巖土工程地基處理的常用方法及應(yīng)用分析

汪明耀

摘 要：地基是建筑工程的基礎(chǔ)，后續(xù)所有施工都是基于地基進(jìn)行的。巖土工程作為難度大、技術(shù)高的基礎(chǔ)建設(shè)工程，在我國社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的促進(jìn)中有著重要地位。而其地基是否建設(shè)好直接影響著整個(gè)工程的進(jìn)展和質(zhì)量，若是地基有問題就會(huì)導(dǎo)致不均勻沉降，進(jìn)而嚴(yán)重破壞工程的穩(wěn)定性，因此保證巖土工程地基合理是高質(zhì)量施工的保障和前提。本文主要介紹巖土工程地基處理的一些要點(diǎn)方法和應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：巖土工程 地基處理 方法與應(yīng)用

近年來社會(huì)經(jīng)濟(jì)和建筑業(yè)的快速發(fā)展，促使了各種建筑物的出現(xiàn)，而建筑項(xiàng)目的驟然增加也導(dǎo)致了巖土工程的劇增，因此如何更好處理巖土工程地基是目前工程建設(shè)最為關(guān)注的問題之一。地基處理即通過一系列施工給地基進(jìn)行加固和改進(jìn)，人工增加建筑的支撐能力、抗?jié)B能力、抗壓能力等并改善地下水文。要從根本上杜絕地基傾倒失穩(wěn)、不均勻沉降等問題需要相關(guān)施工單位在處理地基時(shí)加大科技投入、提高技術(shù)水平，針對(duì)不同巖土層進(jìn)行合理化處理，以此保證工程質(zhì)量，建筑安全性和抗震性合格，延長建筑使用壽命。

1.地基處理要點(diǎn)

處理巖土工程地基時(shí)需要按照已有的相關(guān)規(guī)定順序進(jìn)行操作：①開始工程之前需要在施工現(xiàn)場對(duì)該項(xiàng)目進(jìn)行預(yù)壓試驗(yàn)，以實(shí)驗(yàn)中地基的橫向位移、土層水壓、豎向變形等數(shù)據(jù)作為參考，以此指導(dǎo)處理地基；②若加固地基采用的是強(qiáng)夯法，那必須提前為地下埋設(shè)的管道線路做防護(hù)措施，同時(shí)還要在周圍做好減震隔離帶，以緩解夯實(shí)對(duì)周圍建筑物的影響；③在灌注水泥醬料之前，需要進(jìn)行預(yù)先的深層攪拌實(shí)驗(yàn)，以確定最好效果的配比，因?yàn)椴煌临|(zhì)會(huì)使固化劑和深層攪拌劑的效果不同，以此盡可能達(dá)到最理想的處理效果；④結(jié)合化學(xué)加固法和機(jī)械加固法能有效提高巖土工程地基的加固效果。

2.處理地基的常用方法

2.1強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法是通過強(qiáng)力來加固地基的一種方法，通常是用起吊設(shè)備吊起重10噸以上的巨型夯錘，再使其在一定高度垂直地基做自由落體運(yùn)動(dòng)，由此產(chǎn)生強(qiáng)大的振動(dòng)和沖擊力來夯實(shí)地基，用夯擊錘在夯坑周圍產(chǎn)生的應(yīng)力波將地基變得更加緊實(shí)，實(shí)際工程中在地基內(nèi)產(chǎn)生的剪切和壓縮能量，在地基周圍形成應(yīng)力波場，以此加固地基。這種方法是目前我國運(yùn)用比較普遍和有效的加固技術(shù)，能顯著提高地基的機(jī)械強(qiáng)度和承載能力，而且該技術(shù)還在不斷發(fā)展，主要用于雜土、黃土和沙土等地理?xiàng)l件的地基處理，同時(shí)還能有效處理粉砂和粉質(zhì)黏土的液化。但是如果對(duì)含水率較高的土質(zhì)使用強(qiáng)夯法加固，那會(huì)由于較大的沉降量而難以控制夯擊位置，進(jìn)而加大地基處理的難度。

2.2土木合成材料法

在巖土工程的邊坡或軟土地基等脆弱部分安裝土木合成材料（土木織物、土木格柵、土木膜等），以此大幅度提高工程脆弱部分的承載力，提升整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的方法就是土木合成材料法。選用土木合成材料是因?yàn)樗鼈円话愣季哂懈呋瘜W(xué)穩(wěn)定性、良好機(jī)械強(qiáng)度和抗壓性能，同時(shí)密度較小的特點(diǎn)，這樣在使用過程中也不會(huì)破壞軟土地基。

2.3夯實(shí)水泥土樁法

通過人工或者機(jī)器在地基上鉆孔，之后取土質(zhì)材料按照一定配比與水泥混合攪拌成水泥土，再將水泥土分層向孔內(nèi)灌注并強(qiáng)力夯實(shí)，最終形成堅(jiān)固的水泥土樁，凝固后能有效加固地基提升強(qiáng)度。

