裘曉東

(寧波建工股份有限公司，浙江 寧波 315041)

1 房屋地基加固的原理

當(dāng)工程結(jié)構(gòu)的荷載較大，地基土質(zhì)又較軟弱（強(qiáng)度不足或壓縮性大），不能作為天然地基時(shí)，可針對(duì)不同情況，采取各種人工加固處理的方法，以改善地基性質(zhì)、提高承載力、增加穩(wěn)定性、減小地基變形和基礎(chǔ)埋置深度。地基加固的原理是：“將土質(zhì)由松變實(shí)，將土的含水量由高變低”，即可達(dá)到地基加固的目的；工程實(shí)踐中各種加固方法，如機(jī)械碾壓法、重錘夯實(shí)法、擠密樁法、化學(xué)加固法、預(yù)壓固結(jié)法、深層攪拌法等都是基于此加固原理。在擬定地基加固處理方案時(shí)，應(yīng)充分考慮地基與上部結(jié)構(gòu)共同工作的原則，從地基處理、建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和施工方面都應(yīng)采取相應(yīng)的措施進(jìn)行綜合治理，其具體的措施有：改變建筑形體，簡(jiǎn)化建筑平面；調(diào)整荷載差異；合理設(shè)置沉降縫；采用輕型結(jié)構(gòu)、柔性結(jié)構(gòu)；加強(qiáng)房屋的整體剛度，如采用橫墻承重方案或增加橫墻，增設(shè)圈梁，減小房屋的長(zhǎng)高比，采用筏式基礎(chǔ)、筏片基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)等；對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行移軸處理，當(dāng)偏心荷載較大時(shí)，可使基礎(chǔ)軸線偏離柱的軸線；施工中正確安排施工順序和施工進(jìn)度；對(duì)軟土地基則應(yīng)放慢施工速度，以便使地基能排水固結(jié)，提高承載力。否則，施工速度過(guò)快，將造成較大的孔隙水壓力，甚至使地基發(fā)生剪切破壞。

2 地基處理方法

2.1 樁基礎(chǔ)處理法

我國(guó)樁基礎(chǔ)的大規(guī)模應(yīng)用與發(fā)展主要在新中國(guó)成立以后，特別是在改革開放以后，樁基礎(chǔ)的發(fā)展進(jìn)步突飛猛進(jìn)，無(wú)論是樁型創(chuàng)新還是施工工藝進(jìn)步，無(wú)論是應(yīng)用的廣度還是研究的深度，都是前所未有的。目前樁基礎(chǔ)形式多種多樣，適用性和實(shí)用性也大不相同，作為地基處理技術(shù)中最重要的組成部分，對(duì)其的推廣研究是非常重要的。

2.1.1 土樁及灰土樁

土樁及灰土樁是由樁間擠密土和填夯的樁體組成的人工復(fù)合地基，在我國(guó)華北和西北地區(qū)有廣泛應(yīng)用。土樁及灰土擠密樁是在基礎(chǔ)底面形成若干個(gè)樁孔，然后將土或灰土填入并分層夯實(shí)，以提高地基的承載力或水穩(wěn)性。土樁及灰土樁適用于處理地下水位以上，深度5m～15m的濕陷性黃土或人工填土地基。土樁主要適用于消除濕陷性黃土地基的濕陷性，地下水位以下或含水量超過(guò)25%的地基土，不宜采用該樁基處理方法。

2.1.2 砂樁

砂樁也稱為擠密砂樁或砂樁擠密法。其定義是指用振動(dòng)、沖擊或水沖等方式在軟弱地基中成孔后再將砂擠入土中，形成大直徑的密實(shí)砂柱體的加固地基的方法，砂樁屬于散體樁復(fù)合地基的一種。砂樁法適用于擠密松散砂土、粉土、黏性土、素填土、雜填土等地基。對(duì)飽和黏土地基對(duì)變形控制要求不嚴(yán)的工程可采用砂樁置換處理，砂樁還可用于處理可液化的地基，而在用于飽和黏土的處理時(shí)，最好是通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)后再確定是否采用。

