地基處理施工技術在土建工程中的應用

王征

【摘要】我國正處于現代化建設的關鍵時期，建筑行業也迎來了空前繁榮的發展階段，每年有無數房屋工程、市政基礎建設工程上馬，造就了城市發展日新月異的繁榮景象。隨著城市建筑物規模的不斷擴大，對建筑物地基地承載力和穩定性提出了越來越高的要求。建筑企業需要做好地基處理工作，保證上層建筑的穩定和安全，提高建筑物在面對地震等災害時的抵抗能力和安全水平，為業主和租戶提供更安心的居住和使用環境。在土建工程中，地基處理是十分重要的一道工序，施工質量直接關系到工程的整體質量和安全。軟土地基是地基處理的主要對象，因為其難以達到土建工程的承重要求，需要地基處理技術進行硬化和加強，達到工程施工標準，保證工程整體效果。針對軟土地基的處理技術主要包括換填、夯實、灌漿加固、擠密、排水、樁基（諸如注漿樁、擠密樁、粉噴樁）等數種，每種處理技術都有自己的優勢和適用情況，工程技術人員需要根據工程需求進行選擇和應用。本文從土建工程中常見的地基問題入手，分析地基處理技術的特征，探討土建工程中地基處理技術的應用策略，希望可以為提高土建工程地基水平提供一些思路和參考。

【關鍵詞】土建工程;地基處理技術;應用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

17.028

緒論

地基處理是絕大多數建筑工程土建環節的重點，各種地基處理技術被廣泛應用，為加固地基、提高地基承載力貢獻了力量。但在具體實施和應用中，地基處理技術還存在諸多工程理論問題需要探討和研究。隨著我國城市建設的規模不斷擴大，房屋建筑土建環節的地基處理需要兼顧地下管線、周邊建筑的需求，城鄉、城際基礎設施建設的地基處理需要面對不同特征的土層和巖層，需要處理的也不再是軟土地基。工程技術人員想要做好地基處理工作，想要保證并提高土建工程施工質量，需要遵循因地制宜原則，以工程施工需求為基礎應用處理技術，盡可能在保證質量的同時節約成本和工期。

一、土建工程中常見的地基問題

1.穩定性差

很多出現在社會新聞板塊中的“豆腐渣”工程都存在地基穩定性問題，地基不穩定、承載力不足，相當于把上層建筑變成空中樓閣，從施工階段就開始面臨巨大的安全隱患。穩定性差的多半是軟土地基，或承載力達不到工程施工要求的地基，是地基處理技術的主要處理對象。

2.地基液化

地基液化是指在遇到地震等突發災害時，地基在外部動力影響下出現的液化、失穩、塌陷等現象。會出現這種現象的原因在于土層的抗剪強度不足，砂土、粉土的顆粒骨架作用決定了砂土、粉土的抗剪強度。在振動的影響下，砂土、粉土的骨架結構發生變化，有效應力下降甚至完全消失。這時，地基就變成了可流動的物質，繼而衍生地基失穩、塌陷現象。

3.不均勻沉降

不均勻沉降是建筑地基在長期承壓下的不良反應，主要原因在于上層建筑所形成的重力導致了地基的沉降，且這種沉降是不均勻的。而地基的不均勻沉降還會帶來上層建筑的結構裂縫，影響整個建筑物的質量和安全。

二、土建工程中地基處理技術的特征

1.隱蔽程度較高

在土建工程中，地基本就處于地下部分，隱蔽程度較高。地基處理技術處理的對象是處于地下的土層和地基，處理后是否存在問題也需要通過探傷檢測來判斷，且有些問題會在上層建筑施工中或建筑物投入運營后逐漸顯露。地基處理技術的應用比其他環節施工技術的應用更需要嚴格把控質量和成效，盡可能提高地基的承載力、穩定性，減少因地基問題導致質量安全問題或工期問題的可能性。

2.地基問題多樣

在土建施工中，技術人員要面臨多種多樣的地基土層和巖層狀態，處理不同程度、不同方向的地基問題，含水量高的土層和飽和砂土層所需要的地基處理技術不同，一旦技術人員處理失誤就有可能引發后續的質量安全問題或返工延期問題。而且，隨著建筑工程規模、高度的不斷提升，工程對地基處理技術的施工標準和質量要求也越來越高，技術人員還要兼顧到存在于地下的各種市政管線和周邊建筑，地基處理施工復雜程度不斷升級。

3.地基重要性不可忽視

地基是建筑物的基礎，承擔著人民生命財產安全的重任，一旦地基部分出現問題就會直接威脅到人民的生命和財產。而地基處理的難度又比較大，通常一出現就是嚴重問題。如果到了上層建筑已經開始施工的階段，地基出現問題，處理方式通常只有重新施工，不僅延誤工期，還浪費大量的成本和資源。因此，地基處理環節中，技術人員和施工人員應當提高重視程度，保證地基施工質量。

三、土建工程中地基處理技術的具體應用

1.軟土地基換填處理

軟土地基是地基處理技術的主要對象之一，換填處理是一種比較徹底的處理方式。將原有的軟土地基土層挖出，填入強度更高、抗剪能力更強的材料，以提高地基的承載能力和穩定性[1]。在進行換填處理時，技術人員需要首先了解原有軟土地基的實際情況、工程施工需求，根據工程施工標準進行換填，保證工程地基的穩定性和安全程度。其次，技術人員需要對換填處理進行科學計算，計算換填范圍、換填材料量等參數，保證換填處理的可靠程度。然后，技術人員需要借助機械對換填后的地基材料進行碾壓，以保證換填后的壓實程度。

