地基处理技术在工程中的应用

 

　　1.1地基处理的定义 

 

　　地基处理有着多种定义，其一是对建筑物和设备的基础下的受力层进行提高其强度和稳定性的强化处理。其二是改善或加固地基的天然状态，使之符合工程要求的技术措施。还有一种解释，根据青冶工程（QYTC）技术人员的经验，地基处理一般是指用于改善支承建筑物的地基（土或岩石）的承载能力或抗渗能力所采取的工程技术措施。 

 

　　1.2地基处理的分类 

 

　　地基处理主要分为基础工程措施和岩土加固措施这两类。基础工程措施，不需要改变地基的工程性质，只需对地基工程做基础施工措施；岩石加固措施，需要对地基的土和岩石进行加固，以改善其工程性质。

 

　　选定了适当的基础形式,不需要改变地基的工程性质就可满足要求的地基称之为天然地基；如果是已进行加固后的地基便称为人工地基。地基处理工程的设计和施工质量对建筑物的安全有着直接关系，要是地基处理不当，往往会发生工程事故，并且事后的补救措施都是比较困难。因此，确保地基处理工程质量是相当重要的，这就要求工程管理人员要对地基处理要求实行严格的质量控制和验收制度。 

 

　　1.3地基加固方法如下： 

 

　　1.3.1置换法 

 

　　将建筑物基础地面以下一定范围内的软弱土层挖除，置换以良好的无侵蚀性及低压缩性的散粒材料（土、砂、碎石）或与建筑物相同的材料，然后压实或夯实。一般闸基用砂或碎石置换，称砂垫层或碎石垫层。 

 

　　1.3.2强夯法 

 

　　强夯法指是指用重锤从一定高度下落夯击土层使地基迅速固结的方法，其目的是增强软弱基地的承受能力。固结法跟强夯法是一样的，施工人员利用起吊设备，将20吨重左右的重锤也同样提升到20米左右的高度使其自由下落，依靠强大的夯击能和冲击波作用夯实土层。强夯法主要用于砂性土、非饱和粘性土与杂填土地基。对一些非饱和的粘性土地基，一般采用连续夯击或分遍间歇夯击的方法，并根据工程需要通过现场试验以确定夯实次数和有效夯实深度。 

 

　　1.3.3排水法 

　　排水法是采取相应措施使软地基表层或内部形成水平或垂直排水通道，然后在土壤自重或外界荷载作用下，土壤中的水分迅速排出，使土壤固结。 如排水井法： 

 

　　在地基内按一定的间距打孔，孔内灌注透水性良好的砂，缩短排水路径，并在上部施加预压荷载的处理方法。它可加速地基固结和强度增长，提高地基稳定性，并使基础沉降提前完成。 

 

　　1.3.4振冲法 

 

　　振冲法是指使用振冲器加固地基，在砂土中加水振动使砂土密实。适合使用振冲法的土质有：粘性土、砂性土、淤泥质粘性土等。处理粘性土地基时，只能用振冲置换法，也就是通过置换填料来达到要求的密实度。而处理砂性土地基时，是利用振冲时孔内砂土坍陷而下沉方法挤密，常称作振冲挤密法，相对密度可达70～80%以上，有的甚至可达92～95%，但还需要填入当地砂土。 

 

　　1.3.5 灌浆 

 

　　利用灌浆泵或浆液自重，经钻孔把浆液压送到岩石、砂砾石层、混凝土或土体的裂隙、接缝或空洞内的过程称为灌浆。借助于压力把浆灌浆液压送到建筑物地基的裂隙、断层破碎带或建筑物本身的接缝、裂缝中的工程。通过灌浆可以提高被灌地层或建筑物的抗渗性和整体性，改善地基条件，保证建筑物安全运行。 

 

 

　　2.1地基处理的设计 

 

　　2.1.1地基处理设计是建筑工程设计工作的重要内容 

 

　　地基基础承受着建筑结构的各种作用，是保证建筑物安全性、可靠性的基础。并且，工程建筑物的基础造价一般情况下能占到建筑工程造价的百分之二十左右，对基础设计进行合理的经济预算，是工程造价成本控制的关键之一。 

 

　　地基处理设计时，应考虑上部结构以及基础和地基的共同作用，为了增加建筑物对地基不均匀变形的适应能力，必要时还应采取有效措施，加强上部结构的刚度和强度。对已选定的地基处理方法，应按建筑物地基基础设计等级，选择代表性场地进行相应的现场试验，并进行必要的测试，以检验设计参数和加固效果，同时为施工质量检验提供相关依据。 

 

　　2.1.2地基基础设计，必须坚持因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源的原则 

 

