二級建造師水利水電精講之地基處理技術方法與展望

　　我國地域遼闊，地質(zhì)復雜，土的種類繁多。需要處理的地基大多為軟弱土和不良土;軟粘土、雜填土、充填土、濕陷性黃土、泥炭土、膨脹土、多年凍 土、巖溶和土洞等。隨著我國建設事業(yè)的發(fā)展，新建工程越來越多地遇到不良地基。而上部結構荷載日益增大，變形要求更嚴，相應地對地基要求也越高，因此地基 處理的要求也就越來越迫切和廣泛。建筑物的地基問題可包括：(1)強度及穩(wěn)定性問題;2)壓縮及不均勻沉降問題;(3)滲漏、潛蝕及管涌;(4)動荷作用 下的土體液化等四個方面。當建筑物的天然地基存在上述四類問題之一或其中的幾個時，則必須對地基進行人工處理，以保證建筑物的安全與正常使用。

　　1 地基處理

　　地 基處理是一項歷史悠久的工程技術。追溯到很久以前，人類就已懂得對天然地基進行人工處理，例如我國兩千年前就采用在軟土中夯入碎石等壓密土層的方法。隨著 現(xiàn)代建筑事業(yè)對地基處理的要求日益增高，許多新的地基處理技術也得到開發(fā)和應用，如近年來發(fā)展的強夯法、振沖法、真空預壓法、高壓噴射注漿法以及加筋法等 已廣泛用于工程實踐。地基處理技術的研究和推廣已成為土木工程中一項重要的課題。

　　地基處理就是按照上部結構對地基的要求，對地 基進行必要的加固或改良，提高地基土地的承載力，保證地基穩(wěn)定，減少房屋的沉降或不均勻沉降，消失陷性黃土的失陷性，提高抗液化能力等，常用的人工地基處 理方法有換土墊層法，重錘表層夯實，強夯法，振沖法，注漿法，深層攪拌，化學加固等方法。地基處理的對象是軟地基和不良地基。地基處理的目的是：提高地基 的強度以保證地基的穩(wěn)定性;降低地基的壓縮性，減少地基的沉降和不均勻沉降;加強地基固結過程，提早完成沉降;防止地震時液化和震陷等。

　　2 地基處理方法及步驟

　　2.1地基處理方法的確定按下列步驟進行。

　　2.1.1根據(jù)結構類型、荷載大小及使用要求，結合地形地貌、地層結構、土質(zhì)條件、地下水特征、環(huán)境情況和對鄰近建筑物影響等因素，初步選定幾種可供考慮的地基處理方法。

　　2.1.2對初步選定的各種地基處理方法，分別從加固原理、適用范圍、預期效果、材料來源及消耗、機具條件、施工進度和對環(huán)境的影響等方面進行技術經(jīng)濟分析和對比選擇最佳的地基處理方法，必要時可選擇兩種或多種地基處理措施組成的綜合處理方法。

　　2.1.3對已選的地基處理方法，必須根據(jù)建筑物安全等級和場地復雜程度，在有代表性的場地上進行相應的現(xiàn)場試驗和試驗性施工，并進行必要的測試，以檢驗設計參數(shù)和處理效果。如達不到設計要求時，應找出原因并采取改進措施和修改設計。

　　2.1.4 經(jīng)地基處理后的地基承載力設計值應按地基承載力標準值乘以綜合修正系統(tǒng)確定。地基處理技術人員應掌握所承擔的地基處理目的，加固原理，技術要求和質(zhì)量標準 等。施工中應有專人負責控制和監(jiān)測，并做好施工記錄，在出現(xiàn)異常情況時，必須及時同有關部門妥善解決。

　　2.2地基處理途徑。進行地基處理時，必須結合具體情況，慎重選擇，必要時應作方案比較，以找出最佳途徑。

　　2.2.1 碾壓與夯實。建筑物地基表面的松散填土、雜填土或其它軟土層，往往需壓實后才能作為地基的持力層。我國民間常用的夯蛾或蛙夯因夯擊功能小，影響深度淺，通 常只用于平整基槽或局部壓實。因此當要求壓實影響深度較大時，通常需采用具有較大壓實功能的機械碾壓、振動壓實、重錘夯實甚至強夯等方法進行處理。強夯有 一種利用夯擊產(chǎn)生的振動波來處理地基的新技術，目前已廣泛用于工程實踐，并取得了良好的效果。

