小议岩土工程的地基处理方法
2015-07-10
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核心提示：建筑越高对地基的质量的要求越高，为了保证建筑地基的质量和节省工程的成本，行业内通常会采用合适的地基处理技术、对天然地基进行改良，以提高地基强度，保证地基的稳定性和安全性能。只有保证建筑工程的地基的质量，才能保证建筑的整体的质量。要想保证岩土工程的质量，延长建筑物的使用寿命，加强岩土工程地基处理技术的水平，加大地基处理的科技投入，采取有效的处理措施是非常有必要的。
1.地基处理技术的发展现状
我国的地基处理技术经历了两大阶段。第一阶段：50～60年代为起步应用阶段，这一时期大量的地基处理技术是从国外引进的，尤其是从前苏联引进的，广泛使用的是置换法等浅层处理方法，主要为砂石垫层、砂桩挤密、石灰桩、灰土桩、化学灌浆、重锤夯实、预压法等。第二阶段：70年代到今，为应用、发展、创新阶段。大批国外先进技术被引进，结合我国自身特点，初步形成了具有中国特色的地基处理技术及其支护体系，许多领域达到了国际领先水平。可以说我国的地基处理技术达到了一个较高的水准。
2.地基基础在岩土工程中的重要性
地基处理是指对建筑物和设备的基础下的受力层进行提高其强度和稳定性的强化处理。根据青冶工程（QYETC）技术人员的经验，地基处理一般是指用于改善支承建筑物的地基（土或岩石）的承载能力或抗渗能力所采取的工程技术措施。所以对建筑物的安全性和使用年限都是有着至关重要的作用的。
3.岩土工程的地基处理难点
3.1地质形态问题
结构差异比较大，风化程度、软弱程度、空洞、不明地下物等等，而不同的地区又有不同的地质结构。有岩土体和岩石风化程度的界面划分，地质构造和软弱结构面的判定，不良地质体的地质界面等。不明地下物体、空洞及其分布形态、埋藏位置和深度的确定的问题。
3.2岩土参数问题
难于取到原状岩土样和难于进行室、内外试验的岩土层即粗颗粒土、残积土和风化岩等，因此难于确定其岩土设计参数（承载力、变形指标等）。而那些埋藏较深，地质结构复杂而且又难以取到原状的岩土来说很多信息都是不确定的，例如土质松软，结构类型等。
3.3勘察技术人员的问题
一些勘察技术人员专业水平能力差，缺乏对各专业的野外和室内勘察原始资料的整理、分析、利用的能力，缺乏辨别真伪、补充印证、归纳总结的能力，缺乏建筑、结构设计各方面的知识，知识面单一，综合能力不强，常造成勘察的目的性不明确，所提供的资料不能满足设计的需要。
3.4技术限制
因为地球岩土构造的差异性比较大，全球地质灾害的影响，导致了许多新的问题出现，碰到重大项目和复杂工程时束手无策，还有大型、高层建筑需要有一定的抗震要求等，不知应采用何种技术方法和手段去解决所碰到的技术问题。要想解决这一问题就必须要有更先进的科学技术，而我国原有的技术相对滞后，先进的技术运用面比较窄。
4.地基处理方法
4.1建筑工程地基基础的设计
（1）扩展基础的计算。首先计算基础底面积，根据地基的承载力和变形来进行计算；其次，进行基础高度以及变阶处高度的计算，根据其剪切和冲切来计算和明确；最后进行基础底板配筋的计算，根据其抗弯能力来进行计算和明确。
（2）箱筏基础的设计：第一，箱形基础高度应该符合结构刚度和承载力的相关要求，箱形基础底板厚度应结合建筑工程结构的实际受力情况、防水要求以及整体的刚度。同时底板除了要进行正截面受弯承载力计算以外，还要促使其斜截面的受剪承载力满足施工要求。此外，箱形基础的底板还应符合冲切承载力的相关要求。第二，平板式的阀基板厚也应符合冲切承载力的有关要求，且对其柱边缘处的阀板所受的剪承载力进行验算。第三，梁板式的阀基底板板格也应符合冲切承载力的相关要求，同时还要验算底层柱下基础梁顶面局部所受的承载力。