　　根据工程勘察资料，综合考虑结构类型、材料情况与施工条件等因素，精心设计。对于湿陷性黄土、多年冻土、膨胀土以及在地震和机械振动荷载作用下的地基基础设计，应符合现行有关标准、规范的规定。当基础处于侵蚀性环境或受温度影响时，应符合国家现行的有关强制性规范的规定，采取相应的防护措施。在软弱地基和严重不均匀土层上，宜采取措施，加强基础的整体性和竖向刚度。尽可能采用天然地基，如地基较差，通过经济比较，天然地基造价较高时，可采用桩基或其他人工基础。 

 

　　2.1.3地基基础设计选型时应考虑的因素有以下几点： 

 

　　工程地质水文地质条件；上部结构类型和荷载情况，假如地基有足够的承受能力，那么基础分布方式可与竖向结构分布方式相同。但由于有时土或荷载的条件，需要采用满铺的伐形基础；建筑安全等级、体型和使用要求，当建筑物的高度只有几层时，墙下地形基础和柱下的方形基础结合使用，就足以把荷载传给地基；建筑结构单元的划分；邻近建筑基础和地下设施情况及其相对关系；地下室的设置及防水要求；材料供应和地方材料；施工水平和设备；工期及造价；抗震设防及其他特殊情况。 

 

　　2.2地基处理方法 

 

　　2.2.1地基处理的优劣，关系到整个工程的质量 

 

　　合理的地基处理、上部结构设计，可以减轻和消除地基对上部建筑物的不利影响。目前，经常使用的地基处理方法有换填垫层法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、预压法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法、柱锤冲扩桩法、单液硅化法和碱液法等。 

 

　　2.2.2地基处理方案的步骤 

 

　　首先，大量搜集各方面的工程资料、地质条件及地基基础的设计材料。

 

　　其次，根据建筑工程的结构类型、承受限度以及使用要求，并结合周边环境及邻近建筑物地形特点、土质特征、地下水文特征等因素，初步选定可供考虑的地基处理方案。同时，还应考虑地基与上部结构的相互作用。 然后对初步选定的各种地基处理方案，分别从处理效果、材料来源及消耗、机具条件、施工进度、环境影响等方面进行仔细的技术经济分析和对比，根据安全可靠，施工方便，经济原则，符合自己的实际情况，按照最佳的加工方法。要特别注意的是，每一种处理方法都有一定的适用范围、局限性和优缺点，而不是万最后，因为地基土层的性质复杂多变，所以在确定地基处理方案时，工程技术人员要有过硬的技术操作能力，重大工程的设计更要请专家参加。就目前一些重大的工程案例来说，由于设计部门的工作人员缺乏经验以及过分保守，加上工程技术人员技术不过关，给工程带来严重损失。 

 

　　2.2.3地基处理的维护 

 

　　经过地基处理后，应在施工期间进行沉降观测，必要时应在使用期间继续观测，用以评价地基加固效果和作为使用维护依据。 

 

 

　　地基存在的问题往往相互关联的，因此，除土质条件外，不同的构造物对地基的要求各不相同。单一的处理方法，由于受工期、资金等多方面限制，往往难以解决问题，如饱和软粘土为软弱土层，其作地基的主要障碍是含水量大（呈饱和状态），因此沉降量大、承载力低、强度和稳定性差。要使其固结并具有足够的承载力，一般情况下难以办到，若单一采用堆载预压来提高承载力，则短期内难见成效；若采用复合的方法，综合发挥几种方法的各自优势，问题就不难解决。 

 

　　地基处理技术是整个工程是否成功的关键。正确的地基处理、上部结构设计，可以减轻和消除软弱地基对上部建筑物的不利影响。在建筑物施工中会遇到各种软弱不良的地基，这种地基天然含水量过大，承载能力低，在荷载作用下容易产生滑动或固结沉降，以致造成建筑物的不稳性。如何采用合理的方法进行地基处理，满足设计和使用要求，这是地基基础工程中的关键性问题，工程技术人员要认真总结经验，掌握好建筑地基处理技术，保障建筑工程施工的正常与安全。 

 

 

　　[1] 地基处理和基础设计.2012施工组织设计大全[新版]2012. 

　　[2] 李庆廖翔.浅谈软弱基地处理方法.理工科论文。2011.1.16. 

　　[3] 康旭元.地基处理技术的发展与现状.《山西建筑》.2005.01. 

　　[4] 张永均.建筑地基处理技术规范.《施工技术》2003.01.能的。 

 

　　再次，根据建筑物的重要性和复杂性在相适应的场合进行测试和试验建设，以及必要的测试检查、数据计算和试验效果。如果不满足设计要求，应找出原因修改措施，以满足设计要求的目的。