不良地基土改造技術(shù)及人工挖孔樁在工民建施工的應(yīng)用研究

范敬海

（廣西卓聯(lián)工程管理有限公司 廣西南寧 530201）

對(duì)于建筑工程而言，地基是一個(gè)重要組成部分，具有排水、固結(jié)、承重、抗壓的功能，萬(wàn)丈高樓平地起，基礎(chǔ)施工是第一步[1]。我國(guó)地域廣闊，不同地區(qū)的環(huán)境、氣候不同，導(dǎo)致地基土千差萬(wàn)別，如何對(duì)不良地基土進(jìn)行改造，采用合適的基礎(chǔ)方案，成為施工企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)，決定了工程質(zhì)量和施工效益。

1 不良地基土的主要類型

在我國(guó)，不良地基土主要分為8種類型，分別是軟粘土、雜填土、充填土、飽和松散砂土、濕陷性黃土、膨脹土、山區(qū)地基土、巖溶土。以軟粘土、膨脹土、濕陷性黃土為例，物理力學(xué)特點(diǎn)如下：

1.1 軟粘土

軟粘土是最常見(jiàn)的一種不良地基土，呈現(xiàn)深灰色、暗綠色，含水量高于40%，塑性指數(shù)在17以上，孔隙比在1.0~2.0之間[2]。物理性質(zhì)是含水量高、孔隙比大、粘粒含量高，強(qiáng)度極低，一般只有5~30kPa，因此承載力差。如果不經(jīng)處理，建筑物會(huì)出現(xiàn)變形、不均勻沉降，嚴(yán)重影響使用性能。

1.2 膨脹土

膨脹土主要是蒙脫石組成的，具有較強(qiáng)的親水性，吸水后體積膨脹，失水后體積縮小，廣泛分布在河北、安徽、云南、四川等地區(qū)。在地下水位的影響下，膨脹土的變形大，如果不經(jīng)處理，會(huì)導(dǎo)致建筑物損壞。

1.3 濕陷性黃土

濕陷性黃土是在上覆土層的自重應(yīng)力作用下，或自重應(yīng)力和附加應(yīng)力作用下，浸水后破壞土的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致變形量增大，分布在東北、華北、華中、華東等地區(qū)。濕陷性黃土的含水量大、承載力低，如果不經(jīng)處理，建筑物會(huì)因地基沉陷引起附加沉降，繼而影響建筑的安全性。

2 針對(duì)不良地基土的常見(jiàn)改造技術(shù)

2.1 置換法

置換法改造不良地基土，分為換填、振動(dòng)位移兩種。其中，換填法首先清理不良地基土，然后回填性質(zhì)良好的土壤，通常是砂石、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、礦渣等，通過(guò)分層充填、機(jī)械碾壓，提高密實(shí)度指標(biāo)，改善地基土的物理力學(xué)性能。振動(dòng)位移則是使用專業(yè)的機(jī)械設(shè)備，經(jīng)高壓水沖擊，促使不良地基土出現(xiàn)規(guī)則孔洞，然后加入卵石、碎石進(jìn)行振動(dòng)，從而提高地基的穩(wěn)定性。

2.2 夯實(shí)法

夯實(shí)法是利用夯錘的重力和沖擊力，促使土體產(chǎn)生較大的沉降，土體原來(lái)的結(jié)構(gòu)遭到破壞，形成裂縫有利于孔隙水排出[3]。另外，夯擊后土體的觸變性增強(qiáng)，可以消除濕陷現(xiàn)象，提高地基承載力，實(shí)現(xiàn)加固效果。在實(shí)際工程中，夯實(shí)法的適用范圍廣，且施工操作簡(jiǎn)單，能縮短工期、降低成本。

2.3 加筋法

加筋法，就是在土體中加入條帶、纖維、網(wǎng)格等抗拉材料，提高土體的強(qiáng)度、穩(wěn)定性，改善力學(xué)性能。按照加入材料的不同，可分為土工合成材料、加筋土、土層錨桿、土釘、樹(shù)根樁等；如果地基土的性質(zhì)很差，還可以加入復(fù)合支架、鋁合金等。相比之下，加筋法的技術(shù)優(yōu)勢(shì)是：能減少占地面積，對(duì)各種不良地基均有良好適應(yīng)性；既能機(jī)械施工，也能人力施工；設(shè)備簡(jiǎn)單，尤其方便狹窄場(chǎng)地作業(yè)；抗震性和耐寒性好，能降低整體造價(jià)。

2.4 預(yù)壓法

預(yù)壓法，是在不良地基土上堆放足夠重量的堆石、堆土，向地基土施加重力，促使土壤固結(jié)密實(shí)，提高地基承載力和建筑穩(wěn)定性[4]。實(shí)際施工中，堆石堆土要分層加載，等待地基土固結(jié)后發(fā)生沉陷，然后再堆加一層，一般需要6個(gè)月時(shí)間。如果是含水量高的粘土，為了縮短工期，可在地基土中設(shè)置砂井排水，能降低地下水位，加快粘土的固結(jié)速度。

