建筑施工過程中的地基處理技術

蔣 靜

（四川開放大學，四川 成都 610073）

0 前言

隨著市場經濟、城建事業的發展，建筑產業迎來發展新機，新結構、新設計不斷涌現，在眾多施工工藝研究、開發進程中，地基處理主要是由其關鍵性決定的，如果地基施工存在缺陷，就無法保證整個建筑工程的質量；同時，這也與地基施工的復雜性、困難性息息相關，有必要從實踐角度出發，對其施工方案、經驗進行總結。

1 建筑工程地基基礎分類

1.1 樁基礎工程

樁基礎工程整體剛度較高，主要由承臺、樁身構成，面對橫向載荷、上覆載荷時，具有較強的承載能力，可以有效緩解建筑不均勻沉降問題，豎向載荷承載表現同樣十分可觀。由于其自身結構穩固，即使在面對液化土壤施工場景時，也能保持較為堅硬、厚實的狀態。從摩擦力原理角度看，樁基礎主要可分為2 種類型，端承樁可用于地層堅硬的區域，如巖石結構中；而摩擦樁則更傾向于較軟、較深的載體層。從施工方式上看，預制樁采用事先制備方案，由工廠統一定制鋼筋混凝土樁，運至現場后，使用打樁機設備完成安裝，適用于基礎要求較高的施工場景；灌注樁施工相對簡單，使用時需要準確把握鉆孔部位，樁孔打完后及時防止鋼筋籠，凝結后即可形成完整樁體[1]。

1.2 深基坑支護工程

深基坑支護工程具有臨時性、輔助性特征，主要目的是解決放坡施工難、安全系數低的問題，可以在專用支護結構的幫助下，提升基坑壁的穩定性，保證土方開挖作業的順利開展。深基坑支護工程危險系數較高，設計、施工不當會帶來嚴重后果，當前隨著建筑工程規模的擴大，該工程大深度、大面積的轉變趨勢十分明顯，對深度5m～10m 的基坑，多采用深層攪拌技術[2]，借助大型機械設備，對軟土、混凝土等進行拌合，使其均勻、充分地交融，形成穩固的樁墻，提升地基穩定性。土釘墻支護是該體系中，應用頻率最高的方式，操作時需要借助土釘、混凝土等進行交工，提升地層承載力，除此以外，排樁支護、地下連續墻等，也是較為常見的類型。

1.3 混凝土基礎工程

混凝土基礎工程形式較為多樣，條形基礎、箱型基礎均是較為常見的種類，施工環節首先要進行鋼筋放樣、制作，重點關注鋼筋網綁扎質量，對交叉點的牢固性進行細致檢測，防止其出現位移現象。對獨立基礎來說，當設計方案采用雙向鋼筋時，要額外關注縱向鋼筋受力情況，外部附著的混凝土保護層厚度適當加大，以不低于40 mm 為佳。鋼筋連接環節，接頭要嚴格避開受力集中點，單根縱向受力鋼筋中，接頭控制在2 個以內，如果采用綁扎搭接接頭，也要對縱向鋼筋受拉力情況進行針對性分析，相鄰2 主體之間，接頭應當間錯開來，盡可能優化其受力結構，減少薄弱處承載壓力。模板施工中，則要保證其密封性、平整性，同時立足于不同基礎形式，合理設計澆筑方案，控制好相關參數。

2 建筑工程地基處理施工要點

2.1 靜壓灌漿處理技術

靜壓注漿法施工需要在一定壓力條件下進行，通常液壓、氣壓均是較為常見的形式，結合注漿管的使用，可以將固化漿液便捷、快速地打入地層，起到填充、擠密的功效。套管護壁注漿法是其中應用較多的方式，實踐環節應當先定位鉆孔布局，護筒采用鋼板材料，厚度4mm～8mm 為宜，內徑的設計要以鉆頭直徑為基礎，大100mm～200mm 為佳，在鉆孔過程中，同步壓入套管，深度設計要結合土質進行，黏土地層中，不得少于1m，砂土中則要大于1.5m，隨后進行洗孔、注漿管下放等操作，隨著管路的提升分段完成灌注[3]。除套管護壁注漿法以外，鉆桿注漿法、預埋花管法也可作為備選方案。為提升地基處理綜合性能，還可以從注漿液自身性質出發，引進新材料、新技術，例如水玻璃-水泥雙液注漿等。

2.2 旋噴高壓注漿處理技術

旋噴高壓注漿法是以化學注漿法為依托衍生、發展起來的，綜合了高壓水射流切割技術優勢，應用時需要事先固定高壓噴嘴，并以10MPa～25MPa 壓力開展施工，將調配完成的泥漿注入相應孔洞中，提升地基物化性能，當前在碎石土、砂土等地基土層類型中，均有較高的適用性，對淤泥質土、粉土等典型軟土地基中透水性高、孔隙率大等問題，也有明顯的改善作用。實踐環節還要特別注意旋噴距離控制，設置科學的鉆孔參數，以噴射管尺寸為標準，通常情況下口徑應當比該測量數值大2cm～5cm，深度則要多50mm～100mm?？足@孔深度較深，達到20mm～30mm 時，要對孔隙率進行合理調整，通?？刂圃?%以內為佳[4]。總體來說，旋噴高壓注漿處理技術占地面積較小、噪聲控制相對容易，綜合優勢十分明顯。

