关于建筑工程中复合地基的应用分析

关于建筑工程中复合地基的应用分析

曹耕硕 曲志超

山东省核工业二四八地质大队 山东 青岛 266555 摘要： 根据我国建筑行业的有关统计显示，国内高层建筑地基工程多使用了复合地基。此外，一些中高层和小高层建筑也逐渐的使用了复合地基。可见，复合地基在建筑施工中应用比较广泛。因此，必须对其施工引起重视。文章采用了案例分析的方式探讨了建筑工程中复合地基的应用方式，以求推动实际的工程建设。

关键词：建筑工程；复合地基；应用方式

复合地基受土地性状、桩体材料、成桩技术等多种因素的影响，所展现出的效应和性能也有所不同。在复合地基施工中，桩体效应是指桩体的强度、模量都超过了土体，因而桩承受的荷载也远远超过了土体，桩体承载力越高，地基的承载能力也越高，可以有效降低形变的发生率；振密效应是指采用非挤土振动成桩技术对松软的土和细砂进行振捣，以提高桩之间土体的密度，强化土体的模量和强度；排水效应是指桩体必须具备良好的排水性能，常见排水性能较好的桩体有砂桩、碎石桩等，这样可以提高地基的排水能力，改善地基的荷载承受力。在实际制定方案时，需要对上述三种效应进行控制。

1 复合地基的理论分析

所谓复合地基，就是指通过置换部分天然土体的方式提高地基的强度，例如在地基中增加加筋材料、使用强度更高的砂石置换软土等，这样的地基包含了天然地基和人工增强体地基两个部分。复合地基可以满足上部建筑对基础工程的强度要求。这一名称最早出现在20 世纪 60 年代，自此之后，复合地基拥有了一套独立的理论系统，能够为公式的建立提供理论依据。在现代工程建设中，复合地基理论受到了业内人士的广泛研究。诸如石灰桩、旋喷桩、灰石桩和碎石桩等加固地基理论体系当中，都涉及到了复合地基理论。近几年，随着建筑行业和相关技术的不断发展，树根桩基础、CFG桩疏桩等也纳入到了复合地基理论体系中。尽管我国复合地基的出现时间较短，但是在工程中的应用十分广泛，并具有一定的历史基础。在建筑行业出现之后，就有了相关的地基处理技术。其中砂石桩最早出现在1835年的法国，而后，在1933年，德国研制了振冲器，并在两年后将其用于松散粉砂地基的加固处理工作，而后日本、美国等国家也相继使用了该机械。我国在1977年研制了第一台振动水冲器，并在当年九月份投入使用，其对于软粘土地基的加固效果较好。1992年将复合地基成套技术广泛的用于建筑工程中，推动了我国建筑行业的发展。

2 复合地基的分类

在划分复合地基类型时，以增强体方向为条件，可以将其划分成竖向和水平向增强体复合地基两种类型。

2.1竖向增强体复合地基

按照竖向增强体的性质差异，可以将其分成三种类型，第一是柔性桩复合地基，第二是刚性桩复合地基，第三是散体材料桩复合地基。第一种复合地基刚度较小，但是粘结强度好，在该结构中，桩体和桩间的土体共同承载上部荷载。第二种复合地基承载力较高，由于使用桩体置换了原本的土体，大大提高了地基的承载能力；其次，桩体本身强度较高，承载能力较强，进一步提高了地基承载力。在我国，刚性桩复合地基最早出现在1992年，也就是CFG 桩复合地基。第三种复合地基，其桩体是由散体材料组成，由于材料间缺乏粘结强度，因此一般不会单独形成桩体，需要通过土体围箍形成桩体。

2.2水平向增强体复合地基

该复合地基主要是水平敷设加筋材料以形成一定强度的地基工程。可用的加筋材料如金属材料、竹筋、土工织物以及土工格栅等，这些材料的使用可以显著提高地基抗剪能力，减少土体出现侧向位移问题，避免地基土从侧向挤出来，有效稳固地基结构。

3 建筑工程中复合地基的具体应用分析

在建筑施工中，复合地基具有较高的技术优势和经济优势，因此使用比较广泛。下文中，举例了某工程的复合地基施工，该工程采用了振冲碎石桩用于住宅楼地基建设，详细记录如下：

表1：地层记录

通过采用振冲碎石桩加固后，将复合地基的承载力特征值提高到了220kPa，可以满足上层建筑结构的地基强度要求。该住宅区建筑物结构特征如下：1号楼采用底框结构，地下总共1层，地上总共6层。2号楼采用砖混结构，地下总共1层，地上总共6层，该楼地基上部为杂填土，下部主要是粘土和粉质粘土。采取振冲碎石桩加固后，复合地基承载力特征值达到了250 kPa。在广州某地基施工过程中，其地质条件较差，地基主要为吹填粉细砂，在该地基工程的施工中，采用了振冲挤密无填料工艺。操作如下：第一步，在振区块中注入一定量的水，充分浸泡，以去除粉砂、细砂土毛细压力，第二步，使用双头振冲器进行振捣，可以实现共振，显著改善施工效果，振捣深度控制在10~15m左右，经该技术处理后，地基承载力特征值为200 kPa，达到技术要求。在汕头某地基工程的地基处理中，由于是在海上进行施工，海水深度达到了14m，需要采用合理的振冲技术进行海上振冲。地质情况自上而下分布如下：第一层为淤泥质粉质粘土，第二层为粉细砂，第三层为粉质粘土。其加固深度在6~7m之间，采取加固措施之后，地基承载力特征值经检测为160 kPa，达到技术要求。在重庆某工程地基处理中，主体建筑地上30层，地下1层车库，采用框剪结构。地质情况自上而下分布如下：第一层是3~4m左右的杂填土，其承载力为80 kPa；第二层是2~8m的淤泥质粉细砂，承载力为50 kPa；第三层是承载力为200kPa的含砾粘土；第四层是承载力为300kPa的砾石。采用振冲加固措施之后，复合地基承载力特征值经检测为400kPa，地下一层地基承载力为250 kPa，符合技术要求。

4 结束语

通过本次分析可见，在建筑工程当中，复合地基的应用比较广泛，并且也是地基施工的基础方法。在制定方案时，注意挖掘天然地基的优势条件，准确计算地基所需承载力，采用有效的技术进行人为改善天然地基缺陷，提高地基工程的结构稳定性和强度。

参考文献：

[1]姚远,马新刚. 关于建筑工程中复合地基的应用分析[J]. 城市建筑,2014(2):129-129.

[2]曹禺. 关于建筑工程中复合地基的应用分析[J]. 科技致富向导,2014(20):79-79.

[3]朱凯云,刘帅. 关于素混凝土桩复合地基在深厚软土地基处理中的应用分析[J]. 建筑工程技术与设计,2015(32):1406-1406.

作者简介：

曹耕硕（1989.06--）；性别：男，籍贯：山东省菏泽市，学历：本科，西南石油大学；现有职称：中级工程师；研究方向：工程地质。
曲志超（1986.03--）；性别：男，籍贯：山东省青岛市李沧区，学历：本科，山东科技大学；现有职称：中级工程师；研究方向：工程地质