探究不同工程地質的地基加固處理技術

賀邵生

湖南有色地質勘查局二四七隊，湖南長沙 410129

1 我國不同工程地質的地基基礎

為了緩解我國經濟建設的需要與建設用地緊缺之間的矛盾，一些工程項目必須在地質條件相對較差的地基基礎上進行施工建設。其中，主要包括軟弱土地基、雜填土地基、沖填土、濕陷性黃土、膨脹土、松散飽和土、有機質土地基、山區地基以及巖溶性的地基等，這些地基基礎由于強度難以達到工程建設的需要，因此會出現土體變形、失穩等問題，所以工程的設計施工單位必須對這些不同工程地質的地基分別進行加固處理，以提高其承載能力，改善其工程特性，從而保證工程結構的安全和質量。

2 不同工程地質的地基加固處理技術

2.1 對工程地質中的軟弱地基進行加固處理的技術2.1.1 軟弱地基的排水固結處理技術

對軟弱地基采取排水固結的方法進行處理主要是通過對軟弱地基進行預壓荷載，排出其土體孔隙中的水分，促使土體固結，減小土體的孔隙體積，從而提高土體的強度，使地基能夠達到承載要求，并減少沉降。主要的施工技術可以分為兩類，即正壓固結和負壓固結。其中，正壓固結技術是在地基中采取堆載的方法，利用超靜水壓力來排出土層中的水分。而負壓固結則主要是通過降水預壓或者真空預壓等方式，形成負超靜水壓力來排出土體中所含的水分。

2.1.2 軟弱地基的振動密實處理技術

對軟弱地基采油振動密實的加固處理也就是通過機械設備對地基土層進行密實振動，從而縮小土體中的孔隙體積，提高地基的強度。在施工中可以采用壓路機或者羊足碾等壓實機械對土層進行反復的壓實，也可以利用強夯或者重錘夯實的方法來夯實地基。其中，重錘夯實主要是通過起重設備將15～30kg的夯錘提高到2.5～4.5m左右高度后使其下落，從而利用夯錘的重力作用對地基進行夯實。而所謂強夯，其原理與重錘法基本一致，只是提高了夯錘重量，并增加了下落的距離，從而達到提高地基強度的目的。

此外，也可以采取擠密樁的方法，在土層中打入樁管，對土壤進行擠壓成孔，以達到擠密土層的效果，再將石灰、砂石、灰土以及素土等填入樁管，并在搗實后將樁管拔出，使柔性樁體與原有土層形成復合型的地基結構，提高地基基礎的承載力，該處理技術比較適合對飽和松散的地基進行加固。

2.1.3 軟弱地基的置換拌入處理技術

所謂置換拌入處理也就是在地基基礎的軟弱土體中摻入砂漿、水泥或者石灰等對軟弱土地基進行加固，或者用碎石以及砂石等材料對軟弱地基基礎中一部分土體進行置換，從而形成復合型的地基基礎，以實現對地基基礎承載能力的改善，從而減少沉降問題的發生。

而當工程基礎的持力層難以滿足荷載要求時，則應根據實際情況挖去全部或部分軟土，并利用素土、砂或者碎石進行回填夯實，從而形成能夠滿足工程建設需要的持力層結構；這種方法也被稱為換墊法，主要用于對濕陷性的黃土地基、雜填土以及其他淤泥質的有機土地基進行處理加固。

2.1.4 軟弱地基的加筋處理技術

所謂加筋處理主要是將具有較高強度的受力桿、土工聚合物以及拉筋等埋設到土層中，以促使地基基礎的承載力增強，從而達到控制沉降發生、提高工程結構穩定性的目的。

2.2 對工程地質中的雜填土地基進行加固處理的技術

在對雜填土地基基礎進行加固處理時可以采用水泥灌漿以及注漿法這兩種技術。其中，水泥灌漿也就是通過泥泵或者灌漿泵將配制好的水泥漿液向預加固地層進行灌注，利用水泥漿液對土體孔隙等空間進行充填，然后經過凝固脫水后，松散的土體就會凝結加固，這樣地基基礎的強度就得到了提高。而注漿法則是通過電化學、液壓或者氣壓將漿液通過注漿管將地層均勻的注入漿液，從而使土體膠結后形成具有較高強度、防滲性好的整體性穩固結構。在施工中主要采用水泥注漿以及化學注漿這兩種技術。

