建筑物基础与地基的适应性和协调性

　　世界上古老的建筑物有记载的有意大利斜塔、巴黎铁塔、北京故宫、河北大跨度石拱桥……等等，这些建筑物之所以能够保存至今，因为它们具有纪念或许参考的价值。以今天的眼光去看待这些以前留下的建筑物，我们不难得出结论：意大利斜塔这个建筑物虽然塔身完好，但基础结构处理不当，地基与基础不协调，产生不均匀沉降；河北大跨度石拱桥，虽然桥身由乱石块堆砌而成，但至今完好，说明整体结构处理恰当，特别是基础与地基的处理更加重要，要引起建设者的高度重视。

 

　　工程建筑物能否经得起时间的考验，除了以上地基与基础之间的适应以外，还与其它多种因素有关，建筑物的设计、施工水平、施工条件、建筑材料和施工管理都直接影响建筑物的使用寿命，然而更显得重要的一个问题就是地基与基础的协调和匹配，意大利斜塔就是一个具体例子，是一个容易被忽视的问题。

 

　　建筑物的基础与地基层直接接触，可以说是刚性体与塑性体之间的接触，塑性体容易变形，问题就容易出在对地基塑性体的处理上，建筑物要能经受各种考验就需要找出多种原因造成地基的处理不当而留下工程隐患（下沉、断裂、倾斜等等）。从施工的角度出发，为避免类似的情况发生，建筑物施工前必须查明地基的真实情况，其中包括地基持力层及下卧层，特别是持力层厚度的不均匀性及下卧层软弱的地基最容易引发不均匀下沉，重点应查明建筑物外围四周地下的地基情况，及时采取措施加以解决。建筑物寿命的长短不单单是地基和基础之间的适应性上，而且与建筑物的上部结构的整体牢固性有关，从总体上来看这两者都不能轻视，但地基与基础之间的适应性比上部结构的牢固性更显得重要，因此地基与基础的适应性应该是主要矛盾，而上部结构的牢固性第二。

 

　　针对不同的建筑和地基采用不同的基础形式，下面列举出部分常用的地基基础的施工方法及建议：

 

　　浅基础：浅基础适合于地基土质坚硬，地耐力大的建筑中，分为独立基础和条形基础，由于它的造价最低，在民用建筑中广泛采用，它的特点就是造价低、施工快、省工省料。采用浅基础施工要注意考虑给排水管、电缆电线，特别是污水管的位置；采用独立基础施工时，基础梁下面的土体一定要夯实，并使基础梁直接置于夯实的土体上，以免基础梁的下沉使墙体产生开裂。

 

　　空心预制砼管桩基础：它广泛用于建筑工程中，特别是中高层建筑物中，因为它具有绝对的优势：施工快、造价低、质量好，而且施工场地易于做到安全和文明施工，是一种首选的地基处理方法。不同的地基要根据不同的环境采用相适应的基础，某地海堤工程是在海边上，但施工所在地却是一片陆地，采用沉箱建造海堤却另人难于理解，施工前必须先把陆地变成深海，施工沉箱的船舶才能进来安装，挖土量达儿百万立方米之多，加上沉箱安装是水下作业，造价惊人，这是一个地基与基础不相适应的典型例子，尽管设计院提出许多设计方案理由，非改不可，从当地环境可以看出，有多种基础施工方案都适合海堤的建造，但采用桩基是最合适的，施工时适当降低地下水位，并在桩顶上筑现浇钢筋砼海堤。

 

　　建筑物的体形各不相同，对于不同的体型应采用不同的基础，施工前要有所感触：大面积、体型复杂、地基复杂的中高层、高层建筑物宜采用桩基，桩基的特点是能够直接把上部荷载传至持力层，受力明确，承载力大，一根直径400毫米砼预制管桩的承载能力可达到60吨左右，一根直径800毫米砼灌注桩的承载能力可达到1000吨左右，从而不难估算出设计施工图桩基布置的合理性。一般桩基的成本由于可以预制，所以造价低，质量可靠，施工方便，施工快，可以速短工期，桩基及承台是工程施工要优先考虑选用的基础。

 

　　大口径钻孔砼灌注桩基础：是另一种广泛常用的地基基础，承载力大，适合于大型工程深基处理，现代高层建筑、桥梁、码头、车站的深基基础采用。钻孔灌注桩基础的施工，首先做好准备工作，施工场地平整，进行原材料试验、包括砂、石、钢筋、水泥等原材料试验，选用合格材料并进行配合比设计，选用满足工程要求又经济合理的配合比。其次是进行测量放样、钢筋笼制作、清孔及水下砼灌注。

