淺談地基處理措施

薛熠 曹正正 劉姍

隨著我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，我國生產(chǎn)、基建工作的蓬勃興起，大型、重型、高層乃至超高層建筑物的日漸增多，這對地基提出了新的更高的要求。所以，對于那些土質(zhì)軟弱、不能滿足建筑物強度或變形要求，或者由于吸水而會沉陷，或者由于動力荷載作用而可能產(chǎn)生液化、失穩(wěn)和震陷等災(zāi)害的地基必須進行地基處理。

1 地基處理的目的

地基處理一般是指用于改善支承建筑物的地基承載能力或抗?jié)B能力所采取的工程技術(shù)措施。雖然地基處理的方法很多，但不管采用何種方法，處理后的地基均必須達到以下幾方面要求:

1)強度要求。當?shù)鼗目辜魪姸炔蛔阋灾紊喜拷Y(jié)構(gòu)的自重和外荷載時，地基會出現(xiàn)局部或整體剪切破壞。它會影響到建筑物的正常使用，甚至會引起建筑物開裂或破壞。因此，處理后的地基應(yīng)當滿足地基土在上部結(jié)構(gòu)的自重及外荷載作用下不致產(chǎn)生局部或整體剪切破壞的要求。2)變形要求。當?shù)鼗谏喜拷Y(jié)構(gòu)的自重或外荷載作用下產(chǎn)生過大的變形時，會影響建筑物的正常使用，特別是當超過建筑物所能允許的不均勻沉降時，結(jié)構(gòu)可能會發(fā)生開裂破壞。因此，處理后的地基應(yīng)當滿足地基土在上部結(jié)構(gòu)的自重及外荷載作用下不致產(chǎn)生過大的沉降變形，特別是超過建筑物所容許的不均勻的沉降變形。3)透水性要求。滲漏是由于地下水在運動中出現(xiàn)的問題，當?shù)鼗臐B透量或水力梯度超過允許值時，會發(fā)生水量損失，或因潛蝕和管涌而可能導致失事。因此，處理后的地基應(yīng)當滿足地基土的地下水不會由于施工而造成滲透量或水力梯度超過容許值，而發(fā)生涌土、流沙、邊坡滑動等事故。4)動力穩(wěn)定性要求。地震、機器、車輛的振動以及波浪作用和爆破等動力載荷可能會引起地基土，特別是飽和無粘性土的液化、失穩(wěn)和震陷等危害。因此，處理后的地基應(yīng)當滿足地基土在動力載荷作用下不至于發(fā)生液化、失穩(wěn)或震陷等災(zāi)害。

2 地基處理的措施

1)換土墊層法。換填墊層法適用于淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。其主要作用是提高淺基礎(chǔ)下的地基承載力，滿足地基穩(wěn)定性的要求，減少沉降量，加速軟弱土層的排水固結(jié)，防止凍脹和消除膨脹土的脹縮。當建筑物基礎(chǔ)下的持力層比較軟弱、不能滿足上部結(jié)構(gòu)荷載對地基的要求時，常采用換土墊層來處理軟弱地基。換土墊層法是將基礎(chǔ)下一定范圍內(nèi)的土層挖去，然后回填以強度較大的砂、碎石或灰土等，并夯實至密實，它可有效地處理荷載不大的建筑物地基問題。換填法處理地基時換填材料所形成的墊層，按其材料的不同，可分為砂墊層、砂石墊層、碎石墊層、素土墊層、灰土墊層、粉煤灰墊層和干渣墊層等。

2)預壓法。預壓法適用于處理各類軟弱地基，包括天然沉積層或人工沖填的土層，如沼澤土、淤泥、淤泥質(zhì)土以及水力沖填土等。預壓法是在建筑物建造之前，在場地內(nèi)堆土或其他重物，對地基進行預壓，使地基在預壓荷載作用下排水固結(jié)，在地基強度提高到符合要求后，就卸除荷載，然后按照設(shè)計要求修建建筑物，或者利用建筑物本身的荷載分級施加進行預壓。根據(jù)預壓方法，預壓法可以分為堆載預壓法和真空預壓法。堆載預壓法分塑料排水帶或砂井地基堆載預壓和天然地基堆載預壓。當軟土層厚度小于4 m時，可采用天然地基堆載預壓法處理，當軟土層厚度超過4 m時，應(yīng)采用塑料排水帶、砂井等豎向排水預壓法處理。對真空預壓工程，必須在地基內(nèi)設(shè)置排水豎井。堆載預壓法處理深度一般達10 m左右，真空預壓法處理深度可達15 m左右。

