巖土工程地基處理的常用方法及應(yīng)用

程弋然

（中國市政工程西南設(shè)計研究總院有限公司，成都 650000）

1 引言

近年來，隨著社會經(jīng)濟和工程建筑行業(yè)的迅速發(fā)展，我國各類市政工程劇增，這也帶動了巖土工程地基處理技術(shù)的快速發(fā)展，使其成為當前市政施工領(lǐng)域備受關(guān)注的課題之一[1]。在巖土工程中，地基處理是指通過多種形式的施工對地基進行加固和優(yōu)化，人工提升地基的承載能力、抗?jié)B透性、抗壓性、抗拉伸性等，并改善土壤與地下水文狀況，從根本上杜絕地基沉降、失穩(wěn)、地表龜裂等問題，延長工程的使用壽命。

2 巖土工程地基建設(shè)的主要問題

2.1 巖土工程地基處理技術(shù)水平有待提高

當前，我國巖土工程地基處理技術(shù)總體水平不高，其原因在于我國工業(yè)化起步較晚，大量的施工人員沒有經(jīng)過專業(yè)、高強度的工程技術(shù)培訓[2]；部分巖土工程施工系統(tǒng)與設(shè)備革新不成熟，無法滿足時代的建設(shè)需要，導致在巖土工程中的使用效益不高，不能發(fā)揮其真正的作用。當前，我國的地基處理技術(shù)仍處于相對薄弱的階段，缺乏完善的地基施工技術(shù)的行業(yè)標準體系，亟須進一步提升地基處理施工的標準化水平。

2.2 自然因素的影響

巖土條件和施工材料直接影響巖土工程的施工質(zhì)量，同時也是保證工程質(zhì)量的重要前提。實際工程中往往缺乏行之有效的地基保護措施，導致各種不可控的自然因素對地基的影響越來越大。例如，在混凝土地基基礎(chǔ)澆筑前后，要盡量加快施工速度，保證澆筑質(zhì)量，否則一旦暴雨、暴雪來臨，會嚴重影響工程進度和質(zhì)量；或者在澆筑完成后，遇到高溫天氣，要進行適當?shù)恼谏w、澆水，進行降溫處理，否則混凝土凝固會產(chǎn)生空腔，輕則形成裂縫，重則基底垮塌。由此可見，自然因素對巖土工程地基建設(shè)影響很大[3]。

2.3 軟土地基問題

在道路工程施工中，經(jīng)常會遇見軟土地基。軟土地基易產(chǎn)生路面變形或沉降，嚴重影響道路的使用壽命。

3 巖土工程地基基礎(chǔ)施工技術(shù)

因其組成成分的多樣性，巖土本身在表面就會產(chǎn)生非常大的裂縫，使得巖土層的承重能力也逐漸下降，在實際的施工中出現(xiàn)各種坍塌、下陷等問題。為了解決巖土松動不緊密的問題，就需要開展一些加固施工，采用固定材料如混凝土，讓巖土層能夠承受較大的質(zhì)量，結(jié)合施工現(xiàn)場的巖土層狀況、當?shù)貛r土組分進行施工。

巖土工程地基建設(shè)作為一項基礎(chǔ)性工程，如果在其施工過程中出現(xiàn)問題，則會在工程交付或投入使用后造成嚴重的安全問題。因此，在巖土工程施工初期，就應(yīng)制定好每個施工環(huán)節(jié)的定量標準，對砂土骨料、混凝土材料以及配比進行適當把控。在此過程中，各施工區(qū)域有著不同的適用條件，應(yīng)先進行適當?shù)牡刭|(zhì)勘探，明確地基穩(wěn)定性和強度。除了穩(wěn)定性和強度以外，工程對地基防水、防滲透性能也有一定的要求。由于地基處于地表以下，常常會埋藏在濕潤的巖土層內(nèi)，如在沿海地帶的土層主要為水分充足的砂礫層，在此基礎(chǔ)上建設(shè)的地基，會在地下水的長期侵蝕下導致土壤內(nèi)部產(chǎn)生空隙，造成承載能力下降；地下水的侵蝕還會引起地基結(jié)構(gòu)內(nèi)部出現(xiàn)問題，導致地基下沉，降低結(jié)構(gòu)性能。

4 處理地基的常用方法

4.1 強夯法

強夯法是采用外力加固地基的方法。用起吊設(shè)備吊起重型夯錘，從較高的位置放下，使其自由落體，如同巨型錘子般砸向巖土層，產(chǎn)生強烈的沖擊力來壓實地基。夯錘砸向巖土的瞬間，會在地基內(nèi)產(chǎn)生剪切和壓縮能量，在夯坑周圍產(chǎn)生強大的應(yīng)力波場，從而加固基底的巖土結(jié)構(gòu)。強夯法是目前國內(nèi)較為流行且行之有效的地基加固技術(shù)，能顯著提高地基的機械強度和承載力。強夯法主要用來處理混合土、黃土、沙土等地質(zhì)條件，也能應(yīng)對粉砂、粉質(zhì)黏土受地下水滲透導致的土壤液化。而當含水量過高時，便不再適合強夯法了，其流動性會導致施工位置難以控制，十分難以夯實[4]。

