林少金

廣州市房屋開發(fā)建設(shè)有限公司 廣東 廣州 510030

1 緒論

1.1 研究背景和意義

高層建筑的建設(shè)不僅關(guān)乎城市的面貌和發(fā)展，也直接關(guān)系到人們的生產(chǎn)和生活。而高層建筑的施工離不開地基的處理，地基的好壞直接影響到工程的質(zhì)量和安全。因此，地基處理技術(shù)對于高層建筑工程具有重要的意義。

1.2 研究目的和內(nèi)容

本文旨在通過對高層建筑工程地基處理技術(shù)的研究分析，總結(jié)常見的地基處理方法及其適用范圍，探討高層建筑工程地基處理技術(shù)的優(yōu)缺點，并針對其中的一些關(guān)鍵問題進行深入探討。最后，通過對實際工程案例進行分析，進一步驗證地基處理技術(shù)的可行性和有效性。

2 地基處理技術(shù)分類及其適用范圍

2.1 地基處理技術(shù)分類

地基處理技術(shù)可以分為物理處理、化學處理和生物處理三種。

2.1.1 物理處理包括壓實、振動加固、地下連續(xù)墻、鋼板樁等方法

物理處理是指利用物理手段對地基土層進行處理，以改善其物理性質(zhì)，提高其承載力和穩(wěn)定性。常用的物理處理方法包括壓實、振動加固、地下連續(xù)墻、鋼板樁等[1]。

（1）壓實

壓實是指利用機械設(shè)備對地基土層進行壓實，從而改善其物理性質(zhì)，提高其承載力和穩(wěn)定性。適用范圍較廣，特別是對于軟弱土層、填方土及砂土等地基，壓實可以起到很好的加固作用。但壓實后的土層密度較高，且容易產(chǎn)生不均勻沉降，可能會導(dǎo)致地基不平穩(wěn)。

（2）振動加固

振動加固是指利用振動機對地基土層進行振動加固，從而改善其物理性質(zhì)，提高其承載力和穩(wěn)定性。適用范圍較廣，特別是對于細顆粒土、填方土及砂土等地基，振動加固可以起到很好的加固作用。但振動加固會對周邊環(huán)境產(chǎn)生噪聲和振動，可能會引起周邊建筑物的損壞。

（3）地下連續(xù)墻

地下連續(xù)墻是指在地基土層內(nèi)開挖一條連續(xù)的墻體，從而改善地基的承載能力和穩(wěn)定性。適用范圍較廣，特別是對于軟弱土層、淤泥層及含水層等地基，地下連續(xù)墻可以起到很好的加固作用。但地下連續(xù)墻的施工難度較大，需要先開挖土層，再鋼筋混凝土澆筑，施工周期較長。

（4）鋼板樁

鋼板樁是一種常用的地基處理技術(shù)，其原理是利用鋼板擠入土層，從而改善地基的承載能力和穩(wěn)定性。適用范圍較廣，特別是對于軟弱土層、淤泥層及含水層等地基，鋼板樁可以起到很好的加固作用。但鋼板樁的施工難度較大，需要先進行鉆孔、挖坑，然后才能進行鋼板樁的擠壓和鎖緊，施工周期較長。

2.1.2 化學處理包括灌漿加固、注漿加固、固化加固等方法

化學處理是指利用化學方法對地基土層進行處理，以改善其物理性質(zhì)，提高其承載力和穩(wěn)定性。常用的化學處理方法包括灌漿加固、注漿加固、固化加固等。

（1）灌漿加固

灌漿加固是指將水泥漿或其他固化材料注入地基土層中，以填充土層間隙，提高其密實度和穩(wěn)定性。適用范圍較廣，特別是對于松散土層、含水層及淤泥層等地基，灌漿加固可以起到很好的加固作用。但灌漿加固施工難度較大，需要選用適當?shù)淖{方法和漿料配合比，且需要掌握好漿料的濃度和固化時間，否則會導(dǎo)致加固效果不佳。

（2）注漿加固

注漿加固是指將聚合物或其他注漿材料注入地基土層中，以填充土層間隙，提高其密實度和穩(wěn)定性。適用范圍較廣，特別是對于松散土層、含水層及淤泥層等地基，注漿加固可以起到很好的加固作用。但注漿加固需要選用適當?shù)淖{材料和注漿壓力，且需要掌握好注漿量和注漿時間，否則會導(dǎo)致加固效果不佳。