（3）桩基础的设计。在进行桩基础设计时，针对桩基的受力特征和使用功能，计算桩基础的水平承载力和竖向承载力，以及桩身和承台的承载力。如果桩端持力层为粘性土、软弱土或者粉土的时候，应该对其沉降进行验算。此外，若桩基要穿越自重湿陷性黄土、比较厚和松散的填土以及欠固结土层进入到比较硬的土层时，应该考虑桩侧的负摩阻力。
4.2岩土工程地基具体处理方法
近些年来随着基建规模的日益扩大，建筑用地资源日趋紧张，为了充分、有效、科学、合理地利用土地资源，建设者们开始考虑采用合适的地基处理技术对一些软弱天然地基进行处理施工，以克服软弱地基出现的变形、强度差、不稳定等问题，对其进行人工加固，以满足建筑物对地基的要求。按照加固原理的不同，可以对地基处理方法进行分类。
（1）换土垫层法
当建筑物基础下的持力层比较软弱，不能满足上部荷载对地基的要求时，常采用换土回填法来处理。施工时先将基础以下一定深度、宽度范围内的软土层挖去，然后回填强度较大的砂、石或灰土等，并夯至密实。换土回填按其材料分为砂地基、砂石地基、灰土地基等。根据所用土料的不同，垫层主要有素土垫层，砂垫层，碎石垫层（粒径不大于50mm），灰土垫层等类型。换土垫层法的施工步骤是先挖运原软弱土，清净基坑水土，再回填砂石，并逐层振压碾实。
（2）预压法
预压法指的是为提高软弱地基的承载力和减少构造物建成后的沉降量，预先在拟建构造物的地基上施加一定静荷载，使地基土压密后再将荷载卸除的压实方法。对软土地基预先加压，使大部分沉降在预压过程中完成，相应地提高了地基强度。预压法适用于淤泥质粘土、淤泥与人工冲填土等软弱地基。预压的方法有堆载预压和真空预压两种。施工时，根据地面沉降和土中孔隙水压力的消散情况，对预压加以控制。这种方法适用于软黏土、粉土、杂填土等。
（3）高压喷射注桨法
高压旋喷注浆法是在化学注浆法的基础上发展起来的。高压喷射注浆就是利用钻机钻孔，把带有喷嘴的注浆管插至土层的预定位置后，以高压设备使浆液成为2Mpa以上的高压射流，从喷嘴中喷射出来冲击破坏土体，与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例有规律地重新排列。浆液凝固后，便在土中形成一个固结体与桩间土一起构成复合地基，从而提高地基承载力，减少地基的变形，达到地基加固的目的。
（4）强夯法
强夯法是利用质量8t-10t的重锤从10-20m高度自由下落来夯实土体，夯击土体产生很大冲击能，在地基中产生冲击波和很大动应力，密实土体，从而提高土的强度，降低压缩性。该方法施工简单，加固效果好，对于处理砂性土、非饱和黏性土及杂填土地基效果较好，对非饱和的黏性土地基，一般采用连续夯击或分遍间歇夯击的方法。但它也存在诸多缺点，比如施工噪声大震动大，对周边现有建筑物影响较大，一般不适用于房屋密集区。
（5）振冲法
振冲法又称振动水冲法，是以起重机吊起振冲器，启动潜水电机带动偏心块，使振动器产生高频振动，同时起动水泵，通过喷嘴喷射高压水流，在边振边冲的共同作用下，将振动器沉到土中的预定深度，经清孔后，从地面向孔内逐段填入碎石，使其在振动作用下被挤密实，达到要求的密实度后即可提升振动器，如此反复直至地面，在地基中形成一个大直径的密实桩体与原地基构成复合地基，提高地基承载力，减少沉降，是一种快速、经济有效的加固方法。
5.结语
综上所述，随着工程建设规模的扩大，工程岩土勘察被广泛应用于民用建筑、水利、交通工程以及城市规划等设计和施工中，实施建筑工程岩土勘察工作，不仅能够及时地了解和掌握工程建设的地质条件、水文条件，同时还能发现潜在的地质灾害，对工程建设的顺利施工提供了一个安全、可靠的保障。此外，施工单位在施工过程中，还要做好地基处理工作，从而确保工程的建设质量。
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