1、1地基处理方案的合理选用【摘要】本文通过对地基处理的目的、方法和使用范围进行分析，结合相关的实践经验，提出了地基处理的合理方案选用，有一定的理论参考价值。 【关键词】地基处理；目的；方法；使用范围 中图分类号：TU47 文献标识码：A 文章编号： 一、前言 由于地基土层分布、土的工程性质比较复杂，而且具有区域性，即使在同一区域地质情况也可能有很大差别。我国地域广阔，更增加了地基土的复杂性。在工程建设中，土木工程师遇到越来越多的地基问题。地基处理恰当与否，关系到整个工程质量、投资和进度，其重要性已越来越多的被人们所认识。地基处理是否恰当，不仅影响建筑物的安全和使用，而且对建设速度、工程造价有相当
2、的影响。不少时候甚至成为工程建设中的关键问题。 二、地基处理的问题分析 1稳定与强度问题：地基在支撑上部结构的荷载及自重方面缺乏必需的抗剪强度； 2变形的问题：地基因为上部结构产生的自重以及外界的荷载作用，所以出现了比较大的变形进而对正常使用的建筑物引起了沉降不均匀问题致使结构发生开裂； 23渗漏问题：地基中运动的地下水引发的一系列问题： 4液化问题：地基因为动力荷载例如机械与地震等共同作用下，造成了松散沙土饱和出现了液化现象，致使土体没有了抗剪强度，进而引起了地基塌陷与失稳。 三、地基处理的目的 地基处理的目的是采用各种地基处理方法以改善地基条件，包括以下五个方面的内容： 1改善剪切特性 地
3、基的剪切破坏表现在建筑物的地基承载力不够：使结构失稳或土方开挖时边坡失稳：使临近地基产生隆起或基坑开挖时坑底隆起，因此，为了防止剪切破坏，就需要采取增加地基土抗剪强度的措施 2改善压缩特性 地基的高压缩性表现在建筑物的沉降和差异沉降大，因此需要采取措施提高地基土的压缩模量。 3改善透水特性 地基的透水性表现在堤坝、房屋等基础产生的地基渗漏：基坑开挖过程中产生流沙和管涌，因此，需要研究和采取使地基土变成不透水或减少其水压力的措施。 4改善动力特性 地基的动力特性表现在地震时粉土、砂土将会产生液化：由于交通荷载或打桩等原因，使邻近地基产生振动下沉，因此，需要研究和采取使地基土不液化，并改善振动特性
4、以提高地基抗震性能的措施。 35改善特殊土不良地基的特性 主要是指消除或减少黄土的湿陷性和膨胀土的胀缩性等地基处理的措施。 四、地基处理方法和使用范围 地基处理方法按加固原理共分八大类：置换、排水固结、灌入固化物、振密或挤密、加筋、冷热处理、托换、纠倾等。其中工程中常用的有置换、灌入固化物、振密或挤密、加筋；托换、纠倾等方法主要用于工程改造，排水固结、冷热处理在已往工程中很少使用。 1.置换 置换是用物理力学性质较好的岩土材料置换天然地基中部分或全部软弱土或不良土，形成双层或复合地基，主要包括换土垫层法、褥垫层法、振冲碎石桩法、强夯置换法、砂石桩置换法、石灰桩法等。换土垫层法是将基础底面以下一
5、定范围内的软弱土层挖去，以质地坚硬、强度较高、性能稳定的材料如碎石、砂、灰土等分层填充，同时以人工或机械方法压实，形成双层地基，垫层能有效扩散基底压力，提高承载力，减少沉降。此方法适用于各种土层的浅层处理，如内蒙神华焦化工程，工程地质情况良好，仅基础持力层不满足承载力要求，有良好的下卧层且埋深较浅，碎石取材方便且价格便宜，故采用碎石垫层换填法，即经济且施工速度快；而同是内蒙的呼市煤气公司焦化工程地质情况与此类似，但由于当地换填材料如碎石等价格偏高，换填深度超过 1 米则比强夯费用高，故最终与甲方沟通后决定采用强夯方案(按分类应为震密或挤密类)；强夯置换法是边填碎石或其他材料边强夯，在土中形成碎
6、石墩体，4由碎石墩、墩间土以及碎石垫层形成复合地基，提高承载力，减少沉降，同时改善了排水条件，有利于软土的固结。此方法适用于粉土和粉质粘土、杂填土、素填土等土层。 如安徽铜陵焦化工程建于山区，场地内由于整平的缘故存在大面积的人工回填区，回填未按要求做导致回填质量较差，本来用强夯法即可，可由于回填土含水量大，加之时值雨季，试夯时产生橡皮土现象，若采用钢筋混凝土灌注桩方案，由于良好的持力层（第六层）离基底较深，普遍桩长 25 米左右，且上部回填土还有可能产生负摩擦，工程费用是强夯的好几倍，故最终采用强夯置换法+振动沉管碎石桩，振动沉管碎石桩主要加固回填土，还可以同时起到排水固结的作用，避免产生橡皮
