房屋地基加固處理的方法及技巧的分析

摘要：文章針對(duì)建筑工程地基加固處理的重要性，對(duì)房屋地基的處理方法進(jìn)行了深入探討，分析了各種方法的原理和適用范圍，以提高人們對(duì)地基處理方法的認(rèn)識(shí)，為相關(guān)工作者提供參考。

關(guān)鍵詞：房屋建筑；地基加固；方法及技巧

中圖分類號(hào)：TU472.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1006-8937（2011）16-0132-02

建筑工程地基加強(qiáng)處理的目的是通過夯實(shí)、換填土、擠密、加筋及排水等方法，達(dá)到對(duì)地基承載能力的提高，以改善地基土的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使之滿足工程需要，其主要目的包括：改善地基原狀土的不良特性，提高地基的抗剪切強(qiáng)度，改善地基的壓縮量，改善地基的透水特性，改善地基的動(dòng)力特性。

1房屋地基加固的原理

當(dāng)工程結(jié)構(gòu)的荷載較大，地基土質(zhì)又較軟弱（強(qiáng)度不足或壓縮性大），不能作為天然地基時(shí)，可針對(duì)不同情況，采取各種人工加固處理的方法，以改善地基性質(zhì)、提高承載力、增加穩(wěn)定性、減小地基變形和基礎(chǔ)埋置深度。

地基加固的原理是：“將土質(zhì)由松變實(shí)，將土的含水量由高變低”，即可達(dá)到地基加固的目的；工程實(shí)踐中各種加固方法，如機(jī)械碾壓法、重錘夯實(shí)法、擠密樁法、化學(xué)加固法、預(yù)壓固結(jié)法、深層攪拌法等都是基于此加固原理。

在擬定地基加固處理方案時(shí)，應(yīng)充分考慮地基與上部結(jié)構(gòu)共同工作的原則，從地基處理、建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工方面都應(yīng)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行綜合治理，絕不能單純地對(duì)地基進(jìn)行加固處理。否則，不但會(huì)增加工程費(fèi)用，反而難以達(dá)到理想的效果，其具體的措施有：改變建筑形體，簡(jiǎn)化建筑平面；調(diào)整荷載差異；合理設(shè)置沉降縫；采用輕型結(jié)構(gòu)、柔性結(jié)構(gòu)；加強(qiáng)房屋的整體剛度，如采用橫墻承重方案或增加橫墻，增設(shè)圈梁，減小房屋的長(zhǎng)高比，采用筏式基礎(chǔ)、筏片基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)等；對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行移軸處理，當(dāng)偏心荷載較大時(shí)，可使基礎(chǔ)軸線偏離柱的軸線；施工中正確安排施工順序和施工進(jìn)度，如對(duì)相鄰的建筑，應(yīng)先施工重、高（即荷載重、高度大）的建筑，后施工輕、低（即荷載輕、高度小）的建筑；對(duì)軟土地基則應(yīng)放慢施工速度，以便使地基能排水固結(jié)，提高承載力。否則，施工速度過快，將造成較大的孔隙水壓力，甚至使地基發(fā)生剪切破壞。

2地基加固的方法

根據(jù)地基加固的原理，可采取不同的加固方法，這些加固方法可歸納為挖、填、換、夯、壓、擠、拌七個(gè)字，也就是基本的其中地基加固法。

①“挖”。“挖”就是挖去軟土層，把基礎(chǔ)埋置在承載力大的基巖或堅(jiān)硬的土層中。此種方法適用于軟土層不厚時(shí)，較為經(jīng)濟(jì)。

②“填”。當(dāng)軟土層較厚，而又需大面積對(duì)地基進(jìn)行加固處理時(shí)，則可在軟土層上直接回填一定厚度的好土，以提高承載力，減小軟土層的承壓力。

③“換”。將挖、填相結(jié)合（即換土墊層法），適用于軟土層較厚，而僅對(duì)局部地基進(jìn)行加固。它是將在基礎(chǔ)下面一定范圍內(nèi)的軟弱土層挖去，代以人工填筑的墊層作為持力層，材料有砂石、碎石、三合土（石灰∶砂∶碎磚（石）為1：2：4）、灰土、素土等。換土墊層可提高持力層承載力，減小軟土層的承壓力，加速軟土層排水固結(jié)，減少基礎(chǔ)沉降量。圖1為砂墊層做法。采用換土墊層法可有效地解決中小型工程的地基處理問題，其優(yōu)點(diǎn)是可就地取材，施工簡(jiǎn)便，工期短，造價(jià)低。

