建筑地基勘察及地基基础设计优化

建筑地基勘察及地基基础设计优化

李桂棋

棕榈设计集团有限公司510700

摘要：近几年来，中国建设工程的数目和工程的规模都在大量增长，因此，必须对建筑基础进行加固处理，以保证建筑基础的稳定，保证建筑基础的安全，尤其是当前很多超高层建筑，其基础稳定性对整个建筑物的稳定性起着至关重要的作用，在这里，文章重点讨论了有关建筑地基勘察与地基设计的有关要求，对地基勘察的方法与进行分析，并对地基设计进行一些优化，以期能对工程实践有所帮助。

关键词：建筑地基勘察；地基基础设计；优化；

引言

对建筑而言，在进行工程建设之前，一定要对地质勘探工作进行明确，运用合理的勘探技术，对地基周围的情况进行全面的调查，对地基的岩层、土质和含水量进行充分的了解，并以建筑的性能要求和实际地质条件为依据，对地基进行设计，对地基处理技术和方法进行优化，从而确保建筑的整体安全，下面就根据具体项目工程分析。

1.工程概况

拟建万年城·百色万达广场项目一期26#地块工程位于广西百色市迎龙区城东大道交七塘路东南角。拟建建筑包括12栋住宅楼（楼号为1#楼～12#楼）、1栋售楼部（楼号为13#楼）及裙楼（配套商业用楼）部分，占地面积约58463.69㎡，总建筑面积约230204.71㎡。

1.1地形地貌

拟建场地场位于广西百色市迎龙区城东大道交七塘路东南角。根据区域地质资料，本工程地貌属右江Ⅱ级阶地，拟建场地原为荒地，距离右江约1km，地势较平坦。勘察期间场地地面标高124.58～127.27m，最大高差2.70m。根据现场调查，场地内及邻近区域未发现滑坡、地面塌陷等不良地质现象，也未见影响地基稳定的不良地质作用。

2.建筑地基勘察与地基基础设计的重要性

岩土工程勘察是建筑施工前必不可少的勘察项目，地基的稳定性与建筑物的安全密切相关，因此，作为施工人员和建筑设计师，要有效地分析和了解地基的承载力以及地基在建筑压力下的变形特征，避免建筑地基不稳定，确保建筑结构的安全，进行地质调查时，工作人员应了解地基的岩石结构、其物理性质和地下水的特征，此外，不同的建筑对地基的要求也不同，因此工作人员应根据建筑设计的具体情况对地基进行勘察，以确保地基的勘察是在完全满足建筑设计要求的前提下进行的，建筑地基的设计需要有效科学的处理，以确保地基能够满足建筑承载力的要求。

建筑地基的设计方案有严格的要求，首先，地基在建筑物的强大压力下必须满足相应的变形，但建筑物的形状不会因基础的变形而发生相应的变化；其次，地基应具有足够的强度来支撑建筑物的坚固重量；最后，地基的设计应充分考虑地基是否耐用等问题。

3.建筑地基勘察分析

3.1地基勘察点布置方法

勘察建筑物地基时，应采用以下方法布置地基测点：(1)尽量将地基测点布置在建筑物转角或周围线路处，或在建筑群范围内，例如，建筑物的底层通常具有显著的起伏，此时，应适当增加测点的高度，为探索建筑的承重层奠定基础；(2)建筑物的主要承重基础测点应单独布置，例如，如果建筑物中有高层结构，则应设置3个以上的基础调查点；(3)在高层建筑物中，为保证地基均匀度评估符合工程设计需要，在已有的地质调查数据中，至少设置4个勘察点，对于人口稠密的高层建筑物，在其基础上，可适当减少所设测点数目，但在每一幢建筑物基础上，必须至少设一测点；(4)按照勘探方法，如渗透法、钻井法等，布设测点时，要注意建筑物基础的特殊地质情况，并注意各种勘探方法，对于一些地质情况比较复杂的区域，如残积土和风化岩层，可根据工程实际情况，适当加大探井的数量。

