建筑工程中常用的處理地基的方法探討

【摘要】隨著我國經濟的蓬勃發展和人民生活水平的不斷提高，許多城市和農村都得到了進一步的建設和發展，特別是在大城市中一座座高樓大廈拔地而起，所以用來建造樓房的土地越來越少，尤其在許多比較發達的城市適合建造的土地都早已用完了。再加上城市人口不斷增加，人們購房的需求依然很高，所以我們不僅要在地質條件良好的場地從事建設，而且有時也不得不在地質條件較差的地方進行修建，以此來滿足人們住房的需求，同時帶動了城市和地區的進一步發展。每一座建筑物的荷載最終都是由地基來承擔，所以只有加固和處理好地基，才能保證建筑物的使用期限和發揮其性能。正如古人所說：“千里之行，始于足下”。由此可見，地基對于建筑物的重要性，如何才能使地基的承載能力更大，尤其在一些地下條件復雜的情況下進一步增加了施工的難度，同時也提高了對專業人員素質的要求。本文通過闡述一些處理地基的方法來提高地基的承載力，從而確保建筑物在使用過程中的安全性和耐久性

【關鍵詞】地基處理的目的；方法

一、地基處理的目的：

地基處理的目的就是通過一些方法來提高軟弱地基的強度，保證地基的穩定性；降低軟弱地基的壓縮，減少地基的不均勻沉降；防止地震時地基土的振動液化，消除區域性土的濕陷性、脹縮性和凍脹性。

二、地基處理的方法：

1.換土墊層法

換土墊層法就是將基礎底面處理范圍內的軟弱土層挖去，然后分層換填強度較大的砂、碎石、素土、煤渣、礦渣以及其他性能穩定、無侵害性等的材料，并夯實至一定要求的密實度為止。

換土墊層法可以有效地處理一些荷載較小的建筑物的地基問題。因此，常作為淺基礎的地基處理的方法之一。但值得注意的是：

（1）由于墊層所使用的材料不同，故其力學性能不相同。因此，在填入新的材料時應盡量將承載能力和力學性能相差較小的填在同一基礎內，以此來確保地基受力時的均勻性；

（2）用換土墊層法處理地基時，處理的地基深度不宜過淺也不應過深，因為墊層太淺時，墊層的作用效果不顯著；當墊層太厚時，基坑的開挖需要支護和放坡，這樣需要挖的土方量較大，從而增加了工程的費用。故其只適用于處理建筑物荷載較小的地基，一般處理深度為1m～3m；

（3）在開挖時。應該注意是否有地下水以及其深度，防止開挖過程中發生管涌現象，必要時需要采取措施來降低地下水位。

2.深層密實法：

深層密實法是指采用強夯、打樁、振實等施工方法，對松軟地基土進行振密和擠密，在實際的地基處理中，強夯法、擠密法、振動法較為常見。隨著目前建筑物的荷載不斷增大，這幾種方法是當今地基處理最常用的方法。

強夯法是一種將幾十噸的重錘，從幾十米的高處自由落下，對土進行強力夯實的方法，其原理是突然釋放能量，所產生的壓縮波能立即產生很大的超孔隙水壓力，降低了土的抗剪強度，接著剪切波使土體破壞，土粒發生移動，最終移動到一個新的、更為穩定的位置。

強夯法時應該注意的事項：

（1）土在夯實時，應該根據經驗或根據現場的試驗來確定土的最佳含水量，否 則土可能夯不實或土成橡膠土；

（2）在夯實前，應確定出夯實基點額間距、排列及夯實的遍數；

（3）在夯實的過程中，應該考慮夯實的間隔時間，對于砂土，可以連續夯實，對于粘性土，由于其排水效果很差，一般間隔約15—30天；

（4）當需要加固的地基深度較大時（>10m時），則每一次需要的能量較大，并且當土較軟時，每次起錘時較困難，此時不適合用該方法。

擠密法是以振動、沖擊或帶套管等方法成孔，然后向孔中填入砂、石或其他材料，再加以振實而成為直徑較大的樁體的方法。此法和樁基礎灌注樁的形成過程相似，但灌注樁灌注的材料通常是混凝土，另一種樁是預制樁，通過機械設備使其穿過軟弱層，最終打入到受力較大的持力層。

