土木工程中的地基处理与复合地基技术的应用

王磊

【摘 要】目前土木工程已经成为了建筑设计和施工建设的重要组成部分，它是建立在工程实践的基础上，其主要原因是，土木工程与其它工程相比较之下具有相对复杂性，在分析的过程中，很难兼顾和考虑现场的多方面因素。再者就是只能够在实践中才能够发现真实存在的问题，进而寻求解决的策略，进而推进土建工程设计技术和理论的发展。

【关键词】土木工程；地基处理；复合地基；技术

前言：

对土木工程中的结构和地基进行加固处理，有利于提高工程项目的安全可靠性，确保工程质量，进而可以更好地保障广大人民群众的生命财产安全。文章主要阐述了在土木工程建设过程中，加固技术在其结构和地基加固中的应用。

一、地基基础缺陷及地基处理方法

我国土地辽阔、地质各异。并不是所有的天然地基都适合工程建设，在很多时候，不少工程都是不得不在地质条件不良的地基上进行修建。这些不良的地质条件分为软弱土地基和特殊土地基两种。软弱土地基是指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土、或其他高压缩性土层构成的地基。特殊土地基包括可液化的松砂和粉土地基、湿陷性黄土和膨胀土、红粘土和冻土等。

1、地基处理方法

地基处理方法的分类有很多种。按时间可分为临时处理和永久处理；按处理深度可分为浅层处理和深层处理；按土性对象可分为砂性土处理和粘性土处理、饱和土处理和非饱和土处理。

地基处理的基本方法主要是置换、夯实、挤密、排水、胶结、加筋和热学等方法，专门用来改善地基条件，以期达到满足地基强度、变形及其稳定性等要求。具体方法包括强夯法、振冲碎石桩、挤密碎石桩、深层搅拌桩、高压旋喷桩、塑料排水装、堆载预压、真空预压、砂桩、静压注浆等。需要指出的是，很多地基处理的方法，具有多种处理的效果。如碎石桩具有置换、挤密、排水和加筋的多重作用；石灰桩又挤密又吸水、吸水后又进一步挤密；因而一种处理方法可能具有多重处理的效果。此外，由于科学技术的快速发展，如今的地基处理施工有时会采用多种地基处理的方法的组合：如真空法和堆载法组合；碎石桩和褥垫法组合等。

2、土木工程建设中地基加固技术的应用

经济的发展带动了建筑业的快速发展，人们生活水平的不断提高，就对建筑的质量和使用性有了更为现代化的要求。实际的工程建设中，由于施工单位的资质不同、施工地点的地质差异和现场事故的不当处理，都会造成建筑物建设的品质问题，直接影响着人们的生活安全、则产安全，甚至人们的生命安全。因此，要保证建筑工程的安全和质量，除了运用合理的、科学的施工方法进行施工外，在关键的地基部位有必要进行加固的施工技术来提高建筑物的安全系数。

二、复合地基

自1962年国外首次开始使用“复合地基”一词以来，复合地基已经成为很多地基处理方法的分析及理论公式建立的基础和依据。它已广泛的应用于碎石桩、砂桩、水泥土搅拌桩、旋喷桩和CFG桩等加固地基的理论分析中。近年来，复合地基的研究已引起国内外岩土工程界的重视。

复合地基是指由两种刚度（或模量）不同的材料（桩体和桩间土）所组成，在相对刚性基础下，两者共同分担上部荷载并协调变形（包括剪切变形）的人工地基。

复合地基属于地基范畴，而桩基属于基础范畴，两者之间有内在联系，但又有本质区别。而这都是采用桩形式处理地基，但复合地基中桩体与基础往往不是直接相连的，他们之间通过垫层来过渡；而桩基中桩体与基础直接相连，两者形成一个整体。

1复合地基的作用

1.1桩体作用

复合地基中桩的刚度较周围土体大，在刚性基础下等量变形时，桩体上产生应力集中现象，大部分荷载将由桩体承担，桩间土上应力相应减小，从而使得复合地基承载力较原地基有所提高，沉降量有所减少。随着桩体刚度增加，其桩体作用发挥的更加明显。

