淤泥地質(zhì)條件下基礎(chǔ)加固淺析

鐘凱

摘 要：本文對(duì)淤泥地質(zhì)條件下的地基加固常見問題及處理方法進(jìn)行闡述，并以某工程實(shí)際案例為例加以說明。

關(guān)鍵詞：淤泥地質(zhì)；地基；基礎(chǔ)加固

中圖分類號(hào)：TU473 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2019）15-0099-02

隨著城市化建設(shè)的不斷深入，建筑工程的規(guī)模也不斷增加，在施工過程中會(huì)面臨各種不同的地質(zhì)環(huán)境。地基施工是施工過程中的基礎(chǔ)工程，也是隱蔽工程，若施工不善可能引發(fā)施工事故，因此對(duì)地基基礎(chǔ)加固做必要的研究。對(duì)于地質(zhì)條件含有深厚淤泥的基坑工程，在挖掘過程中地基會(huì)形成較大變形，導(dǎo)致基坑及周邊環(huán)境產(chǎn)生較大變形及應(yīng)力集中區(qū)，在淤泥地質(zhì)條件下基礎(chǔ)加固是首要解決問題。

淤泥地質(zhì)條件下的工程特性有，地基承載能力低，受載荷后地基易變形且受力不均，具有滲透性小、流變性大等特點(diǎn)，不易滿足水工建筑地基的設(shè)計(jì)要求，故在基礎(chǔ)建筑時(shí)需要進(jìn)行必要處理。本文主要介紹淤泥條件下基礎(chǔ)加固的處理方法及處理效果。

1 建筑基礎(chǔ)加固問題分析

淤泥地質(zhì)具有含水量較高、壓縮性高、滲透性小、孔隙比較大及抗剪強(qiáng)度低等不良工程特性。因此，在對(duì)淤泥地質(zhì)進(jìn)行基礎(chǔ)加固是，主要從以下幾個(gè)方面考慮：一是改善基礎(chǔ)的剪切特性，提高其抗剪強(qiáng)度；二是改善基礎(chǔ)的特性，防止其滲透破壞；三是改善基礎(chǔ)的壓縮特性，減小其變形和不均勻沉降；四是改善基礎(chǔ)的動(dòng)力特性，提高其抗震特性。

在對(duì)淤泥地質(zhì)基礎(chǔ)加固時(shí)，應(yīng)將基礎(chǔ)看作整體工程的一部分，充分考慮到建筑上部結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的相互作用，施工中充分考慮實(shí)際情況采取相應(yīng)措施，若建筑上部結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度還需加強(qiáng)，還應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況對(duì)建筑基礎(chǔ)計(jì)算設(shè)計(jì)等級(jí)，選擇相應(yīng)施工方法進(jìn)行施工驗(yàn)證，驗(yàn)證合格后才能應(yīng)用到實(shí)際工程中，從而滿足基礎(chǔ)對(duì)上層建筑的支撐能力。

進(jìn)行基礎(chǔ)加固后，應(yīng)根據(jù)地基的支撐能力計(jì)算地基深埋深度及地基基礎(chǔ)加固面積，并對(duì)地基的支撐能力進(jìn)行修正，地基深埋的支撐能力修正系數(shù)去1.0，忽略地基基礎(chǔ)加固寬度對(duì)支撐能力的影響修正系數(shù)取0。若地基基礎(chǔ)加固后，上層建筑對(duì)地基超出受力范圍，存在下沉的風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)計(jì)算地基的軟弱層的支撐力。對(duì)于受水平載荷較大的建筑或斜坡上的建筑，地基基礎(chǔ)加固后，應(yīng)計(jì)算地基的穩(wěn)定性、地基支撐力驗(yàn)算、地基變形載荷值，根據(jù)建筑不同位置的載荷差異，確定施工順序，按相關(guān)設(shè)計(jì)法規(guī)計(jì)算出地基允許的變形量。地基基礎(chǔ)加固后，在施工過程中還應(yīng)實(shí)時(shí)觀測(cè)地基的沉降量，必要時(shí)應(yīng)停止建筑施工，觀察地基基礎(chǔ)加固的效果。

2 處理方法

由于淤泥地質(zhì)條件下地基承載能力低，透水性差，可壓縮性較大，對(duì)高層建筑地基的設(shè)計(jì)要求較高，因此需要對(duì)地基進(jìn)行加固處理，下面主要介紹幾種淤泥地質(zhì)條件下基礎(chǔ)加固的方法。

2.1 錨桿靜壓樁法

錨桿靜壓樁法主要應(yīng)用于淤泥、粘性土、人工填土等軟土地基。錨桿靜壓樁法是在建筑物原有基礎(chǔ)中定位并開鑿壓樁孔和鉆取錨桿孔，將錨桿用結(jié)構(gòu)膠種植在開鑿好的錨桿孔中，通過錨桿提供的反力用千斤頂完成壓樁。施工完成后，將壓入的鋼樁或預(yù)制樁與地基澆筑一體，地基的承載力得到了提高，以此來達(dá)到基礎(chǔ)加固的目的。靜壓樁在壓入的過程中會(huì)增加樁周圍的土密度，樁截面的幾何形狀、土層的性能以及樁間距等都會(huì)影響效果。

