【摘要】地基處理主要是對地基土進(jìn)行改良和加固，以提高地基的承載力和穩(wěn)定性；而樁基礎(chǔ)則是通過樁的作用來傳遞和分散荷載，保證建筑物和結(jié)構(gòu)物的穩(wěn)定性。地基與樁基礎(chǔ)處理技術(shù)的有效應(yīng)用，可以提高工程的安全性、可靠性和經(jīng)濟(jì)性。文章圍繞地基與樁基礎(chǔ)處理技術(shù)要點(diǎn)展開探討，旨在提供可供實(shí)際工程設(shè)計(jì)和施工參考的技術(shù)原理與經(jīng)驗(yàn)。

【關(guān)鍵詞】巖土工程；地基；樁基礎(chǔ)；技術(shù)要點(diǎn)

【中圖分類號】TU473" " " "【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A" " " "【文章編號】1673-6028（2024）02-0106-03

0 引言

在巖土工程建設(shè)過程中必須根據(jù)地基土的性質(zhì)，選用科學(xué)合理的地基與樁基礎(chǔ)處理技術(shù)，既能保證工程的穩(wěn)定、安全，又能提高工程質(zhì)量，提升工程效益，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)境效益的優(yōu)化。在全球氣候變化、資源環(huán)境壓力加大的背景下，地基與樁基礎(chǔ)處理更應(yīng)該向綠色、環(huán)保、低碳方向發(fā)展，通過技術(shù)創(chuàng)新和工藝優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)巖土工程的可持續(xù)發(fā)展[1]。

1 巖土工程的特點(diǎn)

1.1 特殊性巖土的物理力學(xué)特性不穩(wěn)定

巖土工程是研究并處理土壤與巖石在建筑物、結(jié)構(gòu)物荷載作用下的行為和性能的工程領(lǐng)域[2]，而巖土材料的物理力學(xué)特性往往是不穩(wěn)定的，具有一定的異質(zhì)性和不均勻性。土壤和巖石的強(qiáng)度、穩(wěn)定性、滲透性等性質(zhì)在不同地質(zhì)環(huán)境和加載條件下都會發(fā)生變化，因此在進(jìn)行巖土工程設(shè)計(jì)和施工時，需要根據(jù)具體的地質(zhì)條件和環(huán)境要求，采用不同的處理方法與技術(shù)。

1.2 施工隱蔽性較強(qiáng)

巖土工程施工的大部分工作都是在地下進(jìn)行，因此具有較強(qiáng)的施工隱蔽性。與建筑物和結(jié)構(gòu)物的地上施工相比，地下施工往往受到許多困難限制，需要采用特殊設(shè)備和技術(shù)手段。同時，地下環(huán)境復(fù)雜性和不可預(yù)測性也增加了施工的風(fēng)險和不確定性。因此，在巖土工程的施工過程中，需要嚴(yán)格控制施工質(zhì)量和安全，特別是防止巖土體的坍塌和失穩(wěn)。

1.3 技術(shù)依賴性強(qiáng)

巖土工程的設(shè)計(jì)和施工需要依賴一定的專業(yè)知識和技術(shù)手段，如地質(zhì)勘察、土壤力學(xué)、巖石力學(xué)等。巖土工程涉及的技術(shù)和方法較為復(fù)雜，需要綜合考慮土壤和巖石的物理力學(xué)特性、地質(zhì)條件、環(huán)境要求等因素[3]。同時，巖土工程還需要與其他學(xué)科和領(lǐng)域相互協(xié)調(diào)與配合，如結(jié)構(gòu)工程、水利工程、環(huán)境工程等。因此，巖土工程的設(shè)計(jì)和施工需要具備強(qiáng)大的技術(shù)支持和專業(yè)團(tuán)隊(duì)。

2 巖土工程中地基處理技術(shù)

2.1 混凝土疏樁復(fù)合地基處理技術(shù)

