淺談巖土工程地基加固方法

鄭仍兵

摘 要：隨著現(xiàn)代化建設(shè)的加快進(jìn)行，人們對(duì)巖土工程施工質(zhì)量要求也逐步提高。巖土工程是一個(gè)大型復(fù)雜項(xiàng)目，通常需要借鑒相關(guān)地質(zhì)勘察資料，并且以此為依據(jù)做出相關(guān)地基處理措施。整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定建設(shè)對(duì)不同土質(zhì)地基處理的要求至關(guān)重要，因此，本文主要針對(duì)不同地質(zhì)條件下地基加固處理方法進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，這為相關(guān)工作人員提供了參考。

關(guān)鍵詞：巖土工程 地質(zhì)勘察 地基加固

中圖分類號(hào)：TU472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2018）12（b）-0-02

巖土工程具有工程量大、施工時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)。在巖土工程實(shí)施的所有階段，地基加固工作相對(duì)復(fù)雜，因而帶來(lái)了一系列挑戰(zhàn)。由于地基加固工作是基于巖土工程區(qū)的地質(zhì)特征和土壤條件，為了保證巖土地基加固工程的順利開(kāi)展，施工人員必須有效地檢查巖土工程地基的穩(wěn)定性。

1 巖土工程地基加固意義

巖土工程項(xiàng)目應(yīng)對(duì)施工場(chǎng)地的地質(zhì)條件進(jìn)行有效調(diào)查，以了解項(xiàng)目的地層結(jié)構(gòu)，水文分布特征和地下結(jié)構(gòu)特征。通常，地層結(jié)構(gòu)中的土壤成分可分為人工填充層、沖擊層、殘余土層和基巖層?；鶐r層的組成可以是天然形成的細(xì)砂巖，也可以是風(fēng)化巖。對(duì)于某些巖層結(jié)構(gòu)松散的情況，選擇加固技術(shù)時(shí)應(yīng)謹(jǐn)慎。我們首先需要對(duì)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)查，主要是為了了解項(xiàng)目所在的區(qū)域是否是地震多發(fā)區(qū)。其次，在獲得地層結(jié)構(gòu)、水文分布特征和地下結(jié)構(gòu)特征等測(cè)量數(shù)據(jù)后，有必要進(jìn)一步驗(yàn)證地基的穩(wěn)定性。在實(shí)施基礎(chǔ)穩(wěn)定性計(jì)算方法之前，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)傾斜、基礎(chǔ)沉降、地質(zhì)滲流和施工項(xiàng)目的重要性進(jìn)行了科學(xué)分析。隨后，選擇更先進(jìn)、更可靠的方法進(jìn)行地基加固[1]。

其意義主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：可以保證地基承載力滿足設(shè)計(jì)要求，基礎(chǔ)穩(wěn)定，能有效減少基礎(chǔ)不均勻沉降變形，可以有效地提高地基的防滲和防凍能力。

2 地基穩(wěn)定性及加固方法分析

為了保證地基的穩(wěn)定性，在施工初期，有必要在項(xiàng)目的基礎(chǔ)上進(jìn)行穩(wěn)定性檢查。對(duì)于非均勻地基，除了按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的要求分析建筑物的沉降外，還要根據(jù)建筑物的具體情況進(jìn)行穩(wěn)定性檢查。目前國(guó)內(nèi)外學(xué)者主要利用平衡理論、有效應(yīng)力分布原理假設(shè)對(duì)地基整體剪切破壞進(jìn)行計(jì)算。

但是，國(guó)內(nèi)外關(guān)于這一主題的文獻(xiàn)記錄相對(duì)較少。國(guó)外學(xué)者主要通過(guò)剛性平衡理論進(jìn)行承載力分析，對(duì)整體穩(wěn)定性分析具有重要的指導(dǎo)意義。同樣，“建筑物抗震設(shè)計(jì)規(guī)范”中采用的圓弧法也可用于檢查地基的承載力。滑動(dòng)面上的力抵抗滑動(dòng)中心Mr，滑動(dòng)力矩產(chǎn)生的滑動(dòng)力矩Ms應(yīng)滿足以下關(guān)系：K=Mr/Ms>1.2。在公式中，K為安全系數(shù)，Mr為防滑扭矩，Ms為自重下的滑動(dòng)扭矩[2]。

根據(jù)傳統(tǒng)地基土的滑動(dòng)穩(wěn)定性的計(jì)算結(jié)果，可以認(rèn)為它位于地下室外角點(diǎn)的底面下方。在寬度范圍的1/4范圍內(nèi)，與地面連接角度-45°/ 2之間可以滿足建筑物的使用需要。通過(guò)上述公式檢查相關(guān)內(nèi)容，直至結(jié)果令人滿意，或者通過(guò)使用增加滑動(dòng)帶上的剪切強(qiáng)度的方法重新計(jì)算地基穩(wěn)定性的安全系數(shù)。然而，在多數(shù)情況下，由于地質(zhì)條件相對(duì)惡劣，即便地基穩(wěn)定性滿足相關(guān)規(guī)定，但是為了保險(xiǎn)起見(jiàn)，還需要對(duì)地基進(jìn)行加固處理，下面內(nèi)容將著重介紹這一點(diǎn)。

2.1 換填加固法

該加固方法是地基加固處理中常用的方法。有兩種方法可以取代加固方法：開(kāi)挖換填和擠壓更換。本文重點(diǎn)介紹開(kāi)挖換填，這也是最廣泛使用的地基加固方法。首先，根據(jù)巖土工程基礎(chǔ)的土壤條件選擇所有開(kāi)挖或部分開(kāi)挖。當(dāng)有必要進(jìn)行全部挖掘，挖掘出所有不良基礎(chǔ)土壤（主要指不良土壤厚度達(dá)到3m以上），并用性質(zhì)良好的土壤代替。如果只有表土很差，則可進(jìn)行部分挖掘，將工程特性良好土壤代替表面的不良土壤，并改善基礎(chǔ)的土壤性質(zhì)[3]。

