试论建筑工程地基处理技术
2015-07-13
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引言：随着我国建设事业的发展，新建工程越来越多地遇到不良地基。而上部结构荷载日益增大，变形要求更严，相应地对地基要求也越高，因此地基处理的要求也就越来越迫切和广泛。任何一项建筑物或构筑物必然座落在地基之上。地基的稳定性、承载能力和变形特性，对位于其上的建筑物的安全和正常使用至关重要。地基处理就是按照上部结构对地基的要求，对地基进行必要的加固或改良，提高地基土承载力，保证地基稳定，减少房屋的沉降或不均匀沉降，消除湿陷性黄土的湿陷性及提高抗液化能力等。常见的地基处理有换填地基、夯实地基、挤密地基、高压喷射注浆地基、预压地基、土工合成材料地基等方法。
一、房建地基的三个问题
房建的地基问题可能是由很多因素导致的，可以大致分为以下三类：
（1）强度及稳定性问题。地基的强度问题直接决定了房建的质量好坏，当地基的抗剪强度不足以支撑上部结构的自重及外荷载时，地基就会产生局部或整体剪切破坏。
（2）压缩及不均匀沉降问题。房建不可避免的问题是沉降问题，这一直是专家学者研究的课题之一。当地基在上部结构的自重及外荷载作用下产生过大变形时，会影响建筑物的正常使用，特别是超过规范所容许的不均匀沉降时，结构可能会开裂。
（3）由于动荷载引起的地基问题。当遇到不可避免的因素，例如地震或爆破等时，这种动载荷动力会引起地基土、特别是饱和无黏性土的液化、失稳和震陷等。
在进行地基处理设计时，要考虑基础与地基的共同作用。为了增强建筑物对地基不均匀变形的适应能力，可以采用不同的处理方法来加强地基的强度和刚度。
二：常用的地基处理方法有以下几种：
1、遇到浅层较软弱的地基以及不均匀地基时选用换填垫层法，这种方法可以提高地基承载力，减少沉降量，加速软弱土层的排水固结，从而防止冻胀和消除膨胀土的胀缩。
2、遇到低饱和度的粉土、湿陷性黄土等地基时选择强夯法，强夯法可以改善土体抵抗振动液化的能力与消除土的湿陷性。
3、遇到挤密松散砂土、粉土、杂填土等地基，甚至是液化地基时，可以选择砂石桩法来提高地基的承载力及降低压缩性。
4、遇到淤泥质土和冲填土等饱和黏性土地基时，可以采用预压法来解决地基的沉降及稳定问题。
5、遇到淤泥和人工填土以及碎石土地基，尤其是含有比较多的大粒径块石时，可以采用高压喷射注浆法。高压旋喷桩的处理深度已经超过30m，但是当地基含有大量植物根茎以及有机质比较高时，应当根据现场的试验结果来确定其适用性。对于地下水流速过快及喷射浆液无法在注浆套管的周围凝固等情况时不宜采用。
6、处理砂土和粉质黏土、素填土和杂填土等地基时，可以选择振冲置换法。振冲置换法是利用一种产生水平向振动的管状设备在高压水流下边振边冲，在软弱黏性土地基中成孔，再在孔内分批填入碎石等坚硬材料制成一根根桩体，桩体与原来的黏性土构成所谓的复合地基。
三：换填地基的操作施工技能技巧
在房屋建造工程工作作业的进程里，针对那些土地质地稍为柔软、没办法负载主体架构的工作作业的地基，可以采用换填地基的工作作业的技能技巧来做相关的处理。这种处理技巧，重点是把工作作业地基里的柔软土质掘出一定的分量，但会在工作的层面里填上压缩性很好、硬度很大、没有含有侵蚀性成分的灰土、煤矿煤渣、颗粒大的沙石、卵石等等原料，最终开展压实的工序，用这样的方法来替换不合格的地基土质，变为稳定、适合施工要求的持力层，确保房屋建造主体的工作作业的安全性、质素的安全可靠性。当前，我们国家的换填地基的施工技能技巧重点是依据填埋原料的各自相异的特性来进行划分。
1、夯实地基
