地基加固結(jié)構(gòu)技術(shù)在土木工程施工中的運(yùn)用

劉素琳

（山西辰誠(chéng)建設(shè)工程有限公司，山西陽(yáng)泉 045000）

0 引言

地基的加固是整個(gè)施工過程中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是建設(shè)項(xiàng)目的基礎(chǔ)，是保證工程施工后期質(zhì)量和安全的關(guān)鍵。地基加固的技術(shù)手段是多種多樣的，并處于不斷發(fā)展的階段。新材料、新技術(shù)的出現(xiàn)，使地基加固技術(shù)得到了更新和發(fā)展，其主要體現(xiàn)在計(jì)算理論、機(jī)械、材料、現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、施工工藝以及各種地基處理技術(shù)的綜合運(yùn)用上。做好基礎(chǔ)的加固處理工作，可以有效地保證建筑的安全性和穩(wěn)定性。

1 土木工程現(xiàn)狀

在各個(gè)行業(yè)蓬勃發(fā)展的今天，無(wú)論是在商業(yè)還是在民用建筑中，都隨處可見，土木工程正日益受到人們的重視。盡管土木工程的發(fā)展對(duì)社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展起到了積極的促進(jìn)作用，但是目前我國(guó)的土木工程情況不容樂觀。出現(xiàn)了施工單位對(duì)工程建設(shè)的細(xì)節(jié)，不作細(xì)致的評(píng)價(jià)與分析的情況，有的施工工藝和方法還停留在原來的位置，不追求進(jìn)步，質(zhì)量很難保證。若不加強(qiáng)土建工程的質(zhì)量保證，不能充分地利用和選用合適的技術(shù)，勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致工程的可靠性降低，進(jìn)而導(dǎo)致嚴(yán)重的安全事故。在工程實(shí)踐中，如何加強(qiáng)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的加固已成為業(yè)界關(guān)注的焦點(diǎn)。許多工程的設(shè)計(jì)和施工都是借鑒了成功的經(jīng)驗(yàn)，或者是照搬了以前的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，在地基結(jié)構(gòu)的強(qiáng)化上，并沒有進(jìn)行任何的創(chuàng)新，這才是提高整體質(zhì)量的最大障礙。今后若要改善土木工程的施工質(zhì)量，必須在地基加固結(jié)構(gòu)技術(shù)上進(jìn)行創(chuàng)新。

2 地基加固技術(shù)的意義

在工程設(shè)計(jì)中，地基建設(shè)是工程建設(shè)中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。由于其地理位置的特殊性和地質(zhì)結(jié)構(gòu)的破壞，使得建設(shè)場(chǎng)地的土壤自身或多或少都存在著一些問題，使得基礎(chǔ)建設(shè)的效果無(wú)法達(dá)到穩(wěn)定的要求。采用地基加固技術(shù)，以確保地基的抗震性達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，從而為地基的建設(shè)和建筑功能的實(shí)現(xiàn)提供強(qiáng)有力的支撐。基礎(chǔ)加固技術(shù)應(yīng)以多種工程措施為基礎(chǔ)，以便處理工程中出現(xiàn)的各種質(zhì)量問題。隨著我國(guó)科研機(jī)構(gòu)與施工單位的聯(lián)合，對(duì)基礎(chǔ)加固技術(shù)的研究已不再局限于書籍上的理論和紙面上的分析，而是更能滿足工程實(shí)踐的需要。因此，在進(jìn)行地基加固時(shí)，必須避免經(jīng)驗(yàn)主義的影響，以達(dá)到提高地基質(zhì)量和建筑企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的目的。在對(duì)地基加固結(jié)構(gòu)技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)時(shí)，不僅要按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行，而且要根據(jù)設(shè)計(jì)方案的高度靈活性，及時(shí)了解施工現(xiàn)場(chǎng)的動(dòng)態(tài)，以達(dá)到降低安全風(fēng)險(xiǎn)，防止意外的目的。

