淺談地基處理技術在實際工程的應用

鄒洪忠

摘 ? ?要：地基是地層的一部分，建筑工程基礎設計中包括了對基礎的設計和對地基的處理。地基處理的好壞將直接關系到整個工程的質量、工期及其造價。隨著科學技術的不斷進步，地基處理的方法也層出不窮，但是每種處理方法都有它的適用范圍和局限性，沒有一種方法萬能的，因此地基處理方法的選擇應該根據工程的實際情況，來選擇合理的處理方法。

關鍵詞：地基;基礎;沉降;變形;強度;處理

1 ?引言

基礎是建筑物和地基之間的連接體。基礎把建筑物豎向體系傳來的荷載傳給地基，地基必須滿足兩個基本條件即：（1）強度條件、（2）變形條件;若強度不足，則視為軟弱地基;若變形不滿足，也同樣視為軟弱地基;必須采取措施對軟弱地基進行處理后才能作為基礎持力層，在初步計算時，最好先計算房屋結構的大致重量，并假設它均勻的分布在全部面積上，從而得到平均的荷載值，可以和地基本身的承載力相比較，即可以初步判斷是否進行地基處理。強度條件——要求作用于地基的荷載不得超過地基的承載力，保證其不發生整體破壞;變形條件——控制基礎的沉降不得超過地基的容許變形值，保證結構不因地基變形而破壞或影響其正常使用。常用的地基處理方法有：換填墊層法、強夯法、砂石樁法、振沖法、水泥土攪拌法、高壓噴射注漿法、預壓法、夯實水泥土樁法、水泥粉煤灰碎石樁法、石灰樁法、灰土擠密樁法和土擠密樁法、柱錘沖擴樁法、單液硅化法和堿液法等。

2 ?工程概況

某三層銀行營業辦公用房，位于臨滄市滄源縣境內，建筑高度12m，采用現澆鋼筋混凝土框架結構，經過模型計算單位面積平均荷重約為16kN/㎡，最大柱腳標準組合軸力為1750kN;地勘顯示在鉆孔揭露的深度范圍內，主要由沖洪積層（Q4pl）粉質粘土、圓礫;表層為第四系素填土（Q4ml）?，F根據鉆孔揭露結果，將20.4m深度范圍內地基土層就其工程地質特征分層自上而下簡述如圖1。

①素填土：褐紅色，干～稍濕，松散，新近堆積。主要由角礫、碎塊石和粉質粘土組成，高壓縮性土。層厚1.5m～2.1m，平均厚度1.92m。

②粉質粘土：棕灰色、灰色，稍濕～濕，可塑～可塑軟塑狀，無搖振反應，稍有光滑，干強度和韌性中～低等，含粒徑約0.1cm～0.3cm，的角礫為5%～8%，呈棱角狀、次棱角狀，分布不均，壓縮系數a1-2=0.603MPa-1，屬高壓縮性土。層厚1.8m～3.1m，平均厚度2.28m，頂板埋深1.5m～2.1m，地基土承載力特征值fak=110kPa。該土層在整個場地中均勻分布.

③圓礫：灰色、青灰色;稍密;飽和，含2～5cm圓礫約10%～25%，呈圓狀、次圓狀，中粗砂充填約30%，局部夾粉細砂，顆粒分布不均勻。頂板埋深3.8m～5.1m，地基土承載力特征值fak=200kPa，整個場地廣泛分布。

根據地質勘察報告并且結合當地施工技術條件，本工程采用人工挖孔灌注樁基礎，樁長在7m以內，均可以達到3層圓礫層作為樁端持力層，樁基平面布置如圖2。

由于施工過程中施工單位沒有進行施工試挖，而是全面開挖，在施工開挖樁長至4m左右發現地下水大量涌出，出現塌孔，護壁根本無法澆筑形成強度，這與地勘描述有較大出入，可以明顯看到場地地下水埋深較淺，其擬作為持力層的3層圓礫層是主要含水層、孔隙發育，賦水性及透水性較強，水力影響半徑較小，開挖時即使采取降、排水措施，也無法完成整個場地工程樁的施工。

