浅谈地基处理的方案优化选择

摘要：由于我国城市化发展之路的不断向前迈进，因此催生更多的城市或人口用地，在这种大批量用地的需求下，保证建筑用地的质量的可靠性是相关部门或单位重点关注的事情，也就是说地基施工的好坏直接影响到建筑物的使用情况，在这样的条件下多种多样的地基处理方案被提出，为了确定出这些其中最适合现场土地情况方案，就需要根据机具、施工材料、技术和各项指标等多方面考虑，从而确定出最为科学合理的地基处理方案。

关键词：地基处理；方案优化；地基处理优化

中图分类号：TU433 文献标识码： A

一、地基处理方案

地基预压方案，这种方法是对地基进行真空预压或者堆载处理，目的是使地基承载能力提升，土质堆固成形，从而减少地基沉降的基础型地基处理方法。真空预压法通过地基表面的不透气薄膜将覆盖于竖井内抽真空，从而使地基固结。这种方法更适用于处理理淤泥质土等饱和粘性土地基情况。地基强夯方案，这种方案是平时较为常见的地基处理方法，其工作原理就是运用夯锤自由落体时的重力，对地基进行强力的冲击，其目的就是将地基土彻底夯实，以提高地基土的紧实程度，消除土质中的湿陷土质或土质松散，以更加适用于建筑用地基，这种方法更适合处理砂土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基情况，除此之外，夯实发还有一种适用于对变形控制要求并不严格的工程方案―强夯置换法，其工作原理就是在强夯同时将砂石类硬性材料，回填到地基坑中，其目的效果与强夯方案相同。地基砂石桩方案，这种方法采用冲、振动或水冲等方式将地基土质打压成孔径后，将碎石或砂石挤压进入已成的孔径当作，从而将地基土质固结，由于其特殊的工作原理，所有这种方案对于粉土、粘性土、索填土、杂填土类软土比较有效，在灌入素料时需要注意参考孔径和地基土质进行相应合适的灌入量和灌入材料。

除了以上几种方法意外，还有夯实水泥土桩法，高压喷射注浆法，水泥土搅拌法和水泥土搅拌法等等，但如何选择合适的地基处理方案还需要进一步分析。

二、工程概况

拟建某厂房地坪使用荷载为6t/m2，对地坪承载能力及抵抗变形能力要求较高。根据勘察单位提供的该场地场地岩土工程勘察报告，该场地表层土为杂填土，该层厚度为0.50-10.20m，变化较大，在场地范围内厚度及成份分布不均匀，系由人工取砂后又回填砂土、建筑垃圾及生活垃圾所形成，并导致②、③层局部地段变薄或缺失。杂填土层工程力学性质不稳定，易引起较大差异沉降，对于6t/m2的使用荷载和严格的变形要求，该层不宜作为基础持力层，故需对地坪的地基进行处理。

1、关于地基处理方法的选择

根据该场地的地质条件，结合地区的工程经验，本文着重就深层水泥土搅拌桩法、灌浆法、柱锤冲扩桩法进行了讨论。

2、地基处理方法的技术经济比较

2.1 深层水泥土搅拌桩法

深层水泥土搅拌桩法是利用水泥（或石灰）等材料作为固化剂通过特制的搅拌机械，就地将软土和固化剂强制搅拌，使软土硬结成具有整体性、水稳性和一定的水泥加固土，从而提高地基土强度和增大变形模量。

根据《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2013），水泥土搅拌桩法适用于处理淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土、松散砂土、有机质土等地基，本场地杂填土属系由砂土回填，其中伴有建筑垃圾及生活垃圾，可认为改土属伴有有机质的松散砂土，故水泥土搅拌桩法适用于本场地。

以A变电站为例，采用直径为500mm的水泥土搅拌桩，桩长按桩底端进入老土层即2层土内1m控制，桩间距按3倍桩径1.5mX1.5m控制，原有桩基承台上方不设搅拌桩，则整个厂房范围内需设置3220根搅拌桩。结合地勘报告提供的场地内杂填土埋深等值线图，估算搅拌桩的加权平均长度为8m。则该厂房搅拌桩总长度为3220X8=25760m，根据郑州市场的情况，搅拌桩的综合报价按30元/m计算，则采用水泥土搅拌桩法处理地基的总费用为25760X30=77.3万元。

