巖土工程地基處理的常用方法及應用

程春健，趙李源

1.湖北省華網電力工程有限公司，湖北 武漢 430000

2.中國電力工程顧問集團中南電力設計院有限公司，湖北 武漢 430000

1 巖土地基處理綜合概述

隨著城市化的不斷推進，滿足直接開展巖土地基建設的土地資源愈發稀缺，尤其是城市變電站，通常規劃在荒地、湖邊、停車場等地方，而這些地方往往會出現深厚雜填土、淤泥、高填土等不利建設的地質條件。在這樣的背景下，巖土工程中的地基處理越來越重要，對巖土地基處理技術的要求也越來越高。巖土工程地基處理是通過科學的技術手段對土地進行改造，提高其穩定性和承載力，從而滿足工程建設的要求。

巖土工程地基處理的主要工作是解決地基承載力不足及沉降問題，從而為工程建設提供良好的基礎載體，確保建構筑物的安全。在工程項目建設開始之前，地勘單位需要對施工現場進行勘察，獲取施工現場的地質、土層、地下水位和水壓等信息，為巖土工程地基處理及后續的設計和施工提供數據支持。施工單位則需要根據設計單位提供的地基處理方案，在施工前選擇具有代表性的區域進行相應的現場試驗，以檢驗設計參數和處理效果，確認地基處理方法是否適合。

2 巖土工程地基處理存在的問題

2.1 地勘資料不充分

開展巖土地基處理前，對施工現場進行全面的勘察是非常必要的，但在實際過程中，部分地勘單位的勘察工作不規范，勘察數據不全面，勘察深度不達標，影響了地基處理方案選擇的正確性；提出的處理方案和實際情況存在差異，影響了施工的準確性。此外，部分勘察人員還存在工作不認真、勘探儀器調整不合理、試驗數據敷衍了事等問題，導致獲得的數據存在偏差。

2.2 設計缺乏理論與實踐的結合

在實際設計過程中，部分設計人員沒有充分結合施工現場的實際情況，導致設計和實際情況存在一定的差異，甚至會出現取材困難、破壞環境、經濟性差等問題。還有部分設計人員在開展設計工作時未充分采用地勘單位提供的地勘數據和建議，導致設計存在脫離實際的問題，對后續施工造成不利影響。

2.3 施工方案不合理

在巖土地基處理施工過程中，施工技術的選擇非常重要，如果選擇的施工技術和實際情況不符，可能會導致質量隱患甚至安全隱患。如混凝土攪拌樁的濕法工藝和干法工藝，夯實地基的機械碾壓和人工夯實等，均應根據工程實際情況選擇合適的工藝。此外，若在進行施工方案和施工技術交底時出現紕漏，在施工過程中遺漏重要環節，施工后未及時養護、試驗等，不但會對施工質量造成影響，可能還需要再次進行修繕，浪費施工時間，影響施工進程。

3 巖土工程地基處理常用方法和應用

3.1 強夯法

強夯法適用于碎石土、砂土、低飽和度的粉土、黏性土、素填土等地基。強夯法的工作流程如下：應用夯錘等機械設備對施工現場的土層進行反復的錘擊和重壓，夯實土層，提高土層的強度和密度。在實際的施工過程中，為了提高施工質量，施工人員要對施工現場進行全面調查，確定建設工工程項目的實施方案。選擇合適的夯錘重量，一般夯錘的重量要大于30t，這樣才能保證在土層夯實過程中的重力和錘擊力，從而有效地提高地基的穩定性。對于含水量較高的土層，會加劇土層運動和土層流失，增加夯實難度，導致地基處理過程中的不確定性增加，地基的處理更加復雜。因此，在應用強夯法進行地基處理時，應對土層的含水量進行檢測，確定土層含水量的情況，根據實際情況選擇合適的手段進行處理，提高地基處理的效率。

3.2 換填墊層法

換填墊層法一般適用于淺層有軟弱下臥層的地基，換填深度一般小于3m，換填材料可采用級配砂碎石、灰土、素混凝土、毛石混凝土等。設計時應給出具體的換填材料、換填深度及范圍，并提出相應的技術要求。在實際施工中，根據施工現場地基土層的實際情況，采用具有穩定性、硬度和透水性的材料替換其中的軟土層，從而實現地基的加固。地基中的軟土層可以通過人工的方式去除，并替換成卵石、砂石、混凝土等材料，對軟弱地基進行改進，可以提高地基的穩定性和承載能力。