如圖1所示，混凝土疏樁復(fù)合地基處理技術(shù)，在巖土工程地基處理中得到了廣泛應(yīng)用，該技術(shù)是通過設(shè)置拒土墻或者中間墻，使得樁與樁之間形成有效的產(chǎn)力層，從而有效增強(qiáng)土體的原生強(qiáng)度[4]?；炷潦铇稄?fù)合地基處理技術(shù)因具有良好的整體性、強(qiáng)透水性等優(yōu)點(diǎn)，在高速公路、鐵路、橋梁、建筑等各類巖土工程中得到廣泛應(yīng)用。特別是在地基軟弱、沉降大、處理?xiàng)l件復(fù)雜的地質(zhì)工況下，更具突出效果?；炷潦铇稄?fù)合地基處理的主要施工步驟為：先進(jìn)行樁基設(shè)定，根據(jù)設(shè)計(jì)要求打入樁體；再進(jìn)行樁間土體的改性處理，通常采用靜壓注漿或者動壓噴射等方法；最后構(gòu)造拒土墻，混凝土澆筑成型。雖然混凝土疏樁復(fù)合地基處理技術(shù)在一些工程中得到了較好的應(yīng)用，但在實(shí)際應(yīng)用中也面臨著一些挑戰(zhàn)。例如，此技術(shù)在施工過程中，需要其他地基處理技術(shù)配合，對施工技能和經(jīng)驗(yàn)要求較高。另外，樁間土體的改性處理施工，需要準(zhǔn)確計(jì)算和高精度施工，而這對施工工藝、施工設(shè)備和操作要求很高。

2.2 地基碾壓與夯實(shí)技術(shù)

地基處理是建筑工程中重要的一環(huán)，直接影響到建筑物的穩(wěn)定性和持久性。地基處理方法有很多種，其中，碾壓和夯實(shí)是兩種常見的方法。碾壓主要是借助壓路機(jī)將土層壓緊，增強(qiáng)其穩(wěn)定性[5]；而夯實(shí)則是通過應(yīng)用機(jī)械力量對土壤進(jìn)行振動和壓縮，提高其密度和承載力。這兩種方法都有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，但也有各自的適用范圍和使用注意事項(xiàng)。

碾壓是一種廣泛應(yīng)用于大面積填土作業(yè)的地基處理方法。在碾壓過程中，通常會使用壓路機(jī)等設(shè)備，通過機(jī)械力將土壤壓實(shí)，增強(qiáng)其穩(wěn)定性。為了確定碾壓效果，通常需要將壓路層控制在20～30cm厚度范圍內(nèi)，這是因?yàn)樘竦耐翆訜o法通過碾壓達(dá)到理想的壓實(shí)效果。在這個厚度范圍內(nèi)，土壤可以被均勻壓實(shí)，從而得到較好的承載力。然而，碾壓一次往往不能達(dá)到預(yù)期效果，需要進(jìn)行多次碾壓，這樣可以更好地壓實(shí)土層，進(jìn)一步提高其強(qiáng)度和穩(wěn)定性。

夯實(shí)主要通過振動機(jī)進(jìn)行振動和壓縮，提高土壤的密度和承載力。與碾壓不同，夯實(shí)更適合在松散地基中應(yīng)用。固體顆粒在振動機(jī)的振動作用下，會重新排列，減小顆粒間的空隙，從而提高土壤的密度。這樣不但可以提高土壤的承載力，同時也可以提高其抗剪切強(qiáng)度和抗?jié)B性，對于預(yù)防地基沉降和地質(zhì)災(zāi)害有明顯效果。

在具體工程應(yīng)用中，一般會根據(jù)土壤的性質(zhì)、類型和工程需要選擇合適的地基處理方法。例如，道路、廣場等大面積、較硬的土層，更適合采用碾壓方法；而對于墻基、桿塔等小面積、較松散的土層，夯實(shí)則更為合適。因此，要提升地基基礎(chǔ)強(qiáng)度，符合巖土工程建設(shè)要求，必須靈活運(yùn)用碾壓和夯實(shí)兩種地基處理方法。最大限度地提升地基處理效果，保障建筑工程的穩(wěn)固、安全和持久。

3 巖土工程中樁基礎(chǔ)處理技術(shù)

3.1 灌注樁處理技術(shù)

