地基加固處理及實(shí)踐中局部處理的幾個(gè)問題

李曉紅

(山西省工業(yè)設(shè)備安裝公司，山西太原 030002)

1 地基加固處理

當(dāng)軟土地基不能滿足承載力或穩(wěn)定要求時(shí)，對地基加固是有效的措施。但須指出，在擬定地基加固處理方案時(shí)，應(yīng)充分考慮地基與上部結(jié)構(gòu)共同工作的原則，從地基處理、建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工方面均應(yīng)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行綜合治理，絕不能單純對地基進(jìn)行加固處理，否則，不僅會增加工程費(fèi)用，而且難以達(dá)到理想的效果。

減少不均勻沉降措施:

1)改變建筑體形，簡化建筑平面。2)調(diào)整荷載差異。3)合理設(shè)置沉降縫。沉降縫位置宜設(shè)在:a.地基不同土層的交接處，或地基同一土層厚薄不一處;b.建筑平面的轉(zhuǎn)折處;c.荷載或高度差異處;d.建筑結(jié)構(gòu)或基礎(chǔ)類型不同處;e.分期建筑的交界處;f.過長房屋的適當(dāng)部位。4)采用輕型結(jié)構(gòu)、柔性結(jié)構(gòu)。5)加強(qiáng)房屋的整體剛度，如采用橫墻承重方案或增加橫墻;增設(shè)圈梁，減小房屋的長高比;采用筏式基礎(chǔ)、筏片基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)等。6)對基礎(chǔ)進(jìn)行移軸處理，當(dāng)偏心荷載較大時(shí)，可使基礎(chǔ)軸線偏離柱的柱線。7)施工中正確安排施工順序和施工進(jìn)度，如對相鄰的建筑，應(yīng)先施工重、高(即荷載重、高度大)的建筑，后施工輕、低(即荷載輕、高度小)的建筑;對軟土地基則應(yīng)放慢施工速度，以便使地基能排水固結(jié)，提高承載力。否則，施工速度過快，將造成較大的孔隙水壓力，甚至使地基發(fā)生剪切破壞。當(dāng)軟土地基不能滿足承載力或穩(wěn)定要求時(shí)，對地基加固是有效的措施。

2 加固的方法

第一類方法原理:減少或減小土體中的孔隙，使土顆粒盡量靠攏，從而減少壓縮性，提高強(qiáng)度。如換填法、預(yù)壓法、夯實(shí)法、振動(dòng)水沖法、擠密樁法、砂石樁法等。

第二類方法原理:用各種膠結(jié)劑把土顆粒膠結(jié)起來。如深層水泥攪拌法、旋噴法、灌漿法等。軟土的加固方法很多，而且尚在發(fā)展，各種方法都有它的適用范圍和局限性，選用何種方法，必須進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)綜合考慮。

這些加固方法，可歸納為“挖、填、換、夯、壓、擠、拌”七個(gè)字。

1)換填法。換填法是將基礎(chǔ)下面一定厚度的軟弱土層挖除，分層換以中砂、粗砂、角(圓)礫、碎(卵)石、灰土，并分層夯實(shí)或振實(shí)至要求的密實(shí)度。換填法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土等的淺層處理。處理深度一般控制在3 m以內(nèi)。

2)預(yù)壓法。預(yù)壓法是在建筑物建造前，對建筑場地進(jìn)行預(yù)壓，使土體中的水排出，逐漸固結(jié)，地基發(fā)生沉降，同時(shí)強(qiáng)度逐步提高的方法。預(yù)壓法適用于處理淤泥質(zhì)土、淤泥和沖填土等飽和粘性土地基的沉降和穩(wěn)定問題，提高地基的承載力和穩(wěn)定性。預(yù)壓法一般由加壓系統(tǒng)和排水系統(tǒng)兩部分組成。

3)重錘夯實(shí)法。重錘夯實(shí)法是用起重機(jī)械將夯錘提升到一定高度，然后自由落錘，不斷重復(fù)夯擊地基土表面，從而使地基得到加固。重錘夯實(shí)法是一種常用的簡單、經(jīng)濟(jì)的淺層地基處理方法。適用于稍濕的粘性土、砂土、飽和度Sr≤60的濕陷性黃土、雜填土以及分層填土地基的加固處理。

4)振沖法。就是利用振動(dòng)器水沖成孔，借振動(dòng)器的水平及垂直振動(dòng)，振密填料，形成碎石樁體與原地基構(gòu)成復(fù)合地基，或不加填料使在振動(dòng)作用下被擠密實(shí)，從而提高地基承載力的方法。

