浅谈地基处理方法

李梦莎 马倩倩

摘要：简单介绍换土垫层法、排水固结法、挤（振）密法、化学固化法、土工合成材料加筋法这几种常用的地基处理方法的原理，适用条件以及优缺点，为工程实际中选用地基处理方案提供依据。

关键词：地基处理方法 换土垫层法 排水固结法 挤（振）密法 化学固化法 土工合成材料加筋法

1.引言

改革开放促进了我国国民经济的飞速发展，自20世纪末，我国土木工程建设飞速发展。为保证工程质量，土木工程建设对地基提出了更高的要求。

各种建筑物和构筑物对地基提出的要求主要体现在稳定，变形，渗透。稳定主要是指在建（构）筑物荷载作用下，地基土体能保持稳定，不发生剪切破坏。变形是指在建（构）筑物荷载作用下，地基土体的变形不超过允许值。渗透主要指地基的渗流量和地基中的水力比降在允许范围内。

当天然地基不能满足上述要求时，需要对天然地基进行处理。天然地基通过地基处理形成人工地基，从而满足建（构）筑物对地基的要求。

2.地基处理方法

对同一项目而言，可能有多种地基处理方法适用。在选择时，需要综合考虑各种方法的优缺点，经济性及其适用性。下面就几种常用的地基处理方法进行讨论。

（1）换土垫层法

换土垫层法就是将基础底面以下一定范围内软弱土层挖去，然后用强度高、压缩性好的岩土材料，如砂、碎石、矿渣、灰土、土工栅格加砂石料等材料分层填筑，采用碾压、振密等方法使垫层密实。通过垫层将上部荷载扩散至下卧层地基中，以达到提高地基承载力和减少沉降的要求。换土垫层法适用于软弱土层分布在浅层且较薄的各类不良地基的处理。换土垫层法施工工艺简单，造价低，具有广泛的适用性，不足之处在于其处理深度有限，仅适用于浅层的不良地基处理。

（2）排水固结法

排水固结法又称预压法。排水固结法是通过对地基施加预压荷载，使软黏土地基中的孔隙水排出，土体孔隙体积减小、抗剪强度提高，满足减少地基工后沉降和提高地基承载力的要求。排水固结法按加荷措施的不同可分为砂井堆载预压、天然堆载预压、真空预压、降低地下水位法等，使用较广泛的是砂井堆载法以及在此基础上改进的袋装砂井法、塑料排水板法。

与普通砂井相比，袋装砂井的优点是：施工工艺和机具简单、用砂量小；间距较小，排水效率高，成孔时对地基土的扰动也小有利于保持地基土的稳定性和连续性。而塑料排水板与砂井相比具有以下优点：1、塑料排水板由工厂批量生产，材料质地均匀可靠，排水效果稳定；2、塑料板质量轻，便于施工操作；3、施工机械轻便，能在超软弱地基上施工，施工速度快，工程费用低。天然堆载预压法费用较低，但工期较长。真空预压法实际上是以大气压作为预压荷重的一种预压固结法。降低水位预压法用井点抽水降低地下水位，增加土的自重应力，达到预压的目的。

排水固结法可用于处理淤泥质土、泥炭土和冲填土等饱和黏性土地基。在工期允许的条件下，可选用排水固结法进行地基处理。

（3）挤（振）密法

挤（振）密法常用的有挤密砂桩法、夯（压）实法和振动法三类。挤密砂桩是先在地基中成孔，然后向孔内填入含泥量不大于5%的中、粗砂、粉、细砂料，同时掺入25%～35%碎石或卵石，再加以夯实挤密，形成土中桩体从而加固的方法。对松散的砂土层，砂桩可起到挤密、排水减压和砂土地基预振作用；对于松软粘土地基，主要通过桩体的置换和排水作用加快桩间土的排水固结，并形成复合地基，提高地基承载力和稳定性，改善地基土的力学性质。对砂土地基及含水量在一定范围内的软弱粘土地基夯实法可提高其密实度和强度，减小沉降量。夯实法施工工艺简单，施工速度快，费用低，范围广，效果好。振冲法的显著优点是用一个较轻便的机具，将强大的水平振动直接送到深度可达20m左右的软弱地基内，施工设备简单，操作简便，施工速度快，造价较低。缺点是加固地基时需排出大量泥浆，环境污染较严重。

（4）化学固化法

化学固化法是在软土地基中掺入水泥、石灰等，用喷射、搅拌等方法使土体充分混合固化；或把一些能固化的化学浆液注入地基土体空隙，以改善地基土的物理力学性质，满足加固的要求。化学固化法可分为低压搅拌法（粉体喷射搅拌桩，水泥浆搅拌桩）、高压喷射注浆法和胶结法（灌浆法、硅化法）。

粉体喷射搅拌桩以粉体作为主要加固原料，不需要向地基注水，因此加固后地基土初期强度高，可根据不同土的特性、含水量、设计要求合理选择加固材料及配合比，对于含水量较大的软土，加固效果更为显著；施工时不需要高压设备，安全可靠，可避免对周围环境的污染。与粉体喷射搅拌法相比，水泥浆搅拌法具有其独特的优点：1.加固深度加深；2.由于将固化剂和原地基软土就地搅拌，因而最大限度利用了原土；3.搅拌时不会侧向挤土。

高压喷射注浆按喷射方式可分为：旋喷，摆喷，定喷。其中摆喷与定喷常结合使用。按照注浆管类型可分为：单管，双管，三重管，多重管。高压喷射注浆法加固费用较高，我国只在其他加固方法效果不理想时采用。高压喷射注浆法施工时机具的振动很小，噪声也较低，不会对周围建筑物带来振动影响及噪声、公害，更不存在污染水域、毒化饮用水源的问题。灌浆可适用于任何地层情况，而高压喷射注浆只能在土层中适用，在岩层中不适用。

（5）土工合成材料加筋法

土工合成材料具有隔离、加筋、反滤、排水、防渗和防护六大功能。在实际工程中往往是一种功能起主导作用，而其他功能则发挥辅助作用。用土工合成材料代替砂石做反滤层，能起到排水反滤作用。土工合成材料用作土体加筋时，可给土体提供抗拉强度。土工合成材料在使用中应防止暴晒和被污染。当作为加筋土中的筋带使用时，应具有较高的强度，受力后变形小，能与填料产生足够的摩擦力，抗腐蚀性和抗氧化性较好。

地基处理的方法较多，而且还在不断发展。随着地基处理理论和施工技术的不断完善，还会出现新的地基处理方法。只有掌握了地基处理的原理，施工方法和适用土层，才能在实际中更好的应用。

参考文献：

[1]龚晓南.地基处理手册[M].北京：中国建筑工业出版社，2008.

[2]龚晓南.地基处理[M].北京：中国建筑工业出版社，2005.

[3]王晓谋.基础工程[M].北京：人民交通出版社，2003.