巖土工程勘察與地基施工處理技術要點分析

杜正權

核工業(yè)贛州工程勘察院惠州分院 廣東 惠州 516000

建筑工程建設的影響因素有很多，地質(zhì)巖土條件是其中較為關鍵的影響因素之一，若施工現(xiàn)場的地質(zhì)巖土條件較差，很容易造成不均勻沉降、塌陷等問題，大大影響建筑工程的質(zhì)量，不利于建筑的后續(xù)使用。所以，在建筑工程建設過程中，應通過巖土工程勘察的方式，全面了解施工現(xiàn)場地質(zhì)巖土的具體情況，并以此為基礎，采取相應的地基處理技術，以構建出高質(zhì)量地基，為建筑的建設打下良好基礎，為后續(xù)環(huán)節(jié)順利建設提供幫助。

1 巖土勘察與地基處理的重要性

巖土勘察與地基處理工作的開展，對整個建筑工程的建設具有重要意義，具體來說，主要體現(xiàn)在下述幾個方面：（1）提升地基的承載性。地基是建筑工程的最下部結構，用于對上部結構進行承載，若地基土較為柔軟，將會受到上部建筑結構的擠壓后，使結構整體出現(xiàn)沉降等問題，而通過巖土勘察與地基處理后，則可改變這一問題，有效提升了地基土的墻體，賦予其更高的承載性。（2）減弱地基壓縮性。由于土壤壓縮性地存在，導致建筑工程或多或少的均會出現(xiàn)一些沉降問題，通過地基的處理，可最大程度上減弱地基的壓縮性，降低沉降量，將其控制在規(guī)定要求范圍內(nèi)。（3）優(yōu)化地基透水性?；油诰颍捎诘叵滤拇嬖?，將會產(chǎn)生較高的靜水壓力，在該壓力的作用下，導致基坑出現(xiàn)管涌等問題，對工程建設造成一定干擾。而對地基處理后，則可對地基的透水性予以優(yōu)化。（4）優(yōu)化地基土動力特性。出現(xiàn)地震后，飽和松散粉細砂將會出現(xiàn)液化的情況，在承受交通荷載與打樁時，導致地基出現(xiàn)明顯的降低。而對地基予以處理后，則會通過對土壤動力特性的優(yōu)化，以賦予地基更強的抗震動性[1]。

2 巖土勘察技術分析

2.1 巖土勘察的主要內(nèi)容

巖土勘察作為建筑工程建設時最為基礎的一項工作，這項工作開展得好壞，直接關系到后續(xù)工程的建設效果。而想要科學、合理的對施工現(xiàn)場沿途地質(zhì)條件進行勘察，則應確定出勘察內(nèi)容，具體來說，通常有下述幾方面：（1）施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件及其周邊地質(zhì)結構、水文特點等；（2）獲得調(diào)查信息后，從多個角度出發(fā)，全面對地質(zhì)狀況予以評估，并針對評估結果，尋找出地質(zhì)將會對工程的建設造成哪些干擾；（3）針對勘察與評估結果，設計出相應的處理方案，以改良施工現(xiàn)場的地質(zhì)條件；（4）針對現(xiàn)場周邊室溫條件，采取科學、合理的防水措施，防止水分的滲入而導致基礎損壞；（5）對施工現(xiàn)場原有建筑進行勘察，判斷在建工程與已有工程之間的關聯(lián)性，兩者間存在的相互干擾因素等。

2.2 巖土勘察資料的分析

建筑工程建設時，為了提升整個工程的建設質(zhì)量與效率，在獲取到勘查信息資料后，應對信息資料展開全面的分析，加強對施工現(xiàn)場及周邊一定范圍內(nèi)地質(zhì)條件的了解程度。只有準確了解施工現(xiàn)場及其周邊地質(zhì)環(huán)境，才會為施工方案的設計、地基的處理及施工環(huán)節(jié)的有序開展提供支持，有利于構建出高質(zhì)量的建筑工程[2]。從高層建筑工程層面而言，加強基礎設施的構建，更是會對后續(xù)施工產(chǎn)生關鍵的影響，可保證地基施工符合相關標準要求。巖土工程勘察結束后，應將所有相關材料劃分成不同類型，并分別對各類型材料予以存儲，以防止材料出現(xiàn)丟失的問題，為工程建設與竣工驗收提供幫助。此外，針對水文地質(zhì)資料的分析，編寫出完善的數(shù)據(jù)報告，并以此為基礎，結合現(xiàn)場地表狀況，可續(xù)的對現(xiàn)場予以布置與處理，以提升施工現(xiàn)場的安全性。