5)土或灰土擠密樁法。土或灰土樁擠密法是處理地下水位以上的濕陷性黃土、素填土和雜填土等的一種地基加固方法，利用錘擊(或沖擊、爆破等方法)將鋼管打入土中側(cè)向擠密成孔，將管拔出后，在樁孔中分層回填土或灰土夯實(shí)而成，填夯的樁與樁間擠密土共同組成復(fù)合地基，以承受上部荷載。

6)砂石樁法。砂石樁法用振動(dòng)或沖擊方法在軟弱地基中成孔后，將砂石擠壓入土中，形成大直徑的密實(shí)的砂石樁。砂石樁法是處理軟弱地基的一種常用的方法。

7)深層攪拌法。深層攪拌法是利用水泥或水泥砂漿、石灰作為固化劑，通過特制的攪拌機(jī)械，在地基深處就地將軟土和固化劑強(qiáng)制攪拌，固化劑和軟土之間會產(chǎn)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成具有一定強(qiáng)度的地基，從而提高地基承載力。深層攪拌法是用于加固飽和粘性土地基的一種新方法。

8)高壓噴射注漿法。高壓噴射注漿法是利用鉆機(jī)把帶有特制噴嘴的注漿管鉆進(jìn)至土層的預(yù)定位置后，用高壓泵將水泥漿液通過鉆桿下端的噴射裝置，以高速噴出，沖擊切削土層，使噴流射程內(nèi)土體破壞，同時(shí)鉆桿一面以一定的速度旋轉(zhuǎn)，一面以一定速度徐徐提升，使水泥漿與土體充分?jǐn)嚢杌旌?，膠結(jié)硬化后即在地基中形成具有一定強(qiáng)度(0.5 MPa～8.0 MPa)的固結(jié)體，從而使地基得到加固。

3 復(fù)雜地質(zhì)狀況局部處理

實(shí)踐中，面對多種多樣復(fù)雜的地質(zhì)狀況，我們還要具體情況具體分析。

擬建建筑物開工放線后，就要開挖基坑或基槽，對筏板基礎(chǔ)而言可能還要大面積開挖。開挖后一般應(yīng)與地質(zhì)報(bào)告相對照，看各處土質(zhì)構(gòu)造有無差異，這時(shí)往往會發(fā)現(xiàn)地質(zhì)報(bào)告在個(gè)別部位沒有反映出地基的局部缺陷，比如，井、溝、坑、墳等。這時(shí)必須根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行人工處理。

地基局部處理應(yīng)當(dāng)遵循八字原則:“經(jīng)濟(jì)、協(xié)調(diào)、方便、快速”。經(jīng)濟(jì)是指在安全的前提下盡可能降低造價(jià);協(xié)調(diào)是指處理后局部和周圍土質(zhì)軟硬積度要基本一致;方便是指制定的處理方案要力求施工簡單方便;快速是指要在很短時(shí)間內(nèi)完成局部處理工作，基坑土質(zhì)不宜長時(shí)間暴露在外，還應(yīng)防止雨水流進(jìn)的可能性。以上四點(diǎn)協(xié)調(diào)是核心，如果處理不當(dāng)日后就會出現(xiàn)地基不均勻沉降，給新建建筑物留下先天之隱患。

然而有些專業(yè)人員，遇到繁雜一點(diǎn)的問題也犯不應(yīng)該犯的錯(cuò)誤。下面就幾種不同情況談?wù)勎覀€(gè)人的意見。雖然，各種參考資料上也有指導(dǎo)性條文，若不能靈活運(yùn)用，融會貫通，又會犯教條主義錯(cuò)誤。

3.1 井

不論是古井，還是近代井;是水井，還是枯井;磚壁井，還是土壁井，其特點(diǎn)都是面積小而較深。一律用砂石混合料(級配較好的毛砂最好)填至井水以上500 mm標(biāo)高，無水時(shí)，填至基底設(shè)計(jì)標(biāo)高以下2 m處，有條件時(shí)，應(yīng)夯填。這時(shí)不要求壓實(shí)系數(shù)太高(0.93左右為好)，再向上就要拆掉井壁磚，認(rèn)真夯填1 m左右，再向上要用原土分層夯填至基底設(shè)計(jì)標(biāo)高處。

