建筑地基基礎(chǔ)處理技術(shù)分析與實(shí)踐

劉麗霞

（安陽市房屋安全鑒定所，河南 安陽 455000）

地基基礎(chǔ)是建筑項(xiàng)目中非常重要的一部分，很大程度上決定了建筑工程的安全性，所以在建筑施工過程中必須對地基基礎(chǔ)進(jìn)行有效的處理，這不僅是保證建筑施工安全的重要前提，而且是提升施工質(zhì)量的關(guān)鍵舉措。

1 地基基礎(chǔ)處理的主要特點(diǎn)

（1）地基基礎(chǔ)處理難度大。地基是整個(gè)建筑項(xiàng)目中最為關(guān)鍵的部位，加之其大多都埋于地表以下，因此具有極強(qiáng)的隱蔽性。在地基基礎(chǔ)出現(xiàn)問題的情況下，不僅要選擇合適的方式對其進(jìn)行處理，而且還要對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整優(yōu)化[1]。

（2）地基基礎(chǔ)處理復(fù)雜度高。地基基礎(chǔ)施工時(shí)要結(jié)合施工區(qū)的地質(zhì)條件、機(jī)械設(shè)備等諸多因素，這些因素對施工技術(shù)的選擇和使用有著深遠(yuǎn)的影響，而尤為關(guān)鍵的是施工區(qū)的地質(zhì)條件，因此要做好施工前的地質(zhì)勘察，為后續(xù)建筑施工提供安全保障。

（3）地基基礎(chǔ)處理至關(guān)重要。對建筑地基基礎(chǔ)進(jìn)行科學(xué)的處理，不僅有助于建筑自身的安全性和穩(wěn)定性，而且還會對周邊建筑和居民起到一定的保護(hù)作用。如果建筑地基基礎(chǔ)處理存在漏洞，那么勢必會對建筑質(zhì)量和用戶生命安全等構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

2 地基基礎(chǔ)處理的重要性

建筑地基基礎(chǔ)是整個(gè)建筑施工中最為關(guān)鍵的部分，很大程度上決定了工程質(zhì)量和安全。所以在建筑施工過程中，必須將地基基礎(chǔ)處理作為一個(gè)重要環(huán)節(jié)來實(shí)施，否則極易引發(fā)工程安全事故[2]。我國各地的地質(zhì)條件存在較大差異性，因此必須在施工前進(jìn)行地質(zhì)勘察，結(jié)合建筑類型和結(jié)構(gòu)，確定地基基礎(chǔ)處理技術(shù)和實(shí)施方案，這對確保工程質(zhì)量和施工安全是極其重要的。地基基礎(chǔ)處理技術(shù)可以使地基承載力滿足工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，這對確保工期和工程質(zhì)量等意義重大。

3 地基基礎(chǔ)處理中存在的問題

3.1 缺乏保護(hù)措施

在對建筑地基基礎(chǔ)進(jìn)行處理時(shí)，要結(jié)合建筑類型和施工條件等因素采取相應(yīng)的保護(hù)措施。如施工區(qū)多雨水，這種情況下地下積水會對地基基礎(chǔ)的處理效果產(chǎn)生負(fù)面影響，此時(shí)就需要采取相應(yīng)的措施來解決地下積水的問題，進(jìn)而確保地基基礎(chǔ)處理的效果。但實(shí)際上很多施工方對地下積水問題重視程度不夠，在施工過程中未能做好防水和排水處理，導(dǎo)致積水滲入，嚴(yán)重影響工程質(zhì)量和安全[3]。所以，建筑地基基礎(chǔ)處理中要做好排水和防水等防護(hù)措施，進(jìn)而確保地基基礎(chǔ)處理的良好效果。

3.2 存在塌陷風(fēng)險(xiǎn)

塌陷是地基基礎(chǔ)處理過程中極易出現(xiàn)的一類安全問題，會導(dǎo)致地基承載力降低，嚴(yán)重影響施工安全和工程質(zhì)量。所以，在建筑地基基礎(chǔ)處理過程中，要結(jié)合施工區(qū)地質(zhì)條件和建筑主體結(jié)構(gòu)等要素采取一定的防護(hù)措施，降低發(fā)生地基塌陷的概率，即使發(fā)生塌陷問題后，也能及時(shí)啟動(dòng)應(yīng)急防范預(yù)案，確保安全。