2.3 巖土勘察的方法

現(xiàn)代建筑工程領域內(nèi)，存在多種不同的巖土工程勘察方法，每種方法具有不同的特點，其中，較為常見的有三種方法，分別為：（1）坑探法。在施工現(xiàn)場適當區(qū)域內(nèi)，挖掘出一定大小的坑洞，通過對該坑洞的觀察，確定施工現(xiàn)場土質(zhì)條件特點。（2）鉆探法。通過相應的鉆孔工具，在不同巖土層中鉆出適當大小的小孔，然后在該孔洞內(nèi)插入相應的地質(zhì)勘查設備，通過專業(yè)設備對巖土特性予以勘察。（3）物探法。直接利用相應探測儀器對巖土進行檢測，通過檢測結果的處理，構建出相應的二維或三維圖像，通過該圖像的觀察，以準確了解巖土特性。具體來說，每種勘察方法的優(yōu)劣勢如表1所示，在具體勘察是，應針對現(xiàn)場情況，結合勘察企業(yè)技術水平而定。

表1 三種常見勘察方法的優(yōu)劣勢

3 地基處理技術分析

3.1 換填墊層法

現(xiàn)代建筑工程領域內(nèi)，存在多種地基處理技術，換填墊層法是其中最為常見的一種，指的是將地層中原有較為軟弱的土壤挖出，然后填入適量強度更大、穩(wěn)定性更強的填料，以此達到加固地基的目的。采用該方法對地基處理時，通常需要注意下述幾個方面：（1）填料的選擇。填料性能的好壞，直接關系到地基處理效果，只有選擇高質(zhì)量的填料，才會提升地基的穩(wěn)定性。常用的填料有粒徑大于2mm，且含泥量在3%以內(nèi)的砂石；有機制含量低于5%，且粒徑低于50mm的粉質(zhì)黏土；體積比為2:8或3:7，粒徑在15mm以內(nèi)的灰土；粉煤灰；含泥量在5%以內(nèi)的礦渣等。（2）確定砂墊層厚度。砂墊層厚度的不同，也將會對地基處理效果造成一定干擾。實際施工中，為了確定出最佳的換填層深度，可通過下述公式計算：

其中，L表示地基長度；b表示地基的寬度；hs表示砂墊層厚度；σ表示地基附加應力；θ表示壓應力擴散角，通常處于35～45°范圍內(nèi)，針對具體情況而定；rs表示砂墊層的容重；r表示回填土的容重；h表示回填土的厚度[3]。

3.2 強夯法

強夯法對地基處理時，指的是將重物懸掛到適當高度處，通過重物的自由下落，向地基土壤施加一定的擠壓力，在該擠壓力的作用下，逐漸排出土壤中的水分，并降低顆粒間的縫隙，以此達到壓實地基的目的，其原理如圖1所示。強夯施工時，通常需要注意下述幾個方面：（1）夯擊之前，對地基表面進行清理，及時去除地基中存在的雜質(zhì)，以使地基表面保持干凈，以提升整個夯擊效果。（2）確定樁位點。在施工之前，應通過全站儀的方式，對施工現(xiàn)場平面予以測量，針對測量結果，確定出最佳的樁位點，為地基的夯實做好準備。（3）根據(jù)前期設置的樁位點，將起重機移動到相應位置處，并調(diào)節(jié)夯錘位置，使其與強夯點保持一致。（4）根據(jù)設計要求，將夯錘提升到相應高度處，以保證夯擊效果。（5）夯擊的過程中，應不斷對地基夯擊點予以觀察，判斷地基是否出現(xiàn)傾斜問題，若出現(xiàn)這一問題，則應采取相應的方式予以整平。（6）測量地基夯擊高度，當其到達設計標準值后，停止夯擊。需要注意的是，若施工現(xiàn)場周邊存在大量建筑物，且這些建筑物對震動等級具有嚴格的要求，則不可通過該方式對地基處理，若采用該方法處理，則應在施工現(xiàn)場構建出相應的防振設施[3]。