2.5 注漿法

注漿法，是使用具有固化作用的漿液，注入不良地基的孔隙、裂縫中，通過(guò)防滲、堵漏、加固，改善地基土的物理力學(xué)性質(zhì)。按照作用機(jī)制的不同，注漿法主要分為填充注漿、滲透注漿、壓密注漿、劈裂注漿四種類型，常用的注漿材料有水泥漿、硅酸鹽、高分子漿材等。注漿法的應(yīng)用，促使原始地基和漿液相結(jié)合，從而形成一個(gè)整體，能顯著改善地基土的滲透性，提高承載能力。

3 人工挖孔樁在工民建施工的應(yīng)用

3.1 工程概況

以某商業(yè)工程項(xiàng)目為例，占地面積780m2，設(shè)計(jì)層數(shù)8層，其中地下1層、地上7層，建筑面積共計(jì)3312m2。該建筑采用混凝土框架結(jié)構(gòu)，局部采用磚混結(jié)構(gòu)；結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件和勘察結(jié)果，基礎(chǔ)采用人工挖孔樁施工方案，具有施工方便、速度快的特點(diǎn)，不需要大型機(jī)械設(shè)備。施工工藝流程是：施工準(zhǔn)備→測(cè)量放線→樁孔周圍加固處理→開(kāi)挖樁孔→支設(shè)護(hù)壁模板→灌注護(hù)壁混凝土→拆模并向下開(kāi)挖→循環(huán)作業(yè)，直至達(dá)到設(shè)計(jì)深度→鋼筋籠吊裝、定位、焊接→灌注樁基混凝土→質(zhì)量驗(yàn)收。

3.2 施工技術(shù)要點(diǎn)

（1）測(cè)量放線。根據(jù)施工方案和設(shè)計(jì)圖紙，使用全站儀放出樁位，經(jīng)復(fù)核確認(rèn)無(wú)誤才能開(kāi)挖。施工前，以樁孔中心為基準(zhǔn)，引出4個(gè)中軸控制點(diǎn)，使用木樁固定位置；完成導(dǎo)向圈的澆筑作業(yè)后，再把點(diǎn)位引到導(dǎo)向圈上，復(fù)核數(shù)據(jù)看誤差是否滿足要求。在后續(xù)作業(yè)環(huán)節(jié)，例如設(shè)置模板、吊裝鋼筋籠、澆筑混凝土，均要進(jìn)行測(cè)量工作，防止樁位偏差或位移。

（2）開(kāi)挖樁孔。人工挖孔作業(yè)，要兼顧開(kāi)挖效率和人員安全，護(hù)壁采用C25混凝土，鋼筋采用HPB300等級(jí)；第一節(jié)的開(kāi)挖深度為1m，開(kāi)挖后澆筑護(hù)壁混凝土，按照設(shè)計(jì)圖紙控制尺寸，每開(kāi)挖一節(jié)、就澆筑一節(jié)護(hù)壁，如此循環(huán)作業(yè)。單節(jié)護(hù)壁澆筑后24h，即可拆除模板；開(kāi)挖到設(shè)計(jì)深度后，對(duì)孔底進(jìn)行清理，確保平整，沒(méi)有污泥、沉淀、松散土。

（3）灌注混凝土。灌注混凝土?xí)r，為了保證密實(shí)性，滿足設(shè)計(jì)強(qiáng)度要求，一般使用串流筒下料，遵循分層澆筑原則，在最短時(shí)間內(nèi)完成整個(gè)樁土的數(shù)量要足夠，依靠混凝土的自身重量，壓制水流滲入。樁孔深度超過(guò)10m，可利用混凝土落差的沖擊力和自重力，促使混凝土壓實(shí)，這部分混凝土不用振搗，就能滿足密實(shí)度要求。

3.3 常見(jiàn)問(wèn)題及處理

（1）地下水。施工期間遇到地下水，如果水量不大，可使用水泵抽水，一邊抽水、一邊開(kāi)挖，成孔后及時(shí)澆筑護(hù)壁混凝土，保證樁孔的穩(wěn)定性。如果水量較大，可對(duì)周圍樁孔同時(shí)抽水，減少開(kāi)挖孔內(nèi)的用水量，并交替循環(huán)施工，合理安排開(kāi)挖孔，也能獲得良好效果。

（2）流砂。施工期間遇到流砂，如果流砂情況較輕，可縮短循環(huán)開(kāi)挖深度，例如從1m縮短至0.5m，減少孔壁的暴露時(shí)間，及時(shí)澆筑護(hù)壁混凝土。如果流砂情況嚴(yán)重，可采用鋼套筒，和護(hù)壁鋼模板的作用類似，插入上部混凝土護(hù)壁外側(cè)不小于0.5m，及時(shí)支設(shè)模板并澆筑護(hù)壁混凝土。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，工民建施工期間，常見(jiàn)的不良地基土種類較多，可根據(jù)地基土的物理力學(xué)性質(zhì)，選擇置換法、夯實(shí)法、加筋法、預(yù)壓法、注漿法進(jìn)行改造。文章結(jié)合實(shí)際案例，介紹了人工挖孔樁的施工技術(shù)要點(diǎn)，指出地下水、流砂問(wèn)題的處理方法，希望為現(xiàn)場(chǎng)施工提供參考，提高施工質(zhì)量。