谈软弱地基处理的方法及适用范围

杨 红 双

(西山煤电集团公司杜儿坪矿地面标准化办公室，山西 太原 030022)

谈软弱地基处理的方法及适用范围

杨 红 双

(西山煤电集团公司杜儿坪矿地面标准化办公室，山西 太原 030022)

介绍了地基处理的前提条件，对机械压实法、强夯法、换填垫层法、预压固结法、挤密法等几种软弱地基处理的方法进行了阐述，分析了各种方法的优缺点及适用范围，以针对不同的地基类型选择合理的处理方法。

地基，强度，材料，压实，安全

地基基础是建筑物的根基，假如地基基础不稳固，会危及整个建筑物的安全。对于地基处理的成功与否，会影响到整个工程的造价、工期以及质量等很多方面。地基处理的重要作用现已被越来越多的人所认识并注意。我们国家在2002年颁布了《建筑地基处理技术规范》，其中要求地基处理要做到安全实用、经济合理、技术领先、保证质量。

假如地基存在以下四条问题中的任一一类时，则必须进行地基处理，以确保工程安全：

1)地基的强度与稳定性问题。2)地基的变形问题。3)地基的渗漏与溶蚀问题。4)地基振动液化问题。

本文主要是简要分析几种地基处理方法。

1 机械压实法

如果建筑地基土质疏松，最简便的处理方法是将天然土压实，该法不需要挖土、不需要填土、更不需要用水泥等材料，因此是最经济的一种处理方法。机械压实法又分为分层碾压法和振动压实法。

1)分层碾压法。是用压路机、推土机或羊足碾等机械，在需要压实的场地上，按计划与次序往复碾压，分层铺土，分层压实。这种方法适用于地下水位以上，大面积回填压实，也可用于含水率较低的素填土或杂填土地基处理。

2)振动密实法。是用振动机械松散地基，使土颗粒受到振动后移动至稳固位置，减小土的孔隙而压实。

2 强夯法

强夯法是利用巨锤的重量、在高落距处垂直下落，对地基加载巨大的冲击能量，强行对地基进行压实的一种地基加固方法。因为这种方法施工简单、快速、经济，在我国发展十分迅速。强夯法大多数工程应用动力密实机理，最适合用于低饱和度状态下的粘性土、粉土、湿陷性黄土和素填土，也适合用于孔隙相对宽并且相对疏松的碎石土、砂土以及一些可利用的建筑垃圾。强夯法的优缺点十分明显：

1)优点：设备需求简单、工艺相对方便、原理直观易懂；应用范围非常广泛，加固后的效果理想；需要的工作人员较少，施工进度快；不消耗水泥、钢材等建筑材料，因此所需费用也较为低廉，在一般条件下可比桩基施工节省投资大约30%～70%。

2)缺点：振动很大，产生的噪声很高，在市区密集建筑区及居民区等区域一般不能采用；强夯法在理论上的支持也不成熟，在强夯参数方面只能依靠现场试夯才能最终确定；强夯施工过程中产生的振动对周边建筑物产生的不利影响的研究还不到位。

3 换填垫层法

换填垫层法要求先要挖除地基底下的需要处理范围内的软弱土，然后分层分步换填强度相对较大、压缩性相对较小、性能相对稳定的材料，一直压实到设计所要求的密实度，才能成为地基的持力层。换填垫层法一般用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基的浅层处理。经常用于低层建筑物的条形基础、独立基础、地坪、材料场地以及道路工程。采用此种方法对于施工来说既经济又安全。

选用本法时，最理想也是应用最广的材料是卵石、碎石、砾石、粗中砂。也可选用素土、灰土和工业废料。这就要求设计人员要考虑周围环境，选取最经济的原料。

4 预压固结法

预压固结法是在建筑物建造前在所设计的场地上预先进行荷载的加载，将土体中所含的孔隙水压出后慢慢固结，此时地基产生沉降，同时地基的强度逐渐提高的一种办法。通常用于处理一些又厚又深的淤泥、淤泥质土以及冲填土等饱和的粘性土地基。预压固结法分为较早的堆载预压法和改进的真空预压法。

1)堆载预压法。这是最早的预压固结法，一般用砂石或填土；油罐通常用充水预压；堤坝以自重分级加载预压。

2)真空预压法。因堆载需要大量土石材料外运，工程造价较高，发明出利用大气压力代替实际土石压力的一种方法。

预压固结法从真空预压法代替堆载预压法，袋装砂井代替砂井，直到今天的塑料排水管代替袋装砂井，技术在进一步的完善，投资和工期也在进一步的减小。

5 挤密法

利用桩体材料因受力膨胀或自身物质膨胀产生的力量把周围的土体颗粒侧向压缩，排去孔隙中的空气、水，缩小土颗粒距离而使地基密实的一种方法。可分为砂石桩挤密法和土桩挤密法。

