巖土工程地基處理的方法與應(yīng)用解析

婁曉東

（赤峰山金紅嶺有色礦業(yè)有限責(zé)任公司，內(nèi)蒙古 赤峰025463）

在工程建設(shè)項(xiàng)目中，地基屬于極其重要的基礎(chǔ)部分，對(duì)工程的整體質(zhì)量會(huì)造成直接的影響。巖土工程的基礎(chǔ)非常難解決，作業(yè)過程也比較復(fù)雜，為更好地保證地基工程的順利施工，施工單位必須對(duì)巖土工程施工現(xiàn)場(chǎng)的自然環(huán)境和地質(zhì)環(huán)境場(chǎng)所進(jìn)行綜合研究，推廣應(yīng)用各種地基處理方法。有效解決工程建筑的地基問題，使地基承載力滿足方案設(shè)計(jì)中的相應(yīng)規(guī)定，既保證了新建巖土工程項(xiàng)目的穩(wěn)定性和質(zhì)量，又保證了整體施工質(zhì)量和巖土工程的進(jìn)度。

1 處理巖土工程地基關(guān)鍵技術(shù)痛點(diǎn)和難點(diǎn)問題

1.1 關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)

地基工程的解決工作必須按照有關(guān)要求進(jìn)行，工程施工前需進(jìn)行巖土工程預(yù)應(yīng)力試驗(yàn)，全面掌握地基情況，了解橫向偏移、土壤間隙、水壓縱向變形壓力等。大量信息實(shí)現(xiàn)全方位評(píng)估，深入了解地基穩(wěn)定性，在地基夯實(shí)解決之前，需要提前對(duì)地下管線進(jìn)行有效的安全防護(hù)，安裝必要的減震隔離圍欄，減少地基實(shí)際運(yùn)行對(duì)周圍環(huán)境的負(fù)面影響。在巖土工程的基礎(chǔ)沉降工作中，需要進(jìn)行深入的攪拌試驗(yàn)，確定固定劑和攪拌劑的規(guī)格、型號(hào)和用量，保證地基結(jié)構(gòu)的抗壓強(qiáng)度，防止出現(xiàn)地基不均勻沉降、土層不平衡下降等系列問題。

1.2 常見難點(diǎn)問題

（1）提前準(zhǔn)備工作。為更好地保證具體項(xiàng)目建設(shè)工作的合理推進(jìn)，必須在具體項(xiàng)目建設(shè)開始前做好前期準(zhǔn)備工作。因此，前期的準(zhǔn)備工作必須做好，認(rèn)真執(zhí)行。地基是地質(zhì)工程基礎(chǔ)建設(shè)過程中的一項(xiàng)重大建設(shè)工程。因此，它必須有一個(gè)非常嚴(yán)格的施工計(jì)劃和流程。只有這樣才能按照規(guī)范進(jìn)行施工。建設(shè)方案符合要求。此外，必須提升基礎(chǔ)的施工質(zhì)量，才能基本開展相關(guān)建設(shè)工作。另外，在基礎(chǔ)沉降的各個(gè)階段，預(yù)壓過程在工程項(xiàng)目中占有至關(guān)重要的影響，也是建筑施工前應(yīng)進(jìn)行的新工程，預(yù)壓計(jì)劃應(yīng)合理執(zhí)行。該過程可以合理地測(cè)試當(dāng)前土層的強(qiáng)度和主要元素，從而通過檢測(cè)獲得的信息和數(shù)據(jù)信息，以此作為基礎(chǔ)基礎(chǔ)設(shè)施的重要證據(jù)。對(duì)巖土工程涉及的眾多路面基礎(chǔ)進(jìn)行基礎(chǔ)勘察，對(duì)可能直接影響施工的區(qū)域進(jìn)行重點(diǎn)勘察，確保事后選擇的地基處理方法更符合要求的工程建設(shè)技術(shù)[1]。準(zhǔn)備好巖土基礎(chǔ)工程施工所需的工程材料，防止工程材料的質(zhì)量影響工程進(jìn)度，地基自然環(huán)境中一般存在很多安全隱患，及早地準(zhǔn)備，可以有效防范諸多安全隱患，確保工程施工技術(shù)人員的安全。