2.2 砂墊層加固法

砂墊加固方法是在弱地基上層鋪設(shè)0.5～1.2m的砂墊，具有較好排水性能的礫石通常用作工程中的砂墊材料，以增強(qiáng)路基土的固結(jié)特性并改善有效應(yīng)力。砂墊的主要功能是作為地基中的排水層，這種方法普遍適用于軟土地基，有利于軟土地基的固結(jié)性能、剪切強(qiáng)度提升。

2.3 反壓護(hù)道加固法

當(dāng)局部地基填充高度（道路工程）的允許安全高度較大時(shí)，基礎(chǔ)可能在其自重作用下形成剪切帶，從而導(dǎo)致圓形滑動(dòng)損壞。此時(shí)，可以使用兩側(cè)護(hù)道加強(qiáng)方法，即在路基的兩側(cè)建立一定高度的護(hù)道。雖然這種方法是有效的，但它需要大量的填料并且還占用大量的土地。

2.4 堆載預(yù)壓加固法

預(yù)壓加固方法的工作原理是在修筑地基時(shí)使地基的實(shí)際填充高度高于工程設(shè)計(jì)高度。然后，在高度部分的力的作用下壓底部地基以加速固結(jié)速度。讓地基的沉降量達(dá)到設(shè)計(jì)的要求或者通過(guò)將沙袋堆載在地基上可以實(shí)現(xiàn)相同的效果。預(yù)應(yīng)力加固方法用于處理地基，主要是控制地基的剩余沉降并將其控制在合理的范圍內(nèi)，因此，有必要在預(yù)壓之前及時(shí)調(diào)查地基的殘余沉降（主要針對(duì)軟土地基工后殘余沉降）。在堆載的情況下，還必須考慮地基的穩(wěn)定性并且不損壞地基的承載強(qiáng)度。

2.5 豎向排水固結(jié)法

垂直排水固結(jié)方法的目的是加速?gòu)能浫醯鼗谐ニ郑ㄔ摲椒◤V泛適用于滲透系數(shù)較小的軟土中）。如存在局部地基軟土層較厚，軟土的透水系數(shù)較小，軟土中的水分不易排出，此時(shí)軟土的自然固結(jié)速度非常慢，固結(jié)時(shí)間很長(zhǎng)。實(shí)踐證明，有效的方法是在軟土地基中增加排水渠道，這允許軟土中的水以最短距離到達(dá)土壤表面，并且可以快速排出地基中的水。

2.6 擠密樁固結(jié)法

擠密砂樁固結(jié)法主要采用螺旋鉆在軟土地基中鉆一個(gè)樁腔，然后將吸水性物質(zhì)填充到樁體中，例如石灰、粉煤灰和水泥等滲透系數(shù)較大的物質(zhì)，從而降低了軟土地基的含水量，增加了有效應(yīng)力。擠密砂樁的作用是加快樁身周圍軟土的固結(jié)速度，提高軟土地基的致密度，降低含水率，提高有效應(yīng)力和抗剪強(qiáng)度，最終提高地基結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。在壓實(shí)砂樁施工中，樁的直徑和樁與樁之間的距離應(yīng)根據(jù)軟土和填充材料的特性進(jìn)行合理控制，保證軟土地基固結(jié)的速度[4]。

2.7 強(qiáng)夯加固

強(qiáng)夯加固顧名思義，是利用吊機(jī)將重物（通常保持在 8～10t）懸掛在高處（20m左右），使其受自由落體運(yùn)動(dòng)。利用自身的重力來(lái)壓實(shí)地基，從而減小地基的密實(shí)度，提升地基的抗剪強(qiáng)度、穩(wěn)定性。由于其方便性和經(jīng)濟(jì)性，這種加固方法目前更為常見(jiàn)。主要用于雜填土和砂土的地基加固，然而，這種方法也有一些不利因素，大型重物的落體往往造成地基土壤的振動(dòng)，對(duì)周圍居民的生活產(chǎn)生不利影響，并且容易引起周圍建筑物傾斜和開(kāi)裂等不利現(xiàn)象。

3 結(jié)語(yǔ)

基礎(chǔ)的加固是建設(shè)項(xiàng)目的重要組成部分，通過(guò)勘察設(shè)計(jì)單位調(diào)查工程所在地巖土特性和地下土壤的特征，采用科學(xué)的方法檢查和分析地基的穩(wěn)定性，然后決定采用特定的地基加固處理方法，對(duì)地基加以處理以確?；A(chǔ)的穩(wěn)定性。在土體復(fù)雜工程性質(zhì)的情況下（如不均勻土地基），可采用多種加固方法來(lái)改善地基土的質(zhì)量，提高基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。地基施工確保足夠的穩(wěn)定性后，將進(jìn)行項(xiàng)目建設(shè)，以確保項(xiàng)目建設(shè)的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 李潤(rùn)春.巖土工程地基加固處理方法研究[J].建材與裝飾，2017（32）：6-7.

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[3] 馬婷婷，魏久平，艾大利.巖土工程地基加固技術(shù)分析[J].學(xué)園，2014（9）：199-200.

[4] 凌雁，熊潔.巖土工程地基加固處理技術(shù)分析[J].建材與裝飾，2018（13）：226-227.

[5] 鄭瑞榮.巖土工程地基加固處理方法探討[J].技術(shù)與市場(chǎng)，2011（3）：78-79.