的地基承载力需求，同时地下结构复杂，且为二层设计，为了满足上述需求，在进行工程设计的过程中采取了深基坑的设计形式。该案例工程初步设计基坑底层标高为-11.8m，也正因这一需求的存在，使得其在施工过程中需要考虑到基坑开挖及基坑支护的一系列问题，同时由于开挖深度较大，所进行地基处理也需考虑到机械设备自身影响及工程材料性能影响。这一系列内容都将成为工程项目地基处理过程中的影响因素，从工程管理的角度来看，深基坑的施工形式自身对于质量管理及安全管理就是较为复杂的。

3.3 资源应用种类繁多

案例工程项目在地基处理施工过程中所应用的工程资源种类较多。从所需要的工程材料来看，主要需求钢筋、混凝土等工程材料，而应用至不同位置的材料其性能差异可能较为明显。同时需要考虑到工程材料在现场的存放问题和正确应用问题；针对工程项目的机械设备，为了满足复杂的地基处理需求，所需要的大型机械设备同样是工程施工管理过程中需要考虑的问题，例如机械设备的自身性能可否满足要求，机械设备与安全管理之间的影响关系等；此外劳务施工人员也被划分到工程资源的范畴当中，相比于其他工程形式而言，此案例工程项目在地基处理过程中所需求的劳务施工人员对其专业素质和技术能力的要求更高。

3.4 工程技术体系复杂

技术管理是开展各项管理工作的基础，结合此案例工程，地基处理工作所具有的技术体系更为复杂，主要可从以下几个方面剖析：一是针对不同的环境情况，地基处理所实施的具体方案也会具有明显的差异性，而不同的处理方法之间施工管理和影响因素差异尤为明显。二是不同的地下结构形式以及建筑结构形式，其所具有的技术体系同样差异明显。

4 地基处理工作解决方案

4.1 全面的环境勘察与管理

地基处理工程工作开展复杂，环境影响较为明显，因此在施工开始之前进行全面的环境勘察与管理是有必要的。案例工程所进行前期勘察工作如下表所示：

表1 环境勘察内容

案例工程地基处理工作的施工时间为3～4月之间，此时所在地的自然降水较少，无大规模自然降水所造成的风险问题；此施工位置地下水分布广袤，水位较为稳定，在进行施工的过程中需做好地下水位的变化监控；施工位置土质情况极为复杂，大部分为人工回填土，承载力差且分布不均匀，个别位置具有较大体积的固体垃圾，因此在后续施工的过程中也需针对此特点做好加强技术的选择。

4.2 材料设备等资源的精细控制

为了确保地基处理工作的全面推进，保障项目施工质量和安全，优化技术应用正确性，案例工程在开展过程中针对工程资源控制进行全面优化：

4.2.1 工程材料部分：地基处理过程中所应用的主要工程材料有混凝土、钢筋、成品预制桩，在项目开始之前就确定材料的性能要求，并在后续采购和验收过程中严格按照技术标准控制材料质量；结合工程项目的实际情况，对材料进行存放规划，避免因环境潮湿、场地复杂等因素造成材料性能的降低；各个材料合理应用，明确材料的应用场景和应用范围，避免不同性能材料混用的问题。

4.2.2 机械设备部分：案例工程项目在实施过程中会应用多种大型机械设备，如开挖设备、吊装设备、钻孔设备等，为了全面把控设备性能，通过如下形式进行管理：设备应用前进行调试，确保性能符合工程要求；设备应用过程中密切关注使用状态，观察所存在的早期问题；设备使用完成后及时进行清洁和保养维护，避免出现腐蚀、老化等问题[3]。

4.3 放坡开挖与同步支护技术应用

案例工程项目地基部分的施工需求尤为复杂，其需要考虑到自然环境、地下水、土力学性能等诸多因素的共同影响，经综合考虑采取了放坡开挖和同步支护的应用方案。

在开展全面的地质勘察和场地划分之后， 通过测量放线的形式明确开挖范围，在开挖的过程中按照1∶0.5的放坡比例进行开挖工作，分段进行开挖，单次开挖深度控制在2～3m之间，同时完成每一阶段的开挖后均进行支护和排水后再进行后续工程施工作业。在开挖过程中为了防止地下土质可能存在的突变问题，也通过过程中多种土质勘察的形式明确后续施工方案。以此类推直至基坑开挖到指定深度[4]。

案例工程采取的支护技术为喷锚技术，垂直于基坑侧壁方向插入土层锚杆，表面敷设金属钢丝网，而后使用细石混凝土进行喷涂施工[5]。此支护技术形式整体作业效率较高，同时支护起效明显，在支护完成后也不会受到外部环境因素的侵扰，具有较高的可靠性。在进行开挖的过程中同步开展支护作业，整体作业流程较短，也符合工程项目的质量安全需求和进度需求。

4.4 预制桩技术施工

此案例工程采取桩基础的进行地基基础部分的施工工作。主要是考虑到地下情况复杂以及土体不明的特点，通过桩基础的形式一方面能够对不良的自然土体地基通过挤压作用使其得到有效的加强处理，另一方面桩基础具有一定结构性能，可承担来自建筑上部的荷载。由于现场条件复杂，且考虑工程质量和工程进度的影响，因此采用了预制桩的技术形式。将桩基础材料在预制厂内生产完成后运送到现场，经全面的检查按照深化设计方案完成施工安装作业。

在施工开始前结合既有工程资料明确地下管道管线情况，通过对建筑荷载需求进行分析，明确预制桩的尺寸和密度，利用有限元模拟仿真失效，分析技术形式对施工的系统其稳定性进行分析，确定最终深化方案。该方案指导了预制桩的各个参数指标与施工位置；施工过程中对环境情况进行密切监控，通过位移传感器和应力传感器分析整体工程质量，并对早期问题进行预警，实现工程质量和安全的全面控制[6]。

5 案例评价

本案例工程项目地基处理具有较为复杂的影响因素，在实施过程中也充分考虑到诸多管理需求。通过全面的前期勘察，了解当下工程项目的实际情况，并在此基础上做出相应的解决方案和技术措施，确保所提出的一系列技术应用是满足当下环境需求的；在项目实施阶段，充分意识到工程资源对于工程管理的重要性，针对工程资源做出全过程控制的应用策略；所应用的放坡开挖、喷锚支护、预制桩技术形式军事考虑到工程项目的实际情况，结合现场环境所确定的工艺方法。

在多角度的全面管控之下，最终该工程项目完成地基处理部分的施工工作，关键工序一次验收合格率百分之百，工程周期内未发生任何安全事故。

6 结束语

本文主要针对建筑工程项目地基处理所存在的问题及其优化解决展开研究工作，并结合具体的工程案例明确在地基处理过程中必要的工艺形式及其技术要点。实际上不同的工程项目在开展过程中均会有差异性的需求，在不同施工需求和环境影响下，地基处理所应用的具体工艺也会存在不同之处。科学把控各个管理指标，并以此为基准提出管理优化体系，可减少外部影响因素及工程自身技术因素对于地级处理所造成的负面影响问题。在行业不断的发展与优化探索下，未来也会有更为完善成熟的地基处理技术体系被提出，促进行业健康发展。