3)強夯法。強夯法亦稱動力固結(jié)法，適用于處理雜填土、碎石土、砂土、低飽和度粉土、粘性土以及濕陷性黃土等地基。強夯法是將機械能轉(zhuǎn)化為勢能，再由勢能轉(zhuǎn)化為動能，即夯擊能，在重錘落地的一瞬間，能對土體產(chǎn)生強大的沖擊波，可提高土體強度，降低土的壓縮性，起到改善砂土的振動液化性和消除濕陷性黃土的濕陷性等作用。實踐證明，經(jīng)夯擊后的地基承載力可提高2倍～5倍，壓縮性可降低200%～500%，影響深度在10 m以上。同時，夯擊還能提高土層的均勻程度，減少將來可能出現(xiàn)的不均勻沉降。強夯法主要用來提高土的強度，減少壓縮性，改善土體抵抗振動液化能力和消除土的濕陷性。工程實踐表明，強夯法加固地基具有使用經(jīng)濟、施工簡單、加固效果好等優(yōu)點，因而被各國工程界所重視。其缺點是施工時噪聲和振動較大，一般不宜在人口密集的城市內(nèi)使用。

4)土或灰土擠密樁法。土或灰土擠密樁法適用于處理地下水位以上的雜填土、素填土和濕陷性黃土等地基。該方法的原理是利用沉管、沖擊或爆擴等方法在地基中擠土成孔，然后向孔內(nèi)夯填素土或灰土成樁。成孔時，樁孔部位的土被側(cè)向擠出，使樁周土得以加密，從而提高樁間土的密實度和承載力，消除濕陷性。土或灰土擠密樁法的特點是就地取材，以土治土，原位處理、深層加密和費用較低。當用來消除地基土的濕陷性時，宜采用土擠密樁法;當用來提高地基土的承載力或增強其水穩(wěn)定性時，宜采用灰土擠密樁法。土或灰土擠密樁法可處理的深度為5 m～15 m。當?shù)鼗梁看笥?3%及其飽和度大于65%時，不宜選用此類方法。

5)高壓噴射注漿法。高壓噴射注漿法適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粘性土、粉土、砂土、黃土、人工填土和碎石等地基。高壓噴射注漿法的原理是利用鉆機在需要加固的地基中成孔，通過鉆桿底端的噴嘴射出漿液，同時，沖動土體使之與漿液混合，漿液凝固后形成堅硬的固結(jié)體，從而達到加固地基的目的。高壓噴射注漿法可以用來提高軟土地基的承載力。此外還應(yīng)用于深基礎(chǔ)的開挖，以防止基坑隆起或減輕支撐的側(cè)壁壓力等。對地震后橋墩的補強及處理建筑物的不均勻沉降等。

6)深層攪拌法。深層攪拌法適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和含水量較高且地基承載力標準值不大于120 kPa的軟粘土。深層攪拌法加固地基的原理是利用水泥或其他固化劑，通過特制的深層攪拌機械在地基深部就地將軟土與固化劑強制拌和，經(jīng)過一系列物理化學反應(yīng)，形成堅硬的，具有整體性、水穩(wěn)定性和足夠強度的拌和柱體，與天然地基形成復合地基。深層攪拌法主要用于處理高填方路堤下的基層、墻下條形基礎(chǔ)、露天劇場基礎(chǔ)、工業(yè)廠房中具有地面載荷的地坪，進行大面積的地基加固，減少軟土中地下構(gòu)筑物的沉降等。

3 結(jié)語

要做好地基處理這項工作，必須從實際情況出發(fā)，按照不同的地基性質(zhì)采用相應(yīng)的處理措施，這樣才能保證施工質(zhì)量與建筑物的安全。

[1]王廣月.地基基礎(chǔ)工程[M］.北京:中國水利水電出版社，2001.

[2]龔曉南.地基處理技術(shù)發(fā)展與展望[M］.北京:中國水利水電出版社，2004.

[3]陳加富.連鹽高速公路軟基處治技術(shù)探討[J］.山西建筑，2007，33(33):275-276.