試論幾種常用的地基處理方法與地層的適用性

文/徐瑞華 遼寧東地建筑巖土工程有限公司 遼寧沈陽 110016

建筑物地基承載著建筑物的全部荷載，每個(gè)工程地基處理的好壞關(guān)系到整個(gè)工程的質(zhì)量、造價(jià)、工期和安全。建筑物地基處理的方法很多，在選用地基處理方法時(shí)，應(yīng)對(duì)各種可能方案進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、進(jìn)度等方面的比較分析，并考慮環(huán)保要求，擇優(yōu)選擇技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、安全適用、確保質(zhì)量、滿足進(jìn)度的地基處理方案，以提高其質(zhì)量效益、經(jīng)濟(jì)效益和工期效益。

1、排水固結(jié)法

排水固結(jié)是當(dāng)前地基處理加固較為常用的方法。當(dāng)建筑物地基為較厚軟黏土，天然地基承載力不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，一般會(huì)考慮選用排水固結(jié)法。排水固結(jié)法特點(diǎn)是土體孔隙比減小，有效強(qiáng)度增加。排水固結(jié)法一般通過排水和加壓兩個(gè)步驟來完成地基的加固處理，其中，排水包括豎向排水體和水平排水體兩部分；加壓方法主要有降低地下水位法、堆載法、電滲法、真空法以及聯(lián)合法等。在排水固結(jié)加固過程中，排水和加壓之間的差別較大，其中，堆載法在使用之前還應(yīng)該采用其他手段對(duì)地基進(jìn)行預(yù)壓，在提高地基整體強(qiáng)度的同時(shí)，通過縮短預(yù)壓時(shí)間等方法不斷提高建筑物地基的整體質(zhì)量。

2、水泥粉煤灰碎石樁加固法

水泥粉煤灰碎石樁可簡稱為 CFG樁，其屬于在沉管水泥樁的基礎(chǔ)上，經(jīng)過創(chuàng)新開發(fā)而形成的一種適宜于處理軟質(zhì)地基的方法。這種方法也就是在沉管碎石中適量加入石屑、粉煤灰和水泥，然后將其加水?dāng)嚢柚瞥蓸扼w。由于水泥和粉煤灰具有膠凝作用，因此這種樁體較之于碎石樁具有更好的強(qiáng)度。準(zhǔn)確的講，這種樁體的強(qiáng)度介于砂石樁和混凝土樁之間。在地基處理過程中對(duì)該樁體的使用，不但能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)樁間土承載力的充分利用，而且還可以將荷載有效傳遞到地基深層中，有關(guān)的測試數(shù)據(jù)顯示，利用該方法處理之后的復(fù)合地基的承載能力要比天然地基提升一倍以上，對(duì)于軟土地基的承載力提升則會(huì)更高。這種樁的樁徑通常在 300～800mm以內(nèi)，樁長根據(jù)設(shè)計(jì)需要，一般不大于20米，施工工藝與沉管碎石樁較為相似。該樁的施工工藝簡便，質(zhì)量容易控制，同時(shí)由于能夠利用工業(yè)廢料，節(jié)省材料費(fèi)用，從而有效降低了工程成本。該方法適用于多層或高層建筑的地基處理。目前為止，這種地基處理技術(shù)已在我國的多個(gè)省份得到了應(yīng)用及推廣，在中西部黃土地基的處理過程中還進(jìn)行了一定的改進(jìn)，利用沙子代替碎石，按照一定比例加入石灰和粉煤灰制成三灰砂樁，以此作為大型水池的抗?jié)B樁；在遼寧地區(qū)用混凝土代替樁體材料，形成強(qiáng)度更高的混凝土樁，在工程中達(dá)到了較好的地基處理效果，并且相對(duì)于樁基礎(chǔ)，其造價(jià)更低廉。

