摘要：基础质量对建筑物的质量和安全起决定作用，而地基基础的设计直接影响其质量问题。只有合理的设计以及合理的施工方法，才能确保建筑工程的质量。在地基基础设计中包括了对基础的设计和对地基的处理，二者是密不可分的。地基处理的好坏将直接关系到基础的选型和造价。本文就地基的处理和基础设计进行的讨论。
关键词：建筑地基,基础工程,桩基础
前言
地基与基础工程是建筑施工的主导工程之一，也是建筑施工技术最为复杂、难度最大、工期最长、占投资最多的分部工程。它的施工质量的好坏，直接影响到建筑物的安危和寿命，以及施工成本和工程整体的顺利进行。近年来，随着我国经济建设的迅猛发展，城市建设日益增多，对地基与基础施工的重要性，也日益受到各方的重视和关注，要求必须科学地进行施工，制订有效的保证质量和安全措施，按工程施工质量验收规范要求认真的进行施工，以确保优质、安全、高速、低耗、高效益地顺利完成工程施工任务。
一、地基和基础的概念
1、地基基础概念
基础指建筑底部与地基接触的承重构件，它的作用是把建筑上部的荷载传给地基。因此地基必须坚固、稳定而可靠。
基础下面承受建筑物全部荷载的土体或岩体称为地基。地基不属于建筑的组成部分，但它对保证建筑物的坚固耐久具有非常重要的作用。地基就其受力情况而言，在建筑物基础荷载作用影响范围内的部分，称为持力层;在持力层以下的部分，称为下卧层。
2、地基的种类
天然地基：凡能保证地基稳定的岩石、碎石土、砂土、粘性土等都可作为天然地基。设计时要充分掌握地基土(岩)层的压缩和沉降、抗剪和滑坡、土中含水量等因素，以保证地基安全可靠。
人工地基：是指不具有有充分承载能力的淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其他高压缩性的软弱土层经过人工加固处理而成的建筑物地基。设计时既要注意分析和合理利用基土的持力层，又要正确选择加固处理措施。
二、地基的处理方法与改善措施
1、地基的处理方法
(1)密实法
用密实法处理地基又可分为：①碾压夯实法：对含水量在一定范围内的土层进行碾压或夯实。②重锤夯实法：利用起重机械提起重锤，反复夯打，其有效加固深度可达1.2米。此法适用于处理粘性土、砂土、杂填土、湿陷性黄土地基和对大面积填土的压实以及杂填土地基的处理。③机械碾压法：用平碾、羊足碾、压路机、推土机及其他压实机械压实松散土层。碾压效果取决于被压土层的含水量和压实机械的能量。④振动压实法：在地基表面施加振动力,以振实浅层松散土。振动压实效果取决于振动力、被振的成分和振动时间等因素。用此法处理以砂土、炉渣、碎石等无粘性土为主的填土地基，效果良好。⑤强夯法：利用重量为8～40吨的重锤从6～40米的高处自由落下，对地基进行强力夯实的处理方法。⑥堆载预压法：在堆积荷载作用下，使饱和软土层排水固结，提高抗剪能力，增加地基的稳定性。⑦砂井堆载预压法:在软土层中按一定距离打入管井,井中灌入透水性良好的砂,形成排水“砂井”，在堆载预压下，加速地基排水固结，提高地基承载能力。此外，还有挤密砂桩法和振动水冲桩法等。
(2)换土法
当地基持力层软弱，不能满足建筑物荷载要求时，可采用换土垫层的办法处理土层。此法是先将基础底下一定深度的软弱土层挖出，回填砂、碎石、素土或灰土等，逐层夯实，便成为承载能力较高的垫层。
(3)加固法
用加固法处理地基可分为：①化学加固法：通过压力灌注或搅拌混合等措施，使化学溶液或胶结剂进入土层，使土粒胶结。②高压旋喷法：利用喷射化学浆液与土粒混合搅拌处理地基。③硅化加固法：此法是在渗透性较强的土层，利用一定的压力，把浆液通过下端带孔的管子注入土中，使土粒胶结起来。此法加固作用快，工期短，还可用来制止流砂、堵塞泉眼，也可用于加固已建工程。
2、地基的改善措施
对于地基的改善措施主要有以下五方面：
(1)改善剪切特性：地基的剪切破坏表现在建筑物的地基承载力不够;使结构失稳或土方开挖时边坡失稳;使临近地基产生隆起或基坑开挖时坑底隆起。因此，为了防止剪切破坏，就需要采取增加地基土的抗剪强度的措施。
(2)改善压缩特性：地基的高压缩性表现在建筑物的沉降和差异沉降大，因此需要采取措施提高地基土的压缩模量。
