對(duì)工民建施工中劣質(zhì)地基土改良技術(shù)的思考

王裕恒

（廣東省基礎(chǔ)工程集團(tuán)有限公司　510700）

1　引言

在工民建筑中，承載負(fù)荷的是地基，然而決定一個(gè)地基質(zhì)量好壞的關(guān)鍵因素是地基土。安全事故的發(fā)生往往是因?yàn)榈鼗临|(zhì)量較差，不足以支撐起建筑物的整體質(zhì)量所導(dǎo)致。我國(guó)幅員遼闊，地大物博，地貌形態(tài)復(fù)雜，地基土各式各樣，為了提高工民建的施工質(zhì)量，采取一定的改良手段來(lái)消除不穩(wěn)定因素是刻不容緩的事情，這樣使有效的保證建筑結(jié)構(gòu)的安穩(wěn)性和提高建筑體的抗震性變得更有價(jià)值和意義。建筑施工中應(yīng)將科學(xué)、合理的改良地基土作為首要任務(wù)。地基是否能行使自身功能的重要前提是地基土的優(yōu)劣，一個(gè)工程的使用壽命、受到地質(zhì)災(zāi)害影響程度以及建筑物的安全隱患都取決于良好的地基土。如果不能承載很大的負(fù)荷，在強(qiáng)壓力的作用下就會(huì)造成地基土的擠壓和損壞現(xiàn)象，并會(huì)造成經(jīng)濟(jì)效益的損失。

2　劣質(zhì)地基土的分類(lèi)

2.1　軟質(zhì)粘土

在南方地區(qū)，軟質(zhì)粘土是比較常見(jiàn)的一種地基土，因?yàn)槠涑惺苣芰τ邢薅冶绕渌恋膹?qiáng)度增長(zhǎng)的要慢很多，在增加負(fù)載后受力會(huì)極不均勻以至于會(huì)出現(xiàn)地基的變形，所以這種土很難應(yīng)用到工程建設(shè)中；另外滲透能力差，會(huì)出現(xiàn)流動(dòng)的現(xiàn)象也是軟質(zhì)粘土的一大劣勢(shì)。這種土穩(wěn)定性能差，固結(jié)速率會(huì)大大降低，甚至?xí)菇ㄖ镩_(kāi)裂以及傾斜，主要的表現(xiàn)是地基下降、周?chē)鼗蠞q等地基不穩(wěn)定的嚴(yán)重后果。

2.2　雜填土

雜填土是一種土質(zhì)成分比較復(fù)雜的一種劣質(zhì)土，主要來(lái)源于日常生活生產(chǎn)中垃圾的隨意堆放，種類(lèi)較多成分復(fù)雜是其主要的特點(diǎn)，在這種地基上構(gòu)筑建筑，將會(huì)容易發(fā)生地基沉降的現(xiàn)象，主要是因?yàn)殡s填土的成分復(fù)雜致使地基內(nèi)部結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定，上部建筑的負(fù)荷壓力已經(jīng)超過(guò)了地基的承受力。一定的官方數(shù)據(jù)表明，雜填土在外部動(dòng)力荷載的影響下會(huì)使結(jié)構(gòu)性能穩(wěn)定性降低、抗剪性變差，最終導(dǎo)致地基內(nèi)部出現(xiàn)變形、裂縫等一系列問(wèn)題。

2.3　膨脹土

膨脹土在我國(guó)分布廣泛，膨脹土是由像蒙脫石這樣的親水性物質(zhì)組成，因此決定了膨脹土質(zhì)的特點(diǎn)是失水收縮、吸水膨脹以及浸水后承載能力減弱；干縮裂隙發(fā)育；反復(fù)脹縮變形。以上的特點(diǎn)反應(yīng)的是膨脹土性質(zhì)的不穩(wěn)定性，主要當(dāng)含水量稍微變化一些有害的膨脹現(xiàn)象就會(huì)發(fā)生，這樣建筑物的整體安全性就會(huì)受到影響。這些危險(xiǎn)隱患就像一顆定時(shí)炸彈，隨時(shí)可能發(fā)生危險(xiǎn)。一旦遇到強(qiáng)大的外力沖擊將不會(huì)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性，所以不經(jīng)過(guò)改良的膨脹土是萬(wàn)萬(wàn)不能應(yīng)用到工程實(shí)踐中的。