（2）調(diào)查工作。在進(jìn)行巖土基礎(chǔ)工程勘察工作時(shí)，由于硬件配置設(shè)施領(lǐng)域存在隱患，地基自然環(huán)境中的許多現(xiàn)象無(wú)法正常打開和發(fā)現(xiàn)。這種偏差會(huì)限制后續(xù)的工程建設(shè)操作。另外，我們?cè)谶M(jìn)行土壤壓實(shí)試驗(yàn)時(shí)，一定要保護(hù)好預(yù)留的管道和其他相關(guān)機(jī)械設(shè)備，才能保證土層的抗壓強(qiáng)度可以在一個(gè)較大的限度內(nèi)合理，地質(zhì)環(huán)境和運(yùn)動(dòng)其實(shí)是有不良影響的。另外，還需要在土層深層搭建網(wǎng)站混合試驗(yàn)，對(duì)混合劑的用量大小進(jìn)行試驗(yàn)，這樣才能更快地加固土層等，所以以保持其路基的堅(jiān)固性，確保項(xiàng)目建設(shè)的順利進(jìn)行[2]。而且，相關(guān)地質(zhì)工程基礎(chǔ)設(shè)施的過程也應(yīng)以路基加固為目的，合理利用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行滾動(dòng)、振動(dòng)操作。在巖土工程前期勘察工作中，由于地貌復(fù)雜，工程施工人員一般無(wú)法對(duì)整個(gè)覆蓋區(qū)域進(jìn)行細(xì)致勘察，無(wú)法保證基礎(chǔ)工程后期的工程施工。

2 解決巖土工程地基的技術(shù)方法

2.1 土工合成地基地處理技術(shù)

近年來，我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，各行業(yè)領(lǐng)域也獲得了不同程度的發(fā)展趨勢(shì)，尤其是化工廠行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)，促進(jìn)了地基工程生成技術(shù)的高效利用。實(shí)際上，土木合成工程實(shí)驗(yàn)室的生成是基于智能化土木工程原材料，對(duì)工程基礎(chǔ)實(shí)施合理的解決方案，能夠加強(qiáng)和提高基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性、堅(jiān)固性和安全系數(shù)。土木工程合成技術(shù)與傳統(tǒng)的巖土工程基礎(chǔ)方法相比具有非常明顯的優(yōu)勢(shì)，尤其是聚合和組合的真正應(yīng)用，加強(qiáng)了基礎(chǔ)理論和基礎(chǔ)工程求解結(jié)果的提升，提高了基礎(chǔ)工程的排水工作能力，降低了流水對(duì)基礎(chǔ)工程的腐蝕危害。土工聚合物屬于化學(xué)纖維生成材料，可有效強(qiáng)化巖土工程基礎(chǔ)。由于土工聚合物具有質(zhì)量輕、耐久性好、抗壓強(qiáng)度好的優(yōu)點(diǎn)，在地基處理和加固的全過程中可以為工程建設(shè)帶來更多的便利。同時(shí)，地質(zhì)聚合物還具有防腐防腐性能，促進(jìn)了這些材料在護(hù)坡和地基處理的全過程中的使用。這種材料具有排水管、保護(hù)、加固和加強(qiáng)筋的獨(dú)特特性，可以幫助砂質(zhì)土提高延性，增加地基的承載力，保證地基的可靠性，有效減少地基沉降的發(fā)生。目前，大部分土工聚合物用于沿河沿岸的護(hù)坡工程，以達(dá)到加固河道的效果。此外，該材料還廣泛應(yīng)用于河堤基礎(chǔ)處理的方法和水利樞紐等全過程；其在公路護(hù)欄工程施工過程中的有效利用，可以較大程度地減少地基沉降，沸騰狀態(tài)的產(chǎn)生。選用此類材料不僅可以降低運(yùn)營(yíng)成本，還可以合理縮短項(xiàng)目的施工周期。同時(shí)，可以大大提高工程的安全系數(shù)。這類方法一般用于基礎(chǔ)工程的具體施工過程中，可以充分發(fā)揮對(duì)巖土工程表面的反射和隔離作用，能更合理地去除巖土工程具體施工過程中產(chǎn)生的廢水。也可以提高地基工程的穩(wěn)定性和效率，保證工程施工的安全系數(shù)和穩(wěn)定性。

圖1 某工地地基處理現(xiàn)場(chǎng)

2.2 換土墊層地基處理技術(shù)