擠密法和打樁法的加固原理都是靠樁管或樁打入地基時對地基土的橫向擠壓作用，在擠壓作用下，土粒彼此移動，小顆粒填入到大顆粒的孔隙中，顆粒之間彼此緊靠，從而使孔隙密實，此時土的骨架作用也隨之增強，這樣樁和樁周圍土構成了復合地基，來共同承擔建筑物的荷載，從而提高了地基的承載能力。

擠密法和打樁法存在的缺點：

（1）打樁時，由于振動作用，可能會使樁周圍的土隆起；

（2）對于樁基礎，目前沒有一套完整的方法來確定樁距，所以，只能根據施工現場進行必要的試驗，從而確定和調整常用的施工參數等；

（3）強夯法和打樁法在施工過程中，會產生較大的振動和噪音，對周圍一定范圍內的居民生活產生一定的影響，因此，這種方法在城市人口密集的鬧市區會受到一定的限制。

3.排水固結法

在軟弱的地基中，事先在地基中設置沙井等豎向排水，然后利用建筑物本身的重量分級逐漸加載；或在建筑物建造前在場地先行加載預壓，使土體孔隙中的水排出，地基發生沉降，同時使土體的強度逐漸提高的方法，該法常用于解決軟黏土地基的沉降和穩定問題。如在我國沿海地區，在極其軟弱的地基上修建構筑物時，就是采用這種分期修建的方法，這也是我國勞動人民在軟弱地基上建造時積累的寶貴經驗。

堆載預壓法是排水固結中最常用的方法之一，它是指在地基中人工設置排水通道，使水在加載后迅速地排出。堆載預壓法的目的是增加土的排水量和提高土的承載力。為了達到此目的，常常在建筑場地提前對土采用堆載加壓，使地基發生沉降，從而使地基的強度大大提高。在實際工程中，有時為了縮短工期，也可以大于設計荷載，此時稱為超載預壓，但必須注意的是，任何時候預壓都不得使地基土發生破壞。

排水固結法時應該注意的事項：

（1）這種方法適用于處理厚度較大的軟土和沖填土地基，但對于厚度較大的泥炭土層不宜采用；

（2）采用砂井法時，需要加載、卸載和三、四個月以上的預壓期，如果砂井較深時，可能會出現井壁塌落，從而影響排水效果，故現在多使用塑料板。所以在施工之前要提前做好預壓工作，從而保證地基的承載力；

（3）預壓時，一般會需要大量的荷載，此時應充分利用當地的自然條件和資源來解決這一問題，否則使整個工程的造價增大，限制了該方法的使用。

三、地基處理之前應該做的工作有：

1.在地基處理之前，應該詳細勘察當地的地形、地基土的成層狀況。如：軟弱土層的厚度和分布范圍，地下水的深度等。在條件允許的情況下，可以在現場做一些原位試驗，從而能夠準確地掌握當地土的性質。

2.在地基處理時應充分考慮到所建建筑物和構筑物的結構類型、使用要求，可變荷載的大小，再結合該地區的土質情況和相鄰建筑物等因素，選擇一種合適的處理地基的方法，即盡量采取一些因地制宜的方法來處理地基。值得注意的是，每一種方法都有其局限性，所以，有時我們可以選取多種方法來加固地基。

3. 在地基處理施工中應充分考慮到對場地周圍環境的影響，如采用強夯法時，振動所產生的噪音對鄰近居民的生活產生較大的影響和干擾，如果被居民投訴，很可能會出現延長工期，從而影響整個工程的造價和工期。

4. 在地基處理施工前、施工中和施工后，都要隨時對被加固和處理過的地基和周圍的建筑物進行現場的檢測，以便及時地了解地基加固的效果，同時確保周圍建筑物的安全。

參考文獻

[1]葉書麟、葉觀寶 編，《地基處理》，中國建筑工業出版社，2004年7月第二版；

[2]冶金工業部建筑研究總院 主編，《地基處理技術》第四冊，冶金工業出版社，1989年2月第一版；