探討建筑基礎工程中對地基加固的處理技術

王治明

（貴州建工集團第八建筑工程有限責任公司 貴州貴陽 550002）

引言

在建筑工程的地基加固階段，因為有些軟土地基在承受建筑物的巨大荷載上達不到設計規定的要求，因此，應對軟土地基采取科學合理的加固措施，從而確保建筑物結構穩定、安全。本文將對地基處理的換填法進行了扼要的分析。

1 換填法的定義

換填法又稱換土法，是將不滿足地基持力層要求的土層進行挖除，再用經壓實后其承載力能夠滿足設計值的土或土石混合物進行換填的處理方法。第一步是將地基上的軟土清除，清土過程中原則上要形成臺階式開挖，軟土清除后要先對基底進行壓實；第二步是采用含水量滿足要求的土或土石混合物進行回填；最后一步是對地基進行分層壓實或夯實。其中，在回填的過程中，選擇符合要求的土或土石混合材料是關鍵，包括事先對塊石的粒徑、含量和級配等進行試驗檢測，以避免因為不能壓實而引起的地基沉降問題發生，最終影響建筑整體的質量，帶來嚴重的后果。圖1是換填法施工的簡易圖。

2 換填法的具體操作方式

承載力和變形、厚度等因素是軟土地基是否要進行換填法處理的重要因素，其中，要求軟土的厚度適中，這樣，我們實施換填法才能夠達到理想效果。換填法對荷載量也有一定要求，一般只適合對那些建筑和道路工程的荷載量不大的地基進行處理。換填法也只適合做淺層處理，其處理深度一般大于等于0.5m，小于3m。

圖1

2.1 換填墊層的施工方法

（1）機械碾壓法：其施工時應注意以下幾點：①先碾壓基坑，沙石、素土、或灰土分層鋪墊壓實。②保證機械碾壓的速度：平碾小于等于2km/h；羊足碾小于等于3km/h；振動碾小于等于2km/h；振動壓實機小于等于0.5km/h。③控制施工含水量。

（2）重錘夯實法：重錘夯實法應注意一夯挨一夯地作業，在獨立基坑內，應該按先外后里的順序。為避免夯擊成“橡皮土”，應控制土的含水量，使土粒間水分合適，達到夯實質量的要求。

（3）平板振沖法：此方法是采用振動壓實機來作業。無粘性土、粘粒含量少和透水性好一些的松散雜填土地基適合于該種方法。其振動時間對地基土的影響要引起重視。

2.2 墊層設計計算方法

θ——墊層的壓力擴散角，宜通過實驗確定，當無實驗資料時，可按表1確定。

表1 壓力擴散角（θ）

式中：b′——墊層底面寬度，m；

θ——壓力擴散角，可按表1采用，但當z/b＜0.25時，仍按表中z/b=0.25取值。

式中：b′——墊層底面寬度，m；

θ——壓力擴散角，可按表1采用，但當z/b＜0.25時，仍按表中z/b=0.25取值。

表2 墊層的承載力

αi、αi-1——基礎底面計算點至第i層土、第i-1層土底面范圍內平均附加應力系數；

Esi——基礎底面下第i層土的壓縮模量，MPa，應取土的自重壓力與附加壓力之和的壓力段計算。

3 換填法施工根據填料分類，其優缺點及其施工要點

3.1 素土墊層

素土施工簡便、造價低、速度快。但其僅適用于淺層地基加固。

施工要點如下：含水量在19～21%之間；整片分層回填夯實，杜絕分段接縫；噴水將干的土層濕潤后方可繼續回填；相鄰土層接搓必須錯開，應該大于等于500mm，并在夯實時，加多夯實遍數；土層夯實遍數視具體情況而定；如遇雨水，必須處理泥漿和積水后回填。

3.2 灰土墊層

灰土墊層的施工簡單，費用低。在挖去軟弱土的基礎上，用石灰按照規定的體積比（土與的石灰體積配合比宜為8：2或7：3），經過規范操作，其具有一定的強度，而且還能夠達到較高的水穩定性和抗滲性。

