土木工程中的地基處理與復(fù)合地基技術(shù)的應(yīng)用

王磊

【摘 要】目前土木工程已經(jīng)成為了建筑設(shè)計和施工建設(shè)的重要組成部分，它是建立在工程實踐的基礎(chǔ)上，其主要原因是，土木工程與其它工程相比較之下具有相對復(fù)雜性，在分析的過程中，很難兼顧和考慮現(xiàn)場的多方面因素。再者就是只能夠在實踐中才能夠發(fā)現(xiàn)真實存在的問題，進而尋求解決的策略，進而推進土建工程設(shè)計技術(shù)和理論的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】土木工程；地基處理；復(fù)合地基；技術(shù)

前言：

對土木工程中的結(jié)構(gòu)和地基進行加固處理，有利于提高工程項目的安全可靠性，確保工程質(zhì)量，進而可以更好地保障廣大人民群眾的生命財產(chǎn)安全。文章主要闡述了在土木工程建設(shè)過程中，加固技術(shù)在其結(jié)構(gòu)和地基加固中的應(yīng)用。

一、地基基礎(chǔ)缺陷及地基處理方法

我國土地遼闊、地質(zhì)各異。并不是所有的天然地基都適合工程建設(shè)，在很多時候，不少工程都是不得不在地質(zhì)條件不良的地基上進行修建。這些不良的地質(zhì)條件分為軟弱土地基和特殊土地基兩種。軟弱土地基是指主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土、或其他高壓縮性土層構(gòu)成的地基。特殊土地基包括可液化的松砂和粉土地基、濕陷性黃土和膨脹土、紅粘土和凍土等。

1、地基處理方法

地基處理方法的分類有很多種。按時間可分為臨時處理和永久處理；按處理深度可分為淺層處理和深層處理；按土性對象可分為砂性土處理和粘性土處理、飽和土處理和非飽和土處理。

地基處理的基本方法主要是置換、夯實、擠密、排水、膠結(jié)、加筋和熱學(xué)等方法，專門用來改善地基條件，以期達到滿足地基強度、變形及其穩(wěn)定性等要求。具體方法包括強夯法、振沖碎石樁、擠密碎石樁、深層攪拌樁、高壓旋噴樁、塑料排水裝、堆載預(yù)壓、真空預(yù)壓、砂樁、靜壓注漿等。需要指出的是，很多地基處理的方法，具有多種處理的效果。如碎石樁具有置換、擠密、排水和加筋的多重作用；石灰樁又擠密又吸水、吸水后又進一步擠密；因而一種處理方法可能具有多重處理的效果。此外，由于科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，如今的地基處理施工有時會采用多種地基處理的方法的組合：如真空法和堆載法組合；碎石樁和褥墊法組合等。

2、土木工程建設(shè)中地基加固技術(shù)的應(yīng)用

經(jīng)濟的發(fā)展帶動了建筑業(yè)的快速發(fā)展，人們生活水平的不斷提高，就對建筑的質(zhì)量和使用性有了更為現(xiàn)代化的要求。實際的工程建設(shè)中，由于施工單位的資質(zhì)不同、施工地點的地質(zhì)差異和現(xiàn)場事故的不當處理，都會造成建筑物建設(shè)的品質(zhì)問題，直接影響著人們的生活安全、則產(chǎn)安全，甚至人們的生命安全。因此，要保證建筑工程的安全和質(zhì)量，除了運用合理的、科學(xué)的施工方法進行施工外，在關(guān)鍵的地基部位有必要進行加固的施工技術(shù)來提高建筑物的安全系數(shù)。

二、復(fù)合地基

自1962年國外首次開始使用“復(fù)合地基”一詞以來，復(fù)合地基已經(jīng)成為很多地基處理方法的分析及理論公式建立的基礎(chǔ)和依據(jù)。它已廣泛的應(yīng)用于碎石樁、砂樁、水泥土攪拌樁、旋噴樁和CFG樁等加固地基的理論分析中。近年來，復(fù)合地基的研究已引起國內(nèi)外巖土工程界的重視。

復(fù)合地基是指由兩種剛度（或模量）不同的材料（樁體和樁間土）所組成，在相對剛性基礎(chǔ)下，兩者共同分擔上部荷載并協(xié)調(diào)變形（包括剪切變形）的人工地基。

復(fù)合地基屬于地基范疇，而樁基屬于基礎(chǔ)范疇，兩者之間有內(nèi)在聯(lián)系，但又有本質(zhì)區(qū)別。而這都是采用樁形式處理地基，但復(fù)合地基中樁體與基礎(chǔ)往往不是直接相連的，他們之間通過墊層來過渡；而樁基中樁體與基礎(chǔ)直接相連，兩者形成一個整體。

1復(fù)合地基的作用

1.1樁體作用

復(fù)合地基中樁的剛度較周圍土體大，在剛性基礎(chǔ)下等量變形時，樁體上產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，大部分荷載將由樁體承擔，樁間土上應(yīng)力相應(yīng)減小，從而使得復(fù)合地基承載力較原地基有所提高，沉降量有所減少。隨著樁體剛度增加，其樁體作用發(fā)揮的更加明顯。

