淺談土木工程地基加固技術(shù)的應(yīng)用

■孫 新 ■太原理工大學(xué)建筑設(shè)計(jì)研究院，山西 太原 030012

在房屋建造過(guò)程中，質(zhì)量好的地基工程能夠使建筑物經(jīng)久耐用，質(zhì)量差的地基會(huì)在短期內(nèi)讓墻體開裂，更為嚴(yán)重的就是樓梯坍塌或者傾斜。大多數(shù)的工程設(shè)計(jì)技術(shù)人員認(rèn)為在設(shè)計(jì)建筑結(jié)構(gòu)和其施工過(guò)程中，最難控制反倒不是外觀和上層結(jié)構(gòu)，而是地基工程。因?yàn)榈鼗旅嬗刑嗟囊蛩厥遣豢梢姷模蝗菀妆话l(fā)現(xiàn)其存在的問(wèn)題，完工后不容易被檢查出來(lái)。這種情況下一旦發(fā)生事故，將是很難進(jìn)行補(bǔ)救，甚至帶來(lái)災(zāi)難性的后果。為此，結(jié)構(gòu)地基與基礎(chǔ)工程缺陷和事故，存在一定的地方性和普遍性。

1 工程缺陷事故的原因

1.1 項(xiàng)目場(chǎng)地地質(zhì)情況缺乏全面、正確的認(rèn)識(shí)

(1)工程勘察工作不符合要求。不按要求的工程勘察工作，如勘察孔的間距過(guò)大，鉆孔深度太淺，這樣就導(dǎo)致地基的實(shí)際情況不能從抽樣中完全被反映出來(lái)。有一些錯(cuò)誤情況例如取土、運(yùn)輸土樣及檢驗(yàn)土質(zhì)等方面。

(2)施工現(xiàn)場(chǎng)的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件十分復(fù)雜。一些工程地質(zhì)變化顯著，雖然按規(guī)定進(jìn)行調(diào)查，但并不能完全反映地基土的變化。地基勘察中未被發(fā)現(xiàn)的暗浜，古河，古代墓葬等等。通過(guò)大量的此類案件造成地基與基礎(chǔ)工程事故。

(3)未按要求開展偵查工作。雖然這是罕見的，但并不代表是沒(méi)有，在一些鄉(xiāng)鎮(zhèn)地區(qū)尤其存在的偏多。

1.2 設(shè)計(jì)不合理或方案計(jì)算錯(cuò)誤

(1)設(shè)計(jì)不合理。地基是根據(jù)上層建筑物的結(jié)構(gòu)、布局、形狀、高度及工程場(chǎng)地地質(zhì)等條件所決定的，但有些設(shè)計(jì)人員并沒(méi)有根據(jù)這些條件來(lái)嚴(yán)格設(shè)計(jì)地基，從而造成地基承受不了建筑物的力量，最終釀成工程事故。

(2)設(shè)計(jì)和計(jì)算誤差。沒(méi)有準(zhǔn)確的計(jì)算負(fù)荷量，實(shí)際負(fù)荷估算偏低，導(dǎo)致地基超載，因此承載力不能滿足要求;也有一些情況是地基布局不合理，造成不均勻沉降過(guò)大;有可能是地基沉降計(jì)算不準(zhǔn)確，導(dǎo)致不均勻沉降的控制。

1.3 事故的施工質(zhì)量的原因

主要是因?yàn)槭┕り?duì)伍不按設(shè)計(jì)圖紙施工，最基本的平面位置，標(biāo)高，尺寸，材料不符合設(shè)計(jì)要求。其次，不規(guī)則的建筑，甚至偷工減料，野蠻施工，不服從管理和政府質(zhì)量監(jiān)督單位的監(jiān)督人員監(jiān)督。

1.4 由此產(chǎn)生的環(huán)境條件的變化

由于地下或基坑施工，在建筑基礎(chǔ)樁荷載引起的附加應(yīng)力增加引起地面沉降的進(jìn)一步發(fā)展。

2 土木工程中地基加固技術(shù)的應(yīng)用

通過(guò)穩(wěn)定性分析的地基建設(shè)，我們提出了幾種方法來(lái)加固地基，目的是為中國(guó)建筑行業(yè)的發(fā)展提供參考。

2.1 排水固結(jié)