在巖土工程基礎(chǔ)的具體解決方案中，可以將地基中的淺基礎(chǔ)墊層用砂石代替，并進(jìn)行所需的回填工作，以加強(qiáng)和提高地基工程的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性[3]。這種形式可以去除地基表面的軟土層，代之以結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性優(yōu)良的碎石土，加強(qiáng)和提高地基工程的穩(wěn)定性。這種形式也能有效解決表面軟土層，一般使用砂礫土、卵石等許多吸水性能優(yōu)良的材料。同時(shí)要求具有高韌性和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性等特點(diǎn)。此類建筑材料可以加強(qiáng)和提高地基工程的穩(wěn)定性，可以加強(qiáng)和提高地基工程的承載力，防止地基工程引起地基沉降問題。在所有土層中按照分層填充的方式填充置換原料，保證地基工程更加對(duì)稱，合理增加地基工程的使用壽命。在實(shí)際應(yīng)用分支基礎(chǔ)墊層技術(shù)時(shí)，在填筑工程施工時(shí)必須注意合理清除基坑，清除基坑內(nèi)的積水、落葉、泥土等，保證周圍的環(huán)境衛(wèi)生，在地基工程的周圍進(jìn)行土層加固處理，基礎(chǔ)加固解決后，進(jìn)行填充工作。選擇一定配合比的砂石原料進(jìn)行置換，同時(shí)進(jìn)行回填壓實(shí)。根據(jù)砂石原料的更換，回填土可以加強(qiáng)和提高巖土工程基礎(chǔ)的吸水率，保證基礎(chǔ)工程的承載力，有效處理地表水的腐蝕問題。從實(shí)際應(yīng)用效果來看，置換基礎(chǔ)墊層技術(shù)的應(yīng)用效果非常明顯。

2.3 淤土層加強(qiáng)筋的計(jì)算技術(shù)

工程施工人員在巖土工程地基中應(yīng)用淤泥層加固解決技術(shù)時(shí)，可額外使用土工試驗(yàn)復(fù)合材料，包括土工布織物或復(fù)合土工布復(fù)合材料，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行有效地解決。巖土工程粉土層的加固，具體是指在房屋建筑工程的路基施工或路基填筑中，選擇科學(xué)合理的方法，在薄弱點(diǎn)處添加一些材料。一是使用土工合成材料作為巖土工程材料，土工合成材料的主要類型包括：土工布、特種土工合成材料和混合土工合成材料。能有效提高其穩(wěn)定性和安全系數(shù)。事實(shí)上，巖土測(cè)試復(fù)合材料是基于化學(xué)纖維、塑料等材料的手工操作方法。根據(jù)不同的方法突出聚合物，在基礎(chǔ)工程施工現(xiàn)場(chǎng)的污泥土層中完成具體應(yīng)用，對(duì)淤土層進(jìn)行加固解決，工程施工人員可以采用鉆孔、注漿、柱加固等技術(shù)手段，對(duì)施工地基進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固。淤土層加筋處理能夠起到加固作用，建筑鋼筋可同時(shí)釘入基礎(chǔ)工程土層。簡(jiǎn)單的說，就是用塑料、化纖等原料，按照人造方法制成各種聚合物，為此，它們被用作不同類型的工程和建筑產(chǎn)品。二是具體應(yīng)用土釘墻解決技術(shù)難題。即使用鉆孔、柱加固和注漿來完成土結(jié)構(gòu)加固的技術(shù)性，建筑鋼筋自然可以立即打入土中，在土結(jié)構(gòu)的一部分產(chǎn)生土釘，土釘多用于粘性土和弱粘結(jié)礫石土的深基坑護(hù)坡結(jié)構(gòu)加固。當(dāng)土釘接觸周圍的土壤時(shí)，會(huì)在接觸區(qū)域產(chǎn)生一定的摩擦力。在這種摩擦的作用下，土釘可以與周圍土壤完成有機(jī)融合，最終與周圍土壤結(jié)合形成復(fù)合土結(jié)構(gòu)。建筑鋼筋釘入粘性土壤后，會(huì)與周圍土壤接觸，在表面產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦。土釘可以與基礎(chǔ)項(xiàng)目周圍的沙子相互作用，促使土壤緊密結(jié)合，成為合適的土壤結(jié)構(gòu)。建筑鋼筋入沙后，土釘會(huì)深度融合，但是會(huì)有一定變形情況發(fā)生，從平面上看有一定的視角，一般稱為斜向加固化，抗壓加固歸因于固化的能力，與砂體結(jié)構(gòu)相協(xié)調(diào)。當(dāng)土釘進(jìn)入土壤時(shí)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力達(dá)到一定程度時(shí)，土釘會(huì)發(fā)生變形，然后土釘與平面視圖就會(huì)產(chǎn)生一定的視角，通常會(huì)變成傾斜的固態(tài)。受壓鋼筋屬于水平固化的一種，能與土體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生細(xì)致的統(tǒng)一，提高所有土體結(jié)構(gòu)的可靠性。壓桿的原材料一般采用抗壓強(qiáng)度強(qiáng)、工作能力強(qiáng)、耐磨、耐磨損金剛石級(jí)防腐的條狀或網(wǎng)狀原材料。在這個(gè)過程的土體結(jié)構(gòu)作用下，可加強(qiáng)和提高施工現(xiàn)場(chǎng)土層的穩(wěn)定性。在這個(gè)環(huán)節(jié)中，混凝土所用的抗壓材料必須具有優(yōu)良的抗壓性和抗摩擦性，并能充分發(fā)揮自身的優(yōu)勢(shì)。必須從根本上合理解決和改變巖土工程基礎(chǔ)的淤泥土層。地基端部壓力邊際情況，既要加強(qiáng)和提高地基工程的安全系數(shù)、牢固性和穩(wěn)定性，又要防止地基沉降、側(cè)偏等現(xiàn)象的發(fā)生，要避免沉降及側(cè)向位移等問題出現(xiàn)的概率。

