工程建设中不良地基基础处理方法分析

李华富 杨杰

1. 四川省第十一建筑有限公司 四川 宜宾 644000；

2. 中国华西企业股份有限公司 四川 成都 610084

引言

在任何工程建设中，地基都是尤为重要的建设内容，其不仅是工程建设的基础，也是工程建设的核心，其质量高低与工程建设整体质量水平、安全水平都有着直接的关系，保证工程建设的地基建设水平，就是保证工程的质量与安全。而我国国土资源十分丰富，且不同区域的地理地貌也呈现较大的差异，正因如此，所以也使得不同区域的地基土各有不同，其中就包括各种不良地基。如透水性极强的地基基础、膨胀土地基基础、软土地基基础等，这些不良地基如果在工程建设中没有妥善处理，则会直接影响地基的可靠性、安全性，甚至造成严重的生命财产损失。所以在工程建设中，必须提高对地基施工的重视，要正确辨别不良地基，针对不良地基的情况，要采取科学有效的处理方法，只有提高了地基整体水平，才能保证工程建筑整体水平。

1 不良地基概述及其危害

不良地基简单理解，是指天然含水量过大、承载能力较低、存在天然性能缺陷的地基。在工程建设中，经常会遇到不良地基，这与我国地形地貌复杂有很大的关系，在不同地理气候环境影响下，就形成了不同的地基情况，其中就包括多种多样的不良地基。另外，随着现代建筑行业的快速发展，地下工程越来越多，地下工程在建设过程中，也会对地基造成一定的影响，比如导致地基性能下降，成为不良地基[1]。工程建筑中常见的软质黏土、杂填土、饱和松散砂土都属于不良地基。如在不良地基基础上进行工程建设，所带来的危害是巨大的。首先，不良地基会导致地质条件较差，使得地基的抗滑稳定性小于设计规定值，进而无法满足上部结构稳定、可靠的要求，这就会对地基上部的建筑物质量和安全造成影响。且地质条件较差的地基基础，也可能会形成不同程度的剪切破坏，这也会直接影响到上部建筑物的稳定性。其次，不良地基由于含水量较高、承载能力较低，所以会导致地基基础沉陷的发现。如不良地基受到外界荷载作用，不均匀沉陷值很容易超出实际允许值范围，此时若地基为软土地基、膨胀土地基，就会导致建筑物变形、破坏，甚至会导致建筑物倒塌。最后，不良地基还会导致渗漏问题的发生。这是因为不良地基中存在的孔隙率较大，所以含水量很容易超过限制，进而导致渗漏的发生。

2 工程建设中常见不良地基类型

2.1 软质黏土地基

软质黏土地基即软土地基，是指含有较多黏土或粉质土等细粒的地基，当土壤中含有较多的有机土、粉土，则可以被认定为软土地基，这种地基就属于一种常见的不良地基[2]。软土地基大多分布在河流中下游或湖泊附近，如常见的淤泥质土就是软土地基。南方地区的工程建设中就常常会遇到软土地基，软土地基由于承载能力较弱、渗透能力较差，所以不利于工程建设。如在软土地基上增加负荷，很容易导致出现变形、受力不均匀情况。

2.2 杂填土地基

杂填土地基也是一种常见的不良地基，相比软土地基而言，杂填土地基的分布较为广泛，在很多工程建设中都会遇到。杂填土地基不是一种纯天然土质，而是由人们长期生活、生产中产生的垃圾，通过外界影响及各种化学和物理反应而形成的一种十分复杂土质。目前杂填土可以分为生活垃圾土、建筑垃圾土、生产垃圾土这三类[3]。杂填土地基的土质成分复杂，也存在随意堆积、形状各异的特点，其不仅会对环境造成影响，如没有对杂填土地基进行科学有效的处理，也会对工程建筑造成影响。如杂填土的承载能力弱，很容易导致工程建设出现地基沉降问题。

2.3 饱和松散砂土地基

饱和松散砂土地基也属于一种不良地基，该地基的土质主要由细砂和砂粉组成，细砂和砂粉具有膨胀性强、亲水性强的特点，所以很容易在外界因素影响下发生变化，比如导致地基内部出现液化现象、胀缩变形现象等，这种不良地基很容易导致整个建筑物发生变形，尤其当发生地震等自然灾害时，甚至会导致建筑物坍塌。

2.4 液化土层地基

液化土层地基是指有少量黏性或无黏性土层或砂石所构成的地基。这种不良地基一旦受到外力作用时，土层内空隙水压就会突然升高，进而就会导致土层的抗剪强度丧失，并逐渐液化。当地基逐渐液化后，其承载力、荷载力都会随之减少和消失，最终就会引起地基发生地陷、失稳等情况。

3 工程建设中不良地基基础处理方法

（1）置换法。置换法是不良地基处理中一种较为传统的方法，即将地表的土地挖出，然后采用夯实土进行回填，最后压实土体的一种处理方法[4]。置换法的目的就在于通过置换土地，来提高地基的承载能力、稳定性。以软土地基为例，当软土地基抗剪强度＜20KPa时，通过应用置换法，软土地基的抗剪强度就可以得到很大程度的提升。

（2）预压法。预压法是不良地基的重要处理方法，简单理解，即通过压实的方法来提高地基力学性能的一种处理方法，目前在工程建设地基处理中有着广泛的应用。预压法的具体应用是，可以根据不良地基的实际情况选择有针对性的预压方法，具体包括堆载预压、真空预压等。堆载预压即通过在地基加载预压，使土体中空隙水排除并逐渐固结的一种方法[5]。真空预压简单理解就是使用真空泵或其他真空手段抽真空，使其形成膜下负压，增加地基有效应力的一种方法。在具体应用过程中，还可以采用真空联合堆载预压方式进行地基处理。在不良地基处理中，预压法需要达到相应的预压指标才能够发挥改造地基的作用，如真空度要≥86.7KPa，排水板深度范围内涂层平均固结度应该≥90%，工后沉降应该控制在200mm之间。