錨桿靜壓樁法施工簡(jiǎn)便，施工環(huán)節(jié)單一，易于操作，可在車間不停產(chǎn)的情況下施工，不影響工期，可在狹小的空間內(nèi)進(jìn)行壓樁作業(yè)，傳荷過程和受力性能明確，能夠明確每根樁的實(shí)際承載力，可迅速阻止建筑物沉降和傾斜，不會(huì)引起附加沉降，施工質(zhì)量可靠，但施工過程中的承臺(tái)留孔及錨桿預(yù)埋比較復(fù)雜。

2.2 樹根樁法

樹根樁法主要應(yīng)用于淤泥、粘性土、沙土、粉土等地基上原有建筑的修復(fù)及地下鐵道穿越加固等。樹根樁法是在鋼套管的導(dǎo)向下，將小直徑的鉆孔灌注樁用旋轉(zhuǎn)法鉆進(jìn)。在施工過程中，鋼筋往往要鉆穿原有的建筑物地基直至設(shè)計(jì)標(biāo)高，同時(shí)用壓力將水泥漿或水泥砂漿通過注漿管注入。在注漿的過程中應(yīng)注意避免出現(xiàn)相鄰樁冒漿和串孔、縮頸、塌孔等現(xiàn)象。

樹根樁法所有施工操作均為地上操作，施工場(chǎng)地較小，施工方便，在低級(jí)的原位置加固，樁孔很小，不會(huì)對(duì)墻身和地基土產(chǎn)生次應(yīng)力，不會(huì)損傷原有建筑物，樹根樁的外表面粗糙，與地基土的附著力較強(qiáng)，可大幅度改善建筑物的結(jié)構(gòu)整體性。

2.3 灌漿法

灌漿法是通過氣壓、液壓或電化學(xué)原理，通過鉆孔的形式，利用壓力將能夠固體化的漿液注入地基裂縫或孔隙中，提高巖土的力學(xué)強(qiáng)度和變形模量，改善地基的承重能力。用于灌漿的漿液主要有水泥漿、粘土水泥漿、水泥沙漿及含有各種化學(xué)漿材（硅酸鹽類、木質(zhì)素類、聚酯類）的漿液等，通過在閘機(jī)中的高壓噴射灌漿形成水泥土樁，提高地基基礎(chǔ)加固能力，防止地基沉降。

灌漿法對(duì)于加固淤泥軟土地質(zhì)結(jié)構(gòu)具有明顯的效果，漿液品種齊全，能實(shí)現(xiàn)單組成品化生產(chǎn)，施工現(xiàn)場(chǎng)無需調(diào)配漿液，且灌漿的漿液無化學(xué)腐蝕作用，漿液固化后對(duì)環(huán)境無影響，還能夠持久防水。灌漿法在工程領(lǐng)域上應(yīng)用廣泛，如檢修、天燃?xì)夤艿?、搶修工程等，不受天氣季?jié)影響，施工過程容易操作，灌漿過程快，施工效率高，效果顯著。

2.4 水泥土攪拌法

水泥土攪拌法適用于淤泥土質(zhì)、固結(jié)的淤泥、回填土、粘性土、飽和黃土及無流動(dòng)性地下水的飽和沙土等地基。該方法利用水泥、石灰等材料作為固化劑，通過攪拌機(jī)在施工地基處將固化劑與淤泥土強(qiáng)制攪拌，固化劑與淤泥土產(chǎn)生一系列的物化反應(yīng)，使淤泥土硬化具有穩(wěn)定性、整體性，從而增大地基變形模量，提高地基基礎(chǔ)加固能力。水泥土固化的物化反應(yīng)與混凝土硬化的反應(yīng)機(jī)理不同，混凝土硬化主要是填充料進(jìn)行水解和水化反應(yīng)，活性介質(zhì)弱，所以凝結(jié)速度較快，而水泥土加固時(shí)，由于攪拌的水泥量少，水泥的水解和水化反應(yīng)是在活性介質(zhì)較強(qiáng)的環(huán)境中反應(yīng)的，所以水泥加固的速度較慢。該法可以提高淤泥地基的承載能力，提高抗震動(dòng)能力，減少地基下沉，且施工速度快，無噪聲、無污染等優(yōu)點(diǎn)。水泥土攪拌法在施工前應(yīng)根據(jù)不同的淤泥地質(zhì)環(huán)境，計(jì)算設(shè)計(jì)參數(shù)，確保達(dá)到地基的承載要求。因此在保證施工質(zhì)量的前提下，水泥土攪拌法是快速施工、可靠性高、成本較低等基礎(chǔ)加固方法。

