岩土工程地基处理的常用方法及应用探析

时间：2024-08-31

李海蕾

(安徽两淮地质基础工程公司，安徽合肥 230088)

当今社会，随着人口数量的剧增以及城市化进程的加快，土地的使用面积已经无法满足社会发展的需求。不论是城市，还是乡镇，建筑楼层高度不断增加，而楼层高度的增加也对建设项目的地基稳定性提出了更高的要求。尤其是岩土工程施工中，提高软土地基的稳定性和安全性，对于保证工程质量至关重要。

1 岩土工程施工过程中地基处理要点分析

地基工程是所有建筑工程项目施工的核心，同样也是岩土工程施工最为关键的施工项目。岩土工程地基施工需要严格按照施工计划和流程进行，具体的施工中，需要注意以下几点：

首先，在岩土工程施工之前必须对施工现场进行预压测试，主要测试岩土地基是否出现横向位移、地基沉降或者土层水压是否满足要求等，同时按照测试数据结果对地基进行处理；

其次，如果岩土工程采用强夯法进行地基加固，则事先必须做好地下管线的防护工作，保证地下管线不受地基加固工程影响，确保土层强度能够抵抗地质运动造成的影响，同时在施工现场设置减震带，降低地基施工对周围建筑的影响；

再者，岩土工程地基处理如需往地基中灌注水泥砂浆，则事先必须做深层搅拌试验，保证水泥砂浆配合比标准，从而实现最佳的地基处理效果；

最后，要注重地基加固方法的结合使用，如对特殊岩土工程，结合应用化学加固和机械加固，利用机械设备做碾压和振动处理，提高地基加固处理效果，保证工程质量。

2 岩土工程地基处理常用方法及其应用

2.1 强夯法

强夯法是岩土工程地基处理中比较常用的方法之一。强夯法是借助夯锤等设备锤击岩土土层，借助夯锤的不断锤击和重压达到夯实土层的效果，以此来提升土层密实度和强度，起到加固地基的作用。这种方法的应用还需要结合施工现场实际情况，尤其是强夯力度大小和夯锤重量需要根据地基深度、施工需求等要求来确定。一般情况下，夯锤强度在30 t以上才能够借助强大的夯击压力夯实地基土层，起到稳固地基的效果。

强夯法的作用原理是：借助专业起吊设备，将巨型夯锤吊起，在达到一定高度之后，让夯锤做自由落体运动，借助下落过程的动能和夯锤自身重力夯实地基。这种方法的效果比较明显，能够大幅度提升地基承载力，压实软土层内部空隙，稳定软土层结构，大幅降低软土层压缩性。

强夯法使用过程中必须要做好施工现场地下管线的防护工作，同时在周围设置减震带，避免夯锤下落过程的冲击力破坏周围建筑物。在应用强夯法之前，要求施工人员事先测试土层的含水量，如果含水量过高，强夯过程会加剧土层运动，夯锤过程中强大夯力和夯锤力度会影响地基夯位的确定，甚至给地基处理带来很多不确定因素，所以前期工作必须做到位。

2.2 置换垫层法

如果软土地基承载力、变形状况无法满足工程建设需求，并且软土层厚度较小，为了满足建筑物要求，可以将地基基础底面处理范围内软土部分或者全部软土挖除，然后分层换填满足强度要求的材料，如砂石、碎石、灰土、粉煤灰等，也可以换填性能稳定、没有侵蚀性的材料，此过程就是置换法。

垫层置换法就是将地基中的软土部分除去，用砂土等透水性能强、结构稳定的材料代替，提升地基稳定性。这种方法尤其适合软土地基工程处理，置换垫层前首先需要将软土层挖除，置换性能更加稳定的填垫原材料，通常选用砂石或者卵石等硬度高、透水性强的材料，可大幅提升地基承载上限，降低地基沉降速率，加速地基内部水分排出。

填垫过程中，按照分层填垫方法、逐层进行，每完成一层填垫，及时压实处理一次，保证地基整体受力均匀，即使是长期使用也不会由于局部沉降损坏岩土整体工程质量。填垫施工中，尤其要注意底层材料，提升底层强度性能，避免地基最底层发生沉降而影响工程出现整体沉降，具体使用过程中还需要注意以下两个方面：

其一、置换填垫之前，需将基坑中的杂物清理干净，尤其是树叶、枯枝等杂物，如果基坑内部有积水，要彻底清理干净，同时清理积水遗留下的杂物，等到基坑水分蒸发完之后，加固基坑周围土层，最后开始填垫施工；

其二、填垫施工过程中，严格按照施工作业标准规范施工操作，首先将需要填垫的原材料搅拌均匀后平铺在基坑内，捣实后处理好接头位置，接头位置要呈斜坡状，同时分层施工要保证每一层之间都有一定的间隔。

2.3 水泥粉煤灰碎石桩加固处理方法

水泥粉煤灰碎石桩加固处理技术简称CFG桩处理，就是将碎石、石屑、砂石、粉煤灰等材料和水泥一起加水搅拌均匀，借用各种成桩机械设备制作一定强度的可变强度桩。这种加固桩是一种低强度的混凝土桩，该技术充分利用桩间土承载力作用，同时能够将荷载传递到深层地基中，技术性能和经济效果比较明显，具体的应用中需要注意以下几点：

(1)严格按照材料配合比配置混凝土混合料，加水量根据混合料塌落度确定。通常情况下，长螺旋钻孔柱状塌落度约为200 mm，沉管灌注桩塌落度约为40 mm。

(2)如果选用长螺旋钻孔关注成桩技术，在钻孔满足一定设计深度之后需要提钻，提钻过程要注意提钻时间和速度，保证混凝土送料速度和提钻速度吻合，从而保证混凝土灌注质量。如果选用沉管灌注桩技术，则灌注完成之后，通常按照1.2 m/min的速度均匀拔出沉管。

(3)实际桩顶标高通常要大于工程设计桩顶标高，具体高出部分数值要根据工程施工条件确定，通常不能低于0.5 m。

(4)水泥粉煤灰碎石桩成桩之后要及时做抽样检测，按照施工要求检测桩体抗压强度。

这种地基加固处理技术相对简单，施工过程比较快捷，实用性较强，并且有很好的经济效果，尤其适合软土地基处理。

2.4 砂石垫层加固地基处理方法

砂石垫层加固一般适合高层建筑物地基加固处理应用，具体的施工流程：首先，将工程基础面以下一定深度土层挖除，然后做夯实处理；之后选择高强度的砂石材料填充地基，此过程必须保证填充材料的强度，尤其不能选用有腐蚀性的材料，只有这样才能保证材料能够作为持力土层进行夯实处理，这一环节也是砂石垫层加固处理最为关键的环节。

通常地基承载力、持力层抗剪强度两者有密切的联系，所以选用砂石垫层加固处理技术能够提升地基抗剪强度，保证地基承载力。一般如果地基发生沉降，在沉降过程中很容易出现浅层沉降，如使用砂石层置换垫层，因为这种材料垫层本身应力扩散作用比较明显，所以下层天然土层承载力会明显降低，从而大幅提升地基整体牢固性。

砂石垫层加固方法可以应用于多种地质条件，并且对于机械设备要求较低，不需要特殊机械设备，所以相较于其他的地基处理技术，这种方法经济性最高。