王林偉

（山西三建集團(tuán)有限公司，山西長治 046000）

0 引言

隨著社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑工程建設(shè)在國民經(jīng)濟(jì)中的地位日益重要，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和城市化進(jìn)程不斷加快。建筑工程的質(zhì)量和安全性直接關(guān)系到人民群眾的生活質(zhì)量和生命安全。因此，地基加固技術(shù)在建筑工程建設(shè)中具有舉足輕重的地位。為了解決這些問題，換填法地基加固技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并在建筑工程建設(shè)中得到了廣泛應(yīng)用。

1 換填法地基加固技術(shù)概述

1.1 換填材料的選擇

在進(jìn)行換填法地基加固技術(shù)的過程中，選擇合適的換填材料是決定加固效果的關(guān)鍵。這些材料需要滿足一定的強(qiáng)度、穩(wěn)定性和透水性等要求，以確保地基能夠承載建筑物的重量，并防止地基因水分積聚而產(chǎn)生液化現(xiàn)象。具體而言，常用的換填材料包括砂石、碎石土和混凝土等。砂石具有較好的透水性和穩(wěn)定性，適用于各種類型的地基加固工程；碎石土則具有較高的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，適合用于承載能力要求較高的建筑物地基；而混凝土則具有較高的強(qiáng)度，但透水性較差，可能需要配合其他材料使用。在選擇換填材料時(shí)，還需要考慮到材料的價(jià)格和施工難度，以確保工程的經(jīng)濟(jì)性和可行性。總的來說，合適的換填材料能夠有效提高地基的承載能力和穩(wěn)定性，從而確保建筑物的安全和穩(wěn)定[1]。

1.2 換填方法

（1）直接換填法。此方法適用于較淺的地基，施工過程簡單，直接將軟弱土層挖除，然后填充強(qiáng)度較大的材料，最后再進(jìn)行壓實(shí)。這種方法能夠有效提高地基的承載力，但需要注意的是，對于較深的地基，這種方法可能會引起較大的沉降。

（2）樁基換填法。此方法適用于較深的地基，通過在地基中打入一定數(shù)量的樁基，形成樁基承臺，然后將樁基之間的軟弱土層挖除，填充強(qiáng)度較大的材料，最后再進(jìn)行壓實(shí)。這種方法既能有效提高地基的承載力，又能減小沉降。

（3）壓注換填法。此方法適用于各種類型的地基，通過在地基中壓注一定比例的強(qiáng)度較大的材料，使地基的承載能力得到提高。這種方法施工方便，但對地基土體的擾動(dòng)較小，可能需要多次壓注才能達(dá)到理想的效果。

1.3 換填法的優(yōu)點(diǎn)和適用范圍

1.3.1 優(yōu)點(diǎn)

（1）提高地基承載能力。換填法能有效提高地基的承載能力，通過更換軟弱土層，使地基能夠承受更大的荷載。

（2）施工簡便。換填法的施工過程相對簡單，無須復(fù)雜的設(shè)備和技術(shù)，適合各種類型的地基加固工程。

（3）經(jīng)濟(jì)性好。相比于其他地基加固方法，換填法的成本較低，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

（4）提高地基穩(wěn)定性。通過換填法，可以提高地基的穩(wěn)定性，防止地基因荷載作用而發(fā)生過大的沉降或者液化現(xiàn)象[2]。

1.3.2 適用范圍

（1）適用于較淺的地基。對于深度較淺的地基，可以直接采用換填法進(jìn)行加固，施工簡便，效果明顯。

（2）適用于各種類型的地基。無論是砂土、粘土還是巖石地基，都可以采用換填法進(jìn)行加固。

（3）適用于需要提高承載能力的地基。對于需要承受較大荷載的建筑物，可以通過換填法提高地基的承載能力。

（4）適用于地基土層較均勻的情況。如果地基土層較為均勻，那么換填法的效果會更為明顯。

2 換填法地基加固技術(shù)的施工流程

2.1 前期準(zhǔn)備

（1）勘察與設(shè)計(jì)。在施工前，首先需要對地基進(jìn)行詳細(xì)的勘察，了解地基土層的性質(zhì)，如承載力、均勻性、液化特性等。根據(jù)勘察結(jié)果，設(shè)計(jì)單位會制定合理的換填法加固方案，包括換填材料的類型、厚度等。設(shè)計(jì)方案是施工的依據(jù)，必須充分考慮地基土層的實(shí)際情況和建筑物的荷載要求。