2.5 直徑鋼管樁法

鋼管樁的特點(diǎn)具有強(qiáng)度高、擠壓土層影響小、入土能力強(qiáng)、接截方便等，適用于限制沉樁擠土、持力層起伏較大的地質(zhì)環(huán)境，根據(jù)建筑地基結(jié)構(gòu)、建筑載荷、地基土層、施工環(huán)境等條件選擇樁型。對(duì)于建筑室內(nèi)地坪，在回填地基時(shí)發(fā)生地基不均勻沉降時(shí)，重新施工地基既不經(jīng)濟(jì)，又影響工期，采用小直徑鋼管樁法可以解決此類問題。用于填埋地基較淺的基礎(chǔ)加固時(shí)，在土層較軟地區(qū)的橫向、縱向范圍布置鋼管樁，當(dāng)出現(xiàn)鋼管樁進(jìn)尺較短的情況，沖擊鋼管樁判斷是否沉入到地基持力層，樁與樁連接處用鋼筋焊接連接，然后澆筑混凝土，增強(qiáng)地基的強(qiáng)度滿足承載能力。

2.6 筏管注漿法

袖筏管注漿法用于淤泥、土洞、流塑、砂土等地基，注漿的目的是增強(qiáng)地基的強(qiáng)度，使地基周邊土層能夠均勻受力。袖筏管注漿法施工的面積應(yīng)大于原地基底層面積，注漿深度根據(jù)建筑土質(zhì)情況確定，注漿孔采用正方形布置，每隔兩米設(shè)置一個(gè)注漿孔，然后向套殼內(nèi)注水泥漿，澆筑時(shí)避免將水泥注進(jìn)袖筏管內(nèi)。施工中應(yīng)嚴(yán)格控制水泥的強(qiáng)度等級(jí)，控制好操作參數(shù)，由下至上逐層分段注漿，保證注漿體均勻。若施工中發(fā)現(xiàn)注漿壓力損失，應(yīng)停止注漿，及時(shí)查明原因，檢查是否漏漿，并保護(hù)好注漿管，便于二次注漿。

3 工程實(shí)例技術(shù)方案分析及經(jīng)濟(jì)性選擇

某工程辦公樓墻體開裂，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)勘查及對(duì)設(shè)計(jì)圖紙、基礎(chǔ)檢測(cè)單位出具的《單樁豎向抗壓靜載試驗(yàn)檢測(cè)報(bào)告》、勘察單位出具的該項(xiàng)目巖土工程勘測(cè)報(bào)告、施工單位出具的施工記錄等相關(guān)資料查詢發(fā)現(xiàn)，該辦公樓結(jié)構(gòu)體型簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)布局合理，含有足夠的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)安全儲(chǔ)備，且延承重墻布置多道樁基礎(chǔ)，有利于整體受力，控制不均勻沉降，樁身完整性檢測(cè)結(jié)果也滿足規(guī)范要求，在壓樁施工中，壓樁值滿足設(shè)計(jì)的要求。該工程地質(zhì)情況較均一，近50米厚的淤泥，6米厚的砂層，在作為持力層的強(qiáng)風(fēng)化巖層上有全風(fēng)化巖層，樁長(zhǎng)較長(zhǎng)。綜合上述情況，推斷墻體裂縫主要是由對(duì)地質(zhì)不熟導(dǎo)致的管樁施工問題，或者是樁頭連接筏板的節(jié)點(diǎn)施工問題，又或者是對(duì)負(fù)摩阻力估計(jì)不足所導(dǎo)致的基礎(chǔ)沉降造成的。

結(jié)合工程實(shí)際情況，本著安全、合理、經(jīng)濟(jì)的原則，提出了樁式托換法和錨桿靜壓樁法兩種方案。樁式托換法經(jīng)濟(jì)性中等，施工環(huán)節(jié)較多，根據(jù)沉降觀測(cè)結(jié)果和現(xiàn)場(chǎng)構(gòu)件檢測(cè)結(jié)果，有針對(duì)性的對(duì)薄弱環(huán)節(jié)加固施工。如施工處理得好，處理過的位置可以控制沉降，但其余未處理處以后會(huì)不會(huì)沉降，或是沉降差過大，就很難保證。錨桿靜壓樁法經(jīng)濟(jì)性較好，施工環(huán)節(jié)單一，較便利。但如果只是局部處理，但對(duì)沉降差的控制，只能說是改善，很難完全避免。如需要更嚴(yán)格的控制不均勻沉降，可考慮整體基礎(chǔ)做錨桿靜壓樁。畢竟每個(gè)薄弱環(huán)節(jié)的樁基礎(chǔ)的情況都不同，根據(jù)提供的資料無法做到準(zhǔn)確判定。根據(jù)表1中關(guān)于兩種方案的對(duì)比分析，各方面綜合考慮，推薦采用樁式托換法。

4 結(jié)語(yǔ)

地基作為建筑的基礎(chǔ)部分，地基基礎(chǔ)加固在建筑施工中具有重要作用，是建筑施工的安全保證。本文從建筑施工地基處理分析，介紹地基加固常見的處理方法，并從實(shí)際工程出發(fā)，如何選定地基基礎(chǔ)加固方法，提出個(gè)人看法，對(duì)今后建筑地基基礎(chǔ)加固起到參考作用。

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