2.1.3 水泥粉煤灰樁

水泥粉煤灰樁由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成的高黏結(jié)強(qiáng)度樁，和樁間土、褥墊層一起組成復(fù)合地基，該法的適用范圍很廣，在砂土、粉土、黏土、淤泥質(zhì)土、雜填土等地基均有大量成功的實(shí)例。獨(dú)立基礎(chǔ)、條形基礎(chǔ)及筏基都有應(yīng)用。對(duì)淤泥質(zhì)土應(yīng)按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)或通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定其適用性。該法具有適用性廣、承載力提高幅度大、施工簡(jiǎn)便、工期短等優(yōu)點(diǎn)。

2.1.4 混凝土樁

混凝土樁分為普通鋼筋混凝土樁和預(yù)應(yīng)力混凝土樁兩類，其施工工藝有兩種類型：擠土類樁及非擠土類樁，擠土類的有沉管灌注樁（現(xiàn)澆，沉管方法有靜壓、振動(dòng)、錘擊等）、預(yù)制樁（普通鋼筋混凝土、預(yù)應(yīng)力混凝土）；非擠土的一般均為現(xiàn)澆，有人工挖孔樁、沖（鉆）孔灌注樁等?；炷翗稇?yīng)用面廣，很多地基土處理中都適用，而且施工工藝簡(jiǎn)單，可操作性較強(qiáng)，樁體強(qiáng)度較高，耐久性良好，被現(xiàn)在各種工程建設(shè)中廣泛使用。

2.2 換土墊層法

換填墊層法適用于淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。其主要作用是提高淺基礎(chǔ)下的地基承載力，滿足地基穩(wěn)定性的要求，減少沉降量，加速軟弱土層的排水固結(jié)，防止凍脹和消除膨脹土的脹縮。當(dāng)建筑物基礎(chǔ)下的持力層比較軟弱、不能滿足上部結(jié)構(gòu)荷載對(duì)地基的要求時(shí)，常采用換土墊層來(lái)處理軟弱地基。換土墊層法是將基礎(chǔ)下一定范圍內(nèi)的土層挖去，然后回填以強(qiáng)度較大的砂、碎石或灰土等，并夯實(shí)至密實(shí)，它可有效地處理荷載不大的建筑物地基問(wèn)題。換填法處理地基時(shí)換填材料所形成的墊層，按其材料的不同，可分為砂墊層、砂石墊層、碎石墊層、素土墊層、灰土墊層、粉煤灰墊層和干渣墊層等。

2.3 預(yù)壓法

預(yù)壓法適用于處理各類軟弱地基，包括天然沉積層或人工沖填的土層，如沼澤土、淤泥、淤泥質(zhì)土以及水力沖填土等。預(yù)壓法是在建筑物建造之前，在場(chǎng)地內(nèi)堆土或其他重物，對(duì)地基進(jìn)行預(yù)壓，使地基在預(yù)壓荷載作用下排水固結(jié)，在地基強(qiáng)度提高到符合要求后，就卸除荷載，然后按照設(shè)計(jì)要求修建建筑物，或者利用建筑物本身的荷載分級(jí)施加進(jìn)行預(yù)壓。根據(jù)預(yù)壓方法，預(yù)壓法可以分為堆載預(yù)壓法和真空預(yù)壓法。堆載預(yù)壓法分塑料排水帶或砂井地基堆載預(yù)壓和天然地基堆載預(yù)壓。當(dāng)軟土層厚度小于4m時(shí)，可采用天然地基堆載預(yù)壓法處理，當(dāng)軟土層厚度超過(guò)4m時(shí)，應(yīng)采用塑料排水帶、砂井等豎向排水預(yù)壓法處理。對(duì)真空預(yù)壓工程，必須在地基內(nèi)設(shè)置排水豎井。堆載預(yù)壓法處理深度一般達(dá)10m左右，真空預(yù)壓法處理深度可達(dá)15m左右。

