探究強透水地基的基礎處理方法

張家艮　馮進

【摘 要】 地基基礎是承載建筑物負荷的結構，處理地基基礎就是打造穩固的地基的問題。隨著城市建筑的日益密集，強透水軟質砂巖地基的問題在地基基礎處理過程中逐漸增多，且實際面臨的困難較為嚴峻。為了解決這一問題，本文從地基基礎處理的原理和方法著手，并對強透水地基基礎處理的方法問題進行探討，旨在為解決實踐中遇到的問題提供理論上的參考。

【關鍵詞】 強透水地基；基礎處理；原理和方法

地基基礎處理是為了改變土地性質所采取的人工方法，所謂改變土地性質就是指提高地基土的承載力或改變土的滲透性質或變形性質。地基必須能夠牢固而穩定地承擔建筑物的負荷，然而我國的地質條件由于地域的差異所以變化性很大，因此不同的地基基礎處理方法在實踐應用時也會有所差異。下面就強透水地基基礎處理這個問題進行探討。

常用的強透水地基基礎處理方法有：換土墊層法、深層密實法、加筋法和熱學法以及膠結法等等。其中最主要的有換土墊層法中的重錘夯實法和強夯擠淤法、深層密實法中的強夯法和擠密法、加筋法中的土工合成材料和砂石樁、熱學法中的凍結法、膠結法中的高壓噴射注漿法等等。以下將對這幾方面分別進行探討。

一、換土墊層法

換土墊層法是指先將位于基礎下面的不良土挖除，然后把回填的材料夯實做成墊層，從而消除強透水地基的濕陷分量，減少其壓縮變形，提高地基的承載力。墊層法可分為局部墊層和整片墊層。墊層的設計主要包括墊層的厚度、寬度、夯實后的壓實系數和承載力設計值的確定等方面。其設計的原則是既要滿足建筑物對地基變形及穩定的要求，又要符合經濟合理的要求。 對于強透水地基主要有兩種適用方法：

（一）重錘夯實法

重錘夯實法是換土墊層法的其中一種，它可以幫助提高強透水軟質砂巖地基的承載力，消除該地基土的濕陷性和脹縮性并改善土的抗液化性，適用于地下水位以上的砂土，對于強透水砂巖地基具有很好的改善作用。

（二）強夯擠淤法

采用強夯擠淤法可以加固地基，是將特定分量的重錘從特定高距給地基以沖擊和振動，從而達到增大土地密實度、提高地基承載力、消除土的沉降性等目的。它可以使土體發生一系列的物理變化，其作用是使限定內的地基強度提高、孔隙擠密。但其適用性需要通過現場實驗才能確定。

二、深層密實法

（一）強夯法

強夯法是指利用巨大的夯擊能是土體密實，以達到提高土地承載力、消除沉陷性的目的，這種方法可使強透水軟體砂層與周圍土體形成復合基礎，并且施工速度快，質量容易保證，強夯過的土質均勻，造價經濟，但不宜在鬧市區使用。

（二）擠密法

擠密樁法是是指利用擠密或振動使深層土密實，并在振動或擠密過程中，回填材料以形成土樁，并與樁間土一起組成復合基礎，從而提高地基承載力，減小沉降，消除或部分消除土的濕陷性或液化性，較適用于強透水軟質砂層。

三、加筋法

加筋法是指在建筑物基礎軟弱處在土基中加入特殊材料（金屬絲，土木材料等）。常見的種類有三種：土工合成材料、砂石樁和加筋土。這里我們要說的是前面兩種方法。

（一）土工合成材料

土工合成材料是一種新型的巖土工程材料，它以人工合成的聚合物為原料，制成各種類型的產品，置于土體內部、表面或各層土體之間，形成工復合土體，可承受抗拉、抗壓、抗剪和抗彎作用，用以提高地基承載力，減小沉降和增加地基穩定性，具有加強或保護土體的作用。