3.2地基勘察技术

(1)触探，在岩土工程勘察中，触探技术主要有两种，一种是动力触探，另一种是能量触探，对单桩的承载力、抗压性能及土体承载力的评估，主要是根据桩身在土层中所受的侧墙和锥顶的摩擦力来进行的；(2)钻探，在建筑基础调查工作中，利用钻探技术来划分和识别地层，在钻探过程中，有两种钻头：冲击式钻头和回转式钻头，其中，冲击式钻井具有直接破岩的作用，当岩层发生局部破裂，形成井眼时，就可以用吸管法将受干扰的岩土碎块直接抽取出来，并对其进行相关分析；回转式钻头既可用于对地层进行研磨，也可用于对岩心进行取样；(3)基坑勘察，这种地基勘察技术，主要用于勘察复杂的地质情况及地质结构，探井一般为圆形或长方形，水深在2~3米之间，在必须加大探深时，必须强化井壁的支护。

3.3地基岩土工程地质特征

1、杂填土：杂色，稍湿，结构松散，场地内除钻孔ZK36、ZK200外均有分布，以黏性土为主，含少量圆砾、碎石等，硬质物含量约30%，土质不均匀。

2、粉质黏土：黄～黄褐色，切面稍光滑，稍具光泽，无摇振反应，土中含少量圆砾，该土层随深度的增加土质粗糙感越大。根据粉质黏土稠度状态差异可分为两个亚层：

1）硬塑粉质黏土：黄～黄褐色，硬塑状态，干强度中等，韧性中等，无摇振反应。

2）可塑粉质黏土：黄～黄褐色，可塑状态，干强度中等，韧性中等，无摇振反应。

3、中密圆砾：杂色，湿-饱和，中密状，成分以石英、硅质岩为主，颗粒呈圆-亚圆状，粒径一般在20～60mm之间，含量约占50～60%，少量超过10cm，磨圆度较好，级配一般，颗粒间主要由中粗砂及少量黏性土充填。

4、中风化泥岩：下伏基岩为古近系(E)泥岩，灰褐、青灰色，中风化，表层有薄层强风化岩，中厚层～厚层状构造，岩芯较完整，多呈柱～长柱状，采取率为85%～92%。该层分布于整个场地，按岩石坚硬程度划分属极软岩，岩体完整程度为“较完整”，岩体基本质量等级属Ⅴ级。

4.地基勘察与地基基础设计优化方法

4.1做好相应准备工作

在进行建筑物的地基设计时，必须在地基的初期就做好相应的准备工作，首先，必须依据现场勘察成果，精确地计算出其承载力与变形，进而决定建筑物地基的底面面积；其次，重点研究建筑物的高程计算，确定地基的高层及变化截面，并充分考虑碰撞、剪切等因素的影响；第三，要重视地基的配筋计算，以地基的抗弯承载力为依据，合理地进行地基的抗震设计。

4.2采用合理的地基处理方法

近年来，随着国家建设事业的不断进步，各种地基处理技术不断涌现，并取得了较好的效果，下面是一些常用的、先进的地基处理技术：第一种是机械碾压，机械碾压法是目前广泛应用的一种方法，主要适用于大面积的地基处理和施工，通常采用平碾和振动碾等；第二，化学加固法，这种处理方式的目的在于提高基础土体的物理力学性质，目前，常用的方法是以化学泥浆或胶结剂等为助剂，利用加压或电渗法向土体中加入助剂，实现助剂与助剂的复合，进而改善土体的力学性能，使用的浆料的主要成分包括玻璃水、丙烯酰胺和木质素。