其施工要點：首先要讓基槽內部平整干凈。灰土配合保證最優含水量在14～18%之間。鋪灰層采取分段分層的夯筑方式，不低于四遍。灰土分段施工時，接縫避開墻角、柱基及承重墻，上下兩層的接縫距離大于等于500mm，接縫處必須壓實；每鋪一層土層必須立馬夯實；在3d內保證不受水浸泡；冬季施工，則做好凍注意保溫措施。

3.3 砂和砂礫石墊層

砂墊層和砂礫石墊層均是砂和礫石混合物材料經過分層的夯實而組成的。由于沙石透水性大，是良好的排水層，對軟弱土層的排水固結起到良好作用。

施工要點：在做墊層石，先深后淺；人工級配的砂操作方法是應先將砂、卵石拌均勻再進行下面的工序；墊層必須要進行分層鋪設，夯實方式是交叉重疊式，從而避免漏震漏壓，而且必須在下層密度檢驗合格后，上層施工才能進行；如果遇到地下水位較高時，應加強基坑的排水工作，另外，鋪完之后，立即進行下一道工序，以此來保證回填的砂墊層的穩定。

3.4 碎石墊層

用碎石來做軟弱土的地基，其施工簡便，經濟適用。其施工要點：先驗槽，再做砂框，用平板振動器將地基振實。碾壓法和振搗法壓實是碎石墊層法一般采用的方式。碾壓法過程中所采用的壓實機規格為8～12t、振動壓路機規格為6～10t，拖拉機牽引4t重平碾；控制每層碾壓最后兩遍的沉落差必須在1mm以內。

3.5 廢渣墊層

利用建筑垃圾、工業廢渣等材料來做墊層，叫做廢渣墊層。廢料利用，經濟實惠，符合綠色環保的理念，礦渣、碎磚三合土、粉煤灰是常見的廢渣墊層。

3.5.1 礦渣墊層

礦渣墊層的變行模量在30～75MPa范圍內，可利用工業廢料制成，其施工優點是簡便，費用較低。

3.5.2 碎磚三合土墊層

碎磚三合土墊層的材料是碎磚與石灰砂漿，將其先拌勻后夯實，因此可以就地取材，利用建筑廢料，而且施工簡單、造價低廉。

施工要點為：驗槽之后，再夯實兩遍槽底。配置三合土可用機械或者人工，其最終標準為，碎磚上粘滿砂漿、稠度均勻；墊層厚度不大于300mm，可采取一次性澆筑的方式，如果超過300mm則采取分層澆注的方式，鋪設厚度1層為220mm，其它每一層則為200mm，每層夯打之后達到150mm。澆筑時，必須保證均勻度，避免補填或鏟銷，夯實之后，高低偏差應控制在20mm以內。最后一遍夯打時，需要采取澆濃漿鋪設一層，再用薄層砂子或爐渣進行鋪墊，最后再進行夯實。

3.5.3 粉煤灰墊層

粉煤灰來自火力發電廠，是具有良好的物理力學性能的工業廢料，在處理軟弱土層的換填時被廣泛運用。而且它的承載力、變形模量均較大，而且，廢料來源比較廣泛，施工過程簡便，質量也易于控制在規定的范圍，其經濟效果當然也能夠達到一定的水平。施工要點：先驗槽，之后壓槽兩遍，墊層進行分層鋪設并夯實基礎。最優含水量也必須做到在要求的范圍內，每鋪完一層，立馬進行檢驗，合格之后，及時地鋪下一層，以防干燥帶來的不良效果。為防止粉煤灰含水凍脹，冬季應在氣溫高于0℃的情況下施工。

4 結束語

現代化的建筑在規模與結構形式上變得越來越復雜化，地基處理的的要求也越來越高，雖然換填法處理地基僅適用于多層建筑及地基承載力不大的建筑工程，但其應用仍然相當廣泛，寄希望此探討對建筑工程行業的從業人員有些許幫助，為行業的發展做出新的貢獻。

[1]方艷華.建筑工程地基加固探析[J].房地產導刊，2015（5）.

[2]歐陽星.建筑工程中換填法地基加固處理施工工藝解析[J].城市建設理論研究（電子版），2013（20）.

[3]陳云海.建筑工程中換填法地基加固施工技術的應用分析[J].建筑工程技術與設計，2014（19）.

[4]王俊祥.建筑工程中換填法地基加固施工技術的應用分析[J].城市建設理論研究（電子版），2013（23）.