地基處理方法的選用及施工中應注意的問題

陳立文

摘要：隨著建筑工程規模的不斷增長，由于地基承載力不足而引發的工程事故越來越多，由于地基處理成本過高而導致投資浪費的例子也屢見不鮮。在建筑工程中采用何種方法進行處理，以及施工中應該注意那些問題，是工程技術人員需要迫切掌握的。

關鍵詞：地基處理 方法選擇 注意事項

縱觀國內外的建筑工程史，由于地基沉承載力不足而導致建筑發生破壞的例子數不勝數，給使用者和投資者帶來了巨大的經濟損失和社會損失。工程技人員在地基處理設計與施工時，應詳細分析各種方法的適用條件，根據具體工程的實際情況選用合適的地基處理方法，并注意施工中的相關關鍵問題。

1.常用的地基處理方法

常用的建筑地基處理方法按類型可分為換填法、排水固結法、強夯法和復合地基法四大類。排水固結法又可細分為堆載預壓法、真空預壓法和真空聯合堆載預壓法。復合地基法的細分方法比較多，通常有如下幾種：振沖碎石樁和沉管砂石樁復合地基法、水泥土攪拌樁復合地基法、旋噴樁復合地基法、灰土擠密樁和土擠密樁復合地基法、夯實水泥土樁復合地基法、水泥粉煤灰碎石樁復合地基法和柱錘沖擴樁復合地基法。

2.地基處理方法的選用

對于地基處理方法的選擇，不同的地質條件，不同的建筑工程，以及不同的周邊環境，都有特定的適用方法。上述常用的建筑地基處理方法各有其優缺點和適用條件，工程技術人員只有遵循一定的原則方能選擇出合適的地基處理方法。

2.1地基處理方法對土質的適用性

不同的地基處理方法對土質有一定的適用條件，地基處理前應查清土質情況以選擇合適的處理方法。對于換填法，由于該方法是對軟土的整體置換，因此它基本上適用于所有軟土；對于排水固結法，該法是在地基中設置豎向排水通道，利用預壓荷載的壓力作用使軟土中的孔隙水壓力慢慢排出，所以該法非常適用于大面積飽和軟粘土的地基處理；強夯法則與排水固結法不同，該法是利用強夯錘從高處自由落下產生的沖擊能對地基土進行動力加固的一種方法，所以它適用于碎石土、砂土和粉土等無粘土地基的處理，對于含水量較高的飽和軟粘土，由于強夯時土從夯錘旁擠出，不僅無法夯實地基，而且容易破壞原土的結構，所以該法不適用于飽和軟粘土；對于復合地基法中的多種細分方法也有一定的土質適用條件，例如振沖碎石樁和沉管砂石樁復合地基法，在處理不排水剪強度小20kPa的飽和粘性土地基時，由于樁側土的側向承載力不足，可能導致施工過程中樁體無法成形而失敗；對于水泥土攪拌樁復合地基法，當土中含有較大塊的孤石或障礙特較多難以清除時，攪拌機無法正常攪拌而不能施工，或者對于處理有機質含很高、塑性指數很大的粘性土時，由于水泥無法正常水化而導致樁體不能成形，也導致處理失敗。

2.2地基處理方法對處理深度的適用性

每種地基處理方法都有各自的處理深度，當超過這個深度之后，要么處理不成功，要么投資增大很多，因此，軟土深度也是地基處理選擇的一個重要因素。盡管換填法有著工藝簡單、造價低的優點，但該法也有其致命缺點，就是它只適用于淺層的地基處理，當處理深度超過3～4m之后，處理費用相比其它方法會較高，此時應考慮與其它地基處理方法進行對比選擇。排水固結法的處理深度較高，可達25m以上，該法是一種較好的深層地基處理方法。強夯法，由于受處理機理和設備條件的限制，它的有效加固深度一般只能到10～11m左右。復合地基法的處理深度，根據細分方法和施工工藝的不同，其處理深度介于10～30m之間，工程技術人員可根據經驗和規范相應選取。

2.3地基處理方法對承載力的適用性

不同的地基處理方法所得到的地基承載力是不同的，工程技術人員應根據建筑基礎的基底壓力，通過技術經濟比較選擇合適的地基處理方法。換填法地基處理后的地基承載力的大小，主要取決于換填材料和換填時的壓實功能，當采用碎石換填且壓實系數滿足要求時地基承載力可達200～300kPa。排水固結法的地基承載力一般與預壓荷載相當，真空預壓法的地基承載力可達85kPa以上。強夯法地基處理，對于不同的土質可達到不同的地基承載力，需通過試夯來確定。對于復合地基中的水泥攪拌樁法、旋噴樁法和水泥粉煤灰碎石樁法，當配合比適當，且施工工藝有保證時，單樁承載力可達0.5～10MPa左右，置換率選取合適時，可滿足較大的基底壓力要求。