灌注樁是土木工程中常見的地基處理方法（見圖2），它具有工程投資小、施工效率高、質(zhì)量控制方便等優(yōu)點(diǎn)。然而，在實(shí)際施工過程中，經(jīng)常會遇到孔底沉渣的問題?？椎壮猎鼤茐臉渡淼耐暾?，降低其承載力，對工程質(zhì)量造成威脅。因此，解決孔底沉渣問題是樁基施工的重要一環(huán)。目前，灌注樁后壓漿技術(shù)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在這個領(lǐng)域當(dāng)中，處理效果顯著。壓漿技術(shù)主要是先通過高壓設(shè)備將水泥漿液壓注樁底，回流上來的泥漿含有的大塊砂石等雜質(zhì)就是原孔底的沉渣。在樁孔清理干凈、泥漿達(dá)到一定流動性的前提下，緩緩下放導(dǎo)管完成壓漿。該方法既改善了樁底的土質(zhì)，也保證了樁體的承載力[6]。壓漿具有解決樁底沉渣、增強(qiáng)承載力、改善土質(zhì)的優(yōu)點(diǎn)。首先，壓漿可以通過高壓水流沖刷、疏通樁底孔隙，將泥漿中的雜質(zhì)沖出來，解決孔底沉渣問題。其次，壓漿可以將蓄能的水泥粉末打入樁底土體，形成的水泥凝固體可以有效抗壓，提高樁體承載力。再者，壓漿使樁底土體含水量增加，改善了土體流動性，提高了土體的承載能力。灌注樁后壓漿工藝首先要考慮的是樁體設(shè)計(jì)及地質(zhì)條件，所選擇的壓漿方式也要以實(shí)際工程為準(zhǔn)。適合的樁體、適合的地質(zhì)、適合的樁基施工方法，都是保障樁基施工質(zhì)量的重要因素。

3.2 預(yù)應(yīng)力管樁處理技術(shù)

預(yù)應(yīng)力管樁是一種廣泛應(yīng)用于工程建設(shè)中的基礎(chǔ)施工技術(shù)，它以優(yōu)良的抗壓、抗拉強(qiáng)度以及可靠的穩(wěn)定性，滿足多種類型工程的基礎(chǔ)需求。預(yù)應(yīng)力管樁的施工方式主要分為兩種：先張法與后張法。先張法主要工藝包括預(yù)制混凝土預(yù)應(yīng)力管樁，然后進(jìn)行沉樁處理。在沉樁過程中，主要采用錘擊法、靜壓法以及射水法等。錘擊法會產(chǎn)生大量噪音，且存在劇烈振動，對于鄰近建筑物以及土層的穩(wěn)定性有很大影響，因此此方式一般適用于工程環(huán)境容忍度高的地方。靜壓法則相對較為平穩(wěn)和安靜，但其設(shè)備及維護(hù)成本較高，適用于中小型工程或者對噪音有嚴(yán)格要求的區(qū)域。射水法是利用高壓水流，從樁頂打向樁底，將樁底的土壤沖淡并帶出樁孔，再將樁沉入地中，此法適用于土質(zhì)較差或有砂礫石的地方；后張法預(yù)應(yīng)力管樁，先沉入空心樁，再通過射水泵漿將鋼筋灌填樁孔內(nèi)，然后進(jìn)行拉張和混凝土灌注，最后實(shí)現(xiàn)對預(yù)應(yīng)力的施加；后張法適用于顯著不均勻地基或地基中存在大型障礙物，且對噪音、振動限制嚴(yán)格的場所。此方法操作簡單，工期短，成本低，但對施工人員的技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)要求比較高。預(yù)應(yīng)力管樁的施工方式并非一成不變，應(yīng)結(jié)合地質(zhì)條件、工程環(huán)境、設(shè)計(jì)要求、經(jīng)濟(jì)成本等多方面因素進(jìn)行科學(xué)選擇。對于巖土工程的特殊要求，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行沉樁方法的選擇，如存在大型硬物，可選擇射水法。對于噪音有嚴(yán)格限制的區(qū)域，可選擇靜壓法等。

3.3 人工挖孔樁技術(shù)