④“夯”。利用打夯工具、機(jī)具（木夯、石硪、蛙式打夯機(jī)、火力夯、重錘、強(qiáng)力夯等）夯擊土壤，排出土中水分，加速土體固結(jié)，以提高其密實(shí)度和承載力。其中強(qiáng)力夯是用起重機(jī)械將大噸位夯錘（一般不小于8 t）起吊到高處（一般不小于6 m），自由落下，對(duì)土體進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí)。其原理是用很大的沖擊能使土中出現(xiàn)沖擊波和很大的應(yīng)力，迫使土中孔隙壓縮，土體局部液化，夯擊點(diǎn)周圍產(chǎn)生裂隙形成良好的排水通道，土體迅速固結(jié)。該方法適用于粘性土、濕陷性黃土及人工填土地基的深層加固，但強(qiáng)力夯所產(chǎn)生的振動(dòng)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)周圍已建成或在建的建筑物及其他設(shè)施有影響時(shí)，不得采用，必要時(shí)，應(yīng)采取良好的防震措施（如挖防震溝），砂墊層剖面見圖1。

⑤“壓”。利用碾壓機(jī)械壓實(shí)地基土體，使地基壓實(shí)并排水固結(jié)。也可用預(yù)壓固結(jié)法，即先在地基范圍的地面上堆置重物預(yù)壓一段時(shí)間，使土體壓密，提高承載力，減小沉降量。為了在較短的時(shí)間內(nèi)取得較好的效果，要注意改善土層的排水條件，常用的方法有在預(yù)壓層表面鋪砂層，并用砂井穿過該土層，以利于排水固結(jié)。砂井直徑為200～400 mm，間距為砂井直徑的6～8倍。

⑥“擠”。用帶樁靴的工具或樁管打人土中，擠壓土體形成樁孔，然后拔出樁管，在孔中灌人砂石、素土、石灰、灰土等填充料進(jìn)行搗實(shí)，或隨著填充料的灌入逐漸拔出樁管。此法適用于加固松軟飽和的土體，其原理是靠擠密擠緊土體，以提高地基的承載力，所以也稱為擠密樁。同時(shí)，亦能起到迅速排出土體中飽和水的作用，加速地基下沉穩(wěn)定。此外，根據(jù)地基土質(zhì)不同，亦可采用振動(dòng)成孔器或振沖器成孔后灌入砂石擠密土體。

⑦“拌”。指用旋噴法或深層攪拌法加固地基，其原理是利用高壓射流切削土體，旋噴漿液（水玻璃、水泥漿等）攪拌漿土，使?jié){液和土體混合，凝結(jié)成堅(jiān)硬的柱體或土壁。

3常用地基加固方法及其原理作用和適用范圍

①換土墊層法。包括機(jī)械碾壓法、重錘夯實(shí)法、平板振動(dòng)法和重夯擠淤法：機(jī)械碾壓法常用于基坑面積較大和開挖土方量較大的回填土方工程，一般適用于處理淺層次軟弱地基、濕陷性黃土地基、膨脹土地基、季節(jié)性凍地基；而重錘夯實(shí)法一般適用于地下水位以上較為濕潤(rùn)的粘性土、砂土、濕陷性黃土、雜填土以及分層填土地基；平板振動(dòng)法用于處理無(wú)粘性土或粘粒含量少和透水性好的雜填土地基。

②深層密實(shí)法。包括強(qiáng)夯法、擠密法、砂樁擠密法、振動(dòng)水沖法、灰土樁擠密法、二灰樁或土樁擠密法和石灰擠密法，首先，強(qiáng)夯法是利用強(qiáng)大的夯擊能，迫使深層土液化和動(dòng)力固結(jié)而密實(shí)，這種方法使用于碎石土、砂土、素填土、雜填土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土，對(duì)淤泥質(zhì)土，經(jīng)試驗(yàn)證明施工有效時(shí)，可以使用；而其余的擠密法、砂樁擠密法、振動(dòng)水沖法、灰土樁擠密法、二灰樁或土樁擠密法和石灰擠密法等，其工作原理大致相同，就是通過擠密或振動(dòng)使得深層土密實(shí)，并在振動(dòng)擠密過程中，回填砂、礫石、灰土或石灰等形成砂樁等，與樁間土一起組成復(fù)合地基，從而提高地基承載力，減小沉降量，消除或部分消除土的濕陷性或液化性，砂樁擠密法、振動(dòng)水沖法一般適用于雜填土和松散的砂石，對(duì)軟土地基經(jīng)試驗(yàn)證明加固有效時(shí)方可使用；灰土樁擠密法、二灰樁或土樁擠密法一般適用于地下水位以上，深度為5~10 m的濕陷性黃土和人工填土。