3　劣質(zhì)地基土的改良

3.1　置換法

置換法就是用質(zhì)量較高、承重能力較強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)地基土將質(zhì)量較差的地基土更換，并用相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備夯實(shí)的一種改造手段，從而確保工民建工程的整體質(zhì)量。置換法包括換填法和振沖置換法。換填法就是將劣質(zhì)地基土挖掉，然后注入優(yōu)良的地基土并對(duì)其進(jìn)行反復(fù)碾壓，從而可以達(dá)到工程要求的負(fù)載和強(qiáng)度，此方法可以改變地基土的性能、滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)要求，當(dāng)前效果最好的一種方法就是換填法。振沖置換法是利用振動(dòng)的原理將劣質(zhì)地基土經(jīng)過(guò)振動(dòng)形成小小的孔隙，然后通過(guò)一定的程序在孔隙內(nèi)填充一些碎石來(lái)提高地基土的質(zhì)量和抗壓強(qiáng)度以及承載能力，以此提高地基土的穩(wěn)定性。置換法以其簡(jiǎn)單的操作、效果良好等優(yōu)點(diǎn)已成為工民建工程施工中較為常見(jiàn)的一種措施。

3.2　加筋法

加筋法主要是針對(duì)軟土地基上出現(xiàn)的一系列問(wèn)題而設(shè)計(jì)的一種方法，主要就是在不完全替換地基土的情況下，嵌入一些承載能力較強(qiáng)的合成材料如：鋼筋、混凝土、化纖以及塑料等在地基土內(nèi)，使地基的承載能力提高，達(dá)到提高地基土穩(wěn)定性的目的。目前比較常用的技術(shù)和方法是：①選擇土工合成材料；②選擇適用于粘性土、砂土等地質(zhì)條件相對(duì)復(fù)雜的土釘墻技術(shù)，來(lái)提高地基局部的安穩(wěn)性；③選擇能有效改善地基土變形問(wèn)題的加筋土方法，此方法能提高土層穩(wěn)定性的主要原因是拉筋能提高與土粒之間的摩擦力。加筋法能使施工工程效率得到提高，使安全性能得到很好的提高，但是因?yàn)槠浒嘿F的材料成本，所以加筋法的普及率并不是很高。

3.3　預(yù)壓法

堆載預(yù)壓法和真空預(yù)壓法以及降水法是預(yù)壓法的三種主要的表現(xiàn)形式。預(yù)壓法的目的就是為了使軟弱地基的承載力得到提高，同時(shí)使由于建筑物的質(zhì)量過(guò)重而造成的地基沉降量能有效的減少，預(yù)先在場(chǎng)地地基上施加一些負(fù)載將地基土壓實(shí)，一段時(shí)間后再將負(fù)載卸除的方法。堆載預(yù)壓法就是用加重荷載的方法使地基土的密實(shí)度達(dá)到國(guó)家相應(yīng)的建筑標(biāo)準(zhǔn)以及相關(guān)規(guī)范要求，在工程實(shí)踐中經(jīng)常采用的是成本較低、材料相對(duì)容易獲取的臨時(shí)預(yù)壓法來(lái)加固地基。真空預(yù)壓法就是先用土工薄膜覆蓋鋪在地基土表面的砂墊層上，然后憑借壓強(qiáng)差將地基土中的部分水用真空泵抽出，從而使地基土固結(jié)，達(dá)到加固地基土的目的。該方法在改良含水量高的劣質(zhì)地基土上有很好的適用性。真空預(yù)壓法是較為實(shí)用的一種改良手段，比堆載預(yù)壓法能更好的解決軟粘土的荷載，但是在使用過(guò)程中要考慮好排水系統(tǒng)的完善性。降水法就是使建筑物周邊地下水水位下降來(lái)降低由外部環(huán)境造成的對(duì)地基土的影響。也就是降水法和以往的改良措施有一定的差別，降水法是對(duì)建筑物附近的地下水進(jìn)行處理而其他方法是針對(duì)地基土進(jìn)行改造。降水法在應(yīng)用之前首要的任務(wù)是對(duì)建筑物附近的水流情況進(jìn)行調(diào)查，了解建筑物周邊地理環(huán)境，然后整改地下水。降水法的應(yīng)用能有效的使地基土內(nèi)的空隙減少，降低地基土的外部壓力，保證地基土能正常承載抗壓強(qiáng)度，從而可以使建筑施工能有序進(jìn)行。目前此方法在我國(guó)的建筑施工中也有應(yīng)用，采用的施工方法主要是輕型井點(diǎn)以及噴射井點(diǎn)，并取得了很好的效果。