3.3 人為操作失誤

建筑施工現(xiàn)場的操作人員是建筑地基基礎(chǔ)處理的主體，其專業(yè)素養(yǎng)和技術(shù)水平一定程度上決定了地基基礎(chǔ)處理的效果。但是現(xiàn)階段大多數(shù)建筑施工人員從未接受過與工程建設(shè)相關(guān)的專業(yè)培訓(xùn)，因此在建筑施工過程中通常缺乏專業(yè)的知識、過硬的技術(shù)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)木?，這使得因人為操作失誤引發(fā)地基基礎(chǔ)塌陷和變形等問題的概率大大增加，嚴(yán)重影響工程質(zhì)量和安全[4]。

4 地基基礎(chǔ)處理技術(shù)及實(shí)施方法

4.1 換填料層法

換填法是指將建筑地基基礎(chǔ)底面位置處較為松軟的土層挖去，分層填充一些強(qiáng)度大、壓縮性小、無腐蝕性的砂石、灰土或者碎石材料，逐層進(jìn)行壓實(shí)，并將此填充層作為地基基礎(chǔ)的持力層。在工程建設(shè)實(shí)踐中較為常用的換填用料主要以砂卵石和灰土為主[5]。對建筑地基基礎(chǔ)進(jìn)行換填處理主要有以下幾個(gè)優(yōu)勢：①如果換填選擇的是較大強(qiáng)度的材料，那么地基的承載力就能得到顯著提升。②如果換填選擇的是壓縮性較弱的材料，那么建筑發(fā)生沉降的概率會大大降低。③如果換填選擇的是透水性較強(qiáng)的砂石等材料，會使地基基礎(chǔ)下部的孔隙水壓力明顯降低，能夠有效避免地基土層出現(xiàn)塑性破壞，有助于松軟土層的固結(jié)和強(qiáng)度增加。此外，這類換填材料還因顆粒大、孔隙大等特點(diǎn)不易在溫度較低的情況下出現(xiàn)凍脹現(xiàn)象。④對于濕陷性黃土地基而言，換填通常選擇的是灰土或者素土，這樣能有效降低濕陷性土層發(fā)生變形的概率，并且在完成換填處理后，土層的密實(shí)度明顯增加，能夠有效發(fā)揮防水作用。⑤換填料層法也符合現(xiàn)代建筑行業(yè)的綠色環(huán)保要求，在處理過程中不會對周圍的水質(zhì)、大氣和地面造成污染，也不會引起噪聲污染，產(chǎn)生的振動(dòng)不會波及太大區(qū)域。

4.2 壓實(shí)法

壓實(shí)法本質(zhì)上屬于物理過程，其中使用的填料主要有氣體、液體和固體三大類。這些填料都存在一定的孔隙率，通過壓實(shí)能夠使物料的顆粒間距縮小，并使顆粒之間的空氣和水分被完全排出，從而降低整體孔隙率，大大增加填料的密實(shí)度，最終確保地基的密實(shí)度和含水率等符合工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)。在對地基基礎(chǔ)處理過程中，影響地基壓實(shí)度的因素非常多，包括填料的種類、含水量，壓實(shí)分層的厚度，壓實(shí)設(shè)備的類型和性能，壓實(shí)次數(shù)和方法等[6]。壓實(shí)過程需要按照工程建設(shè)要求實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，主要包含三階段、四區(qū)段、八流程。其中三階段包括準(zhǔn)備、施工和竣工階段，四區(qū)段包括填土、平整、施壓和檢驗(yàn)區(qū)段，八流程為施工準(zhǔn)備及測量放線→基底處理→分層填筑→攤鋪平整→灑水或晾曬→機(jī)械施壓→檢驗(yàn)簽證→地基整形。該方法常用于公路、鐵路路基和機(jī)場，以及碼頭等工程項(xiàng)目的建造，而且在一些地基土質(zhì)相對松軟的項(xiàng)目中更加適合。

