地基加固结构技术在土木工程施工中的运用

刘素琳

（山西辰诚建设工程有限公司，山西阳泉 045000）

0 引言

地基的加固是整个施工过程中的一个重要环节，也是建设项目的基础，是保证工程施工后期质量和安全的关键。地基加固的技术手段是多种多样的，并处于不断发展的阶段。新材料、新技术的出现，使地基加固技术得到了更新和发展，其主要体现在计算理论、机械、材料、现场监测、施工工艺以及各种地基处理技术的综合运用上。做好基础的加固处理工作，可以有效地保证建筑的安全性和稳定性。

1 土木工程现状

在各个行业蓬勃发展的今天，无论是在商业还是在民用建筑中，都随处可见，土木工程正日益受到人们的重视。尽管土木工程的发展对社会基础设施的发展起到了积极的促进作用，但是目前我国的土木工程情况不容乐观。出现了施工单位对工程建设的细节，不作细致的评价与分析的情况，有的施工工艺和方法还停留在原来的位置，不追求进步，质量很难保证。若不加强土建工程的质量保证，不能充分地利用和选用合适的技术，势必会导致工程的可靠性降低，进而导致严重的安全事故。在工程实践中，如何加强基础结构的加固已成为业界关注的焦点。许多工程的设计和施工都是借鉴了成功的经验，或者是照搬了以前的技术标准，在地基结构的强化上，并没有进行任何的创新，这才是提高整体质量的最大障碍。今后若要改善土木工程的施工质量，必须在地基加固结构技术上进行创新。

2 地基加固技术的意义

在工程设计中，地基建设是工程建设中最重要的一个环节。由于其地理位置的特殊性和地质结构的破坏，使得建设场地的土壤自身或多或少都存在着一些问题，使得基础建设的效果无法达到稳定的要求。采用地基加固技术，以确保地基的抗震性达到标准，从而为地基的建设和建筑功能的实现提供强有力的支撑。基础加固技术应以多种工程措施为基础，以便处理工程中出现的各种质量问题。随着我国科研机构与施工单位的联合，对基础加固技术的研究已不再局限于书籍上的理论和纸面上的分析，而是更能满足工程实践的需要。因此，在进行地基加固时，必须避免经验主义的影响，以达到提高地基质量和建筑企业经济效益的目的。在对地基加固结构技术进行改进时，不仅要按照设计要求进行，而且要根据设计方案的高度灵活性，及时了解施工现场的动态，以达到降低安全风险，防止意外的目的。

3 地基加固的原则

土木工程的基础工作主要表现为复杂性、潜在性、难易性、多发性和严重性。我国地域广阔，地质情况各异。冻土、软土和盐碱土是其主要的基础形式。同时，由于气候条件的改变，会导致诸如地震等自然灾害，使基础工程的建设十分复杂。土木工程是一个整体的工程，与不同的施工方法有密切的联系。一个小的问题，都可能会对整个工程的质量造成很大的影响，甚至严重的话，可能会影响到整个项目的施工和运营后的安全。众所周知，基础设施是一个项目竣工的先决条件，容易受到各种不可预测因素的影响[1]。有的工程由于基础工程比较复杂，施工难度大，会给工程建设带来了一些困难。土木工程质量的好坏，取决于基础的适用性。当自然灾害或人为灾难出现时，最严重的后果就是房屋坍塌，民众的生命安全将会受到威胁。在土建地基的分析中，地基便是基础，一旦出现质量问题，无法及时有效地处理，则必须进行后续的返工，不仅会对工程的工期造成很大的影响，而且还会对工程的质量、工程的经济效益造成一定的影响。

在软土地基、厚黏土或粉砂土地基基础上，应用CFG 桩复合地基进行加固。CFG 桩径选择0.5m，以粉煤灰、碎石、水泥等为主要原料，水泥选用普通硅酸盐水泥，P.O 32.5 规格。若混合料为28d，那么测试块的压缩强度应该至少大于10MPa。这种方法可以使桩间距变大，桩数减少，从而大大降低了项目的前期投资。在含砂质、黏性砾石土、砾石土等土壤中，可采用高压灌注桩法进行加固。在搅拌浆料时，水泥的粒径比例是1:1。若要增加其相对固结强度，则需添加其他添加剂。在桩周长28d 后，试验块的压力强度应超过4MPa。在工程实践中，常采用刚性桩网复合加固技术。钻孔灌注桩、预制方桩、预应力管桩等不同类型的桩型，在工程实践中得到了广泛的应用。在这一范围内，预应力管桩的直径为0.3~0.5m，桩距为2.0~2.5m。在施工中，为了确保钢筋的受力，一般在桩端设置桩帽或桩筏。钻孔灌注桩的桩径为0.8~1.0m，桩距为4.0~5.0m，桩排一般为1.0m。