2.2 灌浆法

灌浆法是指利用液压、气压或电化学原理，通过注浆管把浆液均匀地注入地层中，浆液以填充、渗透和挤密等方式，使土颗粒间或岩石裂隙中的水分和空气排出，经人工控制一定时间后，浆液将原来松散的土粒或裂隙胶结成一个整体，形成一个结构新、强度大、防水性能高和化学性良好的结石体，提高地基承载力，减少地基的不均匀沉降，从而达到加固地基的效果，

以A变电站为例，注浆孔在最外侧轴线及轴线内外2m处布置一周，在厂房内部按4mX4m布置，考虑到承台面积上方不设注浆孔，则注浆孔为5mX5m估算。

建筑物周长：（148+60）*2=416m

最外侧轴线及内外各2m处孔数量：416*3/2=624个

厂房内部：（148-4）*（60-4）/（5*5）=323个

则注浆孔数量为：624+323=947个。

结合施工单位报出的105元/m的综合单价，采用灌浆法进行地基处理的造价为：

947*8*105=79.5万

2.3 柱锤冲扩桩法

柱锤冲扩桩法是借用强夯的原理采用桩的形式与地基土体共同作用形成复合地基，可用于处理杂填土、粉土、粘性土、素填土和黄土等地基。柱锤冲扩桩法在处理较厚的杂填土场地时，有其显著的优势，首先，利用柱锤冲扩桩法处理后的地基均匀密实，效果显著。柱锤冲扩桩法的桩径随土的软硬可自行调整， 使桩与桩间土具有良好的共同工作特性，使得复合地基的承载力显著提高。其次，其工程造价较低，柱锤冲扩桩法可采用土、砂、石、建筑渣土、基坑开挖土等做为桩体材料，可依据工程就地取材，此外，该工法使用的设备简单，便于控制。

以A变电站为例，采用直径为600mm的柱锤冲扩桩，桩长按桩底端进入老土层即2层土内1m控制，桩间距按3倍桩径1.8mX1.8m控制，原有桩基承台上方不设柱锤冲扩桩，以水泥搅拌桩的数据估算需布桩的建筑面积：

3220*1.5*1.5=7245m2

则柱锤冲扩桩的数量为

7245/（1.8*1.8）=2236根

桩长仍以加权平均长度8m计算，则该厂房柱锤冲扩桩总长度为2336X8=18688m。根据业主方提供的柱锤冲扩桩的造价信息，600mm直径的柱锤冲扩桩的综合报价（含桩端扩大头）按37元/m计算，则采用柱锤冲扩桩法处理地基的总费用为18688X37=69.1万元。

4、搅拌桩、灌浆法与柱锤冲扩桩的技术经济比较

以上可看出，柱锤冲扩桩法造价较低，相对于水泥土搅拌桩可节省11%的造价，具有一定的经济优势。然而本场地杂填土属部分固结细砂，在柱锤冲扩过程中，有可能造成扩孔困难，另该方法夯击能量较大，易发生地面隆起，造成表层桩和桩间土出现松动，从而降低处理效果，因此应采取可靠措施避免上述问题出现。

而水泥土搅拌桩法在郑州地区曾有广泛的应用，在该地区积累了相当多的经验，为该方法在本工程中的运用提供了在技术上有保障。

由于灌浆法本身的施工控制及效果不易保证，加之其无明显经济与技术优势，该方法不作为首选的地基处理方法。

结束语

地基处理技术的深层次探讨对地基处理方案的优化起着重要作用，并且对工程安全、工程质量、工程寿命、环境保护与劳动保护等方面都有重要意义。在未来的地基处理上，由于会采用更多的机械设备和先进技术，在加快工程进度的同时也必将减少劳动力的损失和对环境的破坏。由于地基在工程建设中所占有的重要程度决定着工程的安全以及进度，所以，未来的地基处理中的人工处理也必将被机械化取而代之，相信未来的地基处理将更具有便捷性、环保性和安全性。

参考文献

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