工業(yè)建筑常用地基處理方法探討

管玉強(qiáng)

摘要：隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，建筑物有時(shí)不得不在地質(zhì)條件不好的地段進(jìn)行建設(shè)，經(jīng)常需要對天然的不良地基進(jìn)行處理或加固等。對于工業(yè)建筑而言，地基加固的目的主要有提高軟弱地基的強(qiáng)度，保證地基的強(qiáng)度，保證地基的穩(wěn)定性，減少基礎(chǔ)的沉降；提高土質(zhì)的抗剪強(qiáng)度。相應(yīng)而言，也有各種地基的處理方法，而本文則針對幾種常用的工業(yè)建筑地基處理方法進(jìn)行分析和探討，希望對相關(guān)人士有所幫助。

關(guān)鍵詞：工業(yè)建筑、地基處理、常用方法

一、前言

基礎(chǔ)是建筑物和地基之間的連接體?；A(chǔ)把建筑物豎向體系傳來的荷載傳給地基。因此地基必須有足夠的承載力，且沉降量必須在規(guī)定的范圍內(nèi)（尤其是不均勻沉降），才能保證上部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。而隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，當(dāng)天然地基不能滿足建（構(gòu)）筑物對地基的要求時(shí)，就要對天然地基進(jìn)行地基處理，形成人工地基，以滿足建（構(gòu)）筑物對地基的要求，保證其安全與正常使用。

二、地基處理技術(shù)方法選擇

由于我國的國土面積比較廣，因此會(huì)有不同的地質(zhì)構(gòu)造，地基在不同的地質(zhì)中會(huì)發(fā)生不同變化，建筑工地的地基施工會(huì)有復(fù)雜性與多變性的特點(diǎn)，因此針對不同的地質(zhì)要采取不同的地基處理方法。而對于地基處理方法的選擇，首先根據(jù)建（構(gòu)）筑物對地基的各種要求和天然地基條件確定地基是否需要加固。若天然地基能夠滿足要求，盡量采用天然地基。在確定是否需要進(jìn)行地基處理時(shí)，應(yīng)將上部結(jié)構(gòu)、基礎(chǔ)和地基統(tǒng)一考慮。若天然地基不能滿足建（構(gòu)）筑物對地基要求，首先需要確定進(jìn)行地基處理的天然地層的范圍以及地基處理要求，然后根據(jù)天然地層條件、地基處理方法的原理、過去應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)和機(jī)具設(shè)備、材料條件，進(jìn)行地基處理方案的可行性研究，提出多種可行方案，最后，對提出的多種方案進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、進(jìn)度等方面的比較分析，考慮環(huán)境保護(hù)要求，確定采用一種或幾種地基處理方法。

三、工業(yè)建筑常用的地基處理方法

在工業(yè)廠房建設(shè)過程中，如天然地基不能滿足建（構(gòu)）筑物對地基穩(wěn)定、變形以及滲透方面的要求時(shí)，需要對天然地基進(jìn)行處理，以滿足建（構(gòu)）筑物對地基的要求。通常而言，工業(yè)建筑的地基處理方法，主要有換填夯實(shí)法、強(qiáng)夯法、碎石樁擠密法、水泥土攪拌樁、CFG樁復(fù)合地基，下面將對以上各種方法進(jìn)行詳細(xì)介紹。

1、換填夯實(shí)法

當(dāng)建（構(gòu)）筑物的地基土為軟弱土或濕陷性土、膨脹土、凍土等不能滿足上部結(jié)構(gòu)對地基強(qiáng)度和變形的要求，而軟土層的厚度又不很大時(shí)（如不大于3m），常采用換填夯實(shí)法進(jìn)行處理。

該法是將基礎(chǔ)下的軟弱土、濕陷性土、膨脹土、凍土等的一部分或全部挖去，然后換填密度大、強(qiáng)度高、水穩(wěn)性好的砂土、碎（卵）石土、灰土、素土、礦渣以及其它性能穩(wěn)定、無侵蝕性的材料，并分層（振、壓）實(shí)至要求的密度。具有取材容易，施工簡便，無需特殊設(shè)備，施工進(jìn)度快，費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。

換土墊層與原土相比，具有承載力高，剛度大，變形小的優(yōu)點(diǎn)。砂石墊層還可以提高地基排水固結(jié)速度，防止季節(jié)性凍土的凍脹，消除膨脹土地基的脹縮性及濕陷性土層的濕陷性，還可用于暗濱和暗溝的建筑場地。另外，灰土墊層還具有促使其下土層含水量的均衡轉(zhuǎn)移的功能，從而減小土層的差異。

2、強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法一般是以8～40t重錘（最重為200t）起吊到一定高度（一般為8～30 m），令錘自由落下，對土體進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí)，以提高其強(qiáng)度、降低其壓縮性的一種地基加固方法。

強(qiáng)夯法適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粉土與粘性土、濕陷性黃土、素填土和雜填土等地基。具有設(shè)備簡單、原理直觀、施工速度快、不添加特殊材料、造價(jià)低、適用范圍廣泛等優(yōu)點(diǎn)。

