地基處理技術(shù)的探討

羅 玲 吳俊宏

（四川大學(xué)錦城學(xué)院，四川 成都 611731）

進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，國(guó)內(nèi)許多大型工廠(chǎng)陸續(xù)新建（擴(kuò)建）生產(chǎn)廠(chǎng)房和庫(kù)房等建（構(gòu)） 筑物以滿(mǎn)足生產(chǎn)需求。與此同時(shí)，相關(guān)工廠(chǎng)的可利用工業(yè)用地日益稀少，導(dǎo)致待建建筑與既有建筑毗鄰而建，這不但增加了設(shè)計(jì)難度、施工難度，而且增大了既有建筑的安全風(fēng)險(xiǎn)，引發(fā)了一系列工程難題。

本文闡述地基處理原理，從適用性討論地基方案的選擇與地基處理技術(shù)，為相似工程設(shè)計(jì)與施工積累經(jīng)驗(yàn)，提供參考。

1 地基方案研究

在地基中，直接承受建筑荷載的土（巖） 層為持力層，不同土（巖） 層的巖土物理力學(xué)性質(zhì)不同，因此需謹(jǐn)慎選擇滿(mǎn)足力學(xué)要求的土層作為持力層。根據(jù)已有地勘成果統(tǒng)計(jì)，土質(zhì)地基在成都地區(qū)分布最廣，可分為以下五種典型情況（見(jiàn)圖1）

圖1 幾種典型土質(zhì)地基情況[1]

a、地基內(nèi)部都是好土，土質(zhì)對(duì)持力層影響不大；

b、地基內(nèi)都是軟土，壓縮性高，承載力小，一般需對(duì)原土層進(jìn)行處理后才能作為建筑地基；

c、基礎(chǔ)的埋深根據(jù)軟土的厚度和建筑物的類(lèi)型分為下列三種情況：

①軟土在2m 以?xún)?nèi)，基礎(chǔ)宜直接放置在下層好土上；

②軟土在2-4 (m) 之間，基礎(chǔ)可放在軟土內(nèi)，避免大量開(kāi)挖土方，但應(yīng)根據(jù)情況選擇適宜的地基處理方案；對(duì)特別重要的建筑物，宜將基礎(chǔ)放在下層好土上，但應(yīng)綜合考慮基坑開(kāi)挖安全性和深基礎(chǔ)投資控制；

③軟土厚度大于5m，一般考慮調(diào)整基礎(chǔ)設(shè)計(jì)方案（如改大基礎(chǔ)尺寸） 或?qū)Φ鼗M(jìn)行處理；

d、地基由兩層土組成，上層是好土，下層是軟土，宜盡量淺埋，減少軟土層的壓應(yīng)力；重點(diǎn)關(guān)注下臥層的承載力和變形值；

e、地基由若干好土和軟土交替組成，宜根據(jù)各土層的厚度和承載力大小，結(jié)合基礎(chǔ)形式對(duì)比分析選擇持力層。

由上可知，基礎(chǔ)的持力層首選物理力學(xué)性質(zhì)好的土（巖） 層上。如果影響既有建筑或基坑施工不便，此時(shí)持力層可考慮選擇較差的土層，但應(yīng)做好地基處理。在復(fù)雜地質(zhì)條件下，基礎(chǔ)工程宜進(jìn)行多方案技術(shù)的可行性研究。

人工地基是人類(lèi)通過(guò)技術(shù)手段對(duì)基礎(chǔ)基底以下土層進(jìn)行處理后使其達(dá)到上部荷載要求的建筑地基，國(guó)外的比薩斜塔糾偏是地基處理的典型案例。

2 地基處理方法分析

目前隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，地基處理技術(shù)日新月異，處理方案數(shù)不勝數(shù)，但總體可大致分為以下幾種類(lèi)別[2]：

①置換法：該法是指使用較好的材料置換天然地基中的軟弱土體，形成雙層或者復(fù)合地基，達(dá)到提供承載力、減小沉降的目的，有換土墊層法、機(jī)械成孔CFG 樁法等。在成都地區(qū)主要用于處理粘土、砂土、雜填土等不良地基，置換法是最常見(jiàn)的地基處理方法。

②排水固結(jié)法：該法是指土體通過(guò)排水固結(jié)，孔隙比減小，抗剪強(qiáng)度提高，達(dá)到提高地基承載力，減小沉降的目的，有預(yù)壓法、砂井法、塑料排水帶法，適用于軟黏土、含水雜填土地基。該方法案例很多，但因理論發(fā)展水平限制、復(fù)雜的地質(zhì)條件等因素影響，排水固結(jié)法的加載速率、加載時(shí)間需要根據(jù)檢測(cè)數(shù)據(jù)或試驗(yàn)段的結(jié)果調(diào)整、修正，導(dǎo)致實(shí)際處理效果差異性較大，一直是地基處理技術(shù)中的疑難點(diǎn)。

③灌漿法：該法是指向土體中灌入或拌入水泥，石灰，或其他化學(xué)固化漿材，在地基中形成增強(qiáng)體，如深層攪拌法、高壓噴射注漿法、滲入性灌漿法、劈裂灌漿法、壓密灌漿法。主要是通過(guò)氣壓、液壓等方法，把某些能固化的漿液注入天然和人造的裂縫、孔隙中，以改善地下土層的巖土力學(xué)性質(zhì)。因?yàn)樽匀坏貙痈飨虍愋裕貙訚B透性，孔隙率對(duì)該方法的效果有很大影響，地基處理結(jié)果偏離理論計(jì)算值的情況時(shí)有發(fā)生。

④振密、擠密：有松砂地基適用的振沖密實(shí)法、黏性土基適用碎石樁法、振動(dòng)成孔CFG 樁法等。振沖法由steuerman 發(fā)明并制作首先用于處理德國(guó)柏林一座7.5m 深的松砂地基，使松砂的承載力提高了50%，但目前其設(shè)計(jì)理論仍處于初級(jí)階段；檢測(cè)發(fā)現(xiàn)碎石樁法的處理效果和振動(dòng)、強(qiáng)夯的設(shè)計(jì)參數(shù)有關(guān)，不宜在建筑密集區(qū)施工，防止振動(dòng)引起老建筑結(jié)構(gòu)發(fā)生振動(dòng)損傷。

除此之外，地基處理方法還有加筋、托換、糾傾等。

綜上所述，地基處理方法與原土層的巖土物理力學(xué)性質(zhì)相關(guān)，同類(lèi)地層結(jié)構(gòu)可選擇不同的處理方案，但不同地層情況的地基處理思路也可能相同。

3 結(jié)語(yǔ)

1） 在新建筑設(shè)計(jì)、施工時(shí)，選擇建筑基礎(chǔ)持力層不僅需要考慮地基承載力、地層的壓縮模量/變形模量等因素，還應(yīng)結(jié)合既有建筑與待建建筑的位置關(guān)系、施工條件優(yōu)選地基方案，降低施工難度；2） 天然地基是建筑地基的首選方案；當(dāng)軟弱覆蓋層較厚、既有建筑與待建建筑間距較小時(shí)，應(yīng)慎重選用大開(kāi)挖地基施工方案，必要時(shí)應(yīng)采取適宜的基坑支護(hù)措施，降低坑壁失穩(wěn)的安全風(fēng)險(xiǎn)。