（2）施工方案與組織。根據(jù)設(shè)計(jì)方案，編制詳細(xì)的施工方案，包括施工流程、施工方法、施工設(shè)備、人員組織等。同時(shí)，要確保施工方案符合安全和環(huán)保要求，盡量減少施工對周圍環(huán)境的影響。

（3）材料準(zhǔn)備。根據(jù)設(shè)計(jì)方案，準(zhǔn)備所需的換填材料，如砂石、碎石土、混凝土等。要確保材料的質(zhì)量和性能滿足設(shè)計(jì)要求，同時(shí)注意材料的存儲和運(yùn)輸，避免材料損失和污染。

（4）設(shè)備準(zhǔn)備。根據(jù)施工方案，準(zhǔn)備所需的施工設(shè)備，如挖掘機(jī)、壓路機(jī)、測量儀器等。要對設(shè)備進(jìn)行嚴(yán)格的檢查和維護(hù)，確保設(shè)備性能良好，避免因設(shè)備故障導(dǎo)致施工延誤[3]。

（5）安全與環(huán)保措施。在施工前，要對施工現(xiàn)場進(jìn)行安全評估，制定相應(yīng)的安全措施，如設(shè)立圍擋、警示標(biāo)志等。同時(shí)，要制定環(huán)保措施，控制施工現(xiàn)場的噪音、粉塵等污染物排放，保護(hù)周圍環(huán)境。

（6）施工人員培訓(xùn)。對施工人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，確保他們熟悉施工流程和方法，掌握施工安全知識和操作技能。

（7）現(xiàn)場布置。根據(jù)施工方案，對施工現(xiàn)場進(jìn)行布置，設(shè)置施工區(qū)域、材料堆放區(qū)、設(shè)備停放區(qū)等，確保施工現(xiàn)場的有序和安全。

2.2 施工步驟

（1）測量放線。根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙，對施工現(xiàn)場進(jìn)行測量放線，確定換填區(qū)域的邊界和尺寸。這一步是施工的基礎(chǔ)，要確保測量的準(zhǔn)確性，為后續(xù)施工提供依據(jù)。

（2）基坑開挖。按照測量放線的結(jié)果，使用挖掘機(jī)等設(shè)備開挖基坑。基坑的大小和深度應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)要求進(jìn)行控制，確保挖至設(shè)計(jì)要求的土層。

（3）土方挖掘與運(yùn)輸。在基坑開挖過程中，要及時(shí)將挖掘出的土方進(jìn)行運(yùn)輸，避免對施工現(xiàn)場造成影響。土方可以就近集中堆放，也可以進(jìn)行運(yùn)輸至指定地點(diǎn)。

（4）基坑清理?；油谥猎O(shè)計(jì)要求的深度后，要對基坑進(jìn)行清理，去除坑底殘留的松散土和雜物。同時(shí)，要對基坑壁進(jìn)行修整，確保其垂直度和平整度。

（5）檢驗(yàn)土層。在換填前進(jìn)行土層檢驗(yàn)，確認(rèn)土層的實(shí)際情況，包括土層的性質(zhì)、厚度、均勻性等。如有異常，要及時(shí)采取措施進(jìn)行處理。

（6）填充換填材料。將準(zhǔn)備好的換填材料填充至基坑內(nèi)，按照設(shè)計(jì)要求的厚度和順序進(jìn)行填充。填充過程中要保證換填材料的質(zhì)量和密實(shí)度，以確保加固效果。

（7）壓實(shí)換填材料。在填充換填材料后，使用壓路機(jī)等設(shè)備對換填材料進(jìn)行壓實(shí)。壓實(shí)過程中，要控制壓實(shí)的速度和力度，確保換填材料的密實(shí)度滿足設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，要注意觀察換填材料的沉降情況，如有異常要及時(shí)處理[4]。

（8）分層施工。對于較厚的換填層，可以采用分層施工的方法，即填充一層換填材料后進(jìn)行壓實(shí)，再填充下一層，直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求的厚度。分層施工有利于提高換填材料的密實(shí)度和承載能力。

（9）施工質(zhì)量檢測。在施工過程中，要對換填材料的質(zhì)量和密實(shí)度進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測，確保施工質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。如有不合格的地方，要及時(shí)進(jìn)行處理。

