談軟弱地基處理的方法及適用范圍

楊 紅 雙

(西山煤電集團(tuán)公司杜兒坪礦地面標(biāo)準(zhǔn)化辦公室，山西 太原 030022)

談軟弱地基處理的方法及適用范圍

楊 紅 雙

(西山煤電集團(tuán)公司杜兒坪礦地面標(biāo)準(zhǔn)化辦公室，山西 太原 030022)

介紹了地基處理的前提條件，對(duì)機(jī)械壓實(shí)法、強(qiáng)夯法、換填墊層法、預(yù)壓固結(jié)法、擠密法等幾種軟弱地基處理的方法進(jìn)行了闡述，分析了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)及適用范圍，以針對(duì)不同的地基類(lèi)型選擇合理的處理方法。

地基，強(qiáng)度，材料，壓實(shí)，安全

地基基礎(chǔ)是建筑物的根基，假如地基基礎(chǔ)不穩(wěn)固，會(huì)危及整個(gè)建筑物的安全。對(duì)于地基處理的成功與否，會(huì)影響到整個(gè)工程的造價(jià)、工期以及質(zhì)量等很多方面。地基處理的重要作用現(xiàn)已被越來(lái)越多的人所認(rèn)識(shí)并注意。我們國(guó)家在2002年頒布了《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》，其中要求地基處理要做到安全實(shí)用、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)領(lǐng)先、保證質(zhì)量。

假如地基存在以下四條問(wèn)題中的任一一類(lèi)時(shí)，則必須進(jìn)行地基處理，以確保工程安全：

1)地基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性問(wèn)題。2)地基的變形問(wèn)題。3)地基的滲漏與溶蝕問(wèn)題。4)地基振動(dòng)液化問(wèn)題。

本文主要是簡(jiǎn)要分析幾種地基處理方法。

1 機(jī)械壓實(shí)法

如果建筑地基土質(zhì)疏松，最簡(jiǎn)便的處理方法是將天然土壓實(shí)，該法不需要挖土、不需要填土、更不需要用水泥等材料，因此是最經(jīng)濟(jì)的一種處理方法。機(jī)械壓實(shí)法又分為分層碾壓法和振動(dòng)壓實(shí)法。

1)分層碾壓法。是用壓路機(jī)、推土機(jī)或羊足碾等機(jī)械，在需要壓實(shí)的場(chǎng)地上，按計(jì)劃與次序往復(fù)碾壓，分層鋪土，分層壓實(shí)。這種方法適用于地下水位以上，大面積回填壓實(shí)，也可用于含水率較低的素填土或雜填土地基處理。

2)振動(dòng)密實(shí)法。是用振動(dòng)機(jī)械松散地基，使土顆粒受到振動(dòng)后移動(dòng)至穩(wěn)固位置，減小土的孔隙而壓實(shí)。

2 強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法是利用巨錘的重量、在高落距處垂直下落，對(duì)地基加載巨大的沖擊能量，強(qiáng)行對(duì)地基進(jìn)行壓實(shí)的一種地基加固方法。因?yàn)檫@種方法施工簡(jiǎn)單、快速、經(jīng)濟(jì)，在我國(guó)發(fā)展十分迅速。強(qiáng)夯法大多數(shù)工程應(yīng)用動(dòng)力密實(shí)機(jī)理，最適合用于低飽和度狀態(tài)下的粘性土、粉土、濕陷性黃土和素填土，也適合用于孔隙相對(duì)寬并且相對(duì)疏松的碎石土、砂土以及一些可利用的建筑垃圾。強(qiáng)夯法的優(yōu)缺點(diǎn)十分明顯：

1)優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備需求簡(jiǎn)單、工藝相對(duì)方便、原理直觀易懂；應(yīng)用范圍非常廣泛，加固后的效果理想；需要的工作人員較少，施工進(jìn)度快；不消耗水泥、鋼材等建筑材料，因此所需費(fèi)用也較為低廉，在一般條件下可比樁基施工節(jié)省投資大約30%～70%。

2)缺點(diǎn)：振動(dòng)很大，產(chǎn)生的噪聲很高，在市區(qū)密集建筑區(qū)及居民區(qū)等區(qū)域一般不能采用；強(qiáng)夯法在理論上的支持也不成熟，在強(qiáng)夯參數(shù)方面只能依靠現(xiàn)場(chǎng)試夯才能最終確定；強(qiáng)夯施工過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)周邊建筑物產(chǎn)生的不利影響的研究還不到位。