2.地基夯實處理

強夯是提高地基壓實程度、穩定性、強度的常用手段，重錘落下所攜帶的沖擊力能夠傳達至地基深處，有效實現地基加固。在土建工程現場施工中，技術人員需要根據所需要處理的地基情況、土層巖層結構調整重錘強夯的次數、高度、頻率，盡可能在保證夯實質量的同時減少夯擊次數[2]。夯實處理過程中，技術人員可以根據地基中的水分含量設置夯擊次數，有效降低地基中的水分含量;根據現場土質密度設置重錘高度，對地基進行整體加固;根據地基需要處理的總體面積設計夯擊重錘的底面積，避免因為底面積過大而影響沖擊力的傳遞，避免因為底面積過小而導致重錘陷入地基難以拔出，影響地基質量。

3.排水加固處理

地基軟弱的主要原因之一就是含水率過大，高含水量的地基并非一個整體，而是水和土的混合物，有一定的流動性，且承載力和穩定性較差。排水處理能夠有效降低地基中的含水量，提高地基的整體穩定性和承載力。常見的排水加固處理方法包括電滲排水、砂石擠壓、排水井等，其中電滲排水是指利用直流電金屬電機來轉化土壤中的水分，引導水分在電流影響下從陽極滲出轉移到陰極，然后被集中排放[3];砂石擠壓是指在地基中鋪設砂石層，砂石層具有更高的孔隙率，水分更容易排出，再配合上擠壓施與的力，能夠更有效地降低地基土層含水量;排水井建設是排水加固的輔助環節，能夠幫助電滲排水和砂石擠壓等排水處理方式提高效率。

4.灌漿加固處理

灌漿加固處理的關鍵在于所灌注的漿液能夠與土層產生物理或化學方面的反應，即通過實現漿液與土層的膠結來提高地基的穩定性和抗剪強度[4]。不同成分的地基土層需要不同配比的漿液來實現膠結，技術人員需要通過勘探獲取地基原始數據，進行有針對性的灌漿和加固。

5.灌注樁加固處理

如果說灌注漿液是希望通過漿液與土層的反應來提高地基的整體穩定性，灌注樁加固處理就是在地基中樹立穩定性、承載力更符合工程需求的樁基，代替原有地基承擔起上層建筑，保證建筑整體的質量安全。灌注樁加固處理可根據技術種類、樁基類型劃分為旋噴樁將樁、擠密樁、深層水泥攪拌樁等不同的處理技術，適用于不同特征的地基。

（1）旋噴注漿樁

旋噴注漿樁在沙土、粉土、淤泥質土等不同土質的地基處理中都有較為優秀的成就，在建筑土建領域中有廣泛的應用市場[5]。旋噴樁將樁是利用鉆機將噴頭和注漿管送入樁底，將配置好的漿液高速噴射出，在地基內部形成一股能量集中、緊密的柱狀體。在噴射過程中，噴頭通常一邊旋轉噴漿，一邊向上提起，所形成的柱狀體有一定的直徑，且能夠實現漿液與土體的高速攪拌，提高樁基的質量。旋噴注漿樁施工后，技術人員需要注意樁基是否存在樁頂過高或過低的情況，如果樁頂因為漿液凝固而出現收縮下降情況，需要技術人員進行二次注漿，保證樁頂符合標高;如果樁頂因為冒漿問題過高，需要技術人員在28d后質檢驗收合格時敲掉多余的樁頭，這樣既能夠與其他樁頂保持高度一致，又能夠不影響后續的擋土墻等施工作業。

（2）擠密樁

擠密樁利用沖擊和振動技術在地基中打孔，鋼結構樁打入地基后拔出留下的樁孔中回填石灰土、砂石等材料，形成比原有地基穩定性、強度更高的樁基。擠密樁的優勢在于就地取材成本低，挖填工程量小，施工速度較快，與原有地基的結構更加相融。擠密樁多見于我國黃土地區建筑土建施工環節，樁基深度通常在5～15m范圍內。擠密樁通常可根據回填材料分為灰土擠密、水泥土擠密兩種樁基，灰土是指石灰與土比例2：8或3：7的石灰土，因為有石灰的存在所以能夠吸收周邊土層中的水分，樁基加固速度快、擠密效果好、強度高;水泥土是指水泥占比不超過15%的混合土，水泥的水解和水化作用提高了樁基的穩定性和承載力。擠密樁可以配合土工格柵使用，能夠進一步提高上層建筑重力分配的平均程度，減少地基出現不均勻沉降的情況，更適合在濕陷性黃土地區進行施工應用[6]。

結論：

地基處理技術的應用需要技術人員更具地基的實際情況進行篩選和實操，遵循因地制宜原則，具體情況具體分析。隨著科學技術的不斷發展，現有地基處理技術還會出現進一步的提升和突破，以滿足更多樣地基的處理需求，保證地基處理質量，保證建筑工程的整體穩定和安全。

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