③排水固結(jié)法。包括堆載預(yù)壓法、真空預(yù)壓法、降水預(yù)壓法和電滲排水法，其工作原理是通過布置垂直排水井，改善地基的排水條件，及采取加壓、抽氣、抽水和電滲等措施，以加速地基土的固結(jié)和強(qiáng)度的增長(zhǎng)，提高地基土的穩(wěn)定性，并使沉降提前完成，這些方法一般適用于處理厚度較大的飽和軟土和沖填土地基，但需要有預(yù)壓的荷載和時(shí)間，對(duì)于較厚的泥炭層要慎重對(duì)待。

④加筋法。加筋法包括加筋土、土錨及土釘、土工聚合物、樹根樁、碎石樁等，其工作原理是在人工填土的路堤或擋墻內(nèi)，鋪設(shè)土工聚合物、鋼帶、鋼條、尼龍繩或玻璃纖維等作為拉筋或在軟弱土層上設(shè)置樹根樁或碎石樁等，使這種人工復(fù)合土體，可承受抗拉、抗壓、抗剪和抗彎作用，以提高地基承載力，增加地基穩(wěn)定性和減少沉降，土層錨桿的方法適用于人工填土的路堤和擋墻結(jié)構(gòu)，如邊坡的穩(wěn)定，基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的支護(hù)，地下工程的抗浮，高聳建筑的抗傾覆等，錨桿適用于一切需要將拉應(yīng)力傳遞到穩(wěn)定土體中的基礎(chǔ)處理，它是采取用土層錨桿是依賴于土層與錨固體之間的粘結(jié)強(qiáng)度來提高承載力的，它可以應(yīng)用在一切需要將拉應(yīng)力傳遞到穩(wěn)定的土體中，來加強(qiáng)土體構(gòu)造；土工聚合物一般適用于砂土，黏土和軟弱土，作為排水和隔離耐久性材料，其作用就是利用土工合成材料本身的高強(qiáng)度，柔韌性力學(xué)性能，擴(kuò)散土的應(yīng)力，增大土體的抗拉強(qiáng)度，改善土體整體或構(gòu)成加筋土及各種復(fù)合土結(jié)構(gòu)。主要用于排水，反濾，隔離和加筋作用；土釘支護(hù)技術(shù)是在原土體內(nèi)設(shè)置一定長(zhǎng)度和分布密度的土釘群體，與原狀土共同受力，用以彌補(bǔ)土體自身強(qiáng)度的不足，不僅提高了土體的整體剛度，又彌補(bǔ)了土體的抗拉抗剪強(qiáng)度偏低的不足，能明顯提高土的整體穩(wěn)定性。土釘支護(hù)適用于基礎(chǔ)開挖支護(hù)和天然邊坡的防護(hù)等；樹根樁支護(hù)技術(shù)一般適用于軟弱黏土和雜填土地基，其工作原理是在地基中沿不同方向設(shè)置直徑為100 mm～250 mm的樁，形式是垂直和斜向狀都可以，類似樹根狀的群樁，達(dá)到支撐建筑物體的目的，也可用以擋土來穩(wěn)定邊坡。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，房屋建筑工程地基加固的處理技術(shù)方法和措施有很多種，同時(shí)，隨著時(shí)代的不斷發(fā)展變遷，技術(shù)的不斷更新?lián)Q代，房屋地基加固方法也會(huì)不斷的趨向于完善，因此，在實(shí)際的施工過程中，施工人員不但要充分的了解和掌握地基構(gòu)造的基本原理，施工方法和適應(yīng)土層范圍，同時(shí)也要根據(jù)當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況出發(fā)，結(jié)合氣候環(huán)境等因素進(jìn)行綜合考慮，才可以在具體應(yīng)用中針對(duì)情況靈活使用。

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