王建

【摘要】地基處理技術(shù)對于施工建設(shè)具有非常重大的影響，必須保證采用的地基處理技術(shù)的科學(xué)性和合理性。因此，探索和研究地基處理的常見技術(shù)具有重要的經(jīng)濟(jì)意義和現(xiàn)實意義。同時，我們在分析已有技術(shù)的基礎(chǔ)上，還要不斷創(chuàng)新和發(fā)展新的地基處理技術(shù)，以便提高地基處理的質(zhì)量，保證建筑施工的順利進(jìn)行。

【關(guān)鍵詞】巖土工程；地基處理；不均勻沉降；有效應(yīng)力；剪切特性；動力特性；排水固結(jié)

1引言

地基處理是建設(shè)施工過程中的重要環(huán)節(jié)。地基處理是否恰當(dāng)，對建筑的使用與安全，以及工程的建設(shè)進(jìn)度和工程的造價都有重要的影響，甚至?xí)蔀橛绊懝こ探ㄔO(shè)過程中的關(guān)鍵問題。

2土的工程特性及其與地基處理的關(guān)系

巖和土都是不連續(xù)的介質(zhì)，它們或者充滿了裂隙和節(jié)理，或者根本就是碎散的顆粒集合，礦物成分、裂隙分布、顆粒大小、形狀與級配、狀態(tài)與結(jié)構(gòu)，使巖土形態(tài)千差萬別。巖土又都是由多相組成的，其裂隙中充填著液相（水）和氣相，三相間不同的比例關(guān)系及其相互作用，使巖土形成了極其復(fù)雜的物理力學(xué)性質(zhì)。土具有碎散性、多相性和天然性三大特性，對應(yīng)于變形、破壞和滲透三大工程問題，在土力學(xué)中相應(yīng)是滲流固結(jié)理論、摩爾）庫侖強(qiáng)度理論和達(dá)西定律三大規(guī)律。

土的三相間的相互作用，形成了土區(qū)別于其他一切材料的特性。地基的沉降變形對應(yīng)著土的壓密、塑性變形和固結(jié)。對一般砂性土來說，因其滲透性好，一般來說固結(jié)沉降在施工階段就完成了，工后沉降較小，地基變形通常是能夠滿足設(shè)計要求的。對于一般黏性土來說，通常所說的基礎(chǔ)沉降一般指固結(jié)沉降。

由于土是由碎散的顆粒組成的，顆粒間的摩擦力是其強(qiáng)度的主要部分。因其強(qiáng)度和破壞都是剪切力控制的，這與連續(xù)介質(zhì)的固體不同。土沒有所謂的抗壓強(qiáng)度，即使是“無側(cè)限抗壓強(qiáng)度”，實質(zhì)上也是沿45°+ 方向上的抗剪強(qiáng)度。對于一個土樣施加各向等壓或單向壓縮（ 固結(jié)），只會越壓越密，不會破壞，即所謂的壓密性。另外，土的強(qiáng)度實際上是土骨架的強(qiáng)度，而不是土顆粒的強(qiáng)度，只與有效應(yīng)力有關(guān)。

在經(jīng)典土力學(xué)及土工問題中，變形和強(qiáng)度是截然分開的，地基變形問題采用基于線彈性理論的分層總和法計算，不涉及土的強(qiáng)度，有時甚至不計土變形的非線性。而強(qiáng)度問題則采用基于摩爾）庫侖強(qiáng)度理論的極限分析和極限平衡方法解決，不考慮破壞前的變形與過程。自20世紀(jì)60年代以來，人們建立土的本構(gòu)關(guān)系模型，亦即應(yīng)變-變形-強(qiáng)度-時間的關(guān)系，這就把應(yīng)變與強(qiáng)度結(jié)合起來。

總的來說，形形色色的地基處理方法，無非就是改善地基土的工程特性，或提高其強(qiáng)度，或控制其變形，或減小土中水對工程的影響，使其達(dá)到工程設(shè)計要求。

3地基處理的對象和目的

地基處理的對象是軟弱地基和特殊土地基。GB 50007-2002建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范中明確規(guī)定：“軟弱地基是指主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其它高壓縮土層構(gòu)成的地基?！碧厥馔恋鼗в械貐^(qū)性特點，它包括軟土、濕限性黃土、膨脹土、紅黏土和凍土等地基。地基處理的目的是采取各種地基處理方法以改善地基條件，措施包括以下五方面：1）改善剪切特性。2）改善壓縮特性。3）改善透水特性。4）改善動力特性。5）改善特殊土的不良地基特性：主要指消除或減少黃土的濕陷性和膨脹土的脹縮性等地基處理措施。

