巖土工程地基處理技術措施探討

花凱生 魏 飛

（1.山東大灃巖土工程有限公司，山東東營 257000；2.山東東信巖土工程有限公司，山東東營 257000）

1 巖土工程中主要的地基處理技術措施

1.1 強夯法

強夯法是將一定質量重錘起吊至夯點上方，隨后放開夯錘，夯錘自高處自由下落，對下方土層夯點進行動力夯擊，使地基土層產生強制壓密現(xiàn)象，改善地基承載性與壓縮性，提高地基強度。在實際施工中，強夯法具有適用范圍廣、工藝簡單、地基加固效果顯著、土粒結合緊密的優(yōu)勢，但會產生較大施工噪聲，影響周圍建筑物的結構穩(wěn)定性。對飽和性粉土與黏性土地基無明顯加固效果，企業(yè)應結合工程情況慎重選擇這一技術。應用強夯法處理工程地基時，時常出現(xiàn)未達到預定下沉量、影響深度不夠、表層松散等問題。以未達到下沉量指標為例，如果地基類型為飽和淤泥或淤泥質土地基，應提前在土層上方鋪設厚度為1 m左右的砂石，再對地基進行強夯加固。

1.2 水泥粉煤灰碎石樁處理技術

水泥粉煤灰碎石樁是碎石、粉煤灰、水泥等材料加水攪拌制成的混合料，采取機械成樁方式在地基土層中形成若干數(shù)量的可變強度樁，樁體強度等級在C5～C20區(qū)間內。在工程地基中設置褥墊層，褥墊層、水泥粉煤灰碎石樁與樁間土共同形成CFG樁復合地基，樁體將承受的荷載向深層土層傳遞，加大了樁間土實際承受的荷載，起到增強工程地基承載性能的處理效果。

在巖土工程實際施工中，水泥粉煤灰碎石樁技術適用于處理砂土、粉土、雜填土、淤泥質土等類型地基，工程造價僅為樁基1/3～1/2，具有適用范圍廣、樁體承載力提升幅度大、地基沉降量小等技術優(yōu)勢。

應用水泥粉煤灰碎石樁處理技術時，應注重將混合料入孔溫度控制在5 ℃及以上，必要情況下對樁間土以及樁頭采取保溫措施。持續(xù)對樁體垂直度與樁位進行測量校正，將垂直度最大偏差值控制在1%以內，將樁位最大偏差值控制在25%樁徑內。

1.3 注漿法

注漿法是向巖土地基中壓入適量漿液，漿液在壓力作用下填充地基土層中所分布孔隙裂縫深部，排除地基土層中含有的孔隙水與空氣，漿液在地基土層內凝結固化，取得防滲堵漏、改善地基物理力學性質、隔斷水源等處理效果。與其他地基處理技術相比，注漿法技術體系較為復雜，可將其細分為多項分支技術。例如，以注漿機制為劃分依據(jù)時，分為填充注漿、劈裂注漿、滲透注漿與壓密注漿技術；以注漿材料為劃分依據(jù)時，分為水泥注漿法、硅化法、堿液法、高分子化學注漿法。

考慮到不同注漿技術的適用范圍不同，建筑企業(yè)必須深入了解各項分支技術，以硅化法為例，將其細分為單液硅化法、加氣硅化法、電動雙液硅化法、雙液硅化法。

（1）單液硅化法。

適用于處理滲透系數(shù)為0.1～2.0 m/d的濕陷性黃土地基，在濃度為12.5%左右的硅酸鈉溶液中加入少量氯化鈉溶液作為注漿液，漿液與土體接觸時產生離子交換反應，最終形成硅酸凝膠使得土體膠結硬化。

（2）加氣硅化法。

此技術適用于處理抗壓強度較高的砂土地基、高飽和度濕陷性黃土地基。在實際施工中，提前在地基土層中壓入適量氨氣，使得土體處于活化狀態(tài)，依次注入硅酸鈉溶液與二氧化碳，硅酸鈉溶液產生膠凝反應，使地基土層膠凝硬化。

（3）電動雙液硅化法。

此技術適用于處理滲透系數(shù)不超過0.1 m/d的軟黏性土地基，注漿管為陽極，濾水管為陰極，在地基土層中灌注適量氯化鈉及硅酸鈉溶液，通入直流電流。在電滲作用下，可以控制溶液運動方向，取得較為理想的注漿效果。

（4）雙液硅化法。

此技術被用于處理滲透系數(shù)在2.0～8.0 m/d區(qū)間內的砂質土地基，在地基中分別注入適當濃度的硅酸鈉溶液和氯化鈣溶液，兩種溶液遇土出現(xiàn)凝膠反應，生成氫氧化鈣及硅膠，起到加固土體作用。

1.4 換填法

在部分巖土工程中，由于地基中分布大量軟弱土體，如果采取強夯法、堆載預壓法、排水固結法等處理技術，難以取得理想的地基處理效果，無法徹底解決不良地質問題。此時可選擇采取換填法，通過置換墊層的方式，挖除基礎地面下方一定范圍內的軟弱土體，回填具有較高強度與良好物理力學性能的填料，如礦渣、碎石、灰土等?？梢灾苯痈淖兊鼗休d力特性，全面提高地基穩(wěn)定性能與抗變形能力，具有地基承載力提升幅度大、地基沉降量小、預防地基凍脹、徹底消除濕陷與膨脹作用等技術優(yōu)勢。