（3）化学加固法。化学加固法在不良地基处理中也发挥着重要的作用，是一种常用的不良地基改造技术。简单理解，该项处理方法即将特殊的化学物质加入地基中，以达到改变地基性能，提高地基稳定性的目的[6]。在具体应用中，即利用水泥浆液、黏土浆液或其他化学浆液，通过高压喷射、灌注压入等方面，使得浆液与不良地基发生化学反应，发生化学反应的不良地基将转变为具有良好性能的正常地基。以水泥加固法为例，其加固原理与水泥的水解和水化反应、黏土颗粒与水泥水化物的作用、碳酸化反应有关，通过水泥加固法进行加固的不良地基，其含水量可以减少0.5～0.7%，重度可以增加0.5%～3%，渗透系数可以改善至10-8～10-5cm/s，无侧限抗压强度可以达到300～4000KPa。在通过化学加固法处理的不良地基上进行工程建设，可以更好地保证工程质量与安全。

（4）设置沉降缝法。在建筑工程，如遇不良地基，还可以采取设置沉降缝的方法来进行处理。沉降缝在具体设置中需要结合地基土质、荷载条件、建筑物平面形状等进行设置[7]。一般沉降缝需要设置在高度差异或荷载差异处、建筑结构或基础类型不同处、分期建造交界处等。所设置的沉降缝需要有足够的宽度，如建筑物层高3层左右，沉降缝的宽度则需要设置为70cm左右。以某水利水电工程为例，工程为矩形平面，长度＞70cm，因此沉降缝设置宽度应为240cm。

（5）电渗法。电渗法也是处理不良地基的一种方法。该方法通过在地基土层中插入金属电极，在直流电的作用下，可以使得土层中的水分由阳极流向阴极，从而将阳极积聚水进行排除，这样一来，地基土体中的孔隙水就会在很大程度上减少，这对增加土层的沉降固结具有重要的作用。

4 不良地基处理措施

不同类型的不良地基需要基于不良地基实际情况、工程建设需求，采取针对性的处理措施，这样才可以更好地保证地基水平。以下就是本文对几种常见的不良地基提出的针对性处理措施。

就软土地基而言，针对这类不良地基，可以采用真空预压法来进行处理。在真空预压法实践过程中需要注意一些问题，如排水要彻底、空气要彻底抽吸、要应用符合需求的密封膜，这样才可以使得软土地基上下层之间产生压降，达到加固的效果。

就饱和松散砂土地基而言，则可以采用置换法的方法进行地基处理。比如可以将饱和松散砂土换成砾层，砾层具有较强的抗压性、承载力、稳定性，可以满足工程建设所需[8]。但是置换砾层的成本较高，且施工周期较长，所以在具体应用中，需要结合工程建设需求和要求进行。除此之外，还可以采用强行换土的方法进行处理，具体实践为，将软土地基的基底处填满片石，利用片石将淤泥进行高强度挤压，在挤压过程中，地基的抗压程度就可以得到强化。这种置换法相比置换砾层而言，其成本更低，且施工便利。

就膨胀土地基而言，则可以采用桩基预压的方法来提高地基的稳定性和承载力。膨胀土地基具有遇水膨胀、缺水开裂的特点，这种不良地基对工程建设的影响是巨大的。而通过应用桩基预压法，就可以有效改造不良地基。桩基预压法应用过程中，桩基支撑在膨胀土层上，在桩基的荷载下，可以把荷载力传到膨胀土层上，进而提高膨胀土层的整体性能。针对膨胀土层，还可以采用化学加固法的方式进行处理[9]。比如可以在膨胀土层中加入水泥、石灰等材料，这些非膨胀材料可以在很大程度上降低膨胀土的膨胀性，提高膨胀土的密实度，进而提高地基的稳定性和荷载能力。

就液化土层地基而言，是指黏性较低或者无黏性的土层，这种不良地基会随着土壤空隙内水压的增加，而不断降低剪切强度，最终导致剪切强度消失。针对这一不良地基，可以采用化学加固法进行处理，通过在液化土层中加入高强度、高抗渗性能的材料，就可以起到提高地基稳定性的方法。还可以通过对液化土层进行开挖、压实的方法来改变地基的性能。除此之外，还可以采用混凝土对液化土层周围进行封闭的方法来提高土层的稳定性。

以某工程为例，在土建工程过程中，就遇到了各种不良地基，包括冲填土、淤泥质土、软土层、粉土，该工程的地基加固处理面积为30785.97m2，该工程通过采用真空预压联合装载预压的方法进行地基预处理，处理效果显著。经处理后，地基处理深度范围内分层地基承载力特征值≥80KPa；原位十字板测试强度平均值达到22KPa， 最小值≥15KPa。这对提高工程地基质量具有重要的意义。

5 结束语

工程建设必须提高对地基处理的重视，如要重视对地基的探查与鉴别，判定是否为不良地基，若为不良地基，建设单位更要高度重视，从各个层面确定不良地基的类型、安全隐患、风险程度，进而基于工程建设的质量需求和安全要求，采取针对性的地基基础处理方法，通过科学合理的处理，提高地基的质量与安全。在地基处理过程中，可以加强对新技术、新材料的应用，目前地基处理方法有很多，具体应用需要根据不良地基实际情况、工程建设情况进行选择与应用。保证地基水平，对提高工程建设质量与安全，促进建筑行业稳定发展都具有重要的意义。