　　2.2.2機械碾壓法。機械碾壓法是一種采用平碾、羊足碾、壓路機、推土機及其它壓實機械來太實松軟土層的方法，常用于大面積填土的壓實和雜填土地基的處理，碾壓后地基土的承載力主要取決于土地的性質(zhì)、施工機具和施工質(zhì)量，一般應通過試驗確定。

　　2.2.3振動壓實法。振動壓實法是一種在地基表層施加振動把淺層松散土振實的方法，其主要用于處理砂土、爐渣、碎石等無粘性土為主的填土。

　　2.2.4 重錘夯實法。重錘夯實法是利用重機械將夯錘提高到一定高度，然后使錘自由落下，反復夯打，在地基表層形成一層較為均勻的硬殼層，從而提高地基表面層的強 度，可用于處理離地下水位0.8m以上稍濕的雜填土、粘性土、砂性土、濕陷性黃土和分層填土等地基，但不宜用于有效深度內(nèi)存在有軟粘土層的地基。

　　2.2.5強夯法。強夯法地基加固施工技術由20世紀70年代法國工程師梅那首先創(chuàng)用，通過起重機械將大噸位夯錘起吊到6~30m高度 后，自由落下，給地基土以強大的沖擊能量的夯擊，使土中出現(xiàn)沖擊波和很大的沖擊壓力，迫使土層空隙壓縮，土體局部液化，在夯擊點周圍產(chǎn)生裂隙，形成良好的 排水通道，孔隙水和氣體逸出，使土粒重新排列，經(jīng)時效壓密達到固結，從而提高地基承載力，承低其壓縮性并減少或消除土體濕陷性的一種有效的地基處理方法。

　　實踐證明，經(jīng)強夯處理的地基，其承載力可提高2~5倍，壓縮性可降低200%~500%。影響深度在10m以上。一般可用于處 理碎石土、砂土、低飽和度的粉土和粘性土、濕陷性黃土、雜填土和素填土地基，還可在不深的水中夯實地基。由于強夯效果好，速度快，節(jié)省材料且用廣泛，在界 受到廣泛的重視。強夯法的缺點是施工時噪音和振動大，且對鄰近建筑物影響大，因而不宜在人口稠密的城市中使用。

　　2.2.6換土 墊層。換土墊層法(亦稱換填法或開挖置換法)是將天然軟弱土層挖去或部分挖去，分層回填強度較高，壓縮性較低且無腐蝕性的砂石、素土、灰土、工業(yè)廢料等材 料，壓(夯)實后作為地基墊層(持力層)。實踐證明，換土墊層法可有效地處理某些荷載不大的建筑物地基問題，如一般的三、四層房屋、路堤、油罐和水閘等地 基。可用于淤泥、淤泥質(zhì)土、濕限性黃土、膨脹土、素填土、雜填土、季節(jié)性凍土地基以及暗溝、暗塘等的淺層處理。

　　結語：地基處理 是一項技術性很強的工作，合理的方案還需要落實到技術措施和施工質(zhì)量的保證上，才能獲得地基處理預期的效果，這不但要求認真制訂技術措施的技術標準，保證 施工質(zhì)量，還要進行施工現(xiàn)場質(zhì)量檢驗、試驗和現(xiàn)場監(jiān)測與控制，監(jiān)視地基加固動態(tài)變化，控制地基的穩(wěn)定性和變形的發(fā)展，檢驗加固的效果，確保地基方案順利的 實施。

　　隨著具有中國特色的社會主義現(xiàn)代化的發(fā)展，規(guī)模宏大的工業(yè)與民用建筑、水利工程、環(huán)境工程、港口工程、高速鐵路、高速公 路、機場跑道、大型油罐基礎工程等的興建，不可避免的在不良的地基場地上建造，而且對地基質(zhì)量的要求也將越來越高，現(xiàn)有的地基處理技術已經(jīng)不能滿足社會發(fā) 展的需求。地基處理技術將在在原有的基礎上有所改善，原來笨重的工人夯實轉變?yōu)楝F(xiàn)行的機械操作，甚至發(fā)展為用化學藥品來處理地基。舊事物在短時間內(nèi)被新事 物的發(fā)展所取代是社會發(fā)展的需要，同樣，地基處理技術也是如此。由此可見地基處理技術的發(fā)展前景是遠大和美好的，地基處理的新技術、新工藝也將不斷涌現(xiàn)。

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