3 地基加固的原則

土木工程的基礎(chǔ)工作主要表現(xiàn)為復(fù)雜性、潛在性、難易性、多發(fā)性和嚴(yán)重性。我國(guó)地域廣闊，地質(zhì)情況各異。凍土、軟土和鹽堿土是其主要的基礎(chǔ)形式。同時(shí)，由于氣候條件的改變，會(huì)導(dǎo)致諸如地震等自然災(zāi)害，使基礎(chǔ)工程的建設(shè)十分復(fù)雜。土木工程是一個(gè)整體的工程，與不同的施工方法有密切的聯(lián)系。一個(gè)小的問題，都可能會(huì)對(duì)整個(gè)工程的質(zhì)量造成很大的影響，甚至嚴(yán)重的話，可能會(huì)影響到整個(gè)項(xiàng)目的施工和運(yùn)營(yíng)后的安全。眾所周知，基礎(chǔ)設(shè)施是一個(gè)項(xiàng)目竣工的先決條件，容易受到各種不可預(yù)測(cè)因素的影響[1]。有的工程由于基礎(chǔ)工程比較復(fù)雜，施工難度大，會(huì)給工程建設(shè)帶來了一些困難。土木工程質(zhì)量的好壞，取決于基礎(chǔ)的適用性。當(dāng)自然災(zāi)害或人為災(zāi)難出現(xiàn)時(shí)，最嚴(yán)重的后果就是房屋坍塌，民眾的生命安全將會(huì)受到威脅。在土建地基的分析中，地基便是基礎(chǔ)，一旦出現(xiàn)質(zhì)量問題，無(wú)法及時(shí)有效地處理，則必須進(jìn)行后續(xù)的返工，不僅會(huì)對(duì)工程的工期造成很大的影響，而且還會(huì)對(duì)工程的質(zhì)量、工程的經(jīng)濟(jì)效益造成一定的影響。

在軟土地基、厚黏土或粉砂土地基基礎(chǔ)上，應(yīng)用CFG 樁復(fù)合地基進(jìn)行加固。CFG 樁徑選擇0.5m，以粉煤灰、碎石、水泥等為主要原料，水泥選用普通硅酸鹽水泥，P.O 32.5 規(guī)格。若混合料為28d，那么測(cè)試塊的壓縮強(qiáng)度應(yīng)該至少大于10MPa。這種方法可以使樁間距變大，樁數(shù)減少，從而大大降低了項(xiàng)目的前期投資。在含砂質(zhì)、黏性礫石土、礫石土等土壤中，可采用高壓灌注樁法進(jìn)行加固。在攪拌漿料時(shí)，水泥的粒徑比例是1:1。若要增加其相對(duì)固結(jié)強(qiáng)度，則需添加其他添加劑。在樁周長(zhǎng)28d 后，試驗(yàn)塊的壓力強(qiáng)度應(yīng)超過4MPa。在工程實(shí)踐中，常采用剛性樁網(wǎng)復(fù)合加固技術(shù)。鉆孔灌注樁、預(yù)制方樁、預(yù)應(yīng)力管樁等不同類型的樁型，在工程實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用。在這一范圍內(nèi)，預(yù)應(yīng)力管樁的直徑為0.3~0.5m，樁距為2.0~2.5m。在施工中，為了確保鋼筋的受力，一般在樁端設(shè)置樁帽或樁筏。鉆孔灌注樁的樁徑為0.8~1.0m，樁距為4.0~5.0m，樁排一般為1.0m。

4 地基加固結(jié)構(gòu)技術(shù)的應(yīng)用

4.1 地基加固

4.1.1 壓密注漿技術(shù)

