探究不同工程地质的地基加固处理技术

贺邵生

湖南有色地质勘查局二四七队，湖南长沙 410129

1 我国不同工程地质的地基基础

为了缓解我国经济建设的需要与建设用地紧缺之间的矛盾，一些工程项目必须在地质条件相对较差的地基基础上进行施工建设。其中，主要包括软弱土地基、杂填土地基、冲填土、湿陷性黄土、膨胀土、松散饱和土、有机质土地基、山区地基以及岩溶性的地基等，这些地基基础由于强度难以达到工程建设的需要，因此会出现土体变形、失稳等问题，所以工程的设计施工单位必须对这些不同工程地质的地基分别进行加固处理，以提高其承载能力，改善其工程特性，从而保证工程结构的安全和质量。

2 不同工程地质的地基加固处理技术

2.1 对工程地质中的软弱地基进行加固处理的技术2.1.1 软弱地基的排水固结处理技术

对软弱地基采取排水固结的方法进行处理主要是通过对软弱地基进行预压荷载，排出其土体孔隙中的水分，促使土体固结，减小土体的孔隙体积，从而提高土体的强度，使地基能够达到承载要求，并减少沉降。主要的施工技术可以分为两类，即正压固结和负压固结。其中，正压固结技术是在地基中采取堆载的方法，利用超静水压力来排出土层中的水分。而负压固结则主要是通过降水预压或者真空预压等方式，形成负超静水压力来排出土体中所含的水分。

2.1.2 软弱地基的振动密实处理技术

对软弱地基采油振动密实的加固处理也就是通过机械设备对地基土层进行密实振动，从而缩小土体中的孔隙体积，提高地基的强度。在施工中可以采用压路机或者羊足碾等压实机械对土层进行反复的压实，也可以利用强夯或者重锤夯实的方法来夯实地基。其中，重锤夯实主要是通过起重设备将15～30kg的夯锤提高到2.5～4.5m左右高度后使其下落，从而利用夯锤的重力作用对地基进行夯实。而所谓强夯，其原理与重锤法基本一致，只是提高了夯锤重量，并增加了下落的距离，从而达到提高地基强度的目的。

此外，也可以采取挤密桩的方法，在土层中打入桩管，对土壤进行挤压成孔，以达到挤密土层的效果，再将石灰、砂石、灰土以及素土等填入桩管，并在捣实后将桩管拔出，使柔性桩体与原有土层形成复合型的地基结构，提高地基基础的承载力，该处理技术比较适合对饱和松散的地基进行加固。

2.1.3 软弱地基的置换拌入处理技术

所谓置换拌入处理也就是在地基基础的软弱土体中掺入砂浆、水泥或者石灰等对软弱土地基进行加固，或者用碎石以及砂石等材料对软弱地基基础中一部分土体进行置换，从而形成复合型的地基基础，以实现对地基基础承载能力的改善，从而减少沉降问题的发生。

而当工程基础的持力层难以满足荷载要求时，则应根据实际情况挖去全部或部分软土，并利用素土、砂或者碎石进行回填夯实，从而形成能够满足工程建设需要的持力层结构；这种方法也被称为换垫法，主要用于对湿陷性的黄土地基、杂填土以及其他淤泥质的有机土地基进行处理加固。

2.1.4 软弱地基的加筋处理技术

所谓加筋处理主要是将具有较高强度的受力杆、土工聚合物以及拉筋等埋设到土层中，以促使地基基础的承载力增强，从而达到控制沉降发生、提高工程结构稳定性的目的。

2.2 对工程地质中的杂填土地基进行加固处理的技术

在对杂填土地基基础进行加固处理时可以采用水泥灌浆以及注浆法这两种技术。其中，水泥灌浆也就是通过泥泵或者灌浆泵将配制好的水泥浆液向预加固地层进行灌注，利用水泥浆液对土体孔隙等空间进行充填，然后经过凝固脱水后，松散的土体就会凝结加固，这样地基基础的强度就得到了提高。而注浆法则是通过电化学、液压或者气压将浆液通过注浆管将地层均匀的注入浆液，从而使土体胶结后形成具有较高强度、防渗性好的整体性稳固结构。在施工中主要采用水泥注浆以及化学注浆这两种技术。

