地基处理施工技术在土建工程中的应用

王征

【摘要】我国正处于现代化建设的关键时期，建筑行业也迎来了空前繁荣的发展阶段，每年有无数房屋工程、市政基础建设工程上马，造就了城市发展日新月异的繁荣景象。随着城市建筑物规模的不断扩大，对建筑物地基地承载力和稳定性提出了越来越高的要求。建筑企业需要做好地基处理工作，保证上层建筑的稳定和安全，提高建筑物在面对地震等灾害时的抵抗能力和安全水平，为业主和租户提供更安心的居住和使用环境。在土建工程中，地基处理是十分重要的一道工序，施工质量直接关系到工程的整体质量和安全。软土地基是地基处理的主要对象，因为其难以达到土建工程的承重要求，需要地基处理技术进行硬化和加强，达到工程施工标准，保证工程整体效果。针对软土地基的处理技术主要包括换填、夯实、灌浆加固、挤密、排水、桩基（诸如注浆桩、挤密桩、粉喷桩）等数种，每种处理技术都有自己的优势和适用情况，工程技术人员需要根据工程需求进行选择和应用。本文从土建工程中常见的地基问题入手，分析地基处理技术的特征，探讨土建工程中地基处理技术的应用策略，希望可以为提高土建工程地基水平提供一些思路和参考。

【关键词】土建工程;地基处理技术;应用

【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2021.

17.028

緒论

地基处理是绝大多数建筑工程土建环节的重点，各种地基处理技术被广泛应用，为加固地基、提高地基承载力贡献了力量。但在具体实施和应用中，地基处理技术还存在诸多工程理论问题需要探讨和研究。随着我国城市建设的规模不断扩大，房屋建筑土建环节的地基处理需要兼顾地下管线、周边建筑的需求，城乡、城际基础设施建设的地基处理需要面对不同特征的土层和岩层，需要处理的也不再是软土地基。工程技术人员想要做好地基处理工作，想要保证并提高土建工程施工质量，需要遵循因地制宜原则，以工程施工需求为基础应用处理技术，尽可能在保证质量的同时节约成本和工期。

一、土建工程中常见的地基问题

1.稳定性差

很多出现在社会新闻板块中的“豆腐渣”工程都存在地基稳定性问题，地基不稳定、承载力不足，相当于把上层建筑变成空中楼阁，从施工阶段就开始面临巨大的安全隐患。稳定性差的多半是软土地基，或承载力达不到工程施工要求的地基，是地基处理技术的主要处理对象。

2.地基液化

地基液化是指在遇到地震等突发灾害时，地基在外部动力影响下出现的液化、失稳、塌陷等现象。会出现这种现象的原因在于土层的抗剪强度不足，砂土、粉土的颗粒骨架作用决定了砂土、粉土的抗剪强度。在振动的影响下，砂土、粉土的骨架结构发生变化，有效应力下降甚至完全消失。这时，地基就变成了可流动的物质，继而衍生地基失稳、塌陷现象。

3.不均匀沉降

不均匀沉降是建筑地基在长期承压下的不良反应，主要原因在于上层建筑所形成的重力导致了地基的沉降，且这种沉降是不均匀的。而地基的不均匀沉降还会带来上层建筑的结构裂缝，影响整个建筑物的质量和安全。

二、土建工程中地基处理技术的特征

1.隐蔽程度较高

在土建工程中，地基本就处于地下部分，隐蔽程度较高。地基处理技术处理的对象是处于地下的土层和地基，处理后是否存在问题也需要通过探伤检测来判断，且有些问题会在上层建筑施工中或建筑物投入运营后逐渐显露。地基处理技术的应用比其他环节施工技术的应用更需要严格把控质量和成效，尽可能提高地基的承载力、稳定性，减少因地基问题导致质量安全问题或工期问题的可能性。

2.地基问题多样

在土建施工中，技术人员要面临多种多样的地基土层和岩层状态，处理不同程度、不同方向的地基问题，含水量高的土层和饱和砂土层所需要的地基处理技术不同，一旦技术人员处理失误就有可能引发后续的质量安全问题或返工延期问题。而且，随着建筑工程规模、高度的不断提升，工程对地基处理技术的施工标准和质量要求也越来越高，技术人员还要兼顾到存在于地下的各种市政管线和周边建筑，地基处理施工复杂程度不断升级。

3.地基重要性不可忽视

地基是建筑物的基础，承担着人民生命财产安全的重任，一旦地基部分出现问题就会直接威胁到人民的生命和财产。而地基处理的难度又比较大，通常一出现就是严重问题。如果到了上层建筑已经开始施工的阶段，地基出现问题，处理方式通常只有重新施工，不仅延误工期，还浪费大量的成本和资源。因此，地基处理环节中，技术人员和施工人员应当提高重视程度，保证地基施工质量。