將化學(xué)藥劑與配制好的水泥漿按一定的比例混合，使水泥漿體的強(qiáng)度增加，然后用高壓設(shè)備將水泥砂漿灌注到已確定的基礎(chǔ)上，這就是壓實(shí)灌漿技術(shù)[2]。這種方法對(duì)于地基的施工條件有特別的要求，需要施工的土壤是黏稠的，在實(shí)際工程中，需要對(duì)灌漿的部位進(jìn)行充分的灌漿，然后通過高壓設(shè)備將泥漿徹底地滲入土壤中，再加上壓力裝置的作用，使得土壤表面的裂縫變得更大，泥漿就會(huì)順著裂縫的方向?qū)⒘芽p填滿，這樣可以增加混凝土的承載力，增加基礎(chǔ)的抗壓能力，同時(shí)也可以增加基礎(chǔ)的抗?jié)B透性。在此基礎(chǔ)上，施工現(xiàn)場(chǎng)的施工人員也應(yīng)注意以下要點(diǎn)：通過對(duì)地基進(jìn)行詳細(xì)的土體分析，確認(rèn)是黏性土，才能進(jìn)行工程建設(shè)。按照要求進(jìn)行水泥和化學(xué)藥劑的調(diào)配，以保證工程泥漿達(dá)到土壤的質(zhì)量。在混凝土澆筑完畢后，要進(jìn)行振動(dòng)，充分的振動(dòng)能使泥漿中的濕氣得以排出，滿足設(shè)計(jì)的要求，保證地基的施工質(zhì)量。這種方法在地基建設(shè)中經(jīng)常使用，而且價(jià)格經(jīng)濟(jì)。不過加固灌漿材料需要可灌、可粘性好、收縮性小、無(wú)毒無(wú)污染、耐老化性能好等，這樣才能增加地基的穩(wěn)固和使用年限[3]。

4.1.2 強(qiáng)夯加固技術(shù)

首先，強(qiáng)夯法是一種以軟弱地基為基礎(chǔ)的物理性施工技術(shù)。在實(shí)際工程中，如果出現(xiàn)了地基自身的沉降問題，或是地基的穩(wěn)定性不夠好，則采用強(qiáng)夯法進(jìn)行加固。其具體的施工流程如下：施工人員要對(duì)存在問題的基礎(chǔ)部位進(jìn)行有效地劃分，并對(duì)其內(nèi)部的基礎(chǔ)和土壤狀況進(jìn)行分析，確定合適的夯擊重量。強(qiáng)夯機(jī)械安裝在適當(dāng)?shù)奈恢茫賹⒑诲N抬至適當(dāng)?shù)母叨龋蛊渥杂上侣洌⒉捎弥苯蛹訅旱姆椒ǎ行У脑鰪?qiáng)地基的加固性和穩(wěn)定性，從而實(shí)現(xiàn)高密度。在第一次強(qiáng)夯工程結(jié)束后，還要由施工者親自檢驗(yàn)基礎(chǔ)狀況，以便合理判定是否需要反復(fù)進(jìn)行強(qiáng)夯，避免對(duì)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)的無(wú)謂損傷。其次，在強(qiáng)夯加固工程中，經(jīng)常使用機(jī)械設(shè)備，會(huì)對(duì)設(shè)備的質(zhì)量造成一定的損傷，因此，在完成工程后，必須對(duì)設(shè)備進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，同時(shí)還要進(jìn)行定期的維護(hù)和維修，以保證設(shè)備的高效使用[4]。