2.2.1 采用水泥注漿的處理技術

該技術主要是向土體中注入水泥漿。當土體中存在亂石或砂石等較大孔隙時，可以按照1：1的水灰比來配制漿液，直接進行灌注即可；如果土體孔隙比較小時則需使用壓力泵。

2.2.2 采用化學注漿的處理技術

該技術主要是將化學溶液注入到土體中，通過化學反應生產填充物，對土體中的孔隙進行填充，并促使土壤顆粒發生膠結，從而實現對地基土工程性能的改善。

2.2.3 采用土與水泥進行攪拌的處理技術

該技術是利用噴粉設備或者深層攪拌設備，將水泥漿或者其他固化劑與軟弱土進行強制性混合攪拌，從而促使軟土膠結，形成水泥土樁的復合型地基基礎，以改善地基的強度和整體性，從而達到工程施工的要求。

2.3 對工程地質中的沖填土地基進行加固處理的技術

對沖填土地基進行加固處理時要根據沖填土的具體范圍、埋深來選擇相應的加固方法。如果埋藏淺且面積小的，應通過置換夯實的處理方法。如果埋藏深、面積大，難以進行換填的，應采用新型柱錘進行強夯加固處理。

2.4 對工程地質中的濕陷性地基進行加固處理的技術

當濕陷性黃土處于地下水位上方時，可以通過灰土擠密樁來進行加固處理，而當地基土中的飽和度超過65%，且含水量超過24%時，則不適用該處理技術。樁基礎法也可以用于對濕陷性地基進行加固處理，其主要是利用長樁透過黃土的濕陷層，在非濕陷性的堅實土層中形成支撐，從而將上部荷載傳導到堅實的土層基礎上。這種方法適用于持力層的強度和承載力比較好的地基基礎，且濕陷性黃土的厚度應在30m以內。

2.5 工程地質中的膨脹地基進行加固處理的技術

2.5.1 采用換土的處理技術

對膨脹土地基進行處理時可以用灰土或者其他非膨脹性的材料對土層進行置換，并根據變形計算的結構來確定換土的厚度。對于膨脹既為I、II級且比較平臺場地的地基進行加固處理時，其墊層的厚度應在0.3m以上，且寬度應超過基底，回填后要做好相應的防水處理。

2.5.2 對土質進行改良

將水泥、石灰等材料或者化學添加劑加入膨脹土后，可以對其膨脹性進行有效的抑制，從而達到加固地基的效果。

2.5.3 樁基處理加固技術

如果膨脹土層的厚度比較厚，可以通過樁基來進行處理，通過樁尖在持力層上的支撐作用來提高地基基礎的穩定性。

2.5.4 采用預濕膨脹處理技術

在施工前可以采取對膨脹土加水的方式，使其受濕而產生預膨脹，施工時要保持其含水量不變，從而保持土體體積的穩定性。

2.5.5 采用隔水處理技術

由于膨脹土的體積變化主要是由于含水率發生改變而造成的，因此可以采取隔水措施，防止基底向外界滲水，這樣也可以達到維持地基基礎穩定性的目的。

在對膨脹土地基進行加固處理時要根據具體情況，綜合性的運用各種處理技術，來實現提高地基承載力的目的。

2.6 對工程地質中的松散以及有機質土地基機械加固處理的技術

在對松散土或者有機土地基基礎進行加固時，可以利用攪拌設備將石灰或者水泥等固化劑材料與土體進行強制攪拌混合，通過固化劑與土體間的化學以及物理反應來促使軟土膠結，從而提高地基的強度、水穩性和整體性。

2.7 對工程地質中的山區地基以及巖溶性地基進行加固處理的技術

當工程在山區地基上進行施工時，應準確掌握其基巖構造情況，如果其土層比較深時可以采用樁基來進行加固，如果土層比較淺則可以直接在風化巖上進行支撐，從而達到減少沉降的目的，同時應利用沉降縫對工程結構進行相應的處理。對巖溶性地基進行處理時，可以選擇箱型基礎以及樁基礎等方式來進行加固，提高地基的承載力。

3 結語

不同工程地質的地基加固處理技術十分復雜，在設計施工中需要綜合考慮工程地基土的地質特性、具體的土層分布情況、工程主體結構的具體形式和體量、工程的功能特點以及實際用途等因素，并科學合理地采取相應的加固處理技術，才能改善地基基礎的地質特性，提高其承載能力，使其達到工程施工要求，保證工程施工的安全和質量，這對于工程建設的成本控制以及工程各種設計功能的正常發揮有十分重要的意義和作用。