2.2.1 采用水泥注浆的处理技术

该技术主要是向土体中注入水泥浆。当土体中存在乱石或砂石等较大孔隙时，可以按照1：1的水灰比来配制浆液，直接进行灌注即可；如果土体孔隙比较小时则需使用压力泵。

2.2.2 采用化学注浆的处理技术

该技术主要是将化学溶液注入到土体中，通过化学反应生产填充物，对土体中的孔隙进行填充，并促使土壤颗粒发生胶结，从而实现对地基土工程性能的改善。

2.2.3 采用土与水泥进行搅拌的处理技术

该技术是利用喷粉设备或者深层搅拌设备，将水泥浆或者其他固化剂与软弱土进行强制性混合搅拌，从而促使软土胶结，形成水泥土桩的复合型地基基础，以改善地基的强度和整体性，从而达到工程施工的要求。

2.3 对工程地质中的冲填土地基进行加固处理的技术

对冲填土地基进行加固处理时要根据冲填土的具体范围、埋深来选择相应的加固方法。如果埋藏浅且面积小的，应通过置换夯实的处理方法。如果埋藏深、面积大，难以进行换填的，应采用新型柱锤进行强夯加固处理。

2.4 对工程地质中的湿陷性地基进行加固处理的技术

当湿陷性黄土处于地下水位上方时，可以通过灰土挤密桩来进行加固处理，而当地基土中的饱和度超过65%，且含水量超过24%时，则不适用该处理技术。桩基础法也可以用于对湿陷性地基进行加固处理，其主要是利用长桩透过黄土的湿陷层，在非湿陷性的坚实土层中形成支撑，从而将上部荷载传导到坚实的土层基础上。这种方法适用于持力层的强度和承载力比较好的地基基础，且湿陷性黄土的厚度应在30m以内。

2.5 工程地质中的膨胀地基进行加固处理的技术

2.5.1 采用换土的处理技术

对膨胀土地基进行处理时可以用灰土或者其他非膨胀性的材料对土层进行置换，并根据变形计算的结构来确定换土的厚度。对于膨胀既为I、II级且比较平台场地的地基进行加固处理时，其垫层的厚度应在0.3m以上，且宽度应超过基底，回填后要做好相应的防水处理。

2.5.2 对土质进行改良

将水泥、石灰等材料或者化学添加剂加入膨胀土后，可以对其膨胀性进行有效的抑制，从而达到加固地基的效果。

2.5.3 桩基处理加固技术

如果膨胀土层的厚度比较厚，可以通过桩基来进行处理，通过桩尖在持力层上的支撑作用来提高地基基础的稳定性。

2.5.4 采用预湿膨胀处理技术

在施工前可以采取对膨胀土加水的方式，使其受湿而产生预膨胀，施工时要保持其含水量不变，从而保持土体体积的稳定性。

2.5.5 采用隔水处理技术

由于膨胀土的体积变化主要是由于含水率发生改变而造成的，因此可以采取隔水措施，防止基底向外界渗水，这样也可以达到维持地基基础稳定性的目的。

在对膨胀土地基进行加固处理时要根据具体情况，综合性的运用各种处理技术，来实现提高地基承载力的目的。

2.6 对工程地质中的松散以及有机质土地基机械加固处理的技术

在对松散土或者有机土地基基础进行加固时，可以利用搅拌设备将石灰或者水泥等固化剂材料与土体进行强制搅拌混合，通过固化剂与土体间的化学以及物理反应来促使软土胶结，从而提高地基的强度、水稳性和整体性。

2.7 对工程地质中的山区地基以及岩溶性地基进行加固处理的技术

当工程在山区地基上进行施工时，应准确掌握其基岩构造情况，如果其土层比较深时可以采用桩基来进行加固，如果土层比较浅则可以直接在风化岩上进行支撑，从而达到减少沉降的目的，同时应利用沉降缝对工程结构进行相应的处理。对岩溶性地基进行处理时，可以选择箱型基础以及桩基础等方式来进行加固，提高地基的承载力。

3 结语

不同工程地质的地基加固处理技术十分复杂，在设计施工中需要综合考虑工程地基土的地质特性、具体的土层分布情况、工程主体结构的具体形式和体量、工程的功能特点以及实际用途等因素，并科学合理地采取相应的加固处理技术，才能改善地基基础的地质特性，提高其承载能力，使其达到工程施工要求，保证工程施工的安全和质量，这对于工程建设的成本控制以及工程各种设计功能的正常发挥有十分重要的意义和作用。