在進行換填前，通過現場試驗確定墊層的施工方法、分層鋪填厚度及每層的壓實遍數；在進行換填時，首先要按照相關標準將換填材料攪拌均勻，然后進行分層換填，在鋪好一層材料后進行壓實，每層驗收后再進行下一層的填墊。此外，為了確保填墊的質量，應重視最底層的砂石、卵石等的填墊工作，確保其具有較高的強度、密實度及均勻性，保證施工質量，這樣可以從根源上減少地層出現沉降的風險，從而避免巖土工程地基出現沉降現象。

3.3 水泥粉煤灰碎石樁處理法

在巖土工程地基處理工作中，水泥粉煤灰碎石樁應用得較為廣泛，該方法的優點是實用性強、操作簡單，水泥施工量少、成本低，應用該方法可以有效提高軟土地基的承載能力。設計時應注意選擇承載力和壓縮模量相對較高的土層作為樁端持力層，樁間距根據基礎形式、要求的復合地基承載力和施工工藝確定。水泥粉煤灰碎石樁的直徑通常在0.4m以下，樁長通常在8～15m。在水泥粉煤灰碎石樁施工過程中，科學的材料配比是非常重要的，直接決定著樁的質量，因此應合理配置混合料，以混合料坍落度為切入點，確定合適的加水量。

首先將適量的石屑、粉煤灰、水泥等加入沉管內部，然后加入適量的水，對其進行充分攪拌，充分發揮粉煤灰和水泥的凝膠作用，提高樁體的強度，從而確保地基具有良好的穩定性。在進行地基處理時，如果采用的是長螺旋鉆孔灌注成樁，坍落度一般在200mm左右，當鉆孔達到設計好的地基深度后，應特別注意提鉆的時間和速度等，提鉆的速度應和送料的速度基本相近，從而實現混合料的高質量灌注；若采用的是沉管灌注成樁，坍落度一般在40mm左右，在完成灌注后，要注意管拔出速度的控制，其速度應控制在1.2m/min，不能過快或過慢。此外，還應做好水泥粉煤灰碎石樁的樁頂標高控制工作，不能小于設計的樁頂標高，具體的數值要根據施工現場的實際情況來確定。在完成樁的施工后，應進行現場檢查，對其復合地基承載力和單樁承載力進行檢測，確保其滿足設計要求。

3.4 夯實混凝土樁法

夯實混凝土樁法適用于處理地下水位以上的粉土、黏性土、素填土和雜填土等地基。樁端持力層應選在相對較硬的土層，樁孔直徑在300～600mm，按等邊三角形或正方形布置，樁應布置在基礎范圍內。在應用該方法時，施工人員應對施工現場的地質情況進行全面了解，然后基于地質的實際條件確定地基處理施工要點和重難點，并確定地基處理的流程及處理過程中的注意事項，從而保證地基處理效果。

施工單位應根據設計要求、現場土質和周圍環境等實際情況采取合適的施工措施，確定鉆孔、洛陽鏟成孔等方法，然后按照設計的配合比進行水泥和土質材料的拌和工作，確保均勻混合。通過控制攪拌速度和時間等，將其攪拌成具有良好密度、強度和質量的混凝土，并采用分層方法進行夯填，夯錘落距和填料厚度應根據現場試驗確定，夯填時控制好夯填速率，并及時做好抽樣檢驗，確保施工質量，以達到處理效果。

3.5 高壓旋噴樁處理法

高壓旋噴樁處理法在巖土工程地基處理中應用得比較廣泛，在粉土、淤泥質土、黏性土等土質中都可以應用，適用于基坑封底、建筑地基、堤壩截水和地下工程等諸多領域。在實際應用中，若土層中的有機質含量比較高，或者塊石直徑比較大，以及地下水流速較大的工程，需要通過施工現場試驗來驗證高壓旋噴樁處理是否適用。在實際應用中，施工人員利用高壓漿液、高壓水形成高速噴射流束，對孔底土層和土體進行有效切割和破碎，然后填充適量的水泥漿液，置換部分土體，并與部分土體混合，形成具有一定強度的混凝土固結體，以提高地基的穩定性。在實際施工中，應根據工程需要和地質條件等合理選擇單管、雙管及三管等方法，優化施工工藝，控制施工質量，滿足設計要求。

4 結束語

綜上所述，在進行巖土工程地基處理時，設計人員應根據地勘單位提供的地勘資料進行詳細設計，并結合當地的工程經驗和施工技術考慮工期要求、投資要求；同時結合施工單位提出的建議，提出合理的設計方案并優化；還可通過多樣化的地基處理方案組合來合理應用處理方法，對地基進行高效、快速的處理，以達到工程項目建設的高標準要求。