建筑工程地基加固處理技術(shù)研討

劉敏

摘? ? 要：隨著工程技術(shù)的日益發(fā)展，房屋建筑領(lǐng)域工程中的地基施工技術(shù)也在不斷發(fā)展，以適應(yīng)日漸復(fù)雜的建筑要求和施工環(huán)境。本文主要對建筑工程基礎(chǔ)施工中地基加固常用的兩種處理技術(shù)與方法進(jìn)行了分析探究，提出了個人的見解，可供同行參考借鑒。

關(guān)鍵詞：基礎(chǔ)工程;地基加固處理;強(qiáng)夯法;灌漿法

1? 前言

近年來，隨著國民經(jīng)濟(jì)持續(xù)快速發(fā)展，城市建設(shè)、基礎(chǔ)設(shè)施投入的不斷加大，我國土木工程建設(shè)發(fā)展很快，土木工程功能化、城市建設(shè)立體化、交通高速化，以及改善綜合居住環(huán)境已成為現(xiàn)代土木工程的特征，工程建設(shè)對地基提出了更高的要求。

2? 地基土壤分析

地基土是由土壤顆粒、水、空氣三部分組成的，軟弱地基是由于天然土壤中的水及空氣含量過大所造成的，在這種條件下，土壤的承載力較低，而且壓縮變形量也大。含水量大、密實(shí)性差的地基土就需要經(jīng)過人工加固處理。軟弱地基的加固原理實(shí)質(zhì)是將土壤由松軟變密實(shí)，使土壤中的水及空氣含量由高變低的過程，以達(dá)到改善地基性質(zhì)、提高地基承載力、增加地基穩(wěn)定性、減少地基變形的目的。軟土地基指以軟土為主，與粉砂、泥炭等一些其它土層相間組成的地基，當(dāng)然也存在厚度幾十米、上百米而土質(zhì)較均勻的軟土地基。在荷載作用下，軟粘土地基承載能力低，地基沉降變形大，不均勻沉降也大，而且沉降穩(wěn)定歷時比較長。在比較深厚的軟粘土層上，結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)的沉降往往持續(xù)數(shù)年乃至數(shù)十年之久。地基處理方法，可以按地基處理原理、地基處理的目的、處理地基的性質(zhì)、地基處理的時效、動機(jī)等不同角度進(jìn)行分類。

3? 建筑工程中的強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法亦名動力固結(jié)法是一種快速加固軟基的方法，它是將很重的錘（一般為100kN～400kN）提起從高處自由落下（落距一般為6m～40m），以沖擊荷載夯實(shí)軟弱土層，使地基受沖擊力和振動，土層被強(qiáng)制壓密，從而提高地基土強(qiáng)度，降低土層的壓縮性，以達(dá)到地基加固的目的。強(qiáng)夯法是在淺層夯擊法基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，但又是與淺層夯擊法迥然不同的一項(xiàng)新技術(shù)，二者的根本區(qū)別在于淺層夯擊法的夯擊能量小，僅適用于含水量較低的回填土或黃土等的表層加固，影響深度1m～2m。而強(qiáng)夯法加固深度和采用的夯擊能量遠(yuǎn)大于淺層夯擊法。軟土地基加固的強(qiáng)夯法應(yīng)注意的問題：（1）強(qiáng)夯對于以泥炭為主的軟土層，仍有明顯效應(yīng)。（2）對于基礎(chǔ)面積較小的軟粘土地基，如柱基、墩基等，采用強(qiáng)夯，即使不能形成良好的排水通道，產(chǎn)生周圍隆起，但也能達(dá)到強(qiáng)迫預(yù)沉降，強(qiáng)迫換土的效果。（3）軟粘土采用強(qiáng)夯，最好配以較疏的砂并，而砂井的井徑，盡可能采用較大直徑，以加強(qiáng)壓密排水效應(yīng)。（4）軟粘土采用強(qiáng)夯，孔隙壓力消散遲緩，相鄰夯點(diǎn)，先后夯擊的間歇時間，常須達(dá)到3～5星期，如果平均按一個月計算，則整個施工期問，必須在3個月以上。在工期要求及施工組織工作上，需要精心安排。強(qiáng)夯法對碎石土、砂土、粉土、雜填土、素填土及低飽和度的粘性土、濕陷性黃土均有較好的加固效果。對飽和土地基加固效果的好壞關(guān)鍵在于排水，如飽和砂土地層滲透性好，超孔隙水壓力容易消散，加固效果就好。在軟土地基加固中，目前廣泛采用的復(fù)合加固強(qiáng)夯法，加固效果比較好。