3、強(qiáng)夯法

用重錘自一定高度下落夯擊土層，迫使深層軟弱土液化和動(dòng)力固結(jié)，使土體密實(shí)的方法叫做強(qiáng)夯法。經(jīng)處理后地基土均勻性及強(qiáng)度得到明顯提高，施工速度快，施工質(zhì)量容易保證，鑒于強(qiáng)夯法的諸多優(yōu)點(diǎn)和良好的處理效果，在碎石土、砂土、低飽和的粉土與黏性土、濕陷性黃土、填土等地基土為滿足施工需要時(shí)均可考慮這種方法。在對(duì)地面進(jìn)行夯實(shí)的時(shí)候容易產(chǎn)生較大的噪聲及振動(dòng)，所以選擇強(qiáng)夯法進(jìn)行地基處理時(shí)需要考慮場地周邊環(huán)境，以免影響居民生活。在進(jìn)行夯實(shí)處理的時(shí)候需要按順序進(jìn)行，一層一層的進(jìn)行夯實(shí)，在完成最后一層的夯實(shí)之后，就可以將夯實(shí)機(jī)留下來的坑填平，在這種操作步驟之下，容易造成夯坑上面的表層泥土比較松散，所以在夯實(shí)完成之后還應(yīng)該進(jìn)行一次強(qiáng)度較低的夯實(shí)工作，眾多夯實(shí)例子表明，當(dāng)進(jìn)行夯實(shí)的時(shí)候，會(huì)造成強(qiáng)烈的振動(dòng)，但是如果受震動(dòng)影響的建筑物之間的距離保持在 10～15m 或者大于15m，一般都不會(huì)影響建筑物的結(jié)構(gòu)。但是如果夯實(shí)周圍有一些容易受到振動(dòng)影響的建筑或者一些儀器時(shí)，必須對(duì)其進(jìn)行相關(guān)的保護(hù)，可以通過挖一些隔振溝來避免這些問題的出現(xiàn)。大量的工程建設(shè)項(xiàng)目表明，在對(duì)松土進(jìn)行夯實(shí)的時(shí)候，利用上述的方法加上一些輔助的措施，總會(huì)取得非常好的效果。

4、擠密樁施工法

擠密樁施工法是地基處理中常用的方法，當(dāng)建筑物建設(shè)在黏性土體或濕陷性黃土上時(shí)常用這種方法進(jìn)行地基處理。擠密樁施工法主要分為砂石樁和灰土樁施工法兩種。砂石樁法指用振動(dòng)或沖擊荷載的方法在軟弱地基中成孔后，再將砂石擠壓土中，形成大直徑的密實(shí)砂石樁加固地基的方法，起到擠密周圍的土層，提高土層穩(wěn)固性，從而增加地基承載力的作用?；彝翑D密樁是利用橫向擠壓成孔設(shè)備成孔，使樁間土得以擠密，用灰土分層回填、夯實(shí)，形成灰土樁，并與樁間土形成復(fù)合地基，以復(fù)合地基承載力作為地基承載力。

5、換填法

換填法是將基礎(chǔ)底面天然的或后天形成的軟弱土層挖去或部分挖去，分層回填強(qiáng)度高、壓縮性低且無腐蝕性的砂石、素土、灰土、工業(yè)廢料等材料，壓實(shí)后作為基礎(chǔ)持力層，常見的有換填砂石和灰土法。其主要作用表現(xiàn)為以下方面：（1）換填強(qiáng)度較高的墊層材料后，可以有效地提高地基的承載力；（2）換填壓縮性較低的材料后，可減少建筑物的沉降量；（3）換填透水性較大的材料（砂石），可使基礎(chǔ)下面的孔隙水壓力迅速消散，避免地基土的塑性破壞，并可加速墊層下軟弱土層的固結(jié)及其強(qiáng)度提高。另外換填砂石等材料，因其顆粒粗大、孔隙大、無毛細(xì)水現(xiàn)象，可以防止材料受凍而造成的凍脹，如很多建筑物的散水和臺(tái)階以及道路的面層下均鋪一定厚度的砂石，就是這個(gè)道理；（4）在濕陷性黃土地基中，用素土或灰土材料置換黃土，可消除濕陷變形；同時(shí)，換填后的填料因其密實(shí)度增加，還可作為防水層，減少下臥天然黃土層被水浸泡的可能性；（5）換填料層法。對(duì)于有些土質(zhì)軟弱、不能滿足建筑物強(qiáng)度或變形要求的不良地基必須進(jìn)行人工加固處理。不良地?fù)Q填料層法適用于淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。其主要作用是提高地基承載力，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。

結(jié)語：

本文只粗略介紹了幾種建筑地基的處理方法，在具體的工程中，施工人員不僅要針對(duì)地基土層的性質(zhì)選擇好地基處理的方法，更應(yīng)該全面考慮建筑物機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)、建筑場地環(huán)境優(yōu)化設(shè)計(jì)等綜合各方面因素，以便采用更為安全、經(jīng)濟(jì)的地基處理方式。