2.4 強(qiáng)夯法

強(qiáng)夯法亦稱動(dòng)力固結(jié)法，適用于處理雜填土、碎石土、砂土、低飽和度粉土、粘性土以及濕陷性黃土等地基。強(qiáng)夯法是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能，再由勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，即夯擊能，在重錘落地的一瞬間，能對(duì)土體產(chǎn)生強(qiáng)大的沖擊波，可提高土體強(qiáng)度，降低土的壓縮性，起到改善砂土的振動(dòng)液化性和消除濕陷性黃土的濕陷性等作用。實(shí)踐證明，經(jīng)夯擊后的地基承載力可提高2倍～5倍，壓縮性可降低200%～500%，影響深度在10m以上。同時(shí)，夯擊還能提高土層的均勻程度，減少將來(lái)可能出現(xiàn)的不均勻沉降。強(qiáng)夯法主要用來(lái)提高土的強(qiáng)度，減少壓縮性，改善土體抵抗振動(dòng)液化能力和消除土的濕陷性。工程實(shí)踐表明，強(qiáng)夯法加固地基具有使用經(jīng)濟(jì)、施工簡(jiǎn)單、加固效果好等優(yōu)點(diǎn)，因而被各國(guó)工程界所重視。其缺點(diǎn)是施工時(shí)噪聲和振動(dòng)較大，一般不宜在人口密集的城市內(nèi)使用。

2.5 振沖法

振沖法又稱振動(dòng)水沖法，是以起重機(jī)吊起振沖器，啟動(dòng)潛水電機(jī)帶動(dòng)偏心塊，使振動(dòng)器產(chǎn)生高頻振動(dòng)，同時(shí)啟動(dòng)水泵，通過(guò)噴嘴噴射高壓水流，在邊振邊沖的共同作用下，將振動(dòng)器沉到土中的預(yù)定深度，經(jīng)清孔后，從地面向孔內(nèi)逐段填入碎石，使其在振動(dòng)作用下被擠密實(shí)，達(dá)到要求的密實(shí)度后即可提升振動(dòng)器，如此反復(fù)直至地面，在地基中形成一個(gè)大直徑的密實(shí)樁體與原地基構(gòu)成復(fù)合地基。該法能提高地基承載力，減少沉降，是一種快速、經(jīng)濟(jì)有效的加固方法，一般適用于處理松散砂卵石、砂土、粉土、粉質(zhì)黏土、素填土和雜填土等地基。

此外，除了上述的幾種地基處理方法，還有其他的地基處理方法如：降低地下水位法及電滲法，該類處理方法的核心是排水固結(jié)處理地基；擠密砂石樁法、爆破擠密法、夯實(shí)水泥土樁法、孔內(nèi)夯擴(kuò)樁法、深層攪拌法，該類方法的核心是采用振動(dòng)、擠壓的方法，使被壓地基土體孔隙比減小、強(qiáng)度提高，從而達(dá)到提高地基承載力的目的；加筋土法、錨固法、樹根樁法，該類方法改善土體的工程性質(zhì)，從而提高地基承載力，減少沉降，增加地基的穩(wěn)定性。

結(jié)語(yǔ)

房屋建筑工程地基加固的處理技術(shù)方法和措施有很多種，同時(shí)，隨著時(shí)代的不斷發(fā)展變遷，技術(shù)的不斷更新?lián)Q代，房屋地基加固方法也會(huì)不斷的趨向于完善，因此，在實(shí)際的施工過(guò)程中，施工人員不但要充分的了解和掌握地基構(gòu)造的基本原理，施工方法和適應(yīng)土層范圍，同時(shí)也要根據(jù)當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況出發(fā)，結(jié)合氣候環(huán)境等因素進(jìn)行綜合考慮，才可以在具體應(yīng)用中針對(duì)情況靈活使用。

[1]JGJ79-2002，建筑地基處理技術(shù)規(guī)范[S].

[2]GB50007-2002，建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范[S].