（3）固化加固

固化加固是指利用化學反應(yīng)將土層固化，以改善其物理性質(zhì)，提高其承載力和穩(wěn)定性。常用的固化材料包括膨潤土、膠凝土、環(huán)氧樹脂等。適用范圍較廣，特別是對于淤泥層、軟弱土層及含水層等地基，固化加固可以起到很好的加固作用。但固化加固需要選用適當?shù)墓袒牧虾凸袒椒?，且需要掌握好固化劑的濃度和固化時間，否則會導(dǎo)致加固效果不佳。

2.1.3 生物處理包括菌種注入、植物綠化、生物膠凝劑加固等方法

生物處理是指利用生物技術(shù)對地基土層進行處理，以改善其物理性質(zhì)，提高其承載力和穩(wěn)定性。常用的生物處理方法包括菌種注入、植物綠化、生物膠凝劑加固。

（1）菌種注入

菌種注入是指將適當?shù)奈⑸锞N注入地基土層中，通過微生物代謝過程，將土層中的有機物質(zhì)轉(zhuǎn)化為微生物生長所需要的物質(zhì)，提高土層的密實度和穩(wěn)定性。適用范圍較廣，特別是對于含有大量有機物質(zhì)的淤泥層、軟弱土層和高濕度土層等地基，菌種注入可以起到很好的加固作用。此外，菌種注入可以提高土層的吸水性和透氣性，有利于土層的排水和防潮。但菌種注入需要選用適當?shù)木N和注入量，且需要掌握好菌種的生長條件，否則會導(dǎo)致加固效果不佳。

（2）植物綠化

植物綠化是指在地基土層表面種植適當?shù)闹参?，通過植物的根系增加土層的密實度和穩(wěn)定性，同時可以吸收土壤中的水分和營養(yǎng)物質(zhì)，防止土壤的流失和侵蝕。適用范圍較廣，特別是對于坡地和山地等地基，植物綠化可以起到很好的加固作用。此外，植物綠化可以提高地基土層的生態(tài)環(huán)境，有利于保護生態(tài)環(huán)境和生態(tài)平衡。但植物綠化需要選用適當?shù)闹参锓N類和種植密度，且需要掌握好植物的生長條件，否則會導(dǎo)致加固效果不佳。

（3）生物膠凝劑加固

生物膠凝劑加固是指利用生物膠凝劑將地基土層固化，以改善其物理性質(zhì)，提高其承載力和穩(wěn)定性。常用的生物膠凝劑包括菌絲體、菌絲固化劑、微生物分泌物等。適用范圍較廣，特別是對于淤泥層、軟弱土層和含水層等地基，生物膠凝劑加固可以起到很好的加固作用。此外，生物膠凝劑加固可以提高土層的吸水性和透氣性，有利于土層的排水和防潮。但生物膠凝劑加固需要選用適當?shù)哪z凝劑和固化方法，且需要掌握好膠凝時間。

2.2 地基處理技術(shù)適用范圍

不同的地基處理技術(shù)適用范圍不同，具體如下：

物理處理適用于粘性土和飽和土等軟土地基的原因是，這些土壤的穩(wěn)定性和承載力較差，使用物理方法如壓實、振動加固等可以提高土壤的密實度和強度，增加其承載力和穩(wěn)定性。

化學處理適用于各種土層，特別是軟弱土層和半堅硬土層的原因是，化學處理可以改善土壤的物理性質(zhì)和化學性質(zhì)，增強土壤的粘聚力和內(nèi)摩擦角，提高其強度和穩(wěn)定性，從而提高地基的承載力和抗沉降能力。

生物處理適用于地基條件較差的地區(qū)，例如黃土地區(qū)和砂質(zhì)地區(qū)等的原因是，這些地區(qū)的土壤通常較為疏松，容易出現(xiàn)沉降和變形問題，使用生物處理可以通過植物根系或微生物等作用，增加土壤的粘聚力和內(nèi)摩擦角，提高土壤的強度和穩(wěn)定性，從而改善地基的承載能力和抗沉降能力。