3 換填墊層法

換填墊層法要求先要挖除地基底下的需要處理范圍內(nèi)的軟弱土，然后分層分步換填強(qiáng)度相對(duì)較大、壓縮性相對(duì)較小、性能相對(duì)穩(wěn)定的材料，一直壓實(shí)到設(shè)計(jì)所要求的密實(shí)度，才能成為地基的持力層。換填墊層法一般用于淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土地基的淺層處理。經(jīng)常用于低層建筑物的條形基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)、地坪、材料場(chǎng)地以及道路工程。采用此種方法對(duì)于施工來(lái)說(shuō)既經(jīng)濟(jì)又安全。

選用本法時(shí)，最理想也是應(yīng)用最廣的材料是卵石、碎石、礫石、粗中砂。也可選用素土、灰土和工業(yè)廢料。這就要求設(shè)計(jì)人員要考慮周?chē)h(huán)境，選取最經(jīng)濟(jì)的原料。

4 預(yù)壓固結(jié)法

預(yù)壓固結(jié)法是在建筑物建造前在所設(shè)計(jì)的場(chǎng)地上預(yù)先進(jìn)行荷載的加載，將土體中所含的孔隙水壓出后慢慢固結(jié)，此時(shí)地基產(chǎn)生沉降，同時(shí)地基的強(qiáng)度逐漸提高的一種辦法。通常用于處理一些又厚又深的淤泥、淤泥質(zhì)土以及沖填土等飽和的粘性土地基。預(yù)壓固結(jié)法分為較早的堆載預(yù)壓法和改進(jìn)的真空預(yù)壓法。

1)堆載預(yù)壓法。這是最早的預(yù)壓固結(jié)法，一般用砂石或填土；油罐通常用充水預(yù)壓；堤壩以自重分級(jí)加載預(yù)壓。

2)真空預(yù)壓法。因堆載需要大量土石材料外運(yùn)，工程造價(jià)較高，發(fā)明出利用大氣壓力代替實(shí)際土石壓力的一種方法。

預(yù)壓固結(jié)法從真空預(yù)壓法代替堆載預(yù)壓法，袋裝砂井代替砂井，直到今天的塑料排水管代替袋裝砂井，技術(shù)在進(jìn)一步的完善，投資和工期也在進(jìn)一步的減小。

5 擠密法

利用樁體材料因受力膨脹或自身物質(zhì)膨脹產(chǎn)生的力量把周?chē)耐馏w顆粒側(cè)向壓縮，排去孔隙中的空氣、水，縮小土顆粒距離而使地基密實(shí)的一種方法。可分為砂石樁擠密法和土樁擠密法。

1)砂石樁擠密法。疏松的砂土是一種單粒結(jié)構(gòu)，孔隙較大，顆粒的位置也很不穩(wěn)定，在振動(dòng)和靜力的作用下，土顆粒極易移至相對(duì)穩(wěn)定的位置，致使孔隙減小，地基密實(shí)。在粘性土地基中，主要是利用砂石樁本身的強(qiáng)度及其排水效果。這種方法常用在擠密松散沙土、素填土及雜填土等地基處理中。

2)土樁擠密法。利用機(jī)械成孔，將素土分層填入孔中，用機(jī)械壓實(shí)并擠密樁孔周?chē)耐痢＿@種方法適用于地下水位以上的濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基，深度宜為5 m～15 m，含水率w>23%及飽和度Sr>0.65時(shí)不宜選用此法。

6 振沖法

振動(dòng)水沖法簡(jiǎn)稱(chēng)為振沖法，這種方法利用松散砂土加水并振動(dòng)后密實(shí)度提高的原理，并摻入碎石塊來(lái)加固松軟地基的方法。可分為振沖密實(shí)法和振沖置換法。

1)振沖密實(shí)法。常用在處理疏散沙土和粉土等地基。2)振沖置換法。常用在處理排水抗剪強(qiáng)度不小于20 kPa的粘性土、粉土、飽和性黃土和人工填土等地基處理中。

7 化學(xué)加固法

上述六種地基加固處理方法，都是運(yùn)用各類(lèi)機(jī)具將土體加密，但并未改變?cè)鼗恋幕瘜W(xué)成分，都屬于物理加固法。化學(xué)加固法與以上六種不同，是利用各種機(jī)具將化學(xué)漿液灌入地基土中，并與地基土發(fā)生化學(xué)變化，膠結(jié)成新的堅(jiān)硬的物質(zhì)，從而提高地基強(qiáng)度，消除液化，減少沉降量。常用的有四種漿液：