基坑涌水比較嚴重，如圖3所示。

3 ?處理方案

3.1 ?復合地基

對地基進行加芯攪拌處理，形成加芯攪拌樁復合地基，采用水泥土漿液深層攪拌樁作為復合地基豎向加強體，該法適用于處理正常固結的淤泥與淤泥質土、粘性土、粉土、飽和黃土、素填土以及無流動地下水的飽和松散砂土等地基，但是水泥攪拌樁受其攪拌能力的限制，該法在地基承載力大于140kPa的粘性土和粉土地基中的應用有一定難度。結合該場地實際土層分布情況，場地標高以下4m～5m均為粉質粘土：棕灰色、灰色，稍濕～濕，可塑～可塑軟塑狀，無搖振反應，稍有光滑，干強度和韌性中～低等，含粒徑約0.1～0.3cm，的角礫為5%～8%，呈棱角狀、次棱角狀，分布不均，壓縮系數a1-2=0.603MPa-1，屬高壓縮性土。層厚1.8m～3.1m，平均厚度2.28m，頂板埋深1.5m～2.1m，地基土承載力特征值fak=110kPa。該土層在整個場地中均勻分布，從技術上很符合深層攪拌樁的施工條件，按照云南省工程建設地方標淮《加芯攪拌樁技術規程 DBJ 53/T-19-2007》要求做計算設計，處理如圖4。

技術要求：

（1）攪拌樁有效樁長 L≥6m，進入3層土1.5m.攪拌樁樁徑 D=500mm;預制鋼筋混凝土芯樁長度L=4m，上端截面240[×]240mm，下端截面140[×]140mm，為倒四方棱臺形。芯樁混凝土強度等級為C25，樁身配筋414通長，箍筋6@200。

（2）攪拌樁固化劑選用強度等級為32.5的普通硅酸鹽水泥，水泥摻入比暫定20%（待配比試驗后進行調整），外摻劑按相關規范、規程及現場試樁后確定。

（3）設計參數：水泥土無側限抗壓強度1.50MPa;樁土面積置換率：12.0%。

（4）加芯攪拌樁單樁豎向承載力特征值 Ra=150kN、復合地基承載力特征值 Fspk=150kPa進行設計。單樁及復合地基承載力特征值應以現場載荷試驗值為準，試驗值若有出入時，應對設計樁數進行調整。

該處理方案，通過計算分析和處理類似的工程情況經驗可知，是很容易滿足地基的強度條件和變形條件要求，但是由于該方案技術要求相對嚴格，工序有一定復雜程度，工程造價相對偏高。

3.2 ?換填處理

換填墊層法適用于淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。其主要作用是提高地基承載力，減少沉降量，加速軟弱土層的排水固結，防止凍脹和消除膨脹土的脹縮?？紤]到該項目僅為三層結構，整個房屋荷重不大，采用換填處理后能滿足下臥層驗算及整體均勻變形，沉降差均在允許范圍內，是可行的，作如圖5布置。

技術要求：

（1）設計要求將1層素填土全部挖出至2層粉質粘土層，用2：1（砂：碎石）換填至設計標高，且要求換填厚度不得低于500mm。

（2）分層夯實，機械碾壓夯實每層厚度小于300mm，為保證分層壓實質量，應控制機械碾壓速度;人工夯實部分每層厚度小于100mm。

（3）每層壓實遍數通過實驗達到地基土承載力特征值為準。

（4）施工含水量控制在8%～12%之間。

（5）壓實系數不小于0.95。

（6）墊層的施工質量檢驗必須分層進行，應在每層的壓實系數符合設計要求后再填上層土。

（7）未注事宜應嚴格按《建筑地基處理技術規范》要求執行。

經過現場勘查，嚴格控制換填深度，要求換填深度不低于0.5米不得大于3m，保證一個下限是為了處理后地基能具有相同或相近的土質物理參數，減小土體介質之間的差異，控制上限是為了保證回填質量，使之既能達到回填效果又能控制工程造價。

通過各方面的比較，最后選用了換填處理來解決該場地問題，通過施工階段到主體斷水的沉降觀測，沉降量非常小而且均勻，事實證明該處理方式是合理可靠的。

4 ?結束語

在確定地基處理方案時，宜選取不同的多種方法進行比選，綜合考慮結構的安全、適用、經濟及當地施工技術條件。對復合地基而言，方案選擇是針對不同土層性質、設計要求的承載力提高幅質，選取適宜的成樁工藝和豎向增強體材料。對換填而言，其換填材料、分層厚度、材料含水量、換填厚度都有一定適用要求。在地基處理設計時，還應考慮上部結構、基礎和地基的共同作用，必要時應采取有效措施，加強上部結構的剛度和強度，以增加建筑物對地基不均勻變形的適應能力，最終滿足設計和使用要求。

參考文獻：

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