淤泥地質條件下基礎加固淺析

鐘凱

摘 要：本文對淤泥地質條件下的地基加固常見問題及處理方法進行闡述，并以某工程實際案例為例加以說明。

關鍵詞：淤泥地質；地基；基礎加固

中圖分類號：TU473 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2019）15-0099-02

隨著城市化建設的不斷深入，建筑工程的規模也不斷增加，在施工過程中會面臨各種不同的地質環境。地基施工是施工過程中的基礎工程，也是隱蔽工程，若施工不善可能引發施工事故，因此對地基基礎加固做必要的研究。對于地質條件含有深厚淤泥的基坑工程，在挖掘過程中地基會形成較大變形，導致基坑及周邊環境產生較大變形及應力集中區，在淤泥地質條件下基礎加固是首要解決問題。

淤泥地質條件下的工程特性有，地基承載能力低，受載荷后地基易變形且受力不均，具有滲透性小、流變性大等特點，不易滿足水工建筑地基的設計要求，故在基礎建筑時需要進行必要處理。本文主要介紹淤泥條件下基礎加固的處理方法及處理效果。

1 建筑基礎加固問題分析

淤泥地質具有含水量較高、壓縮性高、滲透性小、孔隙比較大及抗剪強度低等不良工程特性。因此，在對淤泥地質進行基礎加固是，主要從以下幾個方面考慮：一是改善基礎的剪切特性，提高其抗剪強度；二是改善基礎的特性，防止其滲透破壞；三是改善基礎的壓縮特性，減小其變形和不均勻沉降；四是改善基礎的動力特性，提高其抗震特性。

在對淤泥地質基礎加固時，應將基礎看作整體工程的一部分，充分考慮到建筑上部結構和基礎的相互作用，施工中充分考慮實際情況采取相應措施，若建筑上部結構的剛度和強度還需加強，還應根據實際情況對建筑基礎計算設計等級，選擇相應施工方法進行施工驗證，驗證合格后才能應用到實際工程中，從而滿足基礎對上層建筑的支撐能力。

進行基礎加固后，應根據地基的支撐能力計算地基深埋深度及地基基礎加固面積，并對地基的支撐能力進行修正，地基深埋的支撐能力修正系數去1.0，忽略地基基礎加固寬度對支撐能力的影響修正系數取0。若地基基礎加固后，上層建筑對地基超出受力范圍，存在下沉的風險，應計算地基的軟弱層的支撐力。對于受水平載荷較大的建筑或斜坡上的建筑，地基基礎加固后，應計算地基的穩定性、地基支撐力驗算、地基變形載荷值，根據建筑不同位置的載荷差異，確定施工順序，按相關設計法規計算出地基允許的變形量。地基基礎加固后，在施工過程中還應實時觀測地基的沉降量，必要時應停止建筑施工，觀察地基基礎加固的效果。

2 處理方法

由于淤泥地質條件下地基承載能力低，透水性差，可壓縮性較大，對高層建筑地基的設計要求較高，因此需要對地基進行加固處理，下面主要介紹幾種淤泥地質條件下基礎加固的方法。

2.1 錨桿靜壓樁法

錨桿靜壓樁法主要應用于淤泥、粘性土、人工填土等軟土地基。錨桿靜壓樁法是在建筑物原有基礎中定位并開鑿壓樁孔和鉆取錨桿孔，將錨桿用結構膠種植在開鑿好的錨桿孔中，通過錨桿提供的反力用千斤頂完成壓樁。施工完成后，將壓入的鋼樁或預制樁與地基澆筑一體，地基的承載力得到了提高，以此來達到基礎加固的目的。靜壓樁在壓入的過程中會增加樁周圍的土密度，樁截面的幾何形狀、土層的性能以及樁間距等都會影響效果。

錨桿靜壓樁法施工簡便，施工環節單一，易于操作，可在車間不停產的情況下施工，不影響工期，可在狹小的空間內進行壓樁作業，傳荷過程和受力性能明確，能夠明確每根樁的實際承載力，可迅速阻止建筑物沉降和傾斜，不會引起附加沉降，施工質量可靠，但施工過程中的承臺留孔及錨桿預埋比較復雜。

2.2 樹根樁法

樹根樁法主要應用于淤泥、粘性土、沙土、粉土等地基上原有建筑的修復及地下鐵道穿越加固等。樹根樁法是在鋼套管的導向下，將小直徑的鉆孔灌注樁用旋轉法鉆進。在施工過程中，鋼筋往往要鉆穿原有的建筑物地基直至設計標高，同時用壓力將水泥漿或水泥砂漿通過注漿管注入。在注漿的過程中應注意避免出現相鄰樁冒漿和串孔、縮頸、塌孔等現象。

樹根樁法所有施工操作均為地上操作，施工場地較小，施工方便，在低級的原位置加固，樁孔很小，不會對墻身和地基土產生次應力，不會損傷原有建筑物，樹根樁的外表面粗糙，與地基土的附著力較強，可大幅度改善建筑物的結構整體性。

2.3 灌漿法

灌漿法是通過氣壓、液壓或電化學原理，通過鉆孔的形式，利用壓力將能夠固體化的漿液注入地基裂縫或孔隙中，提高巖土的力學強度和變形模量，改善地基的承重能力。用于灌漿的漿液主要有水泥漿、粘土水泥漿、水泥沙漿及含有各種化學漿材（硅酸鹽類、木質素類、聚酯類）的漿液等，通過在閘機中的高壓噴射灌漿形成水泥土樁，提高地基基礎加固能力，防止地基沉降。