但在巖土工程實際施工中，為控制地基處理成本，換填法主要被用于處理淺層地基，如果地基處理深度過深或填料使用量過大，將使工程造價成本激增。

1.5 水泥攪拌樁

水泥攪拌樁屬于地基攪拌處理技術的一種，將水泥作為固化劑主劑，使用攪拌樁機設備，向地基土層中噴入適量水泥，并對地基土層進行強制攪拌，水泥與土體顆粒在強制攪拌過程中相互接觸，產生一系列物理化學反應，使天然地基固結，形成具有較高強度與良好水穩(wěn)定性的水泥土樁。在巖土工程中，水泥攪拌樁細分為漿液攪拌法與粉體攪拌法兩項技術，適用于處理淤泥質土、素填土、黃土等地層，不宜處理分布較大孤石或難以清除的雜填土地基，加固深度分別為20 m與15 m。

應用水泥攪拌樁技術時，地基處理完畢后，需要應用鉆芯取樣法或輕便觸探法來檢查成樁質量，以此判斷地基處理效果是否達標。例如成樁7 d后，工作人員采取輕便觸探法，使用勺鉆等工具在樁體中進行鉆孔取樣，觀察試樣顏色、小型土攪拌程度判斷樁體強度。

1.6 預壓處理

預壓處理技術也被稱為預壓加固法，在巖土工程軟土地基上提前堆放一定質量的重物，軟土地基在承受較大荷載的條件下出現(xiàn)固結與沉陷現(xiàn)象，擠壓排出地基土層中含有的空氣和孔隙水，最終改善地基承載性能與減小工后沉降量。

應用預壓處理技術時，為取得理想的處理效果，應采取分層、間歇性堆土方式，在地基固結與沉陷反應趨于穩(wěn)定后，再堆置后一層重物。針對含水量較高的黏性土地基，提前在地基中設置砂井進行排水?？蓪㈩A壓處理技術分為不排水預壓、排水預壓、真空-堆載聯(lián)合預壓三種技術形式，不同技術的適用范圍與加固機制存在明顯差異。例如，排水預壓法是在地基中分別設置橫向與豎向排水體，并設置加壓系統(tǒng)，加壓系統(tǒng)對地基施加固結壓力，將地基內所含孔隙水通過溝槽與排水墊層向外排出。不排水預壓法無須在地基中設置豎向排水體，直接開展加載預壓作業(yè)即可。

1.7 拋石擠淤

拋石擠淤法是在軟土地基中拋入若干數(shù)量與一定質量的片石，土石填筑體所產生壓力使得淤泥整體剪切被破壞，使得填筑體兩側淤泥向上翻涌隆起，形成連續(xù)滑動面。拋入片石等土石填筑體達到預定深度后，形成極限平衡狀態(tài)，且填筑體在淤泥底部形成穩(wěn)定結構。

拋石擠淤法是通過向軟土地基中拋入片石等土石填筑體，將淤泥強行擠出基底范圍，實現(xiàn)強制置換軟土目的的一項處理技術。與其他地基處理技術相比，拋石擠淤法具有地基沉降量小、工藝簡單、施工效率高、地基處理效果顯著等技術優(yōu)勢，但適用范圍較小，主要被用于處理表面聚集大量積水且無法被有效排除的軟弱地基。

2 巖土工程地基處理技術措施的應用建議

2.1 巖土勘察

考慮各項地基處理技術的適用范圍不同，如果選擇技術類型與地基實際處理需求不符，難以取得預期處理效果，造成施工資源的浪費，并存在施工質量隱患。

為充分發(fā)揮技術優(yōu)勢，有效解決不良地質問題，處理地基前，企業(yè)應組織開展巖土勘察工作，全面掌握工程現(xiàn)場地質水文條件，調查地基土質成分、勘測地下水文與軟土層厚度，在巖土勘察報告基礎上，合理選擇地基處理技術類型，科學制定地基處理技術方案。

2.2 地基處理施工全過程控制

為確保巖土工程地基處理技術方案得到貫徹落實，在地基處理期間，企業(yè)應加強施工現(xiàn)場監(jiān)管力度，持續(xù)采集地基處理施工資料，核對地基處理情況與技術方案內容，如果未達到預期地基處理效果或實際施工情況與方案內容不符，及時對技術方案進行優(yōu)化調整，并解決出現(xiàn)的施工問題。禁止出現(xiàn)施工人員違章操作與私自篡改技術方案等不規(guī)范行為，對相關責任人進行追責懲處，并向施工人員提供現(xiàn)場技術指導。為直觀、全面了解地基處理效果，及時發(fā)現(xiàn)存在的技術性問題，需要在地基處理期間同步開展地基監(jiān)測作業(yè)，將地基變形、樁身完整性、地基應力、動力特性、地基沉降等作為主要監(jiān)測項目，如果監(jiān)測值超過相應控制指標，應對地基處理技術方案進行調整。

2.3 地基驗槽

巖土工程地基處理完畢后，為準確評價地基處理效果，企業(yè)應組織開展地基驗槽工作，綜合采取多項測試手段與方法對地基結構情況與處理效果進行檢驗鑒定，如采集土樣分析地基土物質組成、觀察攪拌效果、測試土層密實程度、勘測地基處理深度等。將地基驗槽結果與施工標準進行對照分析，如果地基處理質量不達標，則進行返工處理，并對原有地基處理技術方案進行優(yōu)化調整。

3 結語

綜上所述，在現(xiàn)代巖土工程中，隨著工程建設規(guī)模的擴大，將面臨更多與更為復雜的不良地質問題，對工程地質處理水平提出了更高的要求。建筑企業(yè)必須提高對地基處理技術的重視程度，深入了解各項地基處理技術措施的適用范圍及技術機制，結合工程情況制定有效的地基處理技術方案，為地基處理效果與巖土工程質量提供技術保障。