（二）砂石樁

砂石樁包括砂樁、砂石樁和碎石樁，常用于在強透水軟質地基上設置樁體，通過合成人工復合土體來提高地基承載力，減小沉降和增加地基穩定性，適用于砂性土，但需要經試驗證明施工有效時方可采用。

四、熱學法和膠結法

熱學法里面適用于強透水地基的方法主要是凍結法。所謂凍結法是指采用液態氮或二氧化碳膨脹的方法，或采用普通的機械制冷設備與一個封閉式液壓系統相連接，而使冷卻液在內流動，從而使軟質土進行凍結，以提高土的強度和降低土的壓縮性這種方法適用于各類地基土，特別是軟質土條件，是一種普遍而有效的施工措施。

膠結法中適用與強透水軟質地基的主要是高壓噴射注漿法。這種方法是通過鉆孔將帶有特殊噴嘴的注漿管置入到應處理土層的預定深度，然后將漿液以高壓沖切地基土。在噴射漿液的同時，以一定的速度旋轉提升，即形成水泥土圓柱體；若噴嘴提升而不旋轉，則形成墻狀固結體. 加固后可用以提高地基承載力，減小沉降，從而防止砂土液化、管涌和基坑隆起，形成防滲帷幕。

這種方法非常適用于處理砂土性地基，但是當土中含有較多的大粒徑塊石、堅硬粘性土、大量植物根系或有過多的有機質時，應根據現場試驗結果確定其適用程度。

五、其他方法

除以上方法之外，還有一些方法也適用于處理類似于強透水軟質砂巖這樣的巖基和砂土層，只是使用度稍低，例如灌漿法、加固法和預浸水法等。灌漿法是通過注入水泥漿液或化學漿液的措施，使土粒膠結，因此可以提高地基承載力，減小沉降，增加穩定性，從而可以防止滲漏。

加固法主要有排水加固法和化學加固法。排水固結法是在建筑物建造前對天然地基在場地上先行預壓，使土體中的孔隙水排出，逐漸固結，地基發生沉降，同時強度逐步提高的方法。而化學加固法在我國濕陷性黃土地區的地基處理方面應用得比較多，取得實踐經驗的化學加固法包括硅化加固法和堿液加固法，其加固機理如下所述：濕陷性黃土的硅化加固法的物理化學過程，一方面是由于硅酸鈉溶液的濃度不大、粘滯度很小，所以可以很順利地滲入黃土的孔隙中，另一方面是因為在溶液與土的相互凝結過程中，土具有凝結劑的作用。而堿液加固法是利用氫氧化鈉溶液來加固濕陷性黃土地基，這種方法在我國的使用始于20世紀60年代，其加固原則為：將氫氧化鈉溶液注入黃土后，它首先與土中具有可溶性和交換性的堿土金屬--陽離子產生置換反應，這種反應的結果是使土顆粒表面能夠生成堿土金屬氫氧化物。

預浸水法是指在修建建筑物前，預先對濕陷性黃土場地進行大面積浸水，使土體在飽和與重力的雙重作用下，發生濕陷從而產生壓密，這種方法可以消除全部黃土層的自重濕陷性和深部土層的外荷濕陷性。預浸水法一般適用于濕陷性黃土厚度大、濕陷性強烈的自重濕陷性黃土場地。另一方面，由于浸水時場地周圍的地表可能會下沉或者開裂，這容易造成“跑水”穿洞，會影響建筑物的安全性，所以相較而言在空曠的新建地區更為適用。

結論

隨著國家現代化技術的高速發展，時代對建筑人員提出了更高的技術水平方面的要求。因此，作為建設者應掌握并應用高效的技術成果，從而提高工程項目的技術水平和質量保證。此外，還要認識到任何一種理論和技術，都有一定的局限性。在具體應用時，切忌盲目套用。在應用前必須對其過程進行科學研究，保證該方法可以有效地發揮作用。

參考文獻

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