1)砂石桩挤密法。疏松的砂土是一种单粒结构，孔隙较大，颗粒的位置也很不稳定，在振动和静力的作用下，土颗粒极易移至相对稳定的位置，致使孔隙减小，地基密实。在粘性土地基中，主要是利用砂石桩本身的强度及其排水效果。这种方法常用在挤密松散沙土、素填土及杂填土等地基处理中。

2)土桩挤密法。利用机械成孔，将素土分层填入孔中，用机械压实并挤密桩孔周围的土。这种方法适用于地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基，深度宜为5 m～15 m，含水率w>23%及饱和度Sr>0.65时不宜选用此法。

6 振冲法

振动水冲法简称为振冲法，这种方法利用松散砂土加水并振动后密实度提高的原理，并掺入碎石块来加固松软地基的方法。可分为振冲密实法和振冲置换法。

1)振冲密实法。常用在处理疏散沙土和粉土等地基。2)振冲置换法。常用在处理排水抗剪强度不小于20 kPa的粘性土、粉土、饱和性黄土和人工填土等地基处理中。

7 化学加固法

上述六种地基加固处理方法，都是运用各类机具将土体加密，但并未改变原地基土的化学成分，都属于物理加固法。化学加固法与以上六种不同，是利用各种机具将化学浆液灌入地基土中，并与地基土发生化学变化，胶结成新的坚硬的物质，从而提高地基强度，消除液化，减少沉降量。常用的有四种浆液：

1)水泥浆液。通常采用高标号的硅酸盐水泥。水泥浆液是一种没有机素的浆液，制作材料较为充足，配置方法相对简单，而且价格不高并且不污染环境，目前是全世界最常用的一种浆液材料。

2)利用玻璃作为主要材料的浆液。水玻璃在酸性固化剂的作用下可以产生一种凝胶的物质。用水玻璃作为主要材料的浆液也是一种没有机素的浆液，无毒、价廉、可灌性好，也是目前常用的浆液。

3)以丙烯酰胺为主剂的浆液。以水溶液的状态打入地基中，使浆液和土体产生聚合作用，形成一种有弹性并且不溶于水的聚合物。材料性能优良，浆液粘度小，凝胶时间可准确控制在几秒至几十分钟内，抗渗性能好，抗压强度低。但浆材中的丙凝对神经系统有毒，且污染空气和地下水，不建议选用此类浆液。

4)以纸浆废液为主的浆液。这种浆液属于“三废利用”，源广价廉。但其中的铬木素浆液毒性大，可污染地下水，也不建议选用此类浆液。

8 托换技术

托换技术(基础托换)是指解决原有建筑物的地基处理、基础加固或改建问题；解决在原有建筑物基础下，修建地下工程以及在原有建筑物邻近建造新工程而影响到原有工程等安全问题的技术总称。可分为以下三类：

1)补救性托换。已有建筑物的基础因不符合要求，需加深或加宽的托换，称为补救性托换。古建筑基础加固和多层房屋增层常用此法。

2)预防性托换。在旧城改造中常遇旧房旁挖深基坑建新楼，需将旧房基础加深，称为预防性托换。在旧房基础旁平行修筑较深的板抗墙、树根桩或地下连续墙等，称为侧向托换。

3)维持性托换。在新建工程基础下，预先设置顶升的措施，以适应今后地基沉降进行调整的需要，称为维持性托换。如在软粘土地基上建造油罐时，在环形基础中预留可埋设千斤顶的净空，即属此种托换。

以上就是笔者想要分析的几种地基处理方法。方法很多，但是各有各的范围和用法，如何选用最适合的一种处理方法，就需要设计人员详细了解每种处理方法并根据工程的实际情况进行选取。

[1] 陈希哲.土力学地基基础[M].第4版.北京：清华大学出版社，2004.

[2] 吴敏之.软弱地基处理技术[M].北京：人民交通出版社,2010.

[3] 罗宇生.湿陷性黄土地基处理[M].北京：中国建筑工业出版社,2008.

[4] 杨仲元.软土地基处理技术[M].北京：中国电力出版社,2009.

[5] 龚晓南.地基处理手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[6] 郭 盛.几种常见的湿陷性黄土地基处理方式比较[J].山西建筑，2014，40(6)：73-74.

Discussion on the method and application scope of soft soil foundation treatment

Yang Hongshuang

(Du’erpingMineStandardizationOffice,XishanCoalElectricityGroupCompany,Taiyuan030022,China)

This paper introduced the premise condition of foundation treatment, elaborated the methods of mechanical compaction method, dynamic compaction method, replacement cushion method, preloading consolidation method, compaction method and several soft foundation treatment, analyzed the advantages and disadvantages and application scope of various methods, to select reasonable process methods for different foundation types.

foundation, strength, material, compaction, safety

2015-01-24

杨红双(1980- )，女，政工师

1009-6825(2015)10-0056-02

TU470

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