地基處理技術的探討

羅 玲 吳俊宏

（四川大學錦城學院，四川 成都 611731）

進入新世紀以來，國內許多大型工廠陸續新建（擴建）生產廠房和庫房等建（構） 筑物以滿足生產需求。與此同時，相關工廠的可利用工業用地日益稀少，導致待建建筑與既有建筑毗鄰而建，這不但增加了設計難度、施工難度，而且增大了既有建筑的安全風險，引發了一系列工程難題。

本文闡述地基處理原理，從適用性討論地基方案的選擇與地基處理技術，為相似工程設計與施工積累經驗，提供參考。

1 地基方案研究

在地基中，直接承受建筑荷載的土（巖） 層為持力層，不同土（巖） 層的巖土物理力學性質不同，因此需謹慎選擇滿足力學要求的土層作為持力層。根據已有地勘成果統計，土質地基在成都地區分布最廣，可分為以下五種典型情況（見圖1）

圖1 幾種典型土質地基情況[1]

a、地基內部都是好土，土質對持力層影響不大；

b、地基內都是軟土，壓縮性高，承載力小，一般需對原土層進行處理后才能作為建筑地基；

c、基礎的埋深根據軟土的厚度和建筑物的類型分為下列三種情況：

①軟土在2m 以內，基礎宜直接放置在下層好土上；

②軟土在2-4 (m) 之間，基礎可放在軟土內，避免大量開挖土方，但應根據情況選擇適宜的地基處理方案；對特別重要的建筑物，宜將基礎放在下層好土上，但應綜合考慮基坑開挖安全性和深基礎投資控制；

③軟土厚度大于5m，一般考慮調整基礎設計方案（如改大基礎尺寸） 或對地基進行處理；

d、地基由兩層土組成，上層是好土，下層是軟土，宜盡量淺埋，減少軟土層的壓應力；重點關注下臥層的承載力和變形值；

e、地基由若干好土和軟土交替組成，宜根據各土層的厚度和承載力大小，結合基礎形式對比分析選擇持力層。

由上可知，基礎的持力層首選物理力學性質好的土（巖） 層上。如果影響既有建筑或基坑施工不便，此時持力層可考慮選擇較差的土層，但應做好地基處理。在復雜地質條件下，基礎工程宜進行多方案技術的可行性研究。

人工地基是人類通過技術手段對基礎基底以下土層進行處理后使其達到上部荷載要求的建筑地基，國外的比薩斜塔糾偏是地基處理的典型案例。

2 地基處理方法分析

目前隨著科學技術的進步，地基處理技術日新月異，處理方案數不勝數，但總體可大致分為以下幾種類別[2]：

①置換法：該法是指使用較好的材料置換天然地基中的軟弱土體，形成雙層或者復合地基，達到提供承載力、減小沉降的目的，有換土墊層法、機械成孔CFG 樁法等。在成都地區主要用于處理粘土、砂土、雜填土等不良地基，置換法是最常見的地基處理方法。

②排水固結法：該法是指土體通過排水固結，孔隙比減小，抗剪強度提高，達到提高地基承載力，減小沉降的目的，有預壓法、砂井法、塑料排水帶法，適用于軟黏土、含水雜填土地基。該方法案例很多，但因理論發展水平限制、復雜的地質條件等因素影響，排水固結法的加載速率、加載時間需要根據檢測數據或試驗段的結果調整、修正，導致實際處理效果差異性較大，一直是地基處理技術中的疑難點。

③灌漿法：該法是指向土體中灌入或拌入水泥，石灰，或其他化學固化漿材，在地基中形成增強體，如深層攪拌法、高壓噴射注漿法、滲入性灌漿法、劈裂灌漿法、壓密灌漿法。主要是通過氣壓、液壓等方法，把某些能固化的漿液注入天然和人造的裂縫、孔隙中，以改善地下土層的巖土力學性質。因為自然地層各向異性，地層滲透性，孔隙率對該方法的效果有很大影響，地基處理結果偏離理論計算值的情況時有發生。

④振密、擠密：有松砂地基適用的振沖密實法、黏性土基適用碎石樁法、振動成孔CFG 樁法等。振沖法由steuerman 發明并制作首先用于處理德國柏林一座7.5m 深的松砂地基，使松砂的承載力提高了50%，但目前其設計理論仍處于初級階段；檢測發現碎石樁法的處理效果和振動、強夯的設計參數有關，不宜在建筑密集區施工，防止振動引起老建筑結構發生振動損傷。

除此之外，地基處理方法還有加筋、托換、糾傾等。

綜上所述，地基處理方法與原土層的巖土物理力學性質相關，同類地層結構可選擇不同的處理方案，但不同地層情況的地基處理思路也可能相同。

3 結語

1） 在新建筑設計、施工時，選擇建筑基礎持力層不僅需要考慮地基承載力、地層的壓縮模量/變形模量等因素，還應結合既有建筑與待建建筑的位置關系、施工條件優選地基方案，降低施工難度；2） 天然地基是建筑地基的首選方案；當軟弱覆蓋層較厚、既有建筑與待建建筑間距較小時，應慎重選用大開挖地基施工方案，必要時應采取適宜的基坑支護措施，降低坑壁失穩的安全風險。