強(qiáng)夯法的主要原理為采用沖擊型動(dòng)力荷載，在土中形成很大的沖擊波（主要是縱波和橫波），土體因受到很大的沖擊力，此力遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了土體的強(qiáng)度。在此沖擊力的作用下，土體被破壞，土顆粒相互靠攏，排出孔隙中的氣體、顆粒重新排列，土在動(dòng)荷載作用下被擠密壓實(shí)，強(qiáng)度提高，壓縮性降低。

3、碎石樁擠密法

碎石樁法是指用振動(dòng)、沖擊等方式在軟弱地基中成孔后，再將碎石擠壓入土孔中，形成大直徑的碎石所構(gòu)成的密實(shí)樁體。

碎石樁適用于飽和松散粉細(xì)砂、中粗砂和礫砂、飽和黃土、雜填土、人工填土、粉土和含水量較低的粘性土和軟土?？捎糜谔岣咚缮⑸巴恋鼗某休d力和防止砂土振動(dòng)液化，也可用于增大軟弱粘土地基的整體穩(wěn)定性。

碎石樁對松散砂土加固機(jī)理主要有擠密作用，排水減壓作用和砂土地基預(yù)震作用；而對于軟弱粘性土而言，主要通過樁體的置換和排水作用加速樁間土體的排水固結(jié)，并形成復(fù)合地基，提高地基的承載力和穩(wěn)定性，改善地基土的力學(xué)力性能。

4、 水泥土攪拌樁

水泥土攪拌樁是一種用于加固飽和粘土地基的常用軟基處理技術(shù)，他將水泥作為固化劑與軟土在地基深處強(qiáng)制攪拌，由固化劑和軟土產(chǎn)生一系列物理化學(xué)反應(yīng)，使軟土硬結(jié)成一定強(qiáng)度的水泥加固體，從而提高地基土承載力和增大變形模量。

水泥土攪拌樁適用于處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粉土、飽和黃土、素填土、粘性土以及無流動(dòng)地下水的飽和松散砂土等地基。當(dāng)?shù)鼗恋奶烊缓啃∮?0%（黃土含水量小于25%）、大于70%或地下水的pH值小于4時(shí)不宜采用。

水泥土的強(qiáng)度機(jī)理主要有兩個(gè)方面的作用：首先是水泥的骨架作用，水泥與飽和軟粘土攪拌后，發(fā)生水泥的水解和水化反應(yīng)，生成水泥水化物，形成凝膠體-氫氧化鈣，將土顆粒或小土團(tuán)凝結(jié)在一起，形成一種穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)整體。其次是離子交換作用，水泥在水化過程中，生成的鈣離子與土顆粒表面的鈉離子（或鉀離子）進(jìn)行離子交換，生成穩(wěn)定的鈣離子，從而提高土體的強(qiáng)度。

5、CFG樁復(fù)合地基

CFG樁（水泥粉煤灰碎石樁）是指由碎石、石屑、砂、粉煤灰摻水泥加水拌和，用各種成樁機(jī)械制成的具有一定強(qiáng)度的可變強(qiáng)度樁。

CFG樁復(fù)合地基適用于條形基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)、也適用于筏基、箱型基礎(chǔ)。就土性而言，適用于處理粘性土、粉土、砂土、人工填土和淤泥質(zhì)土地質(zhì)。既可用于擠密效果好的土，又可用于擠密效果差的土。但是對強(qiáng)度低的飽和軟粘土，要慎重對待。最好能使用前現(xiàn)場做試樁，進(jìn)行試驗(yàn)，來確定其適用性。

CFG樁加固軟弱地基主要有三種作用：樁體作用和擠密作用。

（一）CFG樁的承載作用

樁落在好土層上具有明顯的端承力，樁承受的荷載通過樁周的摩阻力和樁端阻力傳到深層地基中，其復(fù)合地基承載力可大幅提高。

（二）樁體的排水作用

CFG樁將是一個(gè)良好的排水通道，特別是在較好透水層上面還有透水性差的土層覆蓋時(shí)，這種排水作用更加明顯，孔隙水沿著剛完工的樁體向上排出，直至CFG樁體結(jié)硬為止。

（三）、震動(dòng)擠密作用

CFG樁施工利用震動(dòng)沉管法施工，由于其震動(dòng)作用，將會(huì)對樁間土產(chǎn)生擾動(dòng)和擠密。

四、結(jié)束語

工業(yè)建筑的地基處理方法還有很多，比如擠淤置換法、石灰樁法、真空預(yù)壓法、爆破擠密法等。隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，將會(huì)有更多的新方法用于實(shí)際的工程中，比如粉煤灰-石灰-硫酸鹽混凝土樁處理法、高真空擊密法，粉煤灰吹填法。當(dāng)然，也可能在同一個(gè)項(xiàng)目中，幾個(gè)地基處理方法聯(lián)合采用，比如碎石樁與強(qiáng)夯結(jié)合處理、CFG樁與粉噴樁聯(lián)合處理，使地基處理達(dá)到一個(gè)經(jīng)濟(jì)合理的平衡點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]張劍彪.地基處理的方法淺析[J].中國新技術(shù)新產(chǎn)品，2011（19）.

[2]買文剛.小議巖土工程的地基處理[J].科技風(fēng)，2012（15）

[3]周學(xué)兵.巖土工程中的地基處理方法總結(jié)[J].中華民居（下旬刊），2014（24）