4　案例分析

4.1　工程概況及地質(zhì)條件

廣東某醫(yī)院遷擴(kuò)建項(xiàng)目第一期工程是廣東某鎮(zhèn)人民政府于二零一六年投資6961萬(wàn)元，為解決周?chē)忻窨床〖吧眢w檢查而新建的新院區(qū)，工程總投資約6961萬(wàn)元。第一期總建筑面積約29365.877m2，本工程主要建筑物包括3層門(mén)急診樓和醫(yī)技樓1棟、6層住院大樓1棟、設(shè)備房、汽車(chē)房和太平間各1棟1層，主要涉及的工程包括土建、裝修、給排水、電氣、消防、通風(fēng)和空調(diào)系統(tǒng)工程。由于原地基土中存在粉土（輕亞粘土）、粉砂、細(xì)砂，有液化土層，且土層承載力低，不能滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，需對(duì)液化土地基進(jìn)行處理。建設(shè)單位經(jīng)過(guò)對(duì)幾種地基處理方案比較后，對(duì)該地基進(jìn)行加壓摻加土綜合處理。

4.2　地基處理的目的和要求

①消除地基液化性；②處理后復(fù)合地基承載力fk≥100kPa。

4.3　地基處理方法及處理效果

在本地基土地改良中，主要采用的是換填法進(jìn)行改良。將地基土的一定深度土層挖去，然后加入強(qiáng)度較高的渣料：碎磚瓦、混凝土塊、石料、工業(yè)無(wú)毒廢料以及它們的混合物等。在經(jīng)過(guò)夯實(shí)后振砂深度為1m左右，竣工后沉降的深度以及經(jīng)測(cè)試達(dá)到的抗壓強(qiáng)度都滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，符合工程的需要。經(jīng)建設(shè)單位委托第三方國(guó)家級(jí)檢測(cè)單位檢測(cè)，兩年內(nèi)工程的沉降量在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)，效果良好。

5　結(jié)語(yǔ)

工民建改良技術(shù)很好的解決了劣質(zhì)地基對(duì)工民建造成的負(fù)面影響。改良技術(shù)的應(yīng)用全面的激發(fā)了原來(lái)地基的承載能力，使工民建施工速度以及效率得到了很大的提高。隨著科技的進(jìn)步以及社會(huì)的發(fā)展，各種新型材料和技術(shù)的使用將會(huì)更加完善改造措施，使工程建設(shè)順利的進(jìn)行。在建筑行業(yè)中工程性質(zhì)各異，所以在處理改良上應(yīng)對(duì)工程項(xiàng)目所在的地理位置以及周邊環(huán)境進(jìn)行綜合分析計(jì)算后決定使用某一種改良技術(shù)還是某幾種技術(shù)同時(shí)應(yīng)用。只要在知彼知己的情況下，才能保證改良的地基能正常使用起到應(yīng)有的作用，保證我國(guó)建筑業(yè)持續(xù)健康的發(fā)展。

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