土木工程中的復合地基與地基處理技術的應用策略

朱麗媛

山東萊克工程設計有限公司 山東 青島 266520

引言

地基處理是土木工程施工環節中基礎工作，直接影響土木工程施工質量。近年來，土木工程地基處理技術不斷優化完善，新型地基處理技術優勢突出，復合地基處理技術就是其中之一。復合地基處理技術適用于多種土層，它在多種建筑的建造中都很適用，應用范圍較廣。因此，在施工中，技術人員要提高對復合地基處理工作的重視，保證地基處理質量。

1 土木工程中地基處理工作重點及原則

1.1 地基處理工作重點

1.1.1 上部結構分析。土木工程上部結構與地基連接，要重視上部結構分析。當土木工程上部結構存在影響地基結構安全性的因素時，地基結構就會受到嚴重的損壞，地基處理工作難度也會隨之上升，影響地基處理效果。與地下結構相比，土木工程上部結構更為復雜，如果上部結構分析存在偏差，沒有準確掌握地基荷載數值，則會影響地基處理工作。為此，技術人員應準確掌握上部結構的相關信息數據，減輕上部結構對地基處理產生的威脅，結合分析結果完成地基處理工作，確保地基結構的穩定性達到預期要求[1]。

1.1.2 地基處理方案內容可行性分析。除需做好土木工程上部結構分析工作外，還要加強地基處理方案內容的可行性分析。地基處理方案內容可行性分析是確保地基處理工作有序展開的基礎前提。在土木工程地基處理過程中，部分施工單位僅擬定了地基處理方案，卻未對地基處理方案展開可行性研究與審核，導致地基處理過程中存在許多問題，方案內容與實際情況存在差異，受環境因素及人為因素影響，方案中的部分工序無法落實。地基處理方案可行性分析是土木工程地基處理環節中的重要環節，應重點做好圖紙細節及關鍵部分研討，無任何問題后方可正式使用，提高地基處理工作水平，確保土木工程后續施工穩步推進。

1.1.3 現場環境基礎資料分析。為提高地基處理工作水平，不僅需要做好土木工程上部結構分析及地基處理方案內容可行性分析，還要掌握土木工程所處區域現場環境的基礎資料，其中涵蓋區域水文條件、施工現場自然環境條件、地下水位條件、土壤結構特征及土層信息等多項要素。確保各項勘查工作落實到位，加強數據收集整理及分析，以分析結果為基礎選擇地基處理技術應用。

1.2 地基處理工作原則

①形變值控制原則。土木工程結構龐大，主體結構會向地基施加極大的荷載。一旦處理不當，就會造成地基結構形變。如地基形變為可控范圍之內，則不會對土木工程結構造成影響。如地基形變為可控范圍之外，就會使土木工程結構安全性受到威脅。施工人員應結合土木工程基礎結構信息，明確形變值標準，加強日常巡回檢查，將形變值保持在指定范圍之內。②穩定性原則。在地基處理過程中，地基塌陷事故主要集中于邊坡部位，導致這一問題出現的原因主要是地基結構抗滑能力及抗傾斜能力未滿足規定及標準，應給予足夠重視，確保防護措施到位[2]。③成本控制原則。土木工程建設目的是滿足人民群眾生產、生活、娛樂需求，使施工單位獲取更高的經濟利益，推動我國社會經濟健康發展。在地基處理環節中，應科學應用多種技術手段，在確保處理質量的基礎上，降低成本支出，提高土木工程經濟效益。

2 復合地基內涵

在土木工程施工階段，為提高天然地基結構強度，施工人員會利用某種方法將原有天然地基替換成硬土地基，或將部分施工材料，例如鋼筋及混凝土等添加在天然地基中，以此強化天然地基結構強度，這種經過改造的天然地基就被稱為復合地基。與天然地基相比，復合地基的穩定性及強度更高，承載能力及滲透性能更為優越。此外，復合地基的出現推動了復合地基處理技術的發展。

