探究強(qiáng)透水地基的基礎(chǔ)處理方法

張家艮　馮進(jìn)

【摘 要】 地基基礎(chǔ)是承載建筑物負(fù)荷的結(jié)構(gòu)，處理地基基礎(chǔ)就是打造穩(wěn)固的地基的問題。隨著城市建筑的日益密集，強(qiáng)透水軟質(zhì)砂巖地基的問題在地基基礎(chǔ)處理過程中逐漸增多，且實(shí)際面臨的困難較為嚴(yán)峻。為了解決這一問題，本文從地基基礎(chǔ)處理的原理和方法著手，并對(duì)強(qiáng)透水地基基礎(chǔ)處理的方法問題進(jìn)行探討，旨在為解決實(shí)踐中遇到的問題提供理論上的參考。

【關(guān)鍵詞】 強(qiáng)透水地基；基礎(chǔ)處理；原理和方法

地基基礎(chǔ)處理是為了改變土地性質(zhì)所采取的人工方法，所謂改變土地性質(zhì)就是指提高地基土的承載力或改變土的滲透性質(zhì)或變形性質(zhì)。地基必須能夠牢固而穩(wěn)定地承擔(dān)建筑物的負(fù)荷，然而我國(guó)的地質(zhì)條件由于地域的差異所以變化性很大，因此不同的地基基礎(chǔ)處理方法在實(shí)踐應(yīng)用時(shí)也會(huì)有所差異。下面就強(qiáng)透水地基基礎(chǔ)處理這個(gè)問題進(jìn)行探討。

常用的強(qiáng)透水地基基礎(chǔ)處理方法有：換土墊層法、深層密實(shí)法、加筋法和熱學(xué)法以及膠結(jié)法等等。其中最主要的有換土墊層法中的重錘夯實(shí)法和強(qiáng)夯擠淤法、深層密實(shí)法中的強(qiáng)夯法和擠密法、加筋法中的土工合成材料和砂石樁、熱學(xué)法中的凍結(jié)法、膠結(jié)法中的高壓噴射注漿法等等。以下將對(duì)這幾方面分別進(jìn)行探討。

一、換土墊層法

換土墊層法是指先將位于基礎(chǔ)下面的不良土挖除，然后把回填的材料夯實(shí)做成墊層，從而消除強(qiáng)透水地基的濕陷分量，減少其壓縮變形，提高地基的承載力。墊層法可分為局部墊層和整片墊層。墊層的設(shè)計(jì)主要包括墊層的厚度、寬度、夯實(shí)后的壓實(shí)系數(shù)和承載力設(shè)計(jì)值的確定等方面。其設(shè)計(jì)的原則是既要滿足建筑物對(duì)地基變形及穩(wěn)定的要求，又要符合經(jīng)濟(jì)合理的要求。 對(duì)于強(qiáng)透水地基主要有兩種適用方法：

（一）重錘夯實(shí)法

重錘夯實(shí)法是換土墊層法的其中一種，它可以幫助提高強(qiáng)透水軟質(zhì)砂巖地基的承載力，消除該地基土的濕陷性和脹縮性并改善土的抗液化性，適用于地下水位以上的砂土，對(duì)于強(qiáng)透水砂巖地基具有很好的改善作用。

（二）強(qiáng)夯擠淤法

采用強(qiáng)夯擠淤法可以加固地基，是將特定分量的重錘從特定高距給地基以沖擊和振動(dòng)，從而達(dá)到增大土地密實(shí)度、提高地基承載力、消除土的沉降性等目的。它可以使土體發(fā)生一系列的物理變化，其作用是使限定內(nèi)的地基強(qiáng)度提高、孔隙擠密。但其適用性需要通過現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)才能確定。

二、深層密實(shí)法

（一）強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法是指利用巨大的夯擊能是土體密實(shí)，以達(dá)到提高土地承載力、消除沉陷性的目的，這種方法可使強(qiáng)透水軟體砂層與周圍土體形成復(fù)合基礎(chǔ)，并且施工速度快，質(zhì)量容易保證，強(qiáng)夯過的土質(zhì)均勻，造價(jià)經(jīng)濟(jì)，但不宜在鬧市區(qū)使用。

（二）擠密法

擠密樁法是是指利用擠密或振動(dòng)使深層土密實(shí)，并在振動(dòng)或擠密過程中，回填材料以形成土樁，并與樁間土一起組成復(fù)合基礎(chǔ)，從而提高地基承載力，減小沉降，消除或部分消除土的濕陷性或液化性，較適用于強(qiáng)透水軟質(zhì)砂層。

三、加筋法

加筋法是指在建筑物基礎(chǔ)軟弱處在土基中加入特殊材料（金屬絲，土木材料等）。常見的種類有三種：土工合成材料、砂石樁和加筋土。這里我們要說的是前面兩種方法。

（一）土工合成材料

土工合成材料是一種新型的巖土工程材料，它以人工合成的聚合物為原料，制成各種類型的產(chǎn)品，置于土體內(nèi)部、表面或各層土體之間，形成工復(fù)合土體，可承受抗拉、抗壓、抗剪和抗彎作用，用以提高地基承載力，減小沉降和增加地基穩(wěn)定性，具有加強(qiáng)或保護(hù)土體的作用。