4.1.3 加筋法

首先，加筋法是指在地基上添加一種具有很強(qiáng)抗拉能力的物質(zhì)，通過這種物質(zhì)來改善基礎(chǔ)的力學(xué)性能和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，從而達(dá)到加固基礎(chǔ)的目的。其次，這種技術(shù)的使用不會(huì)造成太大的困難，也沒有太多的施工工藝。最后，在具體施工中，施工人員可采用下列5 種方法實(shí)施加筋技術(shù)：①土工合成材料法。在工程建設(shè)中，可選用適當(dāng)?shù)膹?fù)合土工材料，將其與基礎(chǔ)土層結(jié)合，從而增強(qiáng)其抗拉強(qiáng)度。而且，因?yàn)橥凉げ牧系姆浪院徒^緣性，可以在一定程度上保護(hù)基礎(chǔ)。②加筋土法。在施工時(shí)，可以把抗拉能力很強(qiáng)的拉筋埋于土層中，通過與土體自身的微粒進(jìn)行有效地摩擦，從而增強(qiáng)拉筋與土體的連接性，形成一種全新的整體結(jié)構(gòu)，用以增強(qiáng)土體的穩(wěn)定性。常適用于人工填土的路堤和擋墻結(jié)構(gòu)。③土層錯(cuò)桿法。在這段時(shí)間內(nèi)，可以將錨固物插入土體中，從而增強(qiáng)地基的承載力，并且使工程結(jié)構(gòu)得到穩(wěn)定。它在邊坡加固和基坑維修等方面得到了廣泛的應(yīng)用。④土釘法。在工程建設(shè)中，通過對(duì)地基進(jìn)行初步的分析，并在適當(dāng)?shù)牟课辉O(shè)置土釘，從而達(dá)到與地基自身的有效協(xié)同，進(jìn)而達(dá)到平衡地基承受能力的目的。⑤樹根樁法。在施工過程中，必須根據(jù)工程實(shí)際情況，確定好地基的方位，并按一定的方向埋好如樹根狀的群樁，以支撐結(jié)構(gòu)物，用以擋土，可以起到穩(wěn)定邊坡和加強(qiáng)邊坡的作用。

4.2 結(jié)構(gòu)加固

4.2.1 鋼筋混凝土設(shè)置

在基礎(chǔ)施工中，鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)是保證地基安全的重要手段。為了保證地基的施工質(zhì)量，必須注意下列問題。對(duì)鋼筋的材質(zhì)和水泥進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)，以保證鋼筋與水泥的尺寸達(dá)到設(shè)計(jì)要求。為了滿足地基工程的要求，必須對(duì)地基的鋼筋骨架進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，并對(duì)鋼筋混凝土的配比進(jìn)行嚴(yán)格的控制[5]。鋼筋混凝土之所以能夠得到非常廣泛的應(yīng)用，是因?yàn)樗慕Y(jié)構(gòu)具有極大的優(yōu)勢(shì)。鋼筋混凝土的優(yōu)勢(shì)大致可以分為4 個(gè)方面：①鋼筋混凝土的耐火性非常好，不需要花費(fèi)額外的精力去保養(yǎng)。②鋼筋混凝土的抗震性能好。③鋼筋混凝土具有可塑造性，尺寸可以根據(jù)建筑工程的實(shí)際需要進(jìn)行定制。④使用鋼筋混凝土可以替代鋼材，從而節(jié)約鋼材的使用。

4.2.2 地基結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在土木工程的基礎(chǔ)建設(shè)中，基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)方案與整體的工程質(zhì)量有很大的關(guān)系，所以在進(jìn)行地基設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)充分考慮多種因素的影響，并結(jié)合工程地質(zhì)、水文、基礎(chǔ)的使用年限等因素，并結(jié)合工程建設(shè)的天氣條件，在高風(fēng)區(qū)時(shí)，應(yīng)對(duì)基礎(chǔ)的邊角進(jìn)行合理的規(guī)劃，并對(duì)其重心進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，確保建筑物在大風(fēng)條件下所能承受的壓力。

4.2.3 托換技術(shù)

在土建基礎(chǔ)的施工中，在軟土、松軟土層和潮濕土層中放置鋼筋混凝土樁柱，并在樁的上部安裝承力臺(tái)，以減輕地基的承載能力，即托換技術(shù)。其主要施工方法為注漿托換法，是將均勻攪拌的水泥砂漿放入地基，并加入相應(yīng)的化學(xué)藥劑，使基礎(chǔ)的穩(wěn)定性得到提高[6]。