（10）基坑回填。在換填材料施工完成后，進(jìn)行基坑回填?；靥钸^程中，要使用合適的回填材料，并按照設(shè)計(jì)要求的順序和方法進(jìn)行回填?；靥钔瓿珊?，要對地面進(jìn)行平整處理，恢復(fù)原狀。

（11）施工驗(yàn)收。施工完成后，對加固后的地基進(jìn)行檢測和驗(yàn)收，評估加固效果。驗(yàn)收結(jié)果顯示，加固效果滿足設(shè)計(jì)要求，可以進(jìn)行后續(xù)的建筑施工。

通過以上施工步驟，換填法地基加固技術(shù)可以有效地提高地基的承載能力和穩(wěn)定性，確保建筑物的安全穩(wěn)定。在施工過程中，要嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求和施工方案進(jìn)行操作，確保施工質(zhì)量。

2.3 質(zhì)量控制與安全保障

施工單位需制定嚴(yán)格的質(zhì)量管理體系和安全操作規(guī)程，確保施工過程的規(guī)范進(jìn)行。在質(zhì)量控制方面，施工單位需對換填材料進(jìn)行嚴(yán)格把關(guān)，確保其質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，采用先進(jìn)的檢測設(shè)備，實(shí)時(shí)監(jiān)測施工過程中的材料質(zhì)量和密實(shí)度，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理問題。在施工過程中，加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)督，確保施工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。此外，在安全保障方面，施工前對施工人員進(jìn)行安全培訓(xùn)，提高他們的安全意識和操作技能。施工現(xiàn)場要設(shè)立圍擋、警示標(biāo)志等，確保施工安全。同時(shí)，制定應(yīng)急預(yù)案，對可能出現(xiàn)的安全事故進(jìn)行預(yù)防和應(yīng)對?？傊?，換填法地基加固技術(shù)的施工流程中，質(zhì)量控制與安全保障是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。只有嚴(yán)格把控質(zhì)量，確保施工安全，才能保證加固效果滿足設(shè)計(jì)要求，為建筑物提供安全穩(wěn)定的基礎(chǔ)。

3 換填法地基加固技術(shù)的具體應(yīng)用

3.1 適用場景

（1）既有建筑地基加固。對于已建成的建筑物，如發(fā)現(xiàn)地基承載力不足或不均勻沉降等問題，可以采用換填法進(jìn)行加固，提高地基的承載能力和穩(wěn)定性。

（2）新建建筑地基處理。在新建建筑工程中，如地基土層較差，可以直接采用換填法處理地基，以保證建筑物的安全穩(wěn)定。

（3）軟土地基加固。對于軟土地基，如沼澤地、海灘等，采用換填法可以有效提高地基的承載能力和穩(wěn)定性，保證建筑物的安全。

（4）地基不均勻沉降處理。當(dāng)?shù)鼗霈F(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象時(shí)，可以采用換填法進(jìn)行處理，以減小沉降差異，提高地基的整體穩(wěn)定性。

（5）提高地基抗震性能。在地震活躍區(qū)，采用換填法加固地基可以提高建筑物的抗震性能，減少地震對建筑物的影響。

（6）基礎(chǔ)改造工程。在基礎(chǔ)改造工程中，如樁基、承臺等，可以采用換填法進(jìn)行加固，提高基礎(chǔ)的整體穩(wěn)定性和承載能力。

3.2 實(shí)際案例分析

以某地區(qū)一座三層住宅樓為例，由于地基土層較軟，導(dǎo)致建筑物出現(xiàn)不均勻沉降現(xiàn)象。為了確保建筑物的安全穩(wěn)定，采用換填法地基加固技術(shù)進(jìn)行處理。

（1）前期勘察與設(shè)計(jì)。需要對地基進(jìn)行勘察，了解地基土層的情況，為加固設(shè)計(jì)提供依據(jù)。設(shè)計(jì)單位根據(jù)勘察報(bào)告，制定合理的換填法加固方案，確定換填材料的類型和厚度[5]。

（2）施工準(zhǔn)備。根據(jù)設(shè)計(jì)方案，準(zhǔn)備所需的換填材料（砂石、碎石土等）和施工設(shè)備（挖掘機(jī)、壓路機(jī)等）。同時(shí)，對施工現(xiàn)場進(jìn)行平整和清理，確保施工順利進(jìn)行。