當(dāng)井位處在基礎(chǔ)軸線兩側(cè)3 m～5 m距離內(nèi)，上述處理辦法已經(jīng)十分安全了。當(dāng)井位正好在基礎(chǔ)范圍內(nèi)，必須在基底標(biāo)高以下2 m處開始原土分層夯填，并在基礎(chǔ)局部把地基圈梁加高，或在轉(zhuǎn)角處局部增加挑梁加強(qiáng)。主要目的是防止萬一地基下沉。但要注意兩點(diǎn):1)基底下原土分層夯實(shí)壓實(shí)系數(shù)要符合有關(guān)規(guī)范的要求;2)在施工和以后使用過程中防止大量水流入井口部位處。挑梁和圈梁的配筋要大一些，使其在局部地基下沉?xí)r有足夠的抗彎能力，否則上部墻體就會產(chǎn)生裂縫。

3.2 小松土坑

松土坑一般有茅坑、水坑、檢查井等。其特點(diǎn)是面積小，深度也不大，一般在2 m左右。把坑內(nèi)雜填土全部挖除至原土。當(dāng)原土為密實(shí)的粘性土?xí)r，用3∶7灰土分層夯填;原土為其他粘土?xí)r，用2∶8灰土分層夯填;原土為砂土?xí)r，用砂土振填為宜。

當(dāng)坑的深度較深(超過2 m)時(shí)，不易挖到坑底原土，挖至2 m處，筏板基礎(chǔ)(條基加寬1倍)用3∶7或2∶8灰土分層夯填即可。獨(dú)立基礎(chǔ)最多挖至基底下3 m處，先用原土分層夯填1.5 m，再用灰土分層夯填至基底標(biāo)高即可。

3.3 大松土坑

大松土坑指長度在5 m、寬度在1.5 m以上者，其特點(diǎn)是平面范圍大。處理方案有兩種:

1)把雜土挖除見原土、基礎(chǔ)加深，加深部分基礎(chǔ)設(shè)計(jì)成臺階形b×h=1 000×500;

2)基底下1.5 m素土夯實(shí)，1.5 m以上至基底灰土夯實(shí)。周圍為密實(shí)的天然土，用3∶7灰土;一般粘土，用2∶8灰土;砂性土，用毛砂。這就是協(xié)調(diào)的原則。

曾有一例:原土為天然密實(shí)粘土，有人建議把挖出的深坑用C10混凝土灌起來，這辦法肯定不妥;有人建議用毛石混凝土填起來，這辦法同樣不妥。當(dāng)時(shí)因連日有雨，打灰土無法施工。最終是用天然毛砂回填，在基下1.5 m處開始分層振填。這個(gè)辦法比打混凝土要好，但也不是最好的辦法，只是在特定條件下的辦法。因?yàn)槊昂苜F，坑很大，用砂量很大，也不符合經(jīng)濟(jì)的原則。當(dāng)造價(jià)很高時(shí)，還是要慎重取舍為好。

3.4 河、溝

河、溝的特點(diǎn)是有延展性。若與基礎(chǔ)呈交叉形，處理辦法與小松土坑相似。若其延伸方向與基礎(chǔ)相平行，處理辦法建議采用大松土坑的方案1)。

3.5 墳、墓

墳、墓的開口一般都不會很大，但是墳?zāi)箖?nèi)空洞很多，特別是用磚旋的地下窯洞更要慎重。要徹底清除墳?zāi)箖?nèi)的雜物，參照上述相近情況處理。

3.6 局部硬物

臥牛石、舊墻基、老灰土、大樹根、古道路，以及廢棄的化糞池和地下構(gòu)筑物等，要盡可能地挖除，采用較厚的褥墊層回填或把基礎(chǔ)整體加深。不處理的后果是會導(dǎo)致上部建筑物墻身嚴(yán)重開裂。

3.7 橡皮土

產(chǎn)生橡皮土有兩個(gè)條件:1)粘性土;2)土層中含水量過高。處理的辦法有三個(gè):1)晾土法。在允許條件下晾土，待含水量大減后，厚土分層夯實(shí)。適用于面積大而淺且含水量不太高的橡皮土。2)換土法。把橡皮土挖除，分層回填原質(zhì)土。此辦法有時(shí)實(shí)施較難。適用于面積小，且較深的情況。3)吸水法。在橡皮土范圍內(nèi)挖些坑，把大塊白灰或干磚大面積擠入橡皮土，并禁止機(jī)械在橡皮土上作業(yè)。待上幾天時(shí)間，含水量減至正常土質(zhì)，不用其他辦法處理。這個(gè)辦法適用于橡皮土較淺但面積較大的情況。