2.3 夯實法處理技術

在軟弱地層處理中，強夯法的應用十分多見，它利用了重錘自身質量，在自由落體原理支撐下，強化地層所受沖擊，從而促進地基固化、凝結，在實踐應用環節，要合理選擇重錘質量，通?？刂圃?0t～40t 為宜，其中設備吊升時，高度則要維持在10mm～40mm，通過反復地下落、沖擊完成操作。強夯法對砂性土有較為明顯的加固作用，在非飽和黏性土中，同樣十分適用，現場情況允許時可以采用連續夯擊方式，若現場環境受限，也可分遍、間歇夯擊。夯實法的優勢在于操作簡便，可滿足較多地層的加固需求，對夯實后的地基進行強度檢測，通常可以達到原先的2～5 倍，同時可以較為明顯地改善變形、沉降量以及土層的可壓縮性，加固深度非?？捎^，可達到6m～10m。

2.4 換土法處理技術

在建筑工程地基處理技術體系中，換土法的發展歷史較為悠久，適用場景也相對廣泛，通常來講可分為以下幾種：首先是砂石墊層，其在飽和、非飽和軟土地基施工中，均有較高的適用性，但在濕陷性黃土、面積堆積等地基中功能性較差，要盡量避免使用。材料制備環節要做好檢測，選用的石屑、粗砂等質地要足夠堅硬，同時不含垃圾、雜質，含泥量控制在5%以下，若工程現場采用了粉細砂材料，則要考慮壓實度、強度限制，適當摻入碎石，總體摻量控制在30%以上，粒徑則要維持在50mm 以內，拌合環節要保證均勻度，采用專業手段對出料進行檢測，不均勻系數d60/d10 應當≧5[5]。施工采用分層填筑、壓實方案，密實度檢測達標后，方可進行下層施工。其次是灰土換土施工，這種方式采用消石灰作為墊層材料，使用前應當嚴格過篩，粒徑控制在5mm 以內，對灰土體積配比給予充分重視，通常來講2 ∶8以及3 ∶7 均可，含水量誤差不得超過2%，同樣采用分層夯實方案。

2.5 深層密實處理技術

在厚度、深度較大的地層以及泥炭類型地層中，深層密實處理技術的適用性較為明顯，使用便捷，見效極快，具體施工中可分為2 種不同類型，首先是振沖法，操作時需要借助大型起重設備，對振沖器進行提升作業后，啟動潛水電機，帶動器具高頻振動，并開啟水泵按鈕，形成高壓噴射水流，在水體沖擊作用下，地層中會出現較為明顯的孔洞，此時在其中填筑砂石骨料，借助振動作用力密實骨料，提升其與原有地基的融合程度，形成強度高、承載能力強的復合地基。其次是深層攪拌法，這種方法根據化學固化原理，應用時需要選擇性能優良、成本適宜的固化劑，將之與軟土充分拌合，在物化反應作用下，形成穩定性較高的整體，通常情況下選用水泥漿即可，這種復合地基強度較高，可以很好地承載建筑負荷。

2.6 排水固結處理技術

軟土自身透水性能較強，在作為建筑工程地基使用時，很容易受載荷影響，產生狀態失衡的問題，進一步導致地基沉降、失穩事故，同時，在部分軟土地層中，飽和松散粉細砂賦存量較高，當地震災害來臨時，這種土質極易發生液化，大幅削弱建筑原本的抗震性能，在黃土地質環境中，地基也很容易受土質濕陷性、膨脹性干擾，出現很多不穩定因素，因此采用必要的排水固結技術，可以高效排除土層中的水分子，改善土層壓縮特性、剪切特性等，從而起到承載力提升的作用。實踐應用中，排水固結法又可分為3 種，首先是砂井法，應用時需要借助打樁機、高壓水槍等設備，在地層中打出分布均勻、規律的孔眼，并灌入中、粗粒徑的砂體，使其構成相對獨立的排水柱，在砂井頂部，還應當配備相應的砂墊層，以縮短排水途徑，施工中要注意控制砂井直徑，通常以20mm～30mm 為佳，墊層頂部可以施加載荷，提升排水效率，圖1 為某地基工程砂井剖面示意圖。

圖1 砂井地基工程剖面圖

其次是堆載預壓法，應用于工程建設之前，適當增大填土載荷，使其有計劃地發生沉降，以提升地基強度，施工完成后要定期進行強度檢測，一旦達到設計標準，則要及時卸去載荷。最后是電滲排水法，應用階段需要設計若干金屬電極，將之插入軟弱地基，接通電路后，利用水分子在陰、陽極之間的運動規律，促進水分排出，優化地基性能。