3 復合地基處理技術應用策略

在土木工程施工階段，如天然地基結構穩定性不足，將會使土木工程整體質量受到影響。目前，部分土木工程地基結構仍存在滲透性差、強度低等缺陷，這會導致沉降及失穩等事故出現。施工人員應將復合地基處理技術與地基處理環節相互整合，加強新型材料及工藝技術應用。依托專業技術改良天然地基結構的物理性質，在不對地基承載系數造成影響的基礎上，實現天然地基荷載能力改善。除此之外，施工人員還可完成地基結構局部替換或整體替換，應用強度更高的結構代替原有天然地基結構，強化地基結構強度。

但需要注意的是，不同工藝技術優勢不同，弊端也不同。施工人員需根據土木工程實際情況，采取針對性的選擇策略，在提高應用水平的基礎上，實現成本控制目標。在工藝技術選擇前，施工人員需做好天然地基結構承載能力分析。如天然地基結構可滿足土木工程施工要求，則無須應用復合地基處理技術，僅需做好人工補強即可。如天然地基結構難以滿足土木工程建設標準，則應利用復合地基處理技術對其加以處理。

復合地基是指將樁基礎地基與淺基礎地基的荷載傳遞方式相互整合，將部分荷載直接傳遞給地基結構，另一部分荷載會由樁結構向下傳遞[3]。但需要注意的是，復合地基處理技術仍處于發展階段，施工人員應結合實際情況判斷各項技術的可行性。復合地基處理技術種類繁多，筆者結合自身工作經驗，選擇下列技術展開詳細分析。

3.1 水泥土攪拌樁復合地基處理技術

水泥土攪拌樁在飽和軟粘土地基加固環節中應用更為廣泛，復合地基固化劑為水泥。施工人員可應用攪拌設備，在地基深部將水泥與軟土相混合，利用水泥與軟土產生的化學反應及物理反應，使軟土地基結構硬化，強化地基結構穩定性、及整體性，干加固深度不可超過15m，濕加固深度不應超過20m[4]。

3.2 旋噴樁復合地基處理技術

旋噴樁是指利用專業設備，將旋噴注漿管及噴頭設置在樁底設計高程，隨后利用高壓裝置向已調配完成的漿液提供能量，使其由注漿管上方的噴嘴高速噴射出來，這種具有高能量的漿液可直接破壞土體。在噴射時，邊旋轉鉆桿邊向上提升，使漿液與土體實現更加充分的融合，在土體內形成柱狀結構，實現地基加固目標。在具體施工時，應先鉆后噴，攪拌提升，確保各階段樁結構的漿液與土比例適宜。

3.3 夯實混凝土樁復合地基處理技術

該項技術可利用機械設備（機械設備涵蓋長螺旋鉆機、擴土機等）或人工的方法成孔，隨后選擇單一土質材料，將其與水泥相配比，充分攪拌后制成水泥土，利用分層的方式回填在孔中，再展開后續強夯處理，進而組成均勻的水泥土樁結構。該項技術在地下水位以上的素填土地基、粉土地基、黏性土地基中應用更為廣泛，但處理深度不可超過10m。如應用洛陽鏟成孔，則深度不可超過6m。當區域存在地下水時，該項技術可用于滲透系數低于10-5cm/s的黏性土地基結構及樁頂上方0.5m至1.0m區間有水地基結構，含水量過高時不可采取該項技術[5]。

3.4 水泥粉煤灰碎石樁復合地基處理技術

水泥粉煤灰碎石樁也被稱為CFG樁，是指由適量水分與碎石、粉煤灰等混合料相攪拌后，利用成樁設備組成的樁體結構?？赏ㄟ^調整水泥占比的方式，實現樁結構強度等級變化，最高強度等級可達到C25，最低強度等級可達到C5。該種樁體結構具有可調性，能夠大幅提高地基結構承載能力，樁長為數米至數十米不等，樁體結構抗阻力強。當施工現場地基結構承載能力強，施工荷載要求低時，可適當縮短樁體長度。當施工荷載要求高時，可適當增加樁體長度。針對天然地基，當承載力低，設計承載力要求較高時，傳統柔性樁無法滿足施工要求，水泥粉煤灰碎石樁更為適宜。此外，水泥粉煤灰碎石樁在多種條件下均可實現應用。根據地基結構劃分，水泥粉煤灰碎石樁既可用于獨立地基，也可用于條形地基、箱形地基及筏形地基。針對土體性質劃分，水泥粉煤灰碎石樁既可用于固結素填土地基，還可用于粉土砂土地基等。