人工挖孔樁是通過人工的方式在土質(zhì)中挖掘出樁孔，然后倒入混凝土制造成樁身。在施工過程中首先要了解地下水量，因?yàn)榈叵滤拇嬖跁犊椎姆€(wěn)定性產(chǎn)生不利影響。如果地下水量較大，需要在施工過程中設(shè)置環(huán)狀鋼筋圈，以保護(hù)好孔壁，防止孔壁坍塌。密切關(guān)注地下水量并據(jù)此來進(jìn)行孔擴(kuò)，如果地下水量過大，重力將難以抵抗水泵的水量，會造成孔的擴(kuò)孔難度增加。如果擴(kuò)孔過大會影響樁身的穩(wěn)定性，甚至可能會導(dǎo)致樁身斷裂。所以在擴(kuò)孔時，一定要控制好孔洞的大小。而在某些透水層的地方，施工會更具挑戰(zhàn)性。在這種情況下，進(jìn)行人工挖孔樁施工，需要設(shè)置環(huán)狀鋼筋圈，并使用混凝土進(jìn)行回填，增加孔洞的穩(wěn)定性防止孔壁坍塌。在施工過程中，樁孔的穩(wěn)定性至關(guān)重要。如果護(hù)壁不穩(wěn)定，可能帶來安全問題并對施工人員的生命安全構(gòu)成威脅。尤其是在樁孔深度較深，地下水又較多的地方，樁孔的穩(wěn)定性更需重視。在進(jìn)行人工挖孔樁施工中，施工人員要熟悉各種施工條件和環(huán)境，根據(jù)實(shí)際情況選擇最適當(dāng)?shù)氖┕し椒?。整個施工過程要求嚴(yán)謹(jǐn)，保持時刻監(jiān)控，以確保施工的質(zhì)量與安全[7]。

3.4樁基承載力檢測

樁基承載力是指地基樁底、樁側(cè)或兩者結(jié)合下可以穩(wěn)定承受的最大荷載不受樁身變形影響。這種承載力評定了樁基的性能，具有重要的意義。測定方式主要包括高應(yīng)動態(tài)檢測法以及靜荷載測法。

高應(yīng)變動態(tài)檢測法是一種經(jīng)濟(jì)、高效的樁基承載力檢測方法。其原理是將激振的能量加載到樁基上，通過在不同大小的能量加載時觀察樁基產(chǎn)生的位移變動來進(jìn)行檢測。應(yīng)用力錘或落錘的沖擊力，來引發(fā)樁基的應(yīng)變波，通過接收樁頂?shù)姆瓷洳ㄒ约鞍逊瓷洳枥L成動態(tài)應(yīng)力-應(yīng)變曲線，利用理論將其解析，最后得出樁基的承載能力。這種檢測方法適用廣泛。靜荷載測試法是最直接、最有效的樁基承載力檢測方式。常規(guī)的難點(diǎn)是對荷載以及位移的高精度控制及測量。其主要可分為豎向承載力檢測法以及水平承載力檢測法。豎向承載力檢測法的原理是通過對單樁在豎直方向施加不同程度的荷載壓力，并根據(jù)樁基的反應(yīng)來判定其承載能力。在這種方法中，荷載-位移曲線是一個重要依據(jù)，用于判斷樁基的工作性狀以及設(shè)計(jì)承載能力等，是通用標(biāo)準(zhǔn)中的判定依據(jù)[8]。水平承載力檢測法主要應(yīng)用于對樁基在地震、風(fēng)載等水平荷載作用下的性能進(jìn)行評估。此類測試，通常需要在單樁上施加不同程度的水平壓力，并根據(jù)樁基的反應(yīng)來評價其水平承載能力。

4 結(jié)語

通過對地基處理方法和關(guān)鍵技術(shù)、樁基礎(chǔ)分類和設(shè)計(jì)原則的探討，可以看出，地基與樁基礎(chǔ)處理技術(shù)的科學(xué)合理應(yīng)用，對巖土工程的安全和穩(wěn)定起著至關(guān)重要的作用。在實(shí)際工程設(shè)計(jì)和施工過程中，需要根據(jù)具體情況選擇合適的處理方法和技術(shù)，并密切關(guān)注工程實(shí)踐的效果。通過不斷總結(jié)和積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，可以提高地基與樁基礎(chǔ)處理技術(shù)的水平。

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[作者簡介]王尚成（1988—），男，山西朔州人，本科，工程師，研究方向：巖土工程、地基與基礎(chǔ)。