2.4地基處理方法對周邊環境適用性

地基處理施工應盡量做到不擾民，不破壞周邊建筑物基礎、管線等現有環境。對于換填法，基槽開挖時，開挖邊坡的坡頂是否離周邊基礎過近，而威脅該建筑物的安全。對于排水固結法，是否會因為地基處理時沉降過大導致周邊建筑物發生傾斜。對振沖碎石樁法和強夯法，是否會因為振動和噪聲過大對周邊的居民和建筑物造成影響等。這些都是工程技術人員在選擇地基處理方法時需要注意的問題。

3.地基處理施工應注意的問題

在整個建筑工程的施工過程中，地基處理的施工工藝相對較復雜，而且是一項隱蔽工程。如果施工工藝不合理，或者施工技術人員對施工過程沒有嚴格控制，很容易導致地基處理失敗。施工技術人員應在總結以往工程事故的經驗和教訓的基礎上，合理安排施工工藝，嚴格按圖紙和規范施工。對施工中的一些關鍵問題要加以重視。

3.1應加強施工技術人員的培訓

在地基處理施工前，應加強對施工技術人員的培訓。培訓主要包括以下幾點：

（1）對施工圖紙的培訓，在施工前應組織施工技術人員熟讀圖紙，理解設計的意圖，對設計意圖不明確的地方應咨詢設計人員，對設計圖紙中強調的施工中需要重點關注的地方更應該牢記。

（2）對施工人員素質的培訓，有很多工程事故的發生，不是因為施工難度有多大，而是因為施工技術人員或者操作人員的素質不夠，該嚴謹的地方不嚴謹，該控制的過程不控制。

（3）對施工工藝的培訓，有些地基處理方法施工工藝比較復雜，或者各施工工序的精度要求較高，如果施工技術人員對施工工藝不熟練就可能導致地基處理的效果達不到要求。

（4）對施工技術人員行業操守的培訓，還有些工程事故的發生，是由于施工技術人員的行業操守出現了問題，用了一些不符合設計要求的材料。筆者見過一個真空預壓項目，真空預壓完成后幾年內，又出現了很大的沉降，很明顯是真空預壓處理效果沒有達到，后來從側面了解到，施工單位采用的塑料排水板是再生板而不是原生板。

3.2應注重對地質的調查

在地基處理施工前，施工技術人員應加強對處理區地質的調查，查清處理范圍內的土質、地下構筑物和管線情況，如果因地質或地下構筑物影響而導致地基處理無法施工時，應及時會同各建設單位協商解決。

3.3應重視地基處理的試驗性施工

由于地基處理技術的經驗性和地區性都很強，因此，設計單位一般都要求正式施工前在有代表性的場地先進行試驗性施工。這一點很重要，施工時應引起重視。因為地基處理的試驗性施工主要有兩個目的，一是檢驗該地基處理方法是否適用于該工程場地，二是為正式的地基處理施工提供工藝參數。以往就有項目沒有進行試驗性施工，結果等到施工了一大半才發現該地基處理方法不適用于該場地，大大的浪費了投資和工期。還有的項目是，試驗性施工沒有認真做，得到的施工藝參數不準確，導致大面積的處理效果不符合要求，最后不得不返工。

3.4應重視地基處理施工的監測

為保證地基處理的施工質量，大部分的地基處理施工都需要進行監測，有些只需要施工單位自監則可，有些則需要請第三方單位來進行監測。例如在堆載預壓過程中，如果加載速率過快就容易導致地基失穩，這就需要監測地基土的水平位移和豎向位移。在真空預壓的過程中就需監測膜下真空度、孔隙水壓力等項目以保證真荷載能滿足設計要求。監測是地基處理施工成敗與否的一個重要因素，施工單位應引起足夠的重視。

4.結語

地基處理是建筑工程設計與施工的一個重要組成部分，不管是設計人員還是施工人員，都應該掌握這門技術。可能還有其它一些影響選擇地基處理方法的因素和施工中應注意的問題，這里由于篇幅和筆者水平的原因就不再詳述。工程技術人員應該在總結前人的經驗和教訓的基礎上，努力創造出更優良的地基處理技術，為我國建設事業的發展貢獻一份力量。