2.4 高壓旋噴樁處理技術(shù)

高壓旋噴樁是以高壓水泵的形式對(duì)原混凝土螺旋槳進(jìn)行澆注，同時(shí)制作相應(yīng)的本體。在這項(xiàng)技術(shù)的實(shí)際操作中，相應(yīng)的工作人員必須對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行仔細(xì)地勘察和精確測(cè)量。如果基礎(chǔ)工程施工現(xiàn)場(chǎng)的工程圖紙中有很多體積較大的石塊，則必須在地基層進(jìn)行相應(yīng)的實(shí)際操作。只有這樣，才能利用本項(xiàng)目的施工技術(shù)對(duì)地基工程處理中的難題進(jìn)行具體的解決。也就是說，在基礎(chǔ)工程方案的具體選擇上，必須根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況進(jìn)行，對(duì)基礎(chǔ)工程施工現(xiàn)場(chǎng)的具體勘察，必須根據(jù)不同方案的有機(jī)組合進(jìn)行。在基礎(chǔ)地基工程的處理技術(shù)環(huán)節(jié)，實(shí)際勘察工作能夠保證地基工程的質(zhì)量，詳細(xì)完成了具體項(xiàng)目建設(shè)工作，在保證地基工程建設(shè)工程施工質(zhì)量的同時(shí)，要保證基礎(chǔ)工程的牢固性、穩(wěn)定性和安全性，提高安全系數(shù)。這種對(duì)周圍環(huán)境的適應(yīng)性能夠促使高壓旋噴樁處理技術(shù)的有效性達(dá)成。

圖2 巖土工程地基示意圖

2.5 混凝土粉煤灰碎石樁解決技術(shù)

該地基處理技術(shù)基于沉管水泥柱處理技術(shù)的自主創(chuàng)新，同時(shí)更符合軟基處理地基工程的處置規(guī)定。該解決方案技術(shù)的明顯優(yōu)勢(shì)是成本和資金分配低、適用性強(qiáng)、實(shí)際操作方便?；炷撩夯业[石柱的結(jié)構(gòu)加固處理方法可以有效解決軟土層。該技術(shù)在運(yùn)行過程中，必須將粉煤灰、混凝土、砂石等混合攪拌成形為支護(hù)樁，順應(yīng)混凝土本身的干固作用，對(duì)支護(hù)樁進(jìn)行合理的膠凝。水泥粉煤灰碎石樁一般可稱為CFC樁，屬于在沉沒水泥樁的基礎(chǔ)上自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)生產(chǎn)的一種適用于解決軟塑料路基的方法。這種方法是在沉管砂石中適當(dāng)加入砂石、粉煤灰和水泥，然后與水混合成樁，由于水泥和粉煤灰具有膠凝作用，這種樁的抗壓強(qiáng)度比碎石樁強(qiáng)。這類樁的抗壓強(qiáng)度介于砂石樁和混凝土樁之間，樁身在地基基礎(chǔ)全過程中的應(yīng)用，既可以完成樁間土體承載力的靈活利用，又可以合理地將承載力傳遞到路基深層。相關(guān)數(shù)據(jù)測(cè)試表明，該方法用于解決未來復(fù)合地基承載力是天然地基的兩倍以上，軟土地基的承載力會(huì)更高。此類樁的樁徑一般在0.4m以內(nèi)，樁長(zhǎng)8m～15m，施工工藝與沉管碎石樁相似，樁的施工工藝簡(jiǎn)單，質(zhì)量極易操作。同時(shí)，由于可利用工業(yè)生產(chǎn)廢料，可節(jié)省大量建筑鋼材和混凝土，有效降低工程造價(jià)，適用于雙層或多層建筑的地基處理。目前，這種地基處理技術(shù)已在國(guó)內(nèi)多個(gè)省區(qū)成功應(yīng)用，特別是在中西部地區(qū)的黃土路基處理中得到了一定的改進(jìn)。用砂土代替砂石已按一定比例進(jìn)行，加入石灰粉和粉煤灰制成三灰砂堆。混凝土粉煤灰碎石樁的技術(shù)性已被納入相關(guān)路基標(biāo)準(zhǔn)，作為地基處理的關(guān)鍵方法之一。這種解決地基工程的技術(shù)方法，可以有效地監(jiān)督原材料的選用比例，即對(duì)原材料的成本資金支出進(jìn)行有效的監(jiān)督，同時(shí)地基處理項(xiàng)目解決技術(shù)比傳統(tǒng)技術(shù)方法更簡(jiǎn)單，所有操作過程中的相對(duì)密度連接也更好，可以從根本上加強(qiáng)和提高基地基礎(chǔ)工程的施工質(zhì)量。