（二）砂石樁

砂石樁包括砂樁、砂石樁和碎石樁，常用于在強(qiáng)透水軟質(zhì)地基上設(shè)置樁體，通過合成人工復(fù)合土體來提高地基承載力，減小沉降和增加地基穩(wěn)定性，適用于砂性土，但需要經(jīng)試驗(yàn)證明施工有效時(shí)方可采用。

四、熱學(xué)法和膠結(jié)法

熱學(xué)法里面適用于強(qiáng)透水地基的方法主要是凍結(jié)法。所謂凍結(jié)法是指采用液態(tài)氮或二氧化碳膨脹的方法，或采用普通的機(jī)械制冷設(shè)備與一個(gè)封閉式液壓系統(tǒng)相連接，而使冷卻液在內(nèi)流動(dòng)，從而使軟質(zhì)土進(jìn)行凍結(jié)，以提高土的強(qiáng)度和降低土的壓縮性這種方法適用于各類地基土，特別是軟質(zhì)土條件，是一種普遍而有效的施工措施。

膠結(jié)法中適用與強(qiáng)透水軟質(zhì)地基的主要是高壓噴射注漿法。這種方法是通過鉆孔將帶有特殊噴嘴的注漿管置入到應(yīng)處理土層的預(yù)定深度，然后將漿液以高壓沖切地基土。在噴射漿液的同時(shí)，以一定的速度旋轉(zhuǎn)提升，即形成水泥土圓柱體；若噴嘴提升而不旋轉(zhuǎn)，則形成墻狀固結(jié)體. 加固后可用以提高地基承載力，減小沉降，從而防止砂土液化、管涌和基坑隆起，形成防滲帷幕。

這種方法非常適用于處理砂土性地基，但是當(dāng)土中含有較多的大粒徑塊石、堅(jiān)硬粘性土、大量植物根系或有過多的有機(jī)質(zhì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果確定其適用程度。

五、其他方法

除以上方法之外，還有一些方法也適用于處理類似于強(qiáng)透水軟質(zhì)砂巖這樣的巖基和砂土層，只是使用度稍低，例如灌漿法、加固法和預(yù)浸水法等。灌漿法是通過注入水泥漿液或化學(xué)漿液的措施，使土粒膠結(jié)，因此可以提高地基承載力，減小沉降，增加穩(wěn)定性，從而可以防止?jié)B漏。

加固法主要有排水加固法和化學(xué)加固法。排水固結(jié)法是在建筑物建造前對(duì)天然地基在場(chǎng)地上先行預(yù)壓，使土體中的孔隙水排出，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。而化學(xué)加固法在我國(guó)濕陷性黃土地區(qū)的地基處理方面應(yīng)用得比較多，取得實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的化學(xué)加固法包括硅化加固法和堿液加固法，其加固機(jī)理如下所述：濕陷性黃土的硅化加固法的物理化學(xué)過程，一方面是由于硅酸鈉溶液的濃度不大、粘滯度很小，所以可以很順利地滲入黃土的孔隙中，另一方面是因?yàn)樵谌芤号c土的相互凝結(jié)過程中，土具有凝結(jié)劑的作用。而堿液加固法是利用氫氧化鈉溶液來加固濕陷性黃土地基，這種方法在我國(guó)的使用始于20世紀(jì)60年代，其加固原則為：將氫氧化鈉溶液注入黃土后，它首先與土中具有可溶性和交換性的堿土金屬--陽(yáng)離子產(chǎn)生置換反應(yīng)，這種反應(yīng)的結(jié)果是使土顆粒表面能夠生成堿土金屬氫氧化物。

預(yù)浸水法是指在修建建筑物前，預(yù)先對(duì)濕陷性黃土場(chǎng)地進(jìn)行大面積浸水，使土體在飽和與重力的雙重作用下，發(fā)生濕陷從而產(chǎn)生壓密，這種方法可以消除全部黃土層的自重濕陷性和深部土層的外荷濕陷性。預(yù)浸水法一般適用于濕陷性黃土厚度大、濕陷性強(qiáng)烈的自重濕陷性黃土場(chǎng)地。另一方面，由于浸水時(shí)場(chǎng)地周圍的地表可能會(huì)下沉或者開裂，這容易造成“跑水”穿洞，會(huì)影響建筑物的安全性，所以相較而言在空曠的新建地區(qū)更為適用。

結(jié)論

隨著國(guó)家現(xiàn)代化技術(shù)的高速發(fā)展，時(shí)代對(duì)建筑人員提出了更高的技術(shù)水平方面的要求。因此，作為建設(shè)者應(yīng)掌握并應(yīng)用高效的技術(shù)成果，從而提高工程項(xiàng)目的技術(shù)水平和質(zhì)量保證。此外，還要認(rèn)識(shí)到任何一種理論和技術(shù)，都有一定的局限性。在具體應(yīng)用時(shí)，切忌盲目套用。在應(yīng)用前必須對(duì)其過程進(jìn)行科學(xué)研究，保證該方法可以有效地發(fā)揮作用。

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