在橋梁工程施工時，如果是軟土地基，且土質(zhì)疏松、顆粒間距較大時，也可采用強夯法處理，壓實標準參考表1。強夯的過程能壓縮軟土，使其更致密，擠出土壤中間的空氣，減小顆粒間隙。在多次反復強夯處理后，能有效地提高軟土地基的承載性能，保證橋梁施工的安全。

表1 巖土地基壓實標準

4.2 水泥粉煤灰碎石樁加固支護技術(shù)

水泥粉煤灰碎石樁（CFG）是一種新型的地基處理技術(shù)，即將水泥粉、骨料、砂石按照一定配比進行混合，再根據(jù)其坍落度進行加水量計算，完成配比。通過人工或機械在地基內(nèi)打孔，然后再澆筑配好的物料，逐層倒入孔內(nèi)并強力夯實，形成較為堅固的水泥粉煤灰碎石樁。其原理類似埋樁支護技術(shù)，即用水泥粉煤灰碎石樁替換木樁、鋼筋柱。因此，在澆筑混凝土樁時也可加入一定數(shù)量的鋼筋來進行加固，在水泥物料凝固后能有效地鞏固地基，提升地基的強度。CFG 樁的直徑一般在0.4 m 左右，長度在6～15 m，其工藝簡單，便于管理，并且工程廢料也可回收利用，可節(jié)約一定的水泥、骨料，節(jié)省施工成本。

4.3 換填技術(shù)

換填技術(shù)適用于巖土水分含量超標，軟土地基難以夯實、加固的情況，即用符合標準、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的土質(zhì)來替換軟土地基中的土壤。該方法適用于軟土地基表層部分的軟土處理，采用砂土、礫石等滲透性強和硬度較高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定材料來填充挖走的軟土層，極大地提高了巖土地基的整體穩(wěn)定性、承載力，減小了地基沉降的可能性，并便于地基排水。

在用新土質(zhì)來替代軟土進行分層充填時，每填充一層就會進行一次壓實處理，可以極大地夯實地基、延長地基使用壽命，有效解決局部沉降、巖土地基損壞的問題。此外，還應(yīng)注意以下幾點內(nèi)容：

1）在填坑之前，必須將基坑清理干凈，排水，清除樹葉等污染物，并對基坑四周的土層進行加固處理。

2）按照標準作業(yè)，將填充材料均勻混合再壓實。換填的每個墊層都要間隔一定的距離，不能太薄也不能過厚。

3）地基的填充要選用高強度、高壓實性的物料，防止地基下沉，從而導致造成整個工程的沉陷[5]。

4）如果是市政路橋大型工程，則不推薦采用墊層換填技術(shù)。

5 泥沼、軟土地基基底的處理

市政建設(shè)往往會涉及土壤含水較高地基的處理，其中以污水處理廠最為常見。污水處理廠的土質(zhì)以淤泥為主，含水量較高。因此，一方面可以采用換填技術(shù)，另一方面，則需要對大型泵房的地基進行加固。具體來說，要先進行排水工作，將水坑、管道等填充平整，然后進行底基的澆筑加固。

在污水處理廠的地基處理中，常采用高壓旋噴樁等技術(shù)。首先，進行鉆孔，孔徑應(yīng)大于噴嘴直徑約40 mm，以保證注漿時可以正常返漿；水泥漿液配比應(yīng)符合設(shè)計要求，每次攪拌不少于3 min；噴頭和噴射工藝要結(jié)合施工實際情況進行選擇，含水量較高的污水處理廠地基施工應(yīng)選用濕噴法定噴工藝；在噴射混凝土時應(yīng)注意噴出速率，以提高混凝土的黏合性；注漿過程中要做好基坑的清潔工作，用高壓風機清洗雜物；混凝土噴射完工后，應(yīng)進行注水養(yǎng)護，加固地基表面，并在7 d內(nèi)做好養(yǎng)護、檢查工作。

澆筑過程一般分為地基底層澆筑和地基表層澆筑2 部分。澆筑基底意味著為建筑物打下第一層結(jié)構(gòu)。為保證地基澆筑結(jié)構(gòu)的質(zhì)量，必須在澆筑前先進行清潔工作，并鋪上一層沙石水泥漿，以增加地基混凝土的附著力；沙石泥漿涂抹均勻后、凝固后，便可澆筑第一層混凝土。在表層澆筑時，要遵守“隨澆隨平”的原則，將每一層混凝土均勻分布在前一層之上。并且，要檢查澆筑層的厚度，確保混凝土層的均勻性和平整性。待以上工作完成后，立即澆筑下一層混凝土，保證混凝土澆筑的連續(xù)性。

6 結(jié)語

總之，施工企業(yè)要充分認識巖土工程地基處理的全新要求和標準，客觀地分析施工現(xiàn)場土壤質(zhì)量，按照具體情況具體分析，集合多種技術(shù)方法來處理問題，在提高施工現(xiàn)場巖土資源利用率的同時，實現(xiàn)建設(shè)高效、高質(zhì)量地建設(shè)地基，以滿足工程項目的各項要求。