浅谈地基的处理及施工

[关键词]土木工程；地基；问题；施工

一、问题

土木工程的地基向题，概括地说，可包括以下几方面：

（一）强度和稳定性问题

当地基的承载能力不足以支承上部结构的自重及外荷载时，地基就会产生局部或整体剪切破坏。

（二）压缩及不均匀沉降问题

当地基在上部结构的自重及外荷载作用下产生过大的变形时，会影响结构物的正常使用，特别是超过结构物所能允许的不均匀沉降时，结构可能开裂破坏。沉降量较大时，不均匀沉降往往也较大。

（三）超量的问题

地基的渗透量超过允许值时，会发生水量损失导致发生事故。

（四）震动的问题

地震、机器以及车辆的振动、波浪作用和爆破等动力荷载可能引起地基土，特别是饱和无黏性土的液化、失稳和震陷等危害。

当结构物的天然地基存在上述四类问题之一或其中几个时，即须采用相应的地基处理措施以保证结构物的安全与正常使用。

二、方法

地基处理的方法有很多，工程中人们常常采用的—类方法是采取措施使土中孔隙减少一卜颗粒之间靠近，密度加大，土的承载力提高：另—类方法是在地基中掺加各种物料，通过物理化学作用把土颗粒胶结在一起，使地基承载力提高，刚度加大，变形减小。

（一)砂桩、碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩

碎石桩和砂桩合称为粗颗粒土桩。是指用振动、冲击或振动水冲等方式在软弱地基中成孔，再将碎石或砂挤压入孔，形成大直径的由碎石或砂所构成的密实桩体，具有挤密、置换、排水、垫层和加筋等加固作用。

(二)土桩和灰土桩

土桩和灰土桩挤密地基是由桩间挤密土和填夯的桩体组成的人工“复合地基”，适用于处理地下水位以上，深度5—15m的湿陷性黄土或人工填土地基。土桩主要适用于消除湿陷性黄土地基的湿陷性，灰土桩主要适用于提高人工填土地基的承载力。地下水位以下或含水量超过25％的土，不宜采用。

土桩挤密地基由桩间挤密土和分层填夯的素土桩组成，土桩面积约占地基面积的10％一23％。土桩桩体和桩间土均为被机械均匀挤密的同类土料。因此，土桩挤密地基可视为厚度较大的素土垫层。在灰土桩挤密地基中，由于灰土桩的变形模量远大于桩间土的变形模量，因此只占地基面积约20％的灰土桩可以承担总荷载的1／2。而占地基总面积80％的桩间上仪承担其余1／2。这样就大大降低了基础底面以下一定深度内土中的应力，消除了持力层内产生大量压缩变形和湿陷变形的不利因素，同时，由于灰土桩对桩间土能起到侧向约束作用，限制土的侧向移动，桩间土只产生竖向压密，使压力与沉降始终呈线性关系。

除了上述土桩和灰土桩外，还有单独采用石灰加固软弱地基的石灰桩。石灰桩的成孔也是采用钢套管法成孔，然后在孔内灌入新鲜生石灰块，或在石灰块中掺入适量的水硬性掺和料粉煤灰，一般的经验配合比为8：2或7：3。在拔管的同时进行振捣或捣密。利用生石灰吸取桩周土体中水分进行水化反应，此时生石灰的吸水、膨胀、发热以及离子交换作用，使桩周土体的含水量降低，孔隙比减小，使土体挤密和桩柱体硬化。桩和桩间同承受荷载，成为一种复合地基。

(三)深层搅拌法施工

深层搅拌法是利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理(化学)反应，使软土硬结成具有整体性的并具有一定承载力的复合地基。

深层搅拌法适宜于加固各种成因的饱和软黏土，如淤泥、淤泥质土、黏土和粉质黏土等。用于增加软土地基的承载能力，减少沉降量，提高边坡的稳定性和各种坑槽工程施工时的挡水帷幕。

施工前，应依据工程地质勘察资料，进行室内配合比试验，结合设计要求，选择最佳水泥掺入比，确定搅拌工艺。

用于深层搅拌的施工工艺目前有两种，一种是用水泥浆和地基土搅拌的水泥浆，另一种是用水泥粉或石灰粉和地基土搅拌的粉体喷射搅拌。