4.3 堿液法

在地基基礎(chǔ)處理過程中使用堿液法時(shí)，進(jìn)入到地基土層中的堿液不會析出凝膠物質(zhì)，其作用只是讓顆粒表面的活化程度更高，在接觸位置處發(fā)生凝結(jié)，進(jìn)而提升土層的整體強(qiáng)度[7]。堿液法處理技術(shù)的實(shí)施流程及具體要求為：①確定灌注孔的具體位置。通常情況下獨(dú)立基礎(chǔ)多選擇四周設(shè)孔，而條形基礎(chǔ)則多選擇兩側(cè)設(shè)孔，各孔之間的間距需要結(jié)合地基基礎(chǔ)的加固情況而定。②鉆孔。通常在施工過程中使用鉆頭直徑為60～80mm 的設(shè)備進(jìn)行打孔，之后進(jìn)行相應(yīng)的加固處理。③埋管。先在孔洞中填充顆粒直徑約為30mm 左右的小石子至灌漿管下端的標(biāo)高位置處，之后插入直徑為20mm的鋼管，再向鋼管外圍填充顆粒直徑不超過10mm 的砂礫石，填充厚度大約為25cm，之后使用灰土分層壓實(shí)直至高度達(dá)到地表。④灌漿。將堿液溫度加熱超過95℃，之后按照1～3L/min 的流速注入，灌漿濃度通?？刂圃?0～120g/L 范圍內(nèi)。

4.4 打樁法

4.4.1 CFG 法

經(jīng)過CFG 法處理的地基基礎(chǔ)實(shí)質(zhì)上屬于一種包含水泥、碎石和粉煤灰等多種成分的強(qiáng)度較高的樁基礎(chǔ)，而承載建筑整體載荷的部分往往是地基基礎(chǔ)和樁頂之間的褥墊層，最終形成了以樁體、樁間土層和褥墊層為主體的復(fù)合地基。CFG 法在工程實(shí)踐中通常多用于粉土、砂土和黏性土等填充地基的處理中。對淤泥土質(zhì)而言，應(yīng)當(dāng)結(jié)合施工現(xiàn)場勘察情況確定該方法是否可行。對可液化地基而言，可以選擇碎石樁或CFG樁型的復(fù)合地基，進(jìn)而降低地基土層出現(xiàn)液化的概率，提升地基的承載力。泵房在建設(shè)中因表層土質(zhì)為黃土狀粉質(zhì)黏土，天然地基承載力fak=140kPa，不符合建筑承載力要求，最終在考慮經(jīng)濟(jì)性和快捷性的前提下選擇CFG 樁復(fù)合地基，并使其承載力超過230kPa。復(fù)合地基因CFG 樁中摻入了一定量的粉煤灰，其受力狀況和變形程度與混凝土樁有一定的相似之處，因此具有承載力強(qiáng)、穩(wěn)定性高、施工效率高等優(yōu)勢，加之建設(shè)成本低廉，因此在建筑項(xiàng)目中有著較高的普及度。

4.4.2 DGMI 法

DGMI 法是建筑行業(yè)中非常常見的一種用于軟土地基深層加固處理的技術(shù)。隨著這些年我國工程建設(shè)實(shí)力的增強(qiáng)，粉噴樁技術(shù)在工程實(shí)踐中的運(yùn)用越來越普及，并已經(jīng)成功應(yīng)用在公路、市政和民宅等領(lǐng)域，主要是用于完成這些建設(shè)項(xiàng)目中的松軟地基處理和坑壁支護(hù)等工作，加固的深度最大可達(dá)到18m。該方法是將粉粒狀的水泥和石灰粉等加固材料攪拌融合后注入松軟地基中，之后進(jìn)行充分?jǐn)嚢瑁沟鼗翆优c加固材料發(fā)生黏結(jié)，進(jìn)而增加地基土層的強(qiáng)度和硬度?，F(xiàn)階段工程實(shí)踐中使用最為頻繁的加固材料仍是水泥，使用DGMI 法能夠有效增加松軟地基土層的強(qiáng)度，避免建筑沉降，對保證工程質(zhì)量和施工安全至關(guān)重要。