3 高層建筑工程地基處理技術(shù)優(yōu)缺點

3.1 地基處理技術(shù)的優(yōu)點

（1）提高地基承載力和穩(wěn)定性

地基處理技術(shù)可以通過加固、加密地基土層，增加地基承載力和穩(wěn)定性，從而支撐建筑物的重量和負荷，保證建筑物的穩(wěn)定性和安全性。例如，加固地基的方法包括樁基、灌注樁、地下連續(xù)墻、預(yù)應(yīng)力錨桿等，這些技術(shù)可以有效地提高地基承載力和穩(wěn)定性[2]。

（2）降低地基沉降和變形，避免建筑物出現(xiàn)傾斜和裂縫

在高層建筑工程中，地基沉降和變形是一個非常重要的問題，這可能導(dǎo)致建筑物傾斜、出現(xiàn)裂縫等不安全情況。地基處理技術(shù)可以通過加固、加密地基土層，減小地基沉降和變形的風險，從而避免建筑物的不穩(wěn)定和不安全。例如，鉆孔灌注樁技術(shù)可以有效地防止地基沉降和變形。

（3）提高建筑物的抗震性能和安全性能

在地震區(qū)域，建筑物的抗震性能是非常重要的。地基處理技術(shù)可以通過加固、加密地基土層，提高建筑物的抗震性能，從而保障建筑物在地震時的安全性能。例如，地下連續(xù)墻、抗震支撐等技術(shù)可以有效地提高建筑物的抗震能力[3]。

（4）縮短施工時間和降低施工難度

地基處理技術(shù)可以通過使用先進的機械設(shè)備和工藝，縮短施工時間和降低施工難度。例如，鉆孔灌注樁技術(shù)可以利用鉆孔機和灌注泵等機械設(shè)備，實現(xiàn)高效的地基處理。

（5）節(jié)省建筑材料和成本

地基處理技術(shù)可以通過優(yōu)化地基結(jié)構(gòu)和土層，節(jié)省建筑材料和成本。例如，在地基加固和加密中，可以利用地下連續(xù)墻等技術(shù)，減少混凝土和鋼筋等建筑材料的使用量，從而節(jié)約成本。

3.2 地基處理技術(shù)的缺點

（1）環(huán)境影響：地基處理技術(shù)可能會對周圍環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，例如振動加固可能會引起噪聲和震動，化學處理可能會對地下水質(zhì)產(chǎn)生一定的影響。因此，在進行地基處理時，需要進行環(huán)境評估和監(jiān)測，避免對周圍環(huán)境造成過大的影響。

（2）復(fù)雜設(shè)計：地基處理技術(shù)需要針對不同的地基情況采取不同的處理方法，因此需要進行較為復(fù)雜的技術(shù)分析和設(shè)計。不同的處理方法對工程成本和施工難度也有一定的影響。

（3）成本費用：地基處理技術(shù)需要耗費一定的人力、物力和財力成本，如采用物理處理需要使用大型設(shè)備進行施工，化學處理需要使用特殊的注漿設(shè)備和材料，而生物處理需要使用大量的植物或微生物等。因此，需要對不同的處理方法進行成本分析和預(yù)算，以確保經(jīng)濟效益。

需要注意的是，地基處理技術(shù)的缺點并不是普遍存在的，而是因地制宜。在實際工程應(yīng)用中，需要結(jié)合具體地基情況和項目需求，綜合考慮各種因素，選擇最適合的地基處理方法。

4 關(guān)鍵問題探討

4.1 地基處理技術(shù)的選用

地基處理技術(shù)的選用需要綜合考慮各種因素，包括地基的土質(zhì)、含水量、地下水位、地震烈度等因素。不同的地基處理技術(shù)適用于不同類型的地基，因此需要進行詳細的地質(zhì)勘測和技術(shù)分析，以確保選用的處理技術(shù)符合地基的實際情況和建筑物的要求。

對于軟土地基，物理處理技術(shù)如振動加固、鋼板樁等方法適用范圍廣泛，可以有效地提高地基的承載力和穩(wěn)定性。而對于堅硬的地基，化學處理技術(shù)如灌漿加固、注漿加固等方法則更加適用。在地震烈度較高的地區(qū)，需要采取更為嚴格的地基處理技術(shù)，例如地下連續(xù)墻等。