7、土，而强夯置换加固地基。此方法亦比灌注桩节约甚多。 2.灌入固化物 灌入固化物是向土体中灌入或拌入水泥、石灰或其他化学固化浆材在地基中形成增强体，以达到地基处理目的，主要包括深层搅拌法、高压喷射注浆法、夯实水泥土法等。深层搅拌法是利用深层搅拌机械将水泥或石灰(通过计算并实验获得)和地基土原位搅拌形成圆柱状，并按照一定间距布置，使搅拌桩与桩间土共同作用。和平苑住宅楼工程，此工程有高层及多层楼，地基承载力较低，不能满足上部荷载的要求，设计时采用钢筋混凝土灌注桩和水泥土深层搅拌桩相结合的方案，承载力要求高的高层建筑采用钢筋混凝土灌注桩，而多层楼则采用水泥土深层搅拌桩就能满足要求。 实践证明此混合处理
8、方案相对经济合理；另湖北黄石冶钢焦化工程5采用的是高压喷射注浆法，此工程属于改造工程，此前为顶装煤，后甲方要求改为捣固侧装，要求利用已施工的原顶装煤塔基础，由于对地基承载力要求不同（原顶装设计要求 250KPa 现捣固煤塔设计要求 300KPa） ，原实际地质情况不能满足新的设计要求，在利用原煤塔基础的情况下只能加固地基，最终决定采用的是高压喷射注浆法，在原煤塔基础阀板上隔 1 米钻一 80 小洞，伸入注浆管高压旋喷水泥浆，此法对原结构几乎没有伤害，加固结果也满足设计要求，受到了甲方的好评。 3.振密、挤密 振密、挤密是采用振动或挤密的方法使未饱和土密实以达到地基处理目的，主要包括表层原位压实
9、法、强夯法、挤密砂石桩法、土或灰土桩法、孔内夯扩桩法等。强夯法是利用夯锤由高处落下，能级一般 400吨米到 800 吨米，地基土在强夯的冲击力和振动力作用下密实，提高承载力减少沉降，适用土质比较多，碎石土、砂土、粉土、粘性土、湿陷性黄土、素填土等，此法施工简便，施工费用低廉且适用范围广，故应用较多，缺点是对周围已有建筑物影响较大，采取隔震措施(如挖隔震沟)有时也无济于事，使其使用上受到了一定的限制。土或灰土桩是利用成孔时的侧向挤压作用，使桩间土得以挤密，桩孔内用素土或灰土分层密实，上部荷载由桩体与桩间土形成的复合地基共同承担，达到提高地基承载力的目的，用在湿陷性黄土同时还可消除湿陷性。 此法处
10、理厚度较大的湿陷性黄土或填土时有显著的技术经济效益，但由于有时上部结构对地基承载力要求较高时，此法难以达到，此时就要用到孔内夯扩桩法，所谓孔内夯扩桩法即通过钻孔或沉管成孔或柱锤6冲击成孔，填入碎石、灰土等分层夯击并夯扩桩体同时挤密桩间土形成复合地基，以提高地基承载力减少沉降。如陕西东岭焦化工程，地质情况为湿陷性黄土且承载力较低，现场不具备强夯条件，用挤密灰土桩地基承载力达不到设计要求，最终确定采用孔内夯扩灰土桩，先钻孔 400，孔内回填灰土，用夯锤将桩径夯扩至 600，如此可将地基承载力提高到250KPa 以上，满足了设计要求。 加筋方法 在土层中埋设较大强度的拉筋、受力杆件等，进而提升地基承
11、载能力，有效减少地基沉降加筋法通常有下面几种施工方法： 锚固施工，在边坡或者是地基的土层、岩层的一端固定新型的受拉杆件，另一端连接结构物，通过锚固力承受来自于结构的各种推力，进而保证结构物自身的稳定性。 加筋土，在土层中埋置具有较强抗拉能力的拉筋，利用拉筋与颗粒之间出现的摩擦力形成一个统一整体，称其为加筋土。 树根桩法，在不同地基方向，将直径为 75 毫米到 125 毫米的细桩打入，可以是斜柱也可以是竖直桩，共同组成树根形状群以便对结构物形成支撑，或者用来挡土，其主要作用是对土坡进行稳定。 5.冷热处理方法 冷热处理方法利用对地基土的温度的改变进而改善土体中水的状态，最终对地基产生加固作用。冷
12、热处理方法主要包含烧结与冻结。 烧结法：在软弱粘土的钻孔中实施加热，利用焙烧方法使地基土附近水含量减小进而提升强度，降低压缩性。 7冻结法：经过人工进行冷却，将地基温度下降至孔隙水的冰点之下，并且使其发生冻结，进而出现了良好的承载能力与截水性。 五、结束语 综上所述，选用地基处理方法要力求做到安全适用、确保质量、经济合理、技术先进。由于工程地质和水文地质条件千变万化，各地施工机械条件、技术水平、经验累积、建筑材料品种、价格差异很大，选用地基处理方法一定要因地制宜。充分发挥地域优势，有效利用地方资源。在考虑地基处理方案时，应同时考虑上部结构、基础和地基的共同作用，决定选用地基处理方案或选用加强上部结构刚度和地基处理相结合的方案。否则不仅会造成不必要的浪费且可能带来不良后果。通常某一具体工程，在技术上可行的地基处理方案往往有几个。在确定某一方案前，应进行方案比较。一个工程内有可能是采用两种或两种以上的地基处理方法，要根据具体要求在不同的部位选用恰当的方法，同时还要注重施工的可行性。 参考文献： 1牛志荣.地基处理技术及工程应用M北京：中国建材工业出版社，2012 2周京华.地基处理合理方案的选用M成都：西南交通大学出版社，2010. 3唐业清.地基基础处理工程新进展M北京：铁道标准设计通讯编辑部，2011