1.2加速固结作用

碎石桩、砂桩具有良好的透水特性，可加速地基的固结。另外，水泥土类和混凝土类桩在某种程度上也可加速地基固结。因为地基的固结不仅与地基土的排水性能有关，而且还与地基的变形特性有关。水泥土类桩会降低地基土的渗透系数，但他也会减少地基土的压缩系数，而且压缩系数的减少幅度比渗透系数的减少幅度要大，因而使加固后的水泥土的固结系数大于加固前的原地基土的系数，起到加速固结的作用。

1.3挤密作用

砂桩、土桩、石灰桩、碎石桩等在施工过程中由于振动、积压、排土等原因，可对桩间土起到一定的密实作用。另外，采用生石灰桩时，由于生石灰桩具有吸水、发热和膨胀等作用，对桩间土同样起到挤密作用。

1.4加筋作用

各种桩土复合地基除了可提高地基的承载力外，还可以用来提高土体的抗剪强度，增加土坡的抗滑能力。如用于基坑开挖时的支护、路基或路堤的加固等，都利用了复合地基中桩体的加筋作用。

2复合地基的应用

在复合地基的应用中，水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）是一个典型。它是近年来发展起来的、用于处理软弱地基的一种新方法。它是在碎石桩的基础上掺入适量石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌合后制成的一种具有一定强度的桩体。其骨料仍为碎石，用掺入石屑来改善颗粒级配；掺入粉煤灰来改善混合料的和易性，并利用其活性减少水泥用量；掺入少量水泥使其具有一定粘结强度。通过调整水泥的用量及配合比，可使桩体强度等级达C7—C15，具有明显的刚性桩特性。通常在桩顶与基础之间辅设一层150—300mm厚的中砂、粗砂、级配砂石或碎石（称为褥垫层）以利于桩间土发挥承载力，与桩组成复合地基。CFG桩是一种低强度混凝土桩，可充分利用桩间土的承载力共同作用，并可传递荷载到深层地基中去，具有较好的技术性能和经济效果。

三、土木工程的地基加固技术

该技术是土木工程施工过程中的重点也是难点问题，所涉及的方法具有多样性，主要包括了挤压法、换填加固法、加筋法、胶结法及其排水加固法。在进行方法的选用过程中，必须充分的考虑施工的实际情况、地段等因素，其中置换以及换土垫层法是当下地基加固中最常用的手段。当建筑物的上层荷载过大，而下层的基础持力层相对软弱的情况下，一般选用的加固方法是换土回填法。也就是将基础持力层下方一定宽度范围内的软土层挖出，并使其有一定的深度，紧接着将石、灰土以及砂等强度相对较大的物料进行充填，并将其夯密实。而针对于沼泽地带以及湿润地带的的加固方法则多为排水加固法，但是真空预压法以及提案载预压法则是当下的实际加固方法。针对于高层建筑，为了有效的保证其稳定性，常用的加固方法为加筋法。

四、土木工程结构加固所针对的问题

基于框架截面的设计、建筑结构的设计均受到地形以及抗震等级等多方面因素的影响，在进行勘察的过程中，对于方针等级的查找主要可以以建筑的抗震规范、建筑的高度以及防裂程度作为参考性依据。基于抗震等级的差异性，在抗震计算以及具体措施的采取上也具有岷县的差异性，必须以实际情况作为依据，结合一切情况进行土木工程的抗震設计。在进行工程测量以及管理的过程中，必须加强施工记录和标记，并严格按照相关的测定标准来执行，借此来有效的保证施工的质量以及施工设计方案的具体实现，并且将测量贯穿于整个施工过程中，加强测量工作的精确度及其操作步骤的规范性，确保土建工程的最终施工质量，避免错误操作和返工现象的发生。

结束语：

目前土建工程的地基加固和结构加固已经成为了设计过程中的重点，其主要是因为它与建筑的使用安全等息息相关，目前随着科学技术的发展，大量的新型材料以及技术不断的引进土木工程的施工建设中，并且成为建筑组成不可或缺的元素，由此可见，保证建筑各个构建的完整性和稳定性，是保证建筑质量的关键性因素，在后期的工作中，我们必须加强结构与地基加固技术的应用，促进建筑安全性与质量的提升，推进土木工程和建筑工程的快速稳定发展。

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