探究强透水地基的基础处理方法

张家艮　冯进

【摘 要】 地基基础是承载建筑物负荷的结构，处理地基基础就是打造稳固的地基的问题。随着城市建筑的日益密集，强透水软质砂岩地基的问题在地基基础处理过程中逐渐增多，且实际面临的困难较为严峻。为了解决这一问题，本文从地基基础处理的原理和方法着手，并对强透水地基基础处理的方法问题进行探讨，旨在为解决实践中遇到的问题提供理论上的参考。

【关键词】 强透水地基；基础处理；原理和方法

地基基础处理是为了改变土地性质所采取的人工方法，所谓改变土地性质就是指提高地基土的承载力或改变土的渗透性质或变形性质。地基必须能够牢固而稳定地承担建筑物的负荷，然而我国的地质条件由于地域的差异所以变化性很大，因此不同的地基基础处理方法在实践应用时也会有所差异。下面就强透水地基基础处理这个问题进行探讨。

常用的强透水地基基础处理方法有：换土垫层法、深层密实法、加筋法和热学法以及胶结法等等。其中最主要的有换土垫层法中的重锤夯实法和强夯挤淤法、深层密实法中的强夯法和挤密法、加筋法中的土工合成材料和砂石桩、热学法中的冻结法、胶结法中的高压喷射注浆法等等。以下将对这几方面分别进行探讨。

一、换土垫层法

换土垫层法是指先将位于基础下面的不良土挖除，然后把回填的材料夯实做成垫层，从而消除强透水地基的湿陷分量，减少其压缩变形，提高地基的承载力。垫层法可分为局部垫层和整片垫层。垫层的设计主要包括垫层的厚度、宽度、夯实后的压实系数和承载力设计值的确定等方面。其设计的原则是既要满足建筑物对地基变形及稳定的要求，又要符合经济合理的要求。 对于强透水地基主要有两种适用方法：

（一）重锤夯实法

重锤夯实法是换土垫层法的其中一种，它可以帮助提高强透水软质砂岩地基的承载力，消除该地基土的湿陷性和胀缩性并改善土的抗液化性，适用于地下水位以上的砂土，对于强透水砂岩地基具有很好的改善作用。

（二）强夯挤淤法

采用强夯挤淤法可以加固地基，是将特定分量的重锤从特定高距给地基以冲击和振动，从而达到增大土地密实度、提高地基承载力、消除土的沉降性等目的。它可以使土体发生一系列的物理变化，其作用是使限定内的地基强度提高、孔隙挤密。但其适用性需要通过现场实验才能确定。

二、深层密实法

（一）强夯法

强夯法是指利用巨大的夯击能是土体密实，以达到提高土地承载力、消除沉陷性的目的，这种方法可使强透水软体砂层与周围土体形成复合基础，并且施工速度快，质量容易保证，强夯过的土质均匀，造价经济，但不宜在闹市区使用。

（二）挤密法

挤密桩法是是指利用挤密或振动使深层土密实，并在振动或挤密过程中，回填材料以形成土桩，并与桩间土一起组成复合基础，从而提高地基承载力，减小沉降，消除或部分消除土的湿陷性或液化性，较适用于强透水软质砂层。

三、加筋法

加筋法是指在建筑物基础软弱处在土基中加入特殊材料（金属丝，土木材料等）。常见的种类有三种：土工合成材料、砂石桩和加筋土。这里我们要说的是前面两种方法。

（一）土工合成材料

土工合成材料是一种新型的岩土工程材料，它以人工合成的聚合物为原料，制成各种类型的产品，置于土体内部、表面或各层土体之间，形成工复合土体，可承受抗拉、抗压、抗剪和抗弯作用，用以提高地基承载力，减小沉降和增加地基稳定性，具有加强或保护土体的作用。

（二）砂石桩

砂石桩包括砂桩、砂石桩和碎石桩，常用于在强透水软质地基上设置桩体，通过合成人工复合土体来提高地基承载力，减小沉降和增加地基稳定性，适用于砂性土，但需要经试验证明施工有效时方可采用。

四、热学法和胶结法

热学法里面适用于强透水地基的方法主要是冻结法。所谓冻结法是指采用液态氮或二氧化碳膨胀的方法，或采用普通的机械制冷设备与一个封闭式液压系统相连接，而使冷却液在内流动，从而使软质土进行冻结，以提高土的强度和降低土的压缩性这种方法适用于各类地基土，特别是软质土条件，是一种普遍而有效的施工措施。

胶结法中适用与强透水软质地基的主要是高压喷射注浆法。这种方法是通过钻孔将带有特殊喷嘴的注浆管置入到应处理土层的预定深度，然后将浆液以高压冲切地基土。在喷射浆液的同时，以一定的速度旋转提升，即形成水泥土圆柱体；若喷嘴提升而不旋转，则形成墙状固结体. 加固后可用以提高地基承载力，减小沉降，从而防止砂土液化、管涌和基坑隆起，形成防渗帷幕。

这种方法非常适用于处理砂土性地基，但是当土中含有较多的大粒径块石、坚硬粘性土、大量植物根系或有过多的有机质时，应根据现场试验结果确定其适用程度。

五、其他方法

除以上方法之外，还有一些方法也适用于处理类似于强透水软质砂岩这样的岩基和砂土层，只是使用度稍低，例如灌浆法、加固法和预浸水法等。灌浆法是通过注入水泥浆液或化学浆液的措施，使土粒胶结，因此可以提高地基承载力，减小沉降，增加稳定性，从而可以防止渗漏。

加固法主要有排水加固法和化学加固法。排水固结法是在建筑物建造前对天然地基在场地上先行预压，使土体中的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度逐步提高的方法。而化学加固法在我国湿陷性黄土地区的地基处理方面应用得比较多，取得实践经验的化学加固法包括硅化加固法和碱液加固法，其加固机理如下所述：湿陷性黄土的硅化加固法的物理化学过程，一方面是由于硅酸钠溶液的浓度不大、粘滞度很小，所以可以很顺利地渗入黄土的孔隙中，另一方面是因为在溶液与土的相互凝结过程中，土具有凝结剂的作用。而碱液加固法是利用氢氧化钠溶液来加固湿陷性黄土地基，这种方法在我国的使用始于20世纪60年代，其加固原则为：将氢氧化钠溶液注入黄土后，它首先与土中具有可溶性和交换性的碱土金属--阳离子产生置换反应，这种反应的结果是使土颗粒表面能够生成碱土金属氢氧化物。

预浸水法是指在修建建筑物前，预先对湿陷性黄土场地进行大面积浸水，使土体在饱和与重力的双重作用下，发生湿陷从而产生压密，这种方法可以消除全部黄土层的自重湿陷性和深部土层的外荷湿陷性。预浸水法一般适用于湿陷性黄土厚度大、湿陷性强烈的自重湿陷性黄土场地。另一方面，由于浸水时场地周围的地表可能会下沉或者开裂，这容易造成“跑水”穿洞，会影响建筑物的安全性，所以相较而言在空旷的新建地区更为适用。

结论

随着国家现代化技术的高速发展，时代对建筑人员提出了更高的技术水平方面的要求。因此，作为建设者应掌握并应用高效的技术成果，从而提高工程项目的技术水平和质量保证。此外，还要认识到任何一种理论和技术，都有一定的局限性。在具体应用时，切忌盲目套用。在应用前必须对其过程进行科学研究，保证该方法可以有效地发挥作用。

参考文献

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