排水固結(jié)法在建筑工程地基加固的一種重要方法，通常應(yīng)用于比較高的水位，地基加固，解決解決問(wèn)題的主要依據(jù)，為了維持穩(wěn)定的基礎(chǔ)。排水固結(jié)法是常用的豎向排水井，沙井或塑料引流袋加固，使建筑能隙在地基土的水分排除，縮小土質(zhì)之間縫隙，從而達(dá)到強(qiáng)化的目的，提高地基的強(qiáng)度和穩(wěn)定性。采用加固地基的排水固結(jié)法時(shí)，為了提高固化速度可以在增加土壤排水的自然方式，其目的是為了縮短排水距離，施工人員也可以通過(guò)設(shè)置砂井、排水井，或塑料引流袋來(lái)加固地基，在短期內(nèi)完成施工，，而且還可以提高地基的抗剪強(qiáng)度，對(duì)地基的穩(wěn)定性也有一定的保證。

2.2 加筋法

加筋施工法被廣泛應(yīng)用于中國(guó)建筑施工中，加強(qiáng)技術(shù)的施工操作比較簡(jiǎn)單。加筋施工法是引入一些在地基土比較強(qiáng)的材料，這些材料的張力能夠提高土的強(qiáng)度和抗應(yīng)力，實(shí)現(xiàn)改變土的力學(xué)性能。因?yàn)橥恋目估瓘?qiáng)度較低，所以不能滿足施工中對(duì)抗剪強(qiáng)度的要求。把筋材放置在土壤中來(lái)進(jìn)行加固，使土壤和筋材形成的組合體，當(dāng)受外力作用，發(fā)生變形，造成鋼筋和周圍的土壤之間的位置運(yùn)動(dòng)，這是因?yàn)檫@兩種材料的摩擦運(yùn)動(dòng)，一定要合理，增加側(cè)向土壓力等效，使抗應(yīng)力的基礎(chǔ)上增加，抵消土壤運(yùn)動(dòng)控制。

加筋施工法的加固方法通常用于土釘支護(hù)，錨板和土工合成材料和其他材料，加筋土加固一般包括金屬，非金屬材料這三種組合。由于金屬材料的使用性能，在實(shí)際施工過(guò)程中的量不是很大，一般非金屬金色的土工合成材料，如塑料土工格柵，土工布，這些在施工中的應(yīng)用更廣泛。此外，鋼筋混凝土網(wǎng)格等新型高性能材料逐漸被應(yīng)用，具有良好的發(fā)展前景。

2.3 土層置換法

2.3.1 土壤置換法的優(yōu)點(diǎn)

與原土相比，置換的土墊層具有良好的承載能力，強(qiáng)度也相對(duì)較高，不易變形的特點(diǎn)。不同填充材料根據(jù)變化可分為砂墊層，砂卵石墊層，墊層、碎石，石灰或素土墊層，墊層的爐渣，爐渣墊層和其他性能穩(wěn)定，無(wú)腐蝕性的緩沖材料等。

2.3.2 利用地基土的位移法的類型

土體位移法主要用于淺基礎(chǔ)加固，包括淤泥，淤泥質(zhì)土，松散的素填土，雜填土，完成了自身的重量，吹填土地基處理，合并等，和一個(gè)黑暗的池塘，涵洞和其他表面處理和填充低洼地區(qū)。此外，土壤置換法在地基處理中也有一些特殊的地方，可以消除濕陷性黃土地基土的膨脹現(xiàn)象，屋面可以防止傾斜，對(duì)其他現(xiàn)象的基礎(chǔ)凍害，提高建筑的承載能力。

2.4 樁基法

如果地基淤泥層較厚的建筑，大面積深加工困難，可采用樁基礎(chǔ)加固處理方法。樁基礎(chǔ)不同，目前有兩大主要方法是樁鋼筋混凝土預(yù)制樁和混凝土灌注樁:

2.4.1 預(yù)制鋼筋混凝土樁

鋼筋混凝土預(yù)制樁，又稱鋼筋混凝土樁和預(yù)應(yīng)力管，由于其承載能力強(qiáng)，投資，質(zhì)量保證，施工速度快等特點(diǎn)，已被廣泛應(yīng)用于實(shí)際施工。