3.5 柱錘沖擴樁復合地基處理技術

柱錘沖擴樁是指利用柱錘沖擊的方法成孔，隨后將填料分層填入孔中，組成的豎向補強結構。柱錘沖擴樁復合地基在地下水位以上的黃土地基、粉土地基及雜填土地基處理環節中應用更為廣泛，但地基深度不可超過10m。針對地下水位以下的土體處理工作而言，應利用現場實驗的方法判斷該項技術的可行性。針對大型工程、現場環境復雜工程與重要工程而言，在施工環節展開前需選擇具有代表性場地展開實驗。

4 復合地基處理技術未來發展趨勢

近年來，復合地基處理技術發展水平得到了顯著的提高，在強化地基承載力、簡化施工工序、節約成本等方面發揮著重要的作用。而隨著現代施工技術體系的發展和完善，復合地基處理技術仍需不斷的完善，以適應現代土木工程建設需要。

第一，各類復合地基處理基礎優勢及適用性的認識程度會得到有效的提升，其一是因為施工經驗積累豐富，其二是室內試驗條件及室外試驗條件更加優越。土木工程領域逐步展開了各類復合地基處理技術適用性及優缺點研究。在具體施工時，可根據工程實際情況，利用實驗及借鑒其他工程的方式，科學選擇復合地基處理技術加以應用。第二，施工設備及工藝技術實現更新迭代。在復合地基處理技術應用過程中，受機械設備條件制約，技術應用仍處于探索階段，難以實現大范圍推廣。近年來，在科學技術不斷發展下，國內機械設備及工藝技術已展開了一系列的創新，這為復合地基處理技術應用提供了新的平臺。第三，各類新型施工材料實現了研發。復合地基處理技術愈加完善，與之相配套的材料也實現了創新，新型材料研發及廢料利用水平得到了顯著的提高。例如，水泥粉煤灰碎石樁不僅可實現能源節約，還具有顯著的經濟優勢。新型BY灌漿材料不僅可用于港口及軌道等工程的地基處理環節中，還可實現混凝土結構補強，這將為復合地基處理技術發展提供新的動力。第四，為提高復合地基處理技術應用水平，人才保障是基礎前提。各地高校及科研部門應制定人才培養方案，加強人才培養課程完善，結合復合地基處理技術內容，提高培訓過程的針對性，確保人才供應充足。第五，地基沉降形變機理研究工作不斷推進。針對地基沉降形變機理研究，我國已度過了早期階段的經驗判斷，后期進入了半經驗半理論階段，后續實施了數據測量、室內室外實驗及理論分析等活動，目前已經進入了數據實測、理論分析及數值模擬相互結合階段，這為復合地基處理技術推廣提供了有利條件。第六，復合地基理論研究工作不斷推進。雖然復合地基理論體系建設仍處于探索時期，且發展相對緩慢，但復合地基這一概念已在土木工程領域實現了大范圍的普及，且理論研究已為工程建設起到了推動作用，復合地基處理技術在土木工程中實現了應用，為復合地基理論發展提供了先決條件。

5 結束語

綜上所述，在土木工程施工時，應充分認識到地基處理環節的重要作用，避免土木工程施工質量受到影響。在地基處理過程中，施工人員應形變值控制原則、穩定性原則及成本控制原則，加強施工現場上部結構分析、地基處理方案內容可行性分析及現場環境資料分析，提高復合地基處理工作水平。現階段，地基處理環節已受到了社會各界的廣泛關注，施工人員應結合項目所屬地區天然地基結構情況，采取針對性的復合地基處理技術加以應用，加強施工環節管控，提高地基處理技術應用水平。