4.2.4 植筋技術(shù)

植筋技術(shù)是目前土建基礎(chǔ)施工中較為常用的一種加固技術(shù)，與其他加固工藝相比，它具有操作簡(jiǎn)單、效果顯著的技術(shù)特點(diǎn)。在進(jìn)行基礎(chǔ)施工時(shí)，只要將加固的鋼筋框架直接插入已澆筑的混凝土中，就可以提高加固效果。這種加固方法不僅操作簡(jiǎn)便，對(duì)技術(shù)要求不高，而且施工人員可以快速掌握施工流程，從而提高工程建設(shè)的效率。

4.2.5 裂縫修補(bǔ)

在土建基礎(chǔ)施工中，裂縫多是由于施工中對(duì)填充物比例的不合理或氣候等因素所致，這不僅會(huì)影響地基的外形，也會(huì)對(duì)地基的穩(wěn)定性造成極大的影響，一旦出現(xiàn)大的裂縫，那么地基的承載力就會(huì)受到很大的影響。可以采取修復(fù)措施，以確保基礎(chǔ)的穩(wěn)固和穩(wěn)定。

4.2.6 嚴(yán)格把控質(zhì)量關(guān)卡

鋼筋混凝土是目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)建筑物采用的主要材料和結(jié)構(gòu)形式，為確保其施工質(zhì)量，可以采取如下措施。嚴(yán)格控制原材料的品質(zhì)，在采購(gòu)過程中，不要為了經(jīng)濟(jì)利益而使用便宜的原材料。保證物料有出廠檢驗(yàn)證書，并在運(yùn)送至工地時(shí)取樣，不合格的不得參加工程。針對(duì)基礎(chǔ)工程的有關(guān)規(guī)定，對(duì)結(jié)構(gòu)尺寸、類型等，進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，并對(duì)鋼筋質(zhì)量和混凝土的比例，進(jìn)行嚴(yán)格的控制[7]。

4.2.7 增強(qiáng)土木工程結(jié)構(gòu)抗震能力

在土建工程中，各個(gè)地區(qū)都要根據(jù)各自的地質(zhì)情況，為應(yīng)付各類地質(zhì)災(zāi)害，應(yīng)加強(qiáng)建筑結(jié)構(gòu)的抗震能力。相關(guān)部門要規(guī)范建筑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，從選址、規(guī)劃、材料等多個(gè)方面進(jìn)行指導(dǎo)和監(jiān)管。積極吸取國(guó)外先進(jìn)的技術(shù)，特別是在重點(diǎn)設(shè)防區(qū)域，采取新技術(shù)新材料，以增強(qiáng)抗震性能。需要杜絕使用不合格的材料、設(shè)備，應(yīng)該配備合格的產(chǎn)品和設(shè)備，并由專人負(fù)責(zé)，對(duì)其進(jìn)行抗震試驗(yàn)，做到責(zé)任明確，做到有理有據(jù)，保證設(shè)備的正常運(yùn)行。

5 結(jié)語(yǔ)

總之，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，對(duì)工程質(zhì)量提出了更高的要求。對(duì)土木工程的重要性也越來越突出。在施工過程中，應(yīng)充分考慮到地質(zhì)、環(huán)境、自然氣候等方面的因素，并盡可能減少外部環(huán)境的影響。在地基加固中，一般采用強(qiáng)夯加固、壓密注漿、加筋地基等；在結(jié)構(gòu)加固上，要對(duì)整個(gè)工程進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，對(duì)建筑材料的質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制，以改善建筑物的抗震性能。重視裂縫的防治，合理運(yùn)用托換、植筋、排水加固等措施。因此，必須從整體上提高地基的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，從而為工程質(zhì)量的提高打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，這將有助于我國(guó)的建設(shè)事業(yè)的穩(wěn)定和持續(xù)發(fā)展。