4? 建筑工程中的灌漿法

（1）灌漿法的實(shí)質(zhì)是用氣壓、液壓或電化學(xué)原理，把某些能固化的漿液注入各種介質(zhì)的裂縫或孔隙，以改善地基的物理力學(xué)性質(zhì)。通過鉆孔在土中灌入極濃的槳液，在注漿點(diǎn)使土體壓密而形成漿泡。當(dāng)漿泡的直徑較小時，灌漿壓力基本上沿鉆孔的徑向即水平向擴(kuò)展。隨著漿泡尺寸的逐漸增大，便產(chǎn)生較大的上抬力而使地面拾動。當(dāng)合理地使用灌漿壓力并造成適宜的上抬力時，能使下沉的建筑物回升到相當(dāng)精確的范圍。簡單地說，壓密灌漿是用濃漿置換和壓密土的過程。

（2）壓密灌漿的主要特點(diǎn)之一，是在較軟弱的土體中具有較好的效果。粘土地基中若有適宜的排水條件也可采用，若因排水不暢而可能在土體中引起高孔隙水壓力時，就必須采用很低的注漿速率。高壓噴射注漿也是灌漿法的一種，是最常用于加固軟土地基的方法，但是有其獨(dú)自的特點(diǎn)。

（3）所謂高壓噴射注漿，就是利用鉆機(jī)把帶有噴嘴的注漿管鉆進(jìn)至土層的預(yù)定位置后，以高壓設(shè)備使?jié){液或水成為20MPa左右的高壓流從噴嘴中噴射出來，沖擊破壞土體。當(dāng)能量大，速度快和呈脈動狀的噴射流的動壓超過土體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度時，土粒便從土體剝落下來。一部分細(xì)小的土粒隨著漿液冒出水面，其余土粒在噴射流的沖擊力、離心力和重力等作用下，與漿液攪拌混合，并按一定的漿土比例和質(zhì)量大小有規(guī)律的重新排列。

（4）漿液凝固后，便在土中形成一個固結(jié)體。固結(jié)體的形狀和噴射流移動方向有關(guān)。一般分為旋轉(zhuǎn)噴射（簡稱旋噴）和定向噴射（簡稱定噴）兩種注漿形式。旋噴時，噴嘴一面噴射一面旋轉(zhuǎn)和提升，固結(jié)體呈圓柱狀。主要用于加固地基，提高地基的抗剪強(qiáng)度、改善土的變形性質(zhì)，使其在上部結(jié)構(gòu)荷載直接作用下，不產(chǎn)生破壞或過大的變形。作為地基加固，通常采用旋噴注漿形式，使加固體在土中成為均勻的圓柱體或異形圓柱體。其加固體形成機(jī)理如下：高壓噴射流沖擊土體時由于能量高度集中地沖擊一個很小的區(qū)域因而在這個區(qū)域內(nèi)及其周圍的土和土結(jié)構(gòu)的組織之間，受到很大的壓應(yīng)力作用，當(dāng)這些外力超過土顆粒結(jié)構(gòu)的破壞臨界數(shù)值，土體便受到破壞。由于高壓噴射流是高能高速集中和連續(xù)作用于土體上，壓應(yīng)力和沖蝕等多種因素總是同時密集在壓應(yīng)力區(qū)域內(nèi)發(fā)生效應(yīng)，因此，噴射流具有沖擊切割破壞土體并使?jié){液與土攪拌混合的功能。

（5）單管噴射注漿使用漿液作為噴射流;二重管噴射注漿也以漿液作為噴射流，但在其外周裹著一團(tuán)空氣流成為復(fù)合噴射流;三重管噴射法注漿，以水氣為復(fù)合噴射流并注漿填空;多重管噴射許遲的高壓水射流把土沖空以漿液填充。四者使用的漿液都隨時間逐漸凝固硬化。旋噴時，高壓噴射流在地基中把土體切削破壞。其加固范圍就是噴射距離加上滲透部分或壓縮部分的長度為半徑的圓柱體。一部分細(xì)小的土粒被噴射的漿液所置換，隨著液流被帶到地面上（俗稱冒漿），其余的土粒與漿液攪拌混合。在噴射動壓，離心力和重力的共同作用下，在橫斷面上土粒質(zhì)量大小有規(guī)律地排列起來，小顆粒在中間部位居多，大顆粒多在外側(cè)或邊緣部分，形成了以漿液為主體、攪拌混合和壓縮的滲透等部分，經(jīng)過一定時間便凝固成強(qiáng)度較高滲透系數(shù)小的固結(jié)體。高壓噴射注漿適用地層較廣。目前，主要用于松散、軟弱土層，如第四紀(jì)的沖（洪）積層、殘積層、淤泥和人工填土等。在N<15的砂類土、N<10的粘性土、粉土和黃土中易取得較好的效果。但堅硬土層、含大礫（塊）石或礫（塊）石量多的土層及含大量纖維質(zhì)的腐植土，處理效果變差，有時可能不如靜壓灌漿，在有地下水勁流的地層、永久凍土層和無充填物的巖溶地段，采用也需慎重。

5? 結(jié)語

在建筑基礎(chǔ)工程中，地基加過處理方法很多，每種方法均有它的適用范圍、局限性和優(yōu)缺點(diǎn)。因此對每一具體工程都應(yīng)從地基條件、處理要求、工程費(fèi)用以及材料機(jī)具來源等各方面進(jìn)行綜合考慮。

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