(3)改善透水特性：地基的透水性表现在堤坝、房屋等基础产生的地基渗漏;基坑开挖过程中产生流沙和管涌。因此需要研究和采取使地基土变成不透水或减少其水压力的措施。
(4)改善动力特性：地基的动力特性表现在地震时粉、砂土将会产生液化;由于交通荷载或打桩等原因，使邻近地基产生振动下沉。因此需要研究和采取使地基土防止液化，并改善振动特性以提高地基抗震性能的措施。
(5)改善特殊土的不良地基的特性：主要是指消除或减少黄土的湿陷性和膨胀土的胀缩性等地基处理的措施。
三、基础的设计
1、基础的选择
房屋基础设计应根据工程地质和水文地质条件、建筑体型与功能要求、荷载大小和分布情况、相邻建筑基础情况、施工条件和材料供应以及地区抗震烈度等综合考虑，选择经济合理的基础型式。
2、桩基础
当天然地基或人工地基的地基承载力或变形不能满足设计要求，或经过经济比较采用浅基础反而不经济时，可采用桩基础。
(1)桩平面布置原则：
①力求使各桩桩顶受荷均匀，上部结构的荷载重心与桩的重心相重合，并使群桩在承受水平力和弯矩方向有较大的抵抗矩。
②在纵横墙交叉处都应布桩，横墙较多的多层建筑可在横墙两侧的纵墙上布桩，门洞口下面不宜布桩。
③同一结构单元不宜同时采用摩擦桩和端承桩。
④大直径桩宜采用一柱一桩;筒体采用群桩时，在满足桩的最小中心距要求的前提下，桩宜尽量布置在筒体以内或不超出筒体外缘1倍板厚范围之内。
⑤在伸缩缝或防震缝处可采用两柱共用同一承台的布桩形式。
⑥剪力墙下的布桩量要考虑剪力墙两端应力集中的影响，而剪力墙中和轴附近的桩可按受力均匀布置。
(2) 桩型选择原则:
桩型的选择应根据建筑物的使用要求，上部结构类型、荷载大小及分布、工程地质情况、施工条件及周围环境等因素综合确定。
①预制桩(包括混凝土方形桩及预应力混凝土管桩)适宜用于持力层层面起伏不大的强风化层、风化残积土层、砂层和碎石土层，且桩身穿过的土层主要为高、中压缩性粘性土，穿越层中存在孤石等障碍物的石灰岩地区、从软塑层突变到特别坚硬层的岩层地区均不适用。其施工方法有锤击法和静压法两种。
②沉管灌注桩(包括小直径D<5O0mm，中直径D=500～600mm)适用持力层层面起伏较大、且桩身穿越的土层主要为高、中压缩性粘性土;对于桩群密集，且为高灵敏度软土时则不适用。由于该桩型的施工质量很不稳定，故宜限制使用。
③在饱和粘性土中采用上述两类挤土桩尚应考虑挤土效应对于环境和质量的影响，必要时采取预钻孔。设置消散超孔隙水压力的砂井、塑料插板、隔离沟等措施。钻孔灌注桩适用范围最广，通常适用于持力层层面起伏较大，桩身穿越各类上层以及夹层多、风化不均、软硬变化大的岩层;如持力层为硬质岩层或地层中夹有大块石等，则需采用冲孔灌注桩。无地下水的一般土层，可采用长短螺旋钻机干作业成孔成桩。钻(冲)孔时需泥浆护壁，故施工现场受限制或对环境保护有特殊要求的，不宜采用。
④人工挖孔桩适用于地下水水位较深，或能采用井点降水的地下水水位较浅而持力层较浅且持力层以上无流动性淤泥质土者。成孔过程可能出现流砂、涌水、涌泥的地层不宜采用。
⑤钢桩(包括H型钢桩和钢管桩)工程费用昂贵，一般不宜采用。当场地的硬持力层极深，只能采用超长摩擦桩时，若采用混凝土预制桩或灌注桩又因施工工艺难以保证质量，或为了要赶工期，此时可考虑采用钢桩。钢桩的持力层应为较硬的土层或风化岩层。
结束语
地基基础的施工质量直接影响了高层建筑及其他建筑施工的质量、安全与施工单位的效益。随着我国高层建筑的增多以及由于地基工程而造成的建筑物倾斜、墙体和楼盖的开裂问题的频繁发生，建筑施工对于地基基础工程的要求越来越高。综上所述，要做好地基基础的施工就应当通过密实法、换土法、加固法等方式做好地基处理工作，增强地基的承载力;通过地基的选择、桩基础的设计施工来保证地基基础工程的质量。
参考文献
[1] 王成华.基础工程学[M].天津:天津大学出版社.2011.
[2] 肖明和,王渊辉,张毅.地基与基础[M].北京:北京大学出版社,2009.
[3] 郑刚.基础工程[M].北京:中国建材工业出版社,2000.
[4] 李寓,薛文碧.建筑桩基础工程[M].北京:机械工业出版社,2002.
[5] 陈希哲.地基事故与预防——国内外工程实例[M].北京.清华大学出版社,2004.