4.3箱筏基础设计

随着建筑物的尺寸和高度的增大，箱筏基础也得到了越来越多的应用，箱筏式基础是一种较为复杂的结构形式，因此，在进行箱筏式基础的设计时，要考虑到结构的刚度及承载能力，通常，在设计时，要考虑到防水要求、整体刚度和具体的受力条件，在工程实践中，需要保证斜面和斜面的抗剪承载能力均达到规范规定的水平，而正面的抗弯承载能力也应达到相应的水平，为此，必须加大对底层冲切承载力的计算力度，以保证在设计时能达到建筑物的总体受力要求，在梁板筏板基础底板的设计过程中，必须确保冲孔承载力满足建筑使用的要求。因此，设计人员在设计过程中需要计算斜截面的抗剪承载力和正截面的抗弯承载力，特别是柱下基础梁顶面的承载力需要专门验算。

4.4桩基础设计

4.4.1桩基础类型的选择

A、桩型分析

静压预制桩：施工时受地下水的影响较小，施工速度较快，无泥浆、弃渣污染施工场地，桩身质量好控制，静压法沉桩施工时，噪音小、振动小，对周边建筑物的影响较少。场地较为开阔，大型设备施工时不受场地限制。但由于场地局部段圆砾③埋藏较浅，且该层较难穿透，导致桩长难以满足相关规范要求，可采取引孔措施对设计桩长进行调整及控制。

钻（冲）孔灌注桩：利用钻（冲）孔桩机钻土成孔，然后安放钢筋笼灌注混凝土成桩。优点是穿透能力强，能穿透各种地层，桩长灵活，在一定范围内，桩径可随承载力要求而改变，单桩承载力较高。但施工现场有泥浆排出，需及时清理，且场地圆砾层等易产生塌孔、流砂等不利影响。应在施工前进行试验成孔确定施工可行性，以保证工程质量及施工安全。

综合以上桩型对比分析，拟建建筑物也可采用静压预制桩+筏板基础，以圆砾层作为桩端持力层。由于场地局部段圆砾埋藏较浅，且该层较难穿透，导致桩长难以满足相关规范要求，应采取引孔措施对设计桩长进行调整及控制。由于场地圆砾、粗砂层等易产生塌孔、流砂等不利影响。建议施工前进行试桩确定施工可行性及承载力验证，以保证工程质量及施工安全。

拟建“万年城·百色万达广场项目一期26#地块工程”桩型的选择也可根据拟建建筑物的荷载、结构特点及场地的工程地质条件选用其它桩型。

4.5建筑结构地基基础抗浮设计

抗浮设计是基础设计的一个重要方面，防浮设计不当很容易导致从裂缝、漏水到整体漂浮和倾斜，抗浮设计的关键在于地下水位的勘察，根据地下水位的实时勘察数据，设置抗浮和防水水位，抗浮水位的设计应明确几点：1)若地质勘测报告未给出防浮水位，应要求甲方责成勘察单位提供准确有效的数值；2)在具有水头压差的河道或堤坝上，若设置了滤水层，则在设计参照周期内，按最高洪水水位计算抗浮水位；3)地下水的分布情况比较复杂，并且具有很大的变异性，在一定的地区补、排环境及工程需求上会有很大的改变，必须进行详细的论证，抗浮设计可分为整体和部分两种，具体的设计要视具体的工程需要而定，实践表明，在水体总体抗浮性能较差的情况下，必须通过增加配重、锚杆和抗拔桩等方式，使其抗浮性能超过水体总浮力。

4.6施工监测与质量检测

在基础施工、基坑开挖和降排水过程中应加强对应对相邻桩、相临建（构）筑物、道路等进行观测或监测，以便发现问题能及时处理。

对采用浅基础地段，在基坑（槽）开挖至设计深度后，应及时加强地基验槽工作；对采用桩（墩）基础地段，工程桩施工完毕后，应按有关规范要求进行桩基质量检测，桩基检测数量应满足有关规范的要求。

对场地内的所有建筑在施工过程中应进行建筑物的沉降变形观测，直至建筑物的沉降变形稳定为止。

结束语

在施工之前，需要对地基进行勘测，地基的质量将对建筑地基的设计以及建筑的安全与稳定产生重大影响，因此，为了确保施工质量，要重视地基勘察设计，优化地基设计，为建筑质量提供有效保障，为我国建筑业的长期发展提供新的动力。

参考文献

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