2.6 強(qiáng)夯地基技術(shù)在巖土工程地基處理過程中的應(yīng)用

從強(qiáng)夯的技術(shù)性質(zhì)來看，它是一種利用夯錘等工業(yè)設(shè)備對(duì)土層進(jìn)行錘擊的方法，可進(jìn)行一定程度的連續(xù)錘擊和加壓，具有壓實(shí)土層的作用。

達(dá)到加強(qiáng)土層相對(duì)密度及其作用的總體目標(biāo)，但在這里的一個(gè)過程中，一定要注意基坑深度的不同和施工項(xiàng)目的不同，然后保證壓實(shí)，強(qiáng)夯法屬于一種利用超強(qiáng)力加固地基的方法，這種方法是基于夯錘的能量。通常沖擊夯的質(zhì)量在30噸左右。特殊情況下可達(dá)到200噸，才能利用強(qiáng)大的錘擊力和重的能力來壓實(shí)土壤和堅(jiān)固的路基。每次夯錘從高處墜落，都會(huì)對(duì)地基造成破壞，產(chǎn)生巨大的沖擊力和振動(dòng)作用，達(dá)到夯實(shí)基礎(chǔ)的目的。強(qiáng)夯地基技術(shù)屬于目前國(guó)內(nèi)應(yīng)用較為廣泛的一種較為合理的地基加固技術(shù)，此類技術(shù)的加固領(lǐng)域仍在繼續(xù)擴(kuò)大，其重點(diǎn)應(yīng)用到黃土、礫石土和雜土。值得注意的是強(qiáng)夯法在處理含水率高的土質(zhì)過程中，由于夯擊的沉降量較大因此存在夯位難以控制的問題，從而給處理工作帶來了較大的困難[4]。

這類技術(shù)是當(dāng)今地基處理過程中經(jīng)常應(yīng)用的一種技術(shù)，并且也在不斷發(fā)展，使其能夠合理地對(duì)各種土層進(jìn)行壓實(shí)工作。它是一種相對(duì)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)加固方法。但是，在這個(gè)過程中必須注意的一點(diǎn)是，在對(duì)項(xiàng)目人員進(jìn)行此類壓實(shí)工作的過程中，應(yīng)合理注意土層含水量大小的檢測(cè)和檢查，如果含水量較高。如果它很高，它會(huì)導(dǎo)致土壤流出。此外，在錘擊過程中，夯擊位置基本相同，這將對(duì)某些場(chǎng)所的地基處理產(chǎn)生很大的可變性。因此，應(yīng)盡早開展相關(guān)工作。相應(yīng)的準(zhǔn)備工作。

3 結(jié)論

一般來說，地基工程會(huì)對(duì)巖土工程造成直接影響，地基是巖土工程基礎(chǔ)施工的基本條件，基礎(chǔ)工程優(yōu)良的施工質(zhì)量可以保證工程建設(shè)工作的順利進(jìn)行，優(yōu)秀的基礎(chǔ)工程施工工作可以保證巖土工程的進(jìn)度，也可以達(dá)到節(jié)約成本和資產(chǎn)的總體目標(biāo)。因此，施工企業(yè)必須充分掌握巖土基礎(chǔ)工程的處理規(guī)定和技術(shù)要點(diǎn)，對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)的地基土層進(jìn)行認(rèn)真分析，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的具體情況選擇處理方法，防止基礎(chǔ)工程的不均勻沉降等安全隱患的發(fā)生，為巖土工程的施工質(zhì)量奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。