常见的夯实地基处理方法包括重锤夯实地基和强夯地基。重锤夯实是利用起重机械将夯锤提升到一定高度，然后自由下落，重复夯击基土表面，使地基表面形成一层比较密实的硬壳层，从而使地基得到加固。适于地下水位0.8m以上、稍湿的黏性土、砂土、饱和度不大于60的湿陷性黄土、杂填土以及分层填土地基的加固处理。强夯法是用起重机械将大吨位夯锤起吊到6至30米高度后，自用下落，给地基土以强大的冲击能量夯击，使土中出现冲击波和很大的冲击应力，迫使土层孔隙压缩，土体局部液化，在夯击点周围产生裂隙，形成良好的排水通道，孔隙水和气体溢出，使土料重新排列，经时效压密达到固结，从而提高地基承载力，是我国目前最常用和最经济的深层地基处理方法之一。
2、挤密桩地基
常见的挤密桩地基处理方法包括灰土桩地基、砂石桩地基、水泥粉煤灰碎石桩地基、夯实水泥土复合地基等。灰土挤密桩是利用锤击将钢管打入土中侧向挤密成孔，将管拔出后在桩孔中分层回填灰土夯实而成，与桩间土共同组成复合地基以及承受上部荷载。砂桩和砂石桩统称砂石桩，是指用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后，再将砂或砂石挤压入土孔中，形成大直径的砂或砂石所构成的密实桩体，它是处理软弱地基的一种常用方法。适用于挤密松散砂土、素填土和杂填土等地基，对建在饱和黏性土地基上主要不以变形控制的工程，也可采用砂石桩作为换处理。
3、压实地基工作作业技术
当前，在建造项目的工作作业进程里，比较常用的压实地基施工方式可以分成强压、重锤两类技术。针对地下水位高于80厘米，饱满度在60往下的粘湿性黄土、较湿的砂土和粘质土等劣质地基的施工，能够采取强夯工作作业技术，其关键是运用巨型的起重器械，依据工程的相关需求和地基土质的特性把夯锤升高到一定的高空中，经过不断地自由降落，连续打击土地表层，用此紧密劣质地基的外层面，达到稳固的成效。强夯地基工作作业技术，乃是当前我们国家地基作业技能里最是常用、节约的一个路径，它关键是应用巨型起重器械，把重量巨大的夯锤升高到空中，经过自由降落程序，直接撞击地基土层，经过高强度的撞击力度，紧密土地内里的缝隙，让地基的部分土地发生液化，并且施工面的周围领域亦会出现缝隙，可把它当作排水道，除却土体内里的空气、缝隙水，进而再一次安排土体，以此达成处理地基的硬度、负载能力。
4、旋喷注浆桩地基
旋喷注浆也称旋喷桩，是近年发展起来的一项软地基加固、防渗堵水新技术。因其施工方法简便，所需设备一般地质探矿队大部分都有，只需少量加工和采购即可配套，因此，是一种成本低，经济效益高的施工方法。旋喷注浆法是将带有特别喷咀的注浆管，钻入土层预定深度或置于预先钻成的钻孔底部，在缓慢旋转和彪升注浆管的过程中送入高压浆液，使其以喷嘴中喷出，形成不断旋转和升高的高速喷射流，强力冲击破坏土体，使浆液与破碎的土块混合，最后形成圆柱状固结体（旋喷桩），从而达到地基加固和防渗堵水之目的。
5、注浆地基
常见的注浆地基包括水泥注浆地基和硅化注浆地基两种。水泥注浆地基是将水泥浆，通过压浆泵、灌浆管均匀地注入土体中，以填充、渗透和挤密等方式，驱走岩石裂缝中或土颗粒间的水分和气体，并填充其位置，硬化后将岩土胶结成一个整体，形成一个强大、压缩性低、抗渗性高和稳定性良好的新的岩土体，从而使地基得到加固。硅化注浆地基是利用硅酸钠为主剂的混合溶液，通过注浆管均匀地注入底层，浆液赶走土粒间或岩土裂隙中的水分和空气，并将岩土胶结成以整体，形成强度较大、防水性能好的结石体，从而使地基得到加强。
结语：
随着建筑物向高层大型化的发展，地基的处理也显得越来越重要。地基处理工程的设计和施工质量直接关系到建筑物的安全，如果处理不当，往往会发生工程事故，且事后补救往往比较困难。因此，对地基的处理要求实行严格的质量控制和验收制度，以确保工程质量。
参考文献：
[1]姚谨英.《建筑工程施工技术》.中国建筑工业出版社.
[2]张厚先，王志清；主编：建筑施工技术[M].机械工业出版社，2007年6月出版.
[3]俞宾辉；编建筑土建工程施工质量验收实用手册[M].山东科学技术出版社，2003年出版.
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