2.7 高真空擊密法處理技術

從原理上看，高真空擊密法實際上是利用強夯法、排水固結法的優勢，在擊密操作下，對土層空隙中的水分子進行排擠，形成“正壓”，同時借助真空排水方式，在土層中形成“負壓”狀態，2 種作用力下壓差進一步形成，促進水體快速排出。實踐環節首先進行排水板施工，各構件采用編號管理方式，插點布局應當符合設計要求，誤差不能超過1cm，盡可能保持垂直，誤差控制在1.5%以內，排水板本身質量要有所保障，不能出現扭結、斷裂的問題。其次進行密封墻施工，墻體軸線應當經過細致測量，采用雙排樁設計，樁徑以700mm 為佳。隨后使用高真空排水技術制造負壓環境，其結構可見圖2。最后采用夯錘，對指定夯擊點作業，按照標準設計夯擊次數，提升夯擊質量，施工結束后注意對地基強度進行檢測，承載力應當保證在120kPa 以上。

圖2 高真空排水技術示意圖

2.8 CFG 樁與灰土擠密法處理技術

CFG 樁是一種由混合材料組成的樁基礎結構，它改變了單一碎石樁性能，引入粉煤灰、水泥等原料，按照一定配比拌合均勻后，制造出高黏結強度樁，在褥墊層等的依托下，形成完整、穩固的復合地基，承載能力大幅改善，成本較低，效果極好。施工環節應當做好清理、準備，同時建設排水溝，保證積水順暢地排出，混凝土灌注時，應當高出樁體設計標高50cm 左右，若樁間存在較多土塊，則要待到混合料齡期7 天以上，才能進行清理工作，防止斷樁事故發生。灰土擠密技術同樣采用復合地基原理，以孔內深層強夯法為依托，綜合灰土優良性能，提升樁體穩固性，施工時應當準備好螺旋鉆機，采用分層注入的方式操作，可以較好地解決濕陷性黃土中，地基變形的問題弊病。

3 建筑工程地基施工實例分析

建筑工程地基施工十分關鍵，該文以某地灰土地基建設實例為背景，對其中施工要點進行論述。

3.1 施工準備

在施工準備階段，要首先對材料、機具等進行清點、復核，在條件允許的情況下，優先選用基槽中挖出的土方，注意做好清理工作，防止其中植物殘體、垃圾等影響施工質量，過篩后嚴格檢測，將粒徑控制在15mm 以內，含水量符合設計標準，原料選用塊灰為佳，生石灰粉也可滿足使用需求，注意要確保充分熟化，過篩之后粒徑要足夠細化，不能存在超過5mm 的灰塊，同時控制水分。機具主要有手推車、標準斗等，打夯機形式較多，可根據需要比選，篩子應準備2種不同孔徑，6mm～10mm 篩用于處理石灰粉，16mm～20mm篩用于處理工程用土。

3.2 作業條件

在鋪設灰土之前，要先對基坑進行釬探驗槽，處理好隱檢手續，在基礎外側，要優先打好灰土，同時細致檢查防水層，一旦發現損壞要及時修補，若地下水位過高，淹沒基坑底部時，要采用必要的排水手段，以施工面標高為基準，水位要低于該數值0.5m 左右，并空出3d 的觀察期，確保其不會受水浸泡。注意結合工程特點分析，設置科學的壓實系數、施工條件，水平高程標記十分關鍵，可以在邊坡上釘設木橛，間隔為3m，邊墻上彈線標記。

3.3 施工工藝

灰土拌合質量對地基影響較大，配比應使用體積比，通常2 ∶8 或3 ∶7 較為可行，在拌合過程中保證均勻，翻拌2 次以上，通過顏色觀察可以初步判斷拌合情況?；彝恋鼗鶎恳筝^高，檢驗環節可以將灰土團緊，若兩指能夠捏碎，說明能夠滿足需求，若土體過于濕潤，要經過適當地晾曬進行干燥。灰土鋪設以分層方式進行，每層攤鋪厚度嚴格控制，具體數值可參照表1。夯打次數的設置不唯一，要結合干土密度、檢測結果確定，通常不能少于3 遍，分段施工場景中，接槎要避開墻角、柱基等部位。灰土鋪設完畢后，要用拉線進行平整度測試，若有低洼、超高等情況，及時修補或鏟平處理，為工程質量的提升奠定扎實基礎。

表1 灰土地基分層攤鋪厚度參考值

4 結論

綜上所述，地基對建筑工程質量有較大影響，地質、水文條件等均會影響其穩定性及安全性，實踐中務必要對地下水、土質等進行細致分析，選取適宜的結構形式和施工方案，采用全站儀對軸線、樁位等進行檢查，最大限度地減少誤差，同時綜合考慮干擾、噪聲、成本等因素，對機具、器械等進行合理調整，施工結束后，也要進行專業地檢測、驗收工作，及時發現不足和缺陷，全面提升地基處理工程質量。