灌漿法對于加固淤泥軟土地質結構具有明顯的效果，漿液品種齊全，能實現單組成品化生產，施工現場無需調配漿液，且灌漿的漿液無化學腐蝕作用，漿液固化后對環境無影響，還能夠持久防水。灌漿法在工程領域上應用廣泛，如檢修、天燃氣管道、搶修工程等，不受天氣季節影響，施工過程容易操作，灌漿過程快，施工效率高，效果顯著。

2.4 水泥土攪拌法

水泥土攪拌法適用于淤泥土質、固結的淤泥、回填土、粘性土、飽和黃土及無流動性地下水的飽和沙土等地基。該方法利用水泥、石灰等材料作為固化劑，通過攪拌機在施工地基處將固化劑與淤泥土強制攪拌，固化劑與淤泥土產生一系列的物化反應，使淤泥土硬化具有穩定性、整體性，從而增大地基變形模量，提高地基基礎加固能力。水泥土固化的物化反應與混凝土硬化的反應機理不同，混凝土硬化主要是填充料進行水解和水化反應，活性介質弱，所以凝結速度較快，而水泥土加固時，由于攪拌的水泥量少，水泥的水解和水化反應是在活性介質較強的環境中反應的，所以水泥加固的速度較慢。該法可以提高淤泥地基的承載能力，提高抗震動能力，減少地基下沉，且施工速度快，無噪聲、無污染等優點。水泥土攪拌法在施工前應根據不同的淤泥地質環境，計算設計參數，確保達到地基的承載要求。因此在保證施工質量的前提下，水泥土攪拌法是快速施工、可靠性高、成本較低等基礎加固方法。

2.5 直徑鋼管樁法

鋼管樁的特點具有強度高、擠壓土層影響小、入土能力強、接截方便等，適用于限制沉樁擠土、持力層起伏較大的地質環境，根據建筑地基結構、建筑載荷、地基土層、施工環境等條件選擇樁型。對于建筑室內地坪，在回填地基時發生地基不均勻沉降時，重新施工地基既不經濟，又影響工期，采用小直徑鋼管樁法可以解決此類問題。用于填埋地基較淺的基礎加固時，在土層較軟地區的橫向、縱向范圍布置鋼管樁，當出現鋼管樁進尺較短的情況，沖擊鋼管樁判斷是否沉入到地基持力層，樁與樁連接處用鋼筋焊接連接，然后澆筑混凝土，增強地基的強度滿足承載能力。

2.6 筏管注漿法

袖筏管注漿法用于淤泥、土洞、流塑、砂土等地基，注漿的目的是增強地基的強度，使地基周邊土層能夠均勻受力。袖筏管注漿法施工的面積應大于原地基底層面積，注漿深度根據建筑土質情況確定，注漿孔采用正方形布置，每隔兩米設置一個注漿孔，然后向套殼內注水泥漿，澆筑時避免將水泥注進袖筏管內。施工中應嚴格控制水泥的強度等級，控制好操作參數，由下至上逐層分段注漿，保證注漿體均勻。若施工中發現注漿壓力損失，應停止注漿，及時查明原因，檢查是否漏漿，并保護好注漿管，便于二次注漿。

3 工程實例技術方案分析及經濟性選擇

某工程辦公樓墻體開裂，經過現場勘查及對設計圖紙、基礎檢測單位出具的《單樁豎向抗壓靜載試驗檢測報告》、勘察單位出具的該項目巖土工程勘測報告、施工單位出具的施工記錄等相關資料查詢發現，該辦公樓結構體型簡單，設計布局合理，含有足夠的結構設計安全儲備，且延承重墻布置多道樁基礎，有利于整體受力，控制不均勻沉降，樁身完整性檢測結果也滿足規范要求，在壓樁施工中，壓樁值滿足設計的要求。該工程地質情況較均一，近50米厚的淤泥，6米厚的砂層，在作為持力層的強風化巖層上有全風化巖層，樁長較長。綜合上述情況，推斷墻體裂縫主要是由對地質不熟導致的管樁施工問題，或者是樁頭連接筏板的節點施工問題，又或者是對負摩阻力估計不足所導致的基礎沉降造成的。

結合工程實際情況，本著安全、合理、經濟的原則，提出了樁式托換法和錨桿靜壓樁法兩種方案。樁式托換法經濟性中等，施工環節較多，根據沉降觀測結果和現場構件檢測結果，有針對性的對薄弱環節加固施工。如施工處理得好，處理過的位置可以控制沉降，但其余未處理處以后會不會沉降，或是沉降差過大，就很難保證。錨桿靜壓樁法經濟性較好，施工環節單一，較便利。但如果只是局部處理，但對沉降差的控制，只能說是改善，很難完全避免。如需要更嚴格的控制不均勻沉降，可考慮整體基礎做錨桿靜壓樁。畢竟每個薄弱環節的樁基礎的情況都不同，根據提供的資料無法做到準確判定。根據表1中關于兩種方案的對比分析，各方面綜合考慮，推薦采用樁式托換法。

4 結語

地基作為建筑的基礎部分，地基基礎加固在建筑施工中具有重要作用，是建筑施工的安全保證。本文從建筑施工地基處理分析，介紹地基加固常見的處理方法，并從實際工程出發，如何選定地基基礎加固方法，提出個人看法，對今后建筑地基基礎加固起到參考作用。

參考文獻

[1] 李娟斌.淺談地基基礎加固的復合注漿技術[J].甘肅科技，2007，243（7）：171-173.

[2] 葛啟舉.海淤地質條件下地基基礎加固試驗研究[J].建筑科學，2008，24（11）：28-30.

[3] 金問魯.地基基礎實用設計施工手冊[M].北京：中國建筑工業出版社，1995.

[4] 宋輝.淺析大型建筑地基基礎加固處理方案的探討[J].科技信息，2007（24）：267.