4.2 地基處理技術(shù)的實施

地基處理技術(shù)的實施是地基工程中至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。為保證施工的質(zhì)量和效果，需要遵循一定的規(guī)范和標準，例如地基加固工程施工及驗收規(guī)范、地基處理施工規(guī)范等。這些規(guī)范和標準對地基處理的各個環(huán)節(jié)進行了詳細的規(guī)定和說明，包括地質(zhì)勘測、設(shè)計方案、施工工藝、材料選擇、監(jiān)測評估等[4]。

在地基處理技術(shù)實施過程中，需要確保施工質(zhì)量，避免施工過程中出現(xiàn)質(zhì)量問題，影響工程質(zhì)量和安全性能。為此，施工單位需要對工程施工過程進行全程監(jiān)控和管理，確保施工過程符合規(guī)范和標準要求。

在實施地基處理技術(shù)時，需要根據(jù)不同的處理方法，選擇相應(yīng)的施工工藝和材料，確保處理效果符合設(shè)計要求。

4.3 地基處理技術(shù)的效果評價

為了評價地基處理技術(shù)的效果，需要選擇合適的監(jiān)測手段和技術(shù)方法。其中，地基應(yīng)力變形監(jiān)測是一種常用的方法，可以通過監(jiān)測地基的變形和應(yīng)力變化，評估地基的穩(wěn)定性和承載能力。建筑物傾斜監(jiān)測則可以用來檢測建筑物是否出現(xiàn)傾斜和變形，從而評估地基處理技術(shù)的效果。另外，地震動監(jiān)測也是評價地基處理技術(shù)效果的重要手段，可以檢測地震作用下地基和建筑物的動態(tài)響應(yīng)，評估地基處理技術(shù)對抗震能力的提升程度。

在評價地基處理技術(shù)效果時，需要對監(jiān)測數(shù)據(jù)進行分析和比對，并綜合考慮多個因素，例如地質(zhì)環(huán)境、施工過程、使用環(huán)境等。同時，需要進行長期跟蹤監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)和處理問題，確保地基處理技術(shù)的效果能夠持久且穩(wěn)定。在評價地基處理技術(shù)效果的過程中，還需要結(jié)合實際工程情況和當?shù)胤煞ㄒ?guī)要求，制定合理的評價標準和方法，確保評價結(jié)果具有科學性和可信度。

5 實例分析

為了更好地說明地基處理技術(shù)在高層建筑工程中的應(yīng)用，本文選取了某高層建筑工程的實例進行分析。

5.1 工程背景

某高層建筑工程位于一個黃土地區(qū)，地基土質(zhì)較松散，含水量較高，地下水位較淺。建筑物設(shè)計高度為120米，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。

5.2 地基處理技術(shù)選用

經(jīng)過詳細的地質(zhì)勘測和技術(shù)分析，本工程選用了物理處理技術(shù)，采用了鉆孔灌注樁和振動加固技術(shù)。通過在地基中打入鉆孔灌注樁，并進行振動加固，提高了地基的承載力和穩(wěn)定性，避免了建筑物出現(xiàn)沉降和變形。

5.3 地基處理技術(shù)實施

地基處理技術(shù)實施過程中，工程團隊采用了嚴格的施工規(guī)范和驗收標準，保證了施工質(zhì)量和安全性能。在施工過程中，采用了多種監(jiān)測手段對地基和建筑物進行監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)和解決施工中的問題和隱患。

5.4 地基處理技術(shù)效果評價

通過地基應(yīng)力變形監(jiān)測、建筑物傾斜監(jiān)測、地震動監(jiān)測等多種手段，對地基處理技術(shù)的效果進行了評價。結(jié)果顯示，地基處理技術(shù)有效提高了地基的承載力和穩(wěn)定性，避免了建筑物出現(xiàn)沉降和變形，提高了建筑物的抗震性能和安全性能[5]。

6 結(jié)論

本文從高層建筑工程地基處理技術(shù)的意義和重要性出發(fā)，詳細介紹了地基處理技術(shù)的種類、優(yōu)缺點以及應(yīng)用方法。通過實例分析，說明了地基處理技術(shù)在高層建筑工程中的應(yīng)用效果。最后，提出了對于地基處理技術(shù)應(yīng)用的建議和展望，希望能為今后的工程實踐提供一定的參考和借鑒。