4地基處理設(shè)計的原則

1）局部加固原則。廣義上講，不管采用什么方法對地基加密、加固和加筋，都使地基成為兩種不同部分，一種是天然的原狀土，另一種是經(jīng)加密、加固和加筋的增強(qiáng)體。這就使增強(qiáng)體和周圍地基土共同承載，形成復(fù)合地基。按樁的材料及剛度，又有人分為散體樁、柔性樁和剛性樁復(fù)合地基。這種廣義復(fù)合地基的概念，使其區(qū)別于天然地基，區(qū)別之一是增強(qiáng)體是人工干預(yù)的結(jié)果，區(qū)別之二是增強(qiáng)體的局部化。地基處理使建筑物地基受力及可能的破壞形式又區(qū)別于天然地基。

2）復(fù)合地基中增強(qiáng)體的均勻化原則。在復(fù)合地基設(shè)計計算中一般是將增強(qiáng)體均勻化為一種等效的均質(zhì)材料，確定其等效的承載力及剛度。在一般的承載力、沉降計算時如此，在有限元數(shù)值分析確定模型參數(shù)時也如此。對于深層攪拌樁、夯實水泥土樁、高壓噴射樁和CFG樁，由于樁的剛度相對比較大，復(fù)合土層不易發(fā)生較大變形，因而樁間土的承載力不易完全發(fā)揮，否則樁體可能因應(yīng)變過大而破壞。故在計算承載力時將樁間土承載力折減。

3）共同作用原則。復(fù)合地基中存在增強(qiáng)體與原狀土共同作用問題。對于橫向（水平向）增強(qiáng)體復(fù)合地基，增強(qiáng)體將荷載向下部地基土擴(kuò)散，從而滿足承載力要求和減少地基沉降。對于豎向增強(qiáng)體復(fù)合地基，也存在墊層作用，將荷載向深層傳遞。另外一種相互作用是增強(qiáng)體內(nèi)樁、土間相互作用、共同作用問題。

5一些常見的地基處理方法的特點

5.1 換土墊層法

1）機(jī)械碾壓法。常用于基坑面積寬大和開挖土方量較大的回填土方工程。適用于處理淺層軟弱地基、濕陷性黃土地基、膨脹土地基、季節(jié)性凍土地基、素填土和雜填土地基。簡單易行，但僅限于淺層處理，一般不大于3 m，對濕陷性黃土地基不大于5 m。如遇地下水，對重要工程，需有附加降低地下水位的措施。

2）平板振動法。適用于處理非飽和無黏性土地基或粘粒含量少和透水性好的雜填土地基。

5.2 深層密實法

1）強(qiáng)夯法。強(qiáng)夯法適用于碎石土、素填土、雜填土、砂土、低飽和度的粉土與黏性土及濕陷性黃土。強(qiáng)夯置換法適用于高飽和度的粉土和流塑～軟塑的黏性土等地基上對控制變形要求不嚴(yán)的工程，對淤泥、泥炭等粘性軟弱土層，置換墩應(yīng)穿透軟弱土層。施工速度快，施工質(zhì)量容易保證，經(jīng)處理后土性較為均勻，造價經(jīng)濟(jì)，適用于處理大面積場地。施工時對周圍有很大的噪聲和振動，不宜在鬧市區(qū)施工。需要有一套重錘、起重機(jī)等強(qiáng)夯施工工具。

2）擠密樁法（碎石、砂石樁擠密法，石灰、土、灰土樁擠密法）。砂（砂石）樁擠密法、振動水沖法、干振碎石樁法，一般適用于雜填土和松散砂土，對軟土地基經(jīng)試驗證明加固有效時方可使用。石灰樁適用于軟弱黏性土和雜填土。土樁、灰土樁擠密法一般適用于地下水位以上深度為5 m～15 m的濕陷性黃土和人工填土。經(jīng)振沖處理后，地基土性較均勻。

3）水泥粉煤灰碎石樁（CFG樁）。適用于處理黏性土、粉土、砂土和已自重固結(jié)的素填土等地基。對淤泥質(zhì)土應(yīng)通過現(xiàn)場試驗確定其適用性。

5.3 排水固結(jié)法

排水固結(jié)法適用于處理厚度較大的飽和軟土和沖填土地基，但對于厚度較大的泥炭層要慎重對待。需要有預(yù)壓時間和荷載條件及土石方搬運機(jī)械。對真空預(yù)壓，預(yù)壓力達(dá)80 kPa，不夠時可同時加土石方堆載。真空泵需長時間抽氣，耗電較大。降水預(yù)壓法無需堆載，效果取決于降低水位的深度，需長時間抽水，耗電大。

5.4 加筋法

土工合成材料適用于砂土、黏性土和軟土。加筋土適用于人工填土的路堤和擋墻結(jié)構(gòu)；土錨、土釘、錨定板適用于土坡穩(wěn)定。樹根樁適用于各類土。碎石樁、砂石樁、砂樁適用于黏性土、疏松砂性土、人工填土，對于軟土，經(jīng)試驗證明施工有效時方可采用。

5.5 膠結(jié)法

膠結(jié)法適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、黏性土、黏土和一般人工填土的加固。

6結(jié)束語

總之，地基處理是建設(shè)施工過程中的重要環(huán)節(jié)。地基處理可以增強(qiáng)地基的穩(wěn)定性與承載力，有效防止地基的沉降和位移問題保證工程質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

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