（3）施工過程。①挖除軟弱土層。按照設(shè)計(jì)要求，使用挖掘機(jī)挖除地基內(nèi)的軟弱土層，挖至設(shè)計(jì)要求的深度。②填充換填材料。將準(zhǔn)備好的換填材料填充至挖除的土層中，并按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行分層填充和壓實(shí)。③施工質(zhì)量控制。在填充過程中，進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，確保換填材料的厚度和質(zhì)量滿足設(shè)計(jì)要求。同時(shí)，對壓實(shí)過程進(jìn)行控制，確保換填材料充分壓實(shí)，提高地基的承載能力。

（4）施工完畢后的檢測與驗(yàn)收。施工完成后，對加固后的地基進(jìn)行檢測，評估加固效果。檢測結(jié)果顯示，加固后的地基承載能力和穩(wěn)定性均滿足設(shè)計(jì)要求，消除了不均勻沉降現(xiàn)象，確保了建筑物的安全穩(wěn)定。

3.3 常見問題及解決方案

（1）地基承載力不足。解決方案：為了提高地基的承載力，可以采用強(qiáng)度更高的換填材料，如采用碎石土或混凝土代替砂石。同時(shí)，可以增加換填材料的厚度，以提高地基的承載能力。此外，可以對地基進(jìn)行深層處理，如采用樁基或壓力灌漿等方法，以增強(qiáng)地基的承載能力。

（2）地基不均勻沉降。解決方案：為了減小地基的不均勻沉降，可以采用以下方法：①在設(shè)計(jì)階段，合理選擇換填材料和厚度，以減小地基的沉降差異。②在施工過程中，嚴(yán)格控制換填材料的質(zhì)量和壓實(shí)程度，確保地基的均勻性和密實(shí)性。③在地基加固過程中，對已有建筑物進(jìn)行支撐和加固，以防止建筑物在加固過程中產(chǎn)生新的不均勻沉降。

（3）地基液化現(xiàn)象。解決方案：為了防止地基液化現(xiàn)象，可以采用以下措施：①選擇透水性較好的換填材料，以降低地基土的液化潛力。②在施工過程中，確保換填材料的壓實(shí)程度，提高地基的密實(shí)性，從而減小地基液化的可能性。③在地基加固完成后，對地基進(jìn)行檢測和監(jiān)測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理地基液化現(xiàn)象。

（4）施工質(zhì)量控制難度大。解決方案：為了提高施工質(zhì)量，可以采取以下措施。①對施工人員進(jìn)行技術(shù)培訓(xùn)，提高施工水平和質(zhì)量意識。②在施工過程中，加強(qiáng)現(xiàn)場監(jiān)督和管理，確保施工質(zhì)量符合設(shè)計(jì)要求。③采用先進(jìn)的施工設(shè)備和技術(shù)，提高施工效率和質(zhì)量。

（5）加固效果難以評估。解決方案：為了確保加固效果滿足設(shè)計(jì)要求，可以采取以下措施。①在加固完成后，對地基進(jìn)行詳細(xì)的檢測和評估，以評估加固效果。②對建筑物進(jìn)行長期監(jiān)測，觀察加固后的地基在使用過程中的性能變化，以驗(yàn)證加固效果。③結(jié)合實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)，不斷優(yōu)化加固設(shè)計(jì)和施工方法，提高加固效果。

通過以上分析，可以看出，在換填法地基加固技術(shù)的應(yīng)用過程中，可能會遇到地基承載力不足、地基不均勻沉降、地基液化現(xiàn)象、施工質(zhì)量控制難度大和加固效果難以評估等問題。針對這些問題，我們可以采取相應(yīng)的解決方案，以確保加固效果滿足設(shè)計(jì)要求，保證建筑物的安全穩(wěn)定。

4 結(jié)語

總之，換填法地基加固技術(shù)在建筑工程建設(shè)中具有廣泛的應(yīng)用前景，有助于提高地基承載力、保障建筑物的安全穩(wěn)定。應(yīng)積極推廣和應(yīng)用該技術(shù)，加強(qiáng)技術(shù)研究和創(chuàng)新，提高施工質(zhì)量，確保建筑工程建設(shè)的安全、高效、可持續(xù)發(fā)展。