1)水泥漿液。通常采用高標(biāo)號(hào)的硅酸鹽水泥。水泥漿液是一種沒(méi)有機(jī)素的漿液，制作材料較為充足，配置方法相對(duì)簡(jiǎn)單，而且價(jià)格不高并且不污染環(huán)境，目前是全世界最常用的一種漿液材料。

2)利用玻璃作為主要材料的漿液。水玻璃在酸性固化劑的作用下可以產(chǎn)生一種凝膠的物質(zhì)。用水玻璃作為主要材料的漿液也是一種沒(méi)有機(jī)素的漿液，無(wú)毒、價(jià)廉、可灌性好，也是目前常用的漿液。

3)以丙烯酰胺為主劑的漿液。以水溶液的狀態(tài)打入地基中，使?jié){液和土體產(chǎn)生聚合作用，形成一種有彈性并且不溶于水的聚合物。材料性能優(yōu)良，漿液粘度小，凝膠時(shí)間可準(zhǔn)確控制在幾秒至幾十分鐘內(nèi)，抗?jié)B性能好，抗壓強(qiáng)度低。但漿材中的丙凝對(duì)神經(jīng)系統(tǒng)有毒，且污染空氣和地下水，不建議選用此類(lèi)漿液。

4)以紙漿廢液為主的漿液。這種漿液屬于“三廢利用”，源廣價(jià)廉。但其中的鉻木素漿液毒性大，可污染地下水，也不建議選用此類(lèi)漿液。

8 托換技術(shù)

托換技術(shù)(基礎(chǔ)托換)是指解決原有建筑物的地基處理、基礎(chǔ)加固或改建問(wèn)題；解決在原有建筑物基礎(chǔ)下，修建地下工程以及在原有建筑物鄰近建造新工程而影響到原有工程等安全問(wèn)題的技術(shù)總稱(chēng)。可分為以下三類(lèi)：

1)補(bǔ)救性托換。已有建筑物的基礎(chǔ)因不符合要求，需加深或加寬的托換，稱(chēng)為補(bǔ)救性托換。古建筑基礎(chǔ)加固和多層房屋增層常用此法。

2)預(yù)防性托換。在舊城改造中常遇舊房旁挖深基坑建新樓，需將舊房基礎(chǔ)加深，稱(chēng)為預(yù)防性托換。在舊房基礎(chǔ)旁平行修筑較深的板抗墻、樹(shù)根樁或地下連續(xù)墻等，稱(chēng)為側(cè)向托換。

3)維持性托換。在新建工程基礎(chǔ)下，預(yù)先設(shè)置頂升的措施，以適應(yīng)今后地基沉降進(jìn)行調(diào)整的需要，稱(chēng)為維持性托換。如在軟粘土地基上建造油罐時(shí)，在環(huán)形基礎(chǔ)中預(yù)留可埋設(shè)千斤頂?shù)膬艨眨磳俅朔N托換。

以上就是筆者想要分析的幾種地基處理方法。方法很多，但是各有各的范圍和用法，如何選用最適合的一種處理方法，就需要設(shè)計(jì)人員詳細(xì)了解每種處理方法并根據(jù)工程的實(shí)際情況進(jìn)行選取。

[1] 陳希哲.土力學(xué)地基基礎(chǔ)[M].第4版.北京：清華大學(xué)出版社，2004.

[2] 吳敏之.軟弱地基處理技術(shù)[M].北京：人民交通出版社,2010.

[3] 羅宇生.濕陷性黃土地基處理[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2008.

[4] 楊仲元.軟土地基處理技術(shù)[M].北京：中國(guó)電力出版社,2009.

[5] 龔曉南.地基處理手冊(cè)[M].北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2008.

[6] 郭 盛.幾種常見(jiàn)的濕陷性黃土地基處理方式比較[J].山西建筑，2014，40(6)：73-74.

Discussion on the method and application scope of soft soil foundation treatment

Yang Hongshuang

(Du’erpingMineStandardizationOffice,XishanCoalElectricityGroupCompany,Taiyuan030022,China)

This paper introduced the premise condition of foundation treatment, elaborated the methods of mechanical compaction method, dynamic compaction method, replacement cushion method, preloading consolidation method, compaction method and several soft foundation treatment, analyzed the advantages and disadvantages and application scope of various methods, to select reasonable process methods for different foundation types.

foundation, strength, material, compaction, safety

2015-01-24

楊紅雙(1980- )，女，政工師

1009-6825(2015)10-0056-02

TU470

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