1.2加速固結(jié)作用

碎石樁、砂樁具有良好的透水特性，可加速地基的固結(jié)。另外，水泥土類和混凝土類樁在某種程度上也可加速地基固結(jié)。因為地基的固結(jié)不僅與地基土的排水性能有關(guān)，而且還與地基的變形特性有關(guān)。水泥土類樁會降低地基土的滲透系數(shù)，但他也會減少地基土的壓縮系數(shù)，而且壓縮系數(shù)的減少幅度比滲透系數(shù)的減少幅度要大，因而使加固后的水泥土的固結(jié)系數(shù)大于加固前的原地基土的系數(shù)，起到加速固結(jié)的作用。

1.3擠密作用

砂樁、土樁、石灰樁、碎石樁等在施工過程中由于振動、積壓、排土等原因，可對樁間土起到一定的密實作用。另外，采用生石灰樁時，由于生石灰樁具有吸水、發(fā)熱和膨脹等作用，對樁間土同樣起到擠密作用。

1.4加筋作用

各種樁土復(fù)合地基除了可提高地基的承載力外，還可以用來提高土體的抗剪強度，增加土坡的抗滑能力。如用于基坑開挖時的支護、路基或路堤的加固等，都利用了復(fù)合地基中樁體的加筋作用。

2復(fù)合地基的應(yīng)用

在復(fù)合地基的應(yīng)用中，水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）是一個典型。它是近年來發(fā)展起來的、用于處理軟弱地基的一種新方法。它是在碎石樁的基礎(chǔ)上摻入適量石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌合后制成的一種具有一定強度的樁體。其骨料仍為碎石，用摻入石屑來改善顆粒級配；摻入粉煤灰來改善混合料的和易性，并利用其活性減少水泥用量；摻入少量水泥使其具有一定粘結(jié)強度。通過調(diào)整水泥的用量及配合比，可使樁體強度等級達C7—C15，具有明顯的剛性樁特性。通常在樁頂與基礎(chǔ)之間輔設(shè)一層150—300mm厚的中砂、粗砂、級配砂石或碎石（稱為褥墊層）以利于樁間土發(fā)揮承載力，與樁組成復(fù)合地基。CFG樁是一種低強度混凝土樁，可充分利用樁間土的承載力共同作用，并可傳遞荷載到深層地基中去，具有較好的技術(shù)性能和經(jīng)濟效果。

三、土木工程的地基加固技術(shù)

該技術(shù)是土木工程施工過程中的重點也是難點問題，所涉及的方法具有多樣性，主要包括了擠壓法、換填加固法、加筋法、膠結(jié)法及其排水加固法。在進行方法的選用過程中，必須充分的考慮施工的實際情況、地段等因素，其中置換以及換土墊層法是當下地基加固中最常用的手段。當建筑物的上層荷載過大，而下層的基礎(chǔ)持力層相對軟弱的情況下，一般選用的加固方法是換土回填法。也就是將基礎(chǔ)持力層下方一定寬度范圍內(nèi)的軟土層挖出，并使其有一定的深度，緊接著將石、灰土以及砂等強度相對較大的物料進行充填，并將其夯密實。而針對于沼澤地帶以及濕潤地帶的的加固方法則多為排水加固法，但是真空預(yù)壓法以及提案載預(yù)壓法則是當下的實際加固方法。針對于高層建筑，為了有效的保證其穩(wěn)定性，常用的加固方法為加筋法。

四、土木工程結(jié)構(gòu)加固所針對的問題

基于框架截面的設(shè)計、建筑結(jié)構(gòu)的設(shè)計均受到地形以及抗震等級等多方面因素的影響，在進行勘察的過程中，對于方針等級的查找主要可以以建筑的抗震規(guī)范、建筑的高度以及防裂程度作為參考性依據(jù)?；诳拐鸬燃壍牟町愋裕诳拐鹩嬎阋约熬唧w措施的采取上也具有岷縣的差異性，必須以實際情況作為依據(jù)，結(jié)合一切情況進行土木工程的抗震設(shè)計。在進行工程測量以及管理的過程中，必須加強施工記錄和標記，并嚴格按照相關(guān)的測定標準來執(zhí)行，借此來有效的保證施工的質(zhì)量以及施工設(shè)計方案的具體實現(xiàn)，并且將測量貫穿于整個施工過程中，加強測量工作的精確度及其操作步驟的規(guī)范性，確保土建工程的最終施工質(zhì)量，避免錯誤操作和返工現(xiàn)象的發(fā)生。

結(jié)束語：

目前土建工程的地基加固和結(jié)構(gòu)加固已經(jīng)成為了設(shè)計過程中的重點，其主要是因為它與建筑的使用安全等息息相關(guān)，目前隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，大量的新型材料以及技術(shù)不斷的引進土木工程的施工建設(shè)中，并且成為建筑組成不可或缺的元素，由此可見，保證建筑各個構(gòu)建的完整性和穩(wěn)定性，是保證建筑質(zhì)量的關(guān)鍵性因素，在后期的工作中，我們必須加強結(jié)構(gòu)與地基加固技術(shù)的應(yīng)用，促進建筑安全性與質(zhì)量的提升，推進土木工程和建筑工程的快速穩(wěn)定發(fā)展。

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