圖1 強夯法施工原理圖

3.3 砂石樁法

通過砂石樁法對地基進行處理時，先利用施加沖擊荷載的方式，將樁管壓入到地層當中，由樁管投料口處，將碎石灌入到樁管內(nèi)，之后一邊壓實，一邊將樁管向上拔出，從而形成高密實性的碎石樁，樁體與周邊土壤結合后，共同形成固定樁，以此達到提升地基強度與穩(wěn)定性的目的。該方法常用于以雜填土、粉土為主的地基當中。砂石樁法施工時，需要注意下述幾個方面：（1）為了提升砂石樁的強度與穩(wěn)定性，應合理配置灌入材料，主要由碎石、砂石、水泥構成，其中，砂石采用中粗砂，含泥量在5%以內(nèi)，水泥型號為425。（2）選擇最佳的施工設備，振動機應保持在90kN以上。（3）樁徑要適中，一空控制在350～450mm范圍內(nèi)。（4）確定最佳的樁基長度，地下部分高于地基厚度的1m。（5）樁管定位時，應控制器偏差，其中，水平偏差控制在5cm以內(nèi)，垂直度誤差控制在1.5%以內(nèi)。（6）樁管向上拔出時，應對拔出速度予以控制，一般為1.2～1.5m/min，且應確保速度保持均勻，以防止拔出速度過快對樁體結構造成破壞。（7）砂石樁施工結束后，對其養(yǎng)護14d以上，且樁體強度達到標準后，才可開展基坑施工。

3.4 振沖法

該方法又叫作震動水重發(fā)，指的是利用起重機的方式，將振沖器吊起，將設備啟動后，在潛水電機的驅(qū)動下，使得偏心塊出現(xiàn)移動，并帶動水泵運行，進而將水壓高壓射出，以逐漸對土壤進行擠壓，從而達到地基處理的目的。采用這一方法是，最主要的就是根據(jù)工程現(xiàn)場地質(zhì)條件特點，選擇最佳的振沖器，以保證地基處理效果符合要求。

3.5 水泥土攪拌法

對飽和軟黏土地基處理時，通常選擇水泥土攪拌法。指的是在軟土地基當中，灌入適量的水泥，利用水泥作為固化劑，然后將兩者均勻攪拌到一起，帶水泥土漿液凝固后，形成強度較高的結構，以此提升地基土壤的穩(wěn)定性。實際施工過程中，通常需要注意下述幾個方面：（1）控制加固深度。根據(jù)該方法操作原理的不同，可將其劃分成兩種具體施工技術，一種為干法加固，另一種為干法加固，每種加固技術的深度略有差異，其中，選擇前者時，應確保深度低于15m，選擇后者時，應確保深度低于20m，且最低深度均應在5m以上。（2）選擇合理的噴粉與攪拌設備，并根據(jù)實際要求，設定最佳的參數(shù)，以保證設備處于良好的運行狀態(tài)，保證整個水泥土攪拌施工順利開展。（3）添加固化劑時，應對地基標高予以檢測，以保證地基的加固高度符合要求。（4）噴粉過程中，一邊向軟土地基中添加固化劑，另一方面逐漸將噴粉設備緩慢向上提取，以使固化劑保持均勻。

3.6 高壓噴射注漿法

在土層適當位置處，鉆取出一定大小的孔洞，然后將裝有噴嘴的注漿管置入到土層內(nèi)，同時，注漿管的另一端與高壓噴漿設備相連，將高壓蓬江設備啟動后，在高壓力的作用下，將混凝土漿液壓入到土層內(nèi)部，不斷對原有土層結構進行改造，從而提升土層的穩(wěn)定性[4]。采用該加固處理方法時，需要注意下述幾個方面：（1）施工之前，應對地基表面予以處理，以使地基表面保持平整，為噴漿設備的安裝與固定做好準備。（2）若采用單管法與雙管法，可直接通過噴漿設備產(chǎn)生的射水鉆出適當深度的小孔，并將管道插入進去，一邊噴漿，一邊將管道提升；若采用三管法，應通過專業(yè)的鉆孔工具，鉆取出半徑為75～100mm的孔洞，之后將三條管道插入，先進行旋噴，在進行定噴，最后進行擺噴，以完成整個施工活動。（3）注重噴漿設備的選擇，不同施工原理所采用的設備參數(shù)具體如表2所示。

表2 不同高壓噴射注漿施工所需的設備參數(shù)

4 總結

綜上所述，現(xiàn)代建筑工程建設過程中，不僅要加強對巖土工程勘察的重視程度，通過巖土勘察，準確了解施工現(xiàn)場地質(zhì)條件特點，為后續(xù)施工活動的進行做好準備。與此同時，還應針對巖土勘察結果，結合施工單位、工程需求等具體情況，選擇最佳的地基處理技術，以提升地基的穩(wěn)定性與強度。