三、土建工程中地基处理技术的具体应用

1.软土地基换填处理

软土地基是地基处理技术的主要对象之一，换填处理是一种比较彻底的处理方式。将原有的软土地基土层挖出，填入强度更高、抗剪能力更强的材料，以提高地基的承载能力和稳定性[1]。在进行换填处理时，技术人员需要首先了解原有软土地基的实际情况、工程施工需求，根据工程施工标准进行换填，保证工程地基的稳定性和安全程度。其次，技术人员需要对换填处理进行科学计算，计算换填范围、换填材料量等参数，保证换填处理的可靠程度。然后，技术人员需要借助机械对换填后的地基材料进行碾压，以保证换填后的压实程度。

2.地基夯实处理

强夯是提高地基压实程度、稳定性、强度的常用手段，重锤落下所携带的冲击力能够传达至地基深处，有效实现地基加固。在土建工程现场施工中，技术人员需要根据所需要处理的地基情况、土层岩层结构调整重锤强夯的次数、高度、频率，尽可能在保证夯实质量的同时减少夯击次数[2]。夯实处理过程中，技术人员可以根据地基中的水分含量设置夯击次数，有效降低地基中的水分含量;根据现场土质密度设置重锤高度，对地基进行整体加固;根据地基需要处理的总体面积设计夯击重锤的底面积，避免因为底面积过大而影响冲击力的传递，避免因为底面积过小而导致重锤陷入地基难以拔出，影响地基质量。

3.排水加固处理

地基软弱的主要原因之一就是含水率过大，高含水量的地基并非一个整体，而是水和土的混合物，有一定的流动性，且承载力和稳定性较差。排水处理能够有效降低地基中的含水量，提高地基的整体稳定性和承载力。常见的排水加固处理方法包括电渗排水、砂石挤压、排水井等，其中电渗排水是指利用直流电金属电机来转化土壤中的水分，引导水分在电流影响下从阳极渗出转移到阴极，然后被集中排放[3];砂石挤压是指在地基中铺设砂石层，砂石层具有更高的孔隙率，水分更容易排出，再配合上挤压施与的力，能够更有效地降低地基土层含水量;排水井建设是排水加固的辅助环节，能够帮助电渗排水和砂石挤压等排水处理方式提高效率。

4.灌浆加固处理

灌浆加固处理的关键在于所灌注的浆液能够与土层产生物理或化学方面的反应，即通过实现浆液与土层的胶结来提高地基的稳定性和抗剪强度[4]。不同成分的地基土层需要不同配比的浆液来实现胶结，技术人员需要通过勘探获取地基原始数据，进行有针对性的灌浆和加固。

5.灌注桩加固处理

如果说灌注浆液是希望通过浆液与土层的反应来提高地基的整体稳定性，灌注桩加固处理就是在地基中树立稳定性、承载力更符合工程需求的桩基，代替原有地基承担起上层建筑，保证建筑整体的质量安全。灌注桩加固处理可根据技术种类、桩基类型划分为旋喷桩将桩、挤密桩、深层水泥搅拌桩等不同的处理技术，适用于不同特征的地基。

（1）旋喷注浆桩

旋喷注浆桩在沙土、粉土、淤泥质土等不同土质的地基处理中都有较为优秀的成就，在建筑土建领域中有广泛的应用市场[5]。旋喷桩将桩是利用钻机将喷头和注浆管送入桩底，将配置好的浆液高速喷射出，在地基内部形成一股能量集中、紧密的柱状体。在喷射过程中，喷头通常一边旋转喷浆，一边向上提起，所形成的柱状体有一定的直径，且能够实现浆液与土体的高速搅拌，提高桩基的质量。旋喷注浆桩施工后，技术人员需要注意桩基是否存在桩顶过高或过低的情况，如果桩顶因为浆液凝固而出现收缩下降情况，需要技术人员进行二次注浆，保证桩顶符合标高;如果桩顶因为冒浆问题过高，需要技术人员在28d后质检验收合格时敲掉多余的桩头，这样既能够与其他桩顶保持高度一致，又能够不影响后续的挡土墙等施工作业。

（2）挤密桩

挤密桩利用冲击和振动技术在地基中打孔，钢结构桩打入地基后拔出留下的桩孔中回填石灰土、砂石等材料，形成比原有地基稳定性、强度更高的桩基。挤密桩的优势在于就地取材成本低，挖填工程量小，施工速度较快，与原有地基的结构更加相融。挤密桩多见于我国黄土地区建筑土建施工环节，桩基深度通常在5～15m范围内。挤密桩通常可根据回填材料分为灰土挤密、水泥土挤密两种桩基，灰土是指石灰与土比例2：8或3：7的石灰土，因为有石灰的存在所以能够吸收周边土层中的水分，桩基加固速度快、挤密效果好、强度高;水泥土是指水泥占比不超过15%的混合土，水泥的水解和水化作用提高了桩基的稳定性和承载力。挤密桩可以配合土工格栅使用，能够进一步提高上层建筑重力分配的平均程度，减少地基出现不均匀沉降的情况，更适合在湿陷性黄土地区进行施工应用[6]。

结论：

地基处理技术的应用需要技术人员更具地基的实际情况进行筛选和实操，遵循因地制宜原则，具体情况具体分析。随着科学技术的不断发展，现有地基处理技术还会出现进一步的提升和突破，以满足更多样地基的处理需求，保证地基处理质量，保证建筑工程的整体稳定和安全。

参考文献：

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