不良地基土改造技术及人工挖孔桩在工民建施工的应用研究

范敬海

（广西卓联工程管理有限公司 广西南宁 530201）

对于建筑工程而言，地基是一个重要组成部分，具有排水、固结、承重、抗压的功能，万丈高楼平地起，基础施工是第一步[1]。我国地域广阔，不同地区的环境、气候不同，导致地基土千差万别，如何对不良地基土进行改造，采用合适的基础方案，成为施工企业关注的重点，决定了工程质量和施工效益。

1 不良地基土的主要类型

在我国，不良地基土主要分为8种类型，分别是软粘土、杂填土、充填土、饱和松散砂土、湿陷性黄土、膨胀土、山区地基土、岩溶土。以软粘土、膨胀土、湿陷性黄土为例，物理力学特点如下：

1.1 软粘土

软粘土是最常见的一种不良地基土，呈现深灰色、暗绿色，含水量高于40%，塑性指数在17以上，孔隙比在1.0~2.0之间[2]。物理性质是含水量高、孔隙比大、粘粒含量高，强度极低，一般只有5~30kPa，因此承载力差。如果不经处理，建筑物会出现变形、不均匀沉降，严重影响使用性能。

1.2 膨胀土

膨胀土主要是蒙脱石组成的，具有较强的亲水性，吸水后体积膨胀，失水后体积缩小，广泛分布在河北、安徽、云南、四川等地区。在地下水位的影响下，膨胀土的变形大，如果不经处理，会导致建筑物损坏。

1.3 湿陷性黄土

湿陷性黄土是在上覆土层的自重应力作用下，或自重应力和附加应力作用下，浸水后破坏土的结构，导致变形量增大，分布在东北、华北、华中、华东等地区。湿陷性黄土的含水量大、承载力低，如果不经处理，建筑物会因地基沉陷引起附加沉降，继而影响建筑的安全性。

2 针对不良地基土的常见改造技术

2.1 置换法

置换法改造不良地基土，分为换填、振动位移两种。其中，换填法首先清理不良地基土，然后回填性质良好的土壤，通常是砂石、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、矿渣等，通过分层充填、机械碾压，提高密实度指标，改善地基土的物理力学性能。振动位移则是使用专业的机械设备，经高压水冲击，促使不良地基土出现规则孔洞，然后加入卵石、碎石进行振动，从而提高地基的稳定性。

2.2 夯实法

夯实法是利用夯锤的重力和冲击力，促使土体产生较大的沉降，土体原来的结构遭到破坏，形成裂缝有利于孔隙水排出[3]。另外，夯击后土体的触变性增强，可以消除湿陷现象，提高地基承载力，实现加固效果。在实际工程中，夯实法的适用范围广，且施工操作简单，能缩短工期、降低成本。

2.3 加筋法

加筋法，就是在土体中加入条带、纤维、网格等抗拉材料，提高土体的强度、稳定性，改善力学性能。按照加入材料的不同，可分为土工合成材料、加筋土、土层锚杆、土钉、树根桩等；如果地基土的性质很差，还可以加入复合支架、铝合金等。相比之下，加筋法的技术优势是：能减少占地面积，对各种不良地基均有良好适应性；既能机械施工，也能人力施工；设备简单，尤其方便狭窄场地作业；抗震性和耐寒性好，能降低整体造价。

2.4 预压法

预压法，是在不良地基土上堆放足够重量的堆石、堆土，向地基土施加重力，促使土壤固结密实，提高地基承载力和建筑稳定性[4]。实际施工中，堆石堆土要分层加载，等待地基土固结后发生沉陷，然后再堆加一层，一般需要6个月时间。如果是含水量高的粘土，为了缩短工期，可在地基土中设置砂井排水，能降低地下水位，加快粘土的固结速度。

2.5 注浆法

注浆法，是使用具有固化作用的浆液，注入不良地基的孔隙、裂缝中，通过防渗、堵漏、加固，改善地基土的物理力学性质。按照作用机制的不同，注浆法主要分为填充注浆、渗透注浆、压密注浆、劈裂注浆四种类型，常用的注浆材料有水泥浆、硅酸盐、高分子浆材等。注浆法的应用，促使原始地基和浆液相结合，从而形成一个整体，能显著改善地基土的渗透性，提高承载能力。

3 人工挖孔桩在工民建施工的应用

3.1 工程概况

以某商业工程项目为例，占地面积780m2，设计层数8层，其中地下1层、地上7层，建筑面积共计3312m2。该建筑采用混凝土框架结构，局部采用砖混结构；结合现场地质条件和勘察结果，基础采用人工挖孔桩施工方案，具有施工方便、速度快的特点，不需要大型机械设备。施工工艺流程是：施工准备→测量放线→桩孔周围加固处理→开挖桩孔→支设护壁模板→灌注护壁混凝土→拆模并向下开挖→循环作业，直至达到设计深度→钢筋笼吊装、定位、焊接→灌注桩基混凝土→质量验收。

3.2 施工技术要点

（1）测量放线。根据施工方案和设计图纸，使用全站仪放出桩位，经复核确认无误才能开挖。施工前，以桩孔中心为基准，引出4个中轴控制点，使用木桩固定位置；完成导向圈的浇筑作业后，再把点位引到导向圈上，复核数据看误差是否满足要求。在后续作业环节，例如设置模板、吊装钢筋笼、浇筑混凝土，均要进行测量工作，防止桩位偏差或位移。

（2）开挖桩孔。人工挖孔作业，要兼顾开挖效率和人员安全，护壁采用C25混凝土，钢筋采用HPB300等级；第一节的开挖深度为1m，开挖后浇筑护壁混凝土，按照设计图纸控制尺寸，每开挖一节、就浇筑一节护壁，如此循环作业。单节护壁浇筑后24h，即可拆除模板；开挖到设计深度后，对孔底进行清理，确保平整，没有污泥、沉淀、松散土。

（3）灌注混凝土。灌注混凝土时，为了保证密实性，满足设计强度要求，一般使用串流筒下料，遵循分层浇筑原则，在最短时间内完成整个桩土的数量要足够，依靠混凝土的自身重量，压制水流渗入。桩孔深度超过10m，可利用混凝土落差的冲击力和自重力，促使混凝土压实，这部分混凝土不用振捣，就能满足密实度要求。

3.3 常见问题及处理

（1）地下水。施工期间遇到地下水，如果水量不大，可使用水泵抽水，一边抽水、一边开挖，成孔后及时浇筑护壁混凝土，保证桩孔的稳定性。如果水量较大，可对周围桩孔同时抽水，减少开挖孔内的用水量，并交替循环施工，合理安排开挖孔，也能获得良好效果。

（2）流砂。施工期间遇到流砂，如果流砂情况较轻，可缩短循环开挖深度，例如从1m缩短至0.5m，减少孔壁的暴露时间，及时浇筑护壁混凝土。如果流砂情况严重，可采用钢套筒，和护壁钢模板的作用类似，插入上部混凝土护壁外侧不小于0.5m，及时支设模板并浇筑护壁混凝土。

4 结语

综上所述，工民建施工期间，常见的不良地基土种类较多，可根据地基土的物理力学性质，选择置换法、夯实法、加筋法、预压法、注浆法进行改造。文章结合实际案例，介绍了人工挖孔桩的施工技术要点，指出地下水、流砂问题的处理方法，希望为现场施工提供参考，提高施工质量。