浅谈建筑地基加固技术

Abstract: building foundations the basis of building, the quality is directly related to the "safety" of the entire building. Therefore, to ensure the quality of the buildings, we must start from the foundation. Foundation reinforcement technology to guarantee the foundation stable, it has been widely used in the construction and vigorously developing.

Key words: foundation reinforcement; construction; processing

地基稳固是保证建筑物安全的基础和前提，地基加固处理的主要目的是提高软弱地基的承载力，保证地基的稳定。地基加固常用的方法有换土处理，人工或机械夯(压)实，振动压实，土(灰土)、砂、石桩挤密加固，排水固结及化学加固等。

建筑物地基所面临的问题主要有：强度及稳定性问题、压缩及不均匀沉降问题、渗漏问题、液化问题。各种地基加固方法各有其适用范围和条件，要针对不同的问题合适选用，如选用不当或施工方法有错误，不按规范和操作规程进行，就会造成建筑工程质量事故。

一、地基处理的目的和意义

1、提高地基土的抗剪切强度

在建筑物的施工中，剪力破坏是对地基质量造成影响的一大因素，主要表现在以下方面：建筑物的地基承载力不够;偏心荷载及侧向土压力使结构物失稳;填土或建筑物荷载使邻近地基产生隆起;土方开挖时边坡失稳;基坑开挖时坑底隆起。造成地基剪切破坏的主要原因是地基土抗剪强度不足，因此要采取一定措施以增加地基土的抗剪强度。

2、降低地基土的压缩性

地基土的压缩性表现在建筑物的沉降和差异沉降大;由于有填土或建筑物荷载，使地基产生固结沉降;作用于建筑物基础的负摩擦力引起建筑物的沉降;大范围地基的沉降和不均匀沉降;基坑开挖引起邻近地面沉降;由于降水地基产生固结沉降。地基沉降会严重影响建筑物的质量，要严格控制。

此外，建筑规模的不断扩大，使建筑用地日趋紧张，建筑物面积也越来越狭小，为了充分利用建筑空间，建筑物的高度呈不断上升的趋势，而且建筑物结构也愈来愈复杂，相关配套设施愈来愈完善，这些都使建筑物地基承受了越来越大的压力，超出地基土的压缩性能范围，产生地基沉降。因此，需要采取措施以提高地基土的压缩模量，借以减少地基的沉降或不均匀沉降。

3、改善地基土的动力特性

地基土的动力特性表现在地震时饱和松散粉细砂(包括部分粉土)将产生液化;由于交通荷载或打桩等原因，使邻近地基产生振动下沉。为此，需要采取措施防止地基液化，并改善其振动特性以提高地基的抗震性能。

二、地基加固技术

地基加固方法的选定应充分了解地基范围内的地质情况。地基加固工作是在建筑物存在情况下进行的，因而施工比较困难。它既应保护地基的加固质量，收到地基加固的效果，又应采取措施保证上部结构的安全。

2.1换土加固

换土加固是处理浅层地基的方法之一。该法是将软弱土层挖除，换填结构较好的土、灰土、中(粗)砂、碎(卵)石、石屑、煤渣或其他工业废粒料等材料，制作素土地基(土垫层)、灰土地基或砂垫层和砂石垫层地基等。其施工程序为基坑(槽)开挖、验槽、分层回填、夯(压)实或振实，以达到设计的密实度和夯实深度。

换土加固的方法常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的回填土方工程，一般适用于处理浅层软弱土层(淤泥质土、松散素填土、杂填土、浜填土以及已完成自重固结的冲填土等)与低洼区域的填筑。一般处理深度为2～3m。适用于处理浅层非饱和软弱土层、湿陷性黄土、膨胀土、季节性冻土、素填土和杂填土。

2.2 振密加固

振密加固方法是采用一定的手段，通过振动、挤压使地基土体孔隙比减小，强度提高，达到地基处理的目的，主要包括表层压实法、重锤夯实法、强夯法、振冲挤密法和土桩法等。其中强夯法在建筑基地加固中应用较广泛。

强夯法(强力夯实法)是一种软弱地基深层加固方法，其有效加固深度随夯击能量增大而加深，它是利用不同重量的夯锤，从不同的高度自由落下，产生很的冲击力来处理地基的方法，可提高低基的强度并降低其压缩性，并改善其抗振动

液化能力和消除土的湿陷性。它适用于砂质土、粘性土及碎石、砾石、砂土、粘土等的回填土，以提高地基的强度，满足上部荷载的要求。强夯法在施工中要注意以下技术细节：

1)施工前要进行试夯，调整确定夯点间距、落距、夯击数等;夯击时，选择合适的夯点，避免压缩变形的扩散角重叠，不出现地面隆起和翻浆。

2)夯击后要合理确定间歇时间，保证空隙水压完全消散。

3)在易翻浆的饱和粘性土上，可在夯点下铺填砂石垫层，以利空隙水压的消散，可一次铺成或分层铺填。

4)尽量避免雨期施工，必须雨期施工时，要挖排水沟，设集水井，地面不得有积水，减少夯击数，增加空隙水的消散时间。

2.3 排水固结法

排水固结法是软土地基在附加荷载的作用下，逐渐排出孔隙水，使孔隙比减小，产生固结变形。在这个过程中，随着土体超静孔隙水压力的逐渐消散，土的有效应力增加，地基抗剪强度相应增加，并使沉降提前完成或提高沉降速率。排水固结法主要由排水和加压两个系统组成。排水可以利用天然土层本身的透水性，尤其是软土地区多夹砂薄层的特点，也可设置砂井、袋装砂井和塑料排水板之类的竖向排水体。加压主要是地面堆载法、真空预压法和井点降水法。为加固软弱的粘土，在一定条件下，采用电渗排水井点也是合理而有效的。

2.4 高压喷射注浆加固

高压喷射注浆(旋喷)加固地基是利用高压泵通过特制的喷嘴，把浆液(一般为水泥浆)喷射到土中。浆液喷射流依靠自身的巨大能量，把一定范围内的土层射穿，使原状土破坏，并因喷嘴作旋转运动，被浆液射流切削的土粒与浆液进行强制性的搅拌混合，待胶结硬化后，便形成新的结构，达到加固地基的目的。旋喷法适用于粉质粘土、淤泥质土、新填土、饱和的粉细砂(即流砂层)及砂卵石层等的地基加固与补强。其方法有单管法、双重管法、三重管法及干喷法等。压力灌浆加固在实施中要注意以下细节：

1)旋喷浆液前，应作压水压浆压气试验，检查各部件各部位的密封性和高压泵、钻机等的运转情况。

2)根据设计要求和地质条件，选用适合的旋喷方法、施工机具和桩位布置。

3)科学配浆，控制浆液的水灰比及稠度。

4)根据旋喷固结体的形状及桩身匀质性，调整喷嘴的旋转速度、提升速度、喷射压力和喷浆量。

参考文献：

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[2] 叶观宝.地基加固新技术(第一、二版)[M]. 北京：机械工业出版社，1998.

[3] 郑颖人、陆新、李学志、冯遗兴，强夯加固软粘土地基的理论与工艺研究，岩土工程学报[J]，2000，(01).