5 不良地基基礎(chǔ)處理方法

5.1 濕陷性黃土地基

濕陷性黃土通常按照其厚度大小可以分成兩類。當(dāng)其厚度較小時(shí)，可以選擇使用一種處理方法，如換填法，即將地基中的濕陷性黃土全部挖出，并用砂石或碎石等具有一定硬度的材料進(jìn)行充填，進(jìn)而提升地基的強(qiáng)度；若地基承載力較低，可以選擇使用CFG 樁處理方法。若黃土厚度較大，此時(shí)的地基處理則相對復(fù)雜，需要在完成土層預(yù)處理的基礎(chǔ)上進(jìn)行樁基礎(chǔ)施工。在樁基礎(chǔ)施工時(shí)，需結(jié)合建筑載荷情況選擇合適的處理方法，載荷較小的情況下選擇CFG 樁復(fù)合型，而載荷較大的情況下選擇鋼筋混凝土灌注樁。處理方法的選擇與建筑類型、結(jié)構(gòu)和載荷等因素都相關(guān)，但一定要確保地基基礎(chǔ)的絕對安全。

5.2 松軟地基

軟土地基是建筑施工過程中極易遇到的一種地基，而解決這類不良地基的方法也有很多種，包括置換法和壓實(shí)法等。若軟土地基面積較小，且車輛輸送條件便利，此時(shí)可以選擇置換法進(jìn)行處理。同時(shí)，可以結(jié)合松軟地基的特點(diǎn)選擇壓實(shí)法對地基進(jìn)行壓實(shí)處理，這樣能夠?qū)⑼翆又械乃殖浞謹(jǐn)D壓出來，實(shí)現(xiàn)土層內(nèi)部顆粒的重構(gòu)，進(jìn)而滿足建筑施工標(biāo)準(zhǔn)。此外，對這類地基還可以使用水泥攪拌樁的方法進(jìn)行處理，進(jìn)而提高地基的強(qiáng)度。該方法是先將水泥注入地基中，在反應(yīng)一段時(shí)間后，形成強(qiáng)度和硬度更高的水泥加固土。該方法不僅能夠有效提升軟土地基的強(qiáng)度和硬度，而且還具有較強(qiáng)的變形能力，在此過程中，施工人員必須密切關(guān)注操作進(jìn)程，防止出現(xiàn)泥漿中斷的情況，以增加成樁的成功率。

5.3 膨脹土地基

對建筑施工中遇到的膨脹土地基而言，在處理時(shí)要綜合考慮勘察情況和施工特點(diǎn)等要素。若膨脹土在地基土層的上層且厚度符合地基基礎(chǔ)要求，此時(shí)應(yīng)當(dāng)在非膨脹土層上進(jìn)行地基基礎(chǔ)的施工；若膨脹土在地基土層的中上部且厚度不符合地基基礎(chǔ)要求，此時(shí)應(yīng)當(dāng)選擇淺埋基礎(chǔ)的方法。與此同時(shí)，施工方要結(jié)合地基處理情況，對建筑結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)優(yōu)化，進(jìn)而使其受膨脹土地基的影響降到最小，確保建筑工程的整體質(zhì)量。

6 結(jié)論

由此可見，地基基礎(chǔ)處理已經(jīng)成為影響建筑工程質(zhì)量和施工安全的最為突出的一個(gè)因素，施工方必須將地基基礎(chǔ)處理這個(gè)問題擺在工程建設(shè)的首要位置，才能保證工程建設(shè)的安全性和可靠性。施工方要結(jié)合施工區(qū)地質(zhì)條件、施工技術(shù)和機(jī)械設(shè)備等要素，選擇合適的地基基礎(chǔ)處理技術(shù)，不僅讓地基基礎(chǔ)的強(qiáng)度得到增加，而且還讓建筑整體質(zhì)量得到保證。