2.4.2 混凝土樁

厚厚的淤泥地基處理也可采用樁，樁打硬土，為軸承單元有沉管灌注樁和沖孔樁，但有兩種樁的一些技術(shù)難點(diǎn)，深厚軟土中存在振動(dòng)灌注樁完整性問(wèn)題;二是赤泥污染問(wèn)題的存在，樁身混凝土的澆筑質(zhì)量，底泥清理和確定地層難以控制等問(wèn)題。

2.5 墊層施工方法

土墊層施工技術(shù)可根據(jù)使用材料分類，特別是碎石墊層，素土墊層，墊層灰，粉煤灰和爐渣墊層等;也可按施工方法分，有壓實(shí)和振動(dòng)等。目前較常見的墊層施工方法主要有機(jī)械壓實(shí)方法，振動(dòng)壓實(shí)法和重錘夯實(shí)法。

2.5.1 機(jī)械壓實(shí)法

機(jī)械壓實(shí)法是使用機(jī)械設(shè)備施工地面壓實(shí)機(jī)械設(shè)備加工用壓輥，羊腳碾，振動(dòng)壓路機(jī)等。機(jī)械碾壓法主要用于大面積回填壓實(shí)，雜填土地基處理，道路施工開挖較大的分層壓實(shí)土墊層。在)施工過(guò)程中，設(shè)計(jì)要求應(yīng)先挖軟土地基，軋后底壓實(shí)土壤，然后分層回填分層夯實(shí)，壓實(shí)。

2.5.2 強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法是使用的自由落體的基本原理將錘提升到一定程度，它的重力勢(shì)能的沖擊力壓制多次加固軟土地基的使用，所以淺土或填土分層。起重機(jī)，夯錘的主要設(shè)備，繩索和鉤子等。強(qiáng)夯法一般適用于距地表0.8m 以上水位非飽和粘性土，砂，雜填土，分層填寫基本要求提高土的強(qiáng)度，降低壓縮性地基土的不均勻的目的。

2.5.3 振動(dòng)壓實(shí)法

振動(dòng)壓實(shí)方法的基本原理是通過(guò)振動(dòng)和相對(duì)運(yùn)動(dòng)的土壤顆粒的振動(dòng)，移到穩(wěn)定的位置，減少孔隙度和土壤壓實(shí)。振動(dòng)壓實(shí)法主要適用于無(wú)粘性土或粘土含量，透氣性良好的各種松散的填充和爐渣，碎石，沙子和礫石等基礎(chǔ)。

另外，要注意施工現(xiàn)場(chǎng)的工程地質(zhì)水文地質(zhì)條件，把握建筑場(chǎng)地的地質(zhì)特點(diǎn)，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的了解，建立在合理調(diào)查確定項(xiàng)目的目標(biāo)，任務(wù)，準(zhǔn)確的對(duì)工程進(jìn)行勘察，反映出建筑場(chǎng)地實(shí)際的地質(zhì)情況。最后，全面、正確的地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上理解該項(xiàng)目的設(shè)計(jì)和施工，根據(jù)基礎(chǔ)設(shè)計(jì)的建設(shè)要求來(lái)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

3 總結(jié)

近年來(lái)，土木工程也得到了快速的發(fā)展，建筑業(yè)已經(jīng)成為施工過(guò)程中的國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要部門，了解房屋結(jié)構(gòu)，才能真正了解施工，為了建立一個(gè)高質(zhì)量的房屋，本文我們了解土木工程結(jié)構(gòu)加固技術(shù)的基礎(chǔ)上，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展的希望，也能更好地對(duì)中國(guó)的高質(zhì)量和更多的建筑土木工程技術(shù)的發(fā)展。

［1］徐克紅.結(jié)構(gòu)與地基加固技術(shù)在土木工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.工程技術(shù)，2011(9).

［2］周居正.土木工程中結(jié)構(gòu)與地基加固技術(shù)探討.中國(guó)建筑金屬結(jié)構(gòu)，2012(8).

［3］陳玲旭.建筑結(jié)構(gòu)加固技術(shù)研究.中國(guó)科技財(cái)富，2014(2).

［4］史振偉.淺談地基加固技術(shù).工程科技，2012(3).