2.4換土墊層法

將地基淺層的軟土部分挖除，再用結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的砂土或素土代替，以此增加地基穩(wěn)定性的方法為換土墊層法。該方法適合用于處理軟土層較淺的軟土地基，一般使用砂土、素土、卵石等具有高透水性和高硬度的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定特點(diǎn)的材料，來替換被人工挖除的軟土層，這樣能顯著提高地基整體的穩(wěn)固度，增加承載能力，緩解地基沉降，加快排放地基水分。并且使用分層填墊的方式將替換材料墊進(jìn)去，每一層都需要進(jìn)行壓實(shí)，以此保證地基受力均勻，延長使用壽命，也能有效避免局部沉降，進(jìn)而防止巖土工程損壞。另外還有以下幾點(diǎn)需要注意：①在開始填墊之前，需要清理基坑，積水要排出，樹葉等雜物也要清理干凈，最后加固好基坑四周土層再開始填墊；②在進(jìn)行填墊期間，需要按照規(guī)范操作進(jìn)行作業(yè)，先將填墊材料混合攪拌均勻，然后鋪平壓實(shí)，還要特別處理好接頭，使其呈斜坡狀，且墊層之間要保持一定的間隔；③需要特別注意最底層的填墊材料，一定要選擇強(qiáng)度高、壓縮性小的材料，防止地基底層發(fā)生沉降，進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)工程沉降。

2.5水泥粉煤灰碎石樁加固法

水泥粉煤灰碎石（CFG）樁其實(shí)是根據(jù)沉管水泥柱進(jìn)行創(chuàng)新，新開發(fā)的一種適合與軟質(zhì)地基處理的方法，該方法具有成本低、實(shí)用性強(qiáng)、簡單快捷的特點(diǎn)，目前在處理巖土工程地基中使用比較廣泛，具體操作方法如下：①將混合料按照科學(xué)配比混合，再根據(jù)其塌落度計(jì)算確定加水量，常用的塌落度有：沉管灌注成樁的約是40毫米，長螺旋鉆孔灌注成樁的約是200毫米；②使用長螺旋鉆孔灌注成樁時(shí)，需要注意提鉆的速度（在鉆孔至設(shè)計(jì)深度后），需要使提鉆速度和送料速度相配合，以此保證灌注的混合料均勻，質(zhì)量好；使用沉管灌注成樁時(shí)卻需要將管保持勻速（約1.2m/ min）地拔出，且是在灌注完成后；③實(shí)際做出的樁頂標(biāo)高需要比設(shè)計(jì)的大，具體高出多少由進(jìn)行實(shí)際操作的施工人員根據(jù)施工條件進(jìn)行調(diào)整確定，但至少要有半米；④灌注成樁后一定要對(duì)樁子的抗壓強(qiáng)度進(jìn)行抽樣檢查，以保證這批樁子能滿足使用要求。

CFG樁通常直徑小于0.4m，長度在8～15m之間，且與沉管碎石樁的工藝很相似，工藝簡潔、質(zhì)量易控，同時(shí)還能回收使用工業(yè)廢料，極大程度地節(jié)省了水泥和鋼筋，以此能有效降低成本，適合用于處理高層建筑地基。目前該方法在我國得到了較廣泛的使用，尤其在中西部省份，在處理黃土地基時(shí)還進(jìn)行了改進(jìn)，用沙子代替了砂石，再按照合理配比混入粉煤灰和石灰，最后制成三灰砂樁，可以作為抗?jié)B樁用于大型水池，使得工程成本更加低廉。

3.施工技術(shù)原則

開展工程時(shí)要涉及到工藝設(shè)備、空間時(shí)間、使用維修、供應(yīng)消耗、專業(yè)協(xié)作等各種矛盾和因素，不僅要滿足工程硬件要求，還要考慮各部分間影響，因此在實(shí)施巖土工程中，沒有絕對(duì)的好和不好的技術(shù)，只有適合與不適合，因此需要多方面考慮來選擇最合適的技術(shù)；巖土工程施工有很大的不確定性，所以在使用某一技術(shù)時(shí)不能僅靠理論分析計(jì)算，實(shí)踐要更為重要。需要在施工過程中，根據(jù)具體的施工情況，按照總體的方案進(jìn)行不斷改善和優(yōu)化，包括新機(jī)器設(shè)備的更新或施工工藝的改進(jìn)；此外，每一類巖土工程都需要先準(zhǔn)備幾套的方案或者技術(shù)，但是每種方案都需要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)、安全、技術(shù)、工期等方面的對(duì)比考慮，其中技術(shù)的經(jīng)濟(jì)性應(yīng)為首要考慮因素。

4.結(jié)語

地基處理在巖土工程中占著絕對(duì)重要和首位的地位，因?yàn)榈鼗且磺泻罄m(xù)施工的基礎(chǔ)，其質(zhì)量直接影響整個(gè)工程的穩(wěn)定性和安全性。因此結(jié)合實(shí)際施工地理?xiàng)l件，選用合適經(jīng)濟(jì)的處理方法，以防止工程出現(xiàn)沉降等問題非常的重要。本文主要就巖土工程地基處理的常用方法和相關(guān)應(yīng)用進(jìn)行了簡單的概述和介紹，包括強(qiáng)夯法、土木合成材料法、夯實(shí)水泥土樁法、換土墊層法和CFG樁法，并提出了一些技術(shù)使用的原則，以供參考。未來隨著我國經(jīng)濟(jì)和建筑業(yè)的發(fā)展，會(huì)有更多的建筑物需要建設(shè)，因此需要更好地處理地基以增加建筑穩(wěn)定性，延長使用壽命。

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