 

　　钻孔灌注桩施工中有一项要注意的事项就是桩底清渣，桩底清渣是否干净直接影响桩的质量，因为沉渣是松散土质物，没有强度，在外力作用下会产生下沉，沉渣越多桩体就会下沉越多，因此水下砼灌注前一定要清理干净，并做好记录。

 

　　钻孔灌注桩施工中经常钻头会碰到大石块而钻不下去的问题，改用冲孔机冲孔是较好的方法，因此钻孔灌注桩机的钻头必须是多功能，可以随便更换才符合施工要求。

 

　　小口径震动砼灌注桩基础：直径500毫米以下小口径震动砼灌注桩，由于容易造成严重的质量问题，一般工程不建议采用。

 

　　整板基础：适合于地基均匀的砂土层，无地下水的中小工程上使用，为防止砂土的流失，必须采取有效的措施，但在相同造价条件下应优先选择桩基是明智的选择。对于地基复杂的中小型建筑物采用整板基础是不合适的，因为地基复杂必然会产生不均匀沉降，板结构抗弯能力小，变形就大，对建筑物不利。

 

　　人工挖孔桩基础：它适合于无地下水地基，工程桩径越大越好施工，便利于工人挖土操作。采用人工挖孔桩比采用钻孔灌注桩实体质量要有保证，但工期要长一些，不过它可以大面积展开施工，对总工期影响不大。

 

　　人工强夯地基基础：强夯是一种采用重锤对地基进行压实夯密的方法，因此地基表面承载力是提高了，但深层依然不变，其影响深度很不大，它适用于低层建筑物。强夯虽然不是好的地基处理方法，但是对于低层建筑物的建造有其独特的优势，它能使工程节约大量钢材及其他建筑材料，有着明显的经济效益。

 

　　搅拌桩：搅拌桩施工，搅拌桩是一种地基加固方法，利用搅拌机械在土中进行搅拌，同时注入水泥浆一起搅拌，水泥浆与土体混合后提高土体强度，它适宜于基坑边坡加固，道路路面加固，特别适合于淤泥土层，塑性粘土层。

 

　　存在问题及思路探索：以上列举了最经常采用而有效的地基处理方法，在实践中证明了它们的可靠性，不同建筑物要求相互适应的地基基础，不同基础要求相互适应的地基，地基与基础必须相互适应，这是要求，不能违反这些要求，否则必然会产生建筑物的破坏。

 

　　地基与基础的设计是一件细致的工作，设计方案的好坏直接影响到整个工程质量，首先一点，地基基础设计前要有准确的地质资料，设计者要完全了解建筑物持力层上下的土层分布以及其它力学性能，狭窄的山谷，高山的边坡、斜坡、坡底等地形复杂的场地不建议做为建筑物所在地，因为这些地方容易发生边坡塌方，泥失流等灾害，应尽量避免采用。

 

　　地基基础的施工质量直接影响到它们之间的适应性，因此地基基础的施工应高度重视，首先是这些施工在地下，有些是看不到的，如锤击预制管桩，不知道锤下去如何；水下砼灌注桩，不知道砼是否进水；搅拌桩，不知道是否水泥浆能与泥土混合等等，当然这些可用试验来补救，但是试验存在极限性。

 

　　提高地基基础的施工质量的途径应从两方面着手：一是提高施工管理水平，建全管理班子及管理制度，使施工更加专业化、标准化、规格化并做好施工记录，中间不能脱节。二是提高机械化、自动化施工水平，尽力减少人工操作，比如水下砼浇灌，从下料、震捣到沉管提升这一过程应由机器自动完成，减少人工操作上的误差。地基处理要挖运大量土方，采用机械化土方机械挖运是一个好办法。

 

　　地基基础工程在整个工程中施工中所需的时间最长，投资所占比例最大，一般整个工程投资中约占有1/3的比例，因此加快其施工速度、降低其施工造价是今后一项迫切任务，有必要进一步深讨。

 

　　结束语

 

　　综合上来说，基础与地基处理存在多种关系，在考虑协调性的同时一定要兼顾到适应性，要符合客观条件，在处理这些关系时要抓主要矛盾，可以忽略一些次要矛盾，但也不能过分，适可而以。只有把这些关系合理的处理好，才能保证建筑物的工程质量。