4 地基加固结构技术的应用

4.1 地基加固

4.1.1 压密注浆技术

将化学药剂与配制好的水泥浆按一定的比例混合，使水泥浆体的强度增加，然后用高压设备将水泥砂浆灌注到已确定的基础上，这就是压实灌浆技术[2]。这种方法对于地基的施工条件有特别的要求，需要施工的土壤是黏稠的，在实际工程中，需要对灌浆的部位进行充分的灌浆，然后通过高压设备将泥浆彻底地渗入土壤中，再加上压力装置的作用，使得土壤表面的裂缝变得更大，泥浆就会顺着裂缝的方向将裂缝填满，这样可以增加混凝土的承载力，增加基础的抗压能力，同时也可以增加基础的抗渗透性。在此基础上，施工现场的施工人员也应注意以下要点：通过对地基进行详细的土体分析，确认是黏性土，才能进行工程建设。按照要求进行水泥和化学药剂的调配，以保证工程泥浆达到土壤的质量。在混凝土浇筑完毕后，要进行振动，充分的振动能使泥浆中的湿气得以排出，满足设计的要求，保证地基的施工质量。这种方法在地基建设中经常使用，而且价格经济。不过加固灌浆材料需要可灌、可粘性好、收缩性小、无毒无污染、耐老化性能好等，这样才能增加地基的稳固和使用年限[3]。

4.1.2 强夯加固技术

首先，强夯法是一种以软弱地基为基础的物理性施工技术。在实际工程中，如果出现了地基自身的沉降问题，或是地基的稳定性不够好，则采用强夯法进行加固。其具体的施工流程如下：施工人员要对存在问题的基础部位进行有效地划分，并对其内部的基础和土壤状况进行分析，确定合适的夯击重量。强夯机械安装在适当的位置，再将夯锤抬至适当的高度，使其自由下落，并采用直接加压的方法，有效的增强地基的加固性和稳定性，从而实现高密度。在第一次强夯工程结束后，还要由施工者亲自检验基础状况，以便合理判定是否需要反复进行强夯，避免对基础结构的无谓损伤。其次，在强夯加固工程中，经常使用机械设备，会对设备的质量造成一定的损伤，因此，在完成工程后，必须对设备进行质量检验，同时还要进行定期的维护和维修，以保证设备的高效使用[4]。

4.1.3 加筋法

首先，加筋法是指在地基上添加一种具有很强抗拉能力的物质，通过这种物质来改善基础的力学性能和基础结构，从而达到加固基础的目的。其次，这种技术的使用不会造成太大的困难，也没有太多的施工工艺。最后，在具体施工中，施工人员可采用下列5 种方法实施加筋技术：①土工合成材料法。在工程建设中，可选用适当的复合土工材料，将其与基础土层结合，从而增强其抗拉强度。而且，因为土工材料的防水性和绝缘性，可以在一定程度上保护基础。②加筋土法。在施工时，可以把抗拉能力很强的拉筋埋于土层中，通过与土体自身的微粒进行有效地摩擦，从而增强拉筋与土体的连接性，形成一种全新的整体结构，用以增强土体的稳定性。常适用于人工填土的路堤和挡墙结构。③土层错杆法。在这段时间内，可以将锚固物插入土体中，从而增强地基的承载力，并且使工程结构得到稳定。它在边坡加固和基坑维修等方面得到了广泛的应用。④土钉法。在工程建设中，通过对地基进行初步的分析，并在适当的部位设置土钉，从而达到与地基自身的有效协同，进而达到平衡地基承受能力的目的。⑤树根桩法。在施工过程中，必须根据工程实际情况，确定好地基的方位，并按一定的方向埋好如树根状的群桩，以支撑结构物，用以挡土，可以起到稳定边坡和加强边坡的作用。

4.2 结构加固

4.2.1 钢筋混凝土设置

在基础施工中，钢筋混凝土结构是保证地基安全的重要手段。为了保证地基的施工质量，必须注意下列问题。对钢筋的材质和水泥进行严格的检验，以保证钢筋与水泥的尺寸达到设计要求。为了满足地基工程的要求，必须对地基的钢筋骨架进行合理的设计，并对钢筋混凝土的配比进行严格的控制[5]。钢筋混凝土之所以能够得到非常广泛的应用，是因为它的结构具有极大的优势。钢筋混凝土的优势大致可以分为4 个方面：①钢筋混凝土的耐火性非常好，不需要花费额外的精力去保养。②钢筋混凝土的抗震性能好。③钢筋混凝土具有可塑造性，尺寸可以根据建筑工程的实际需要进行定制。④使用钢筋混凝土可以替代钢材，从而节约钢材的使用。

4.2.2 地基结构设计

在土木工程的基础建设中，基础的设计方案与整体的工程质量有很大的关系，所以在进行地基设计时，应充分考虑多种因素的影响，并结合工程地质、水文、基础的使用年限等因素，并结合工程建设的天气条件，在高风区时，应对基础的边角进行合理的规划，并对其重心进行适当的调整，确保建筑物在大风条件下所能承受的压力。

4.2.3 托换技术

在土建基础的施工中，在软土、松软土层和潮湿土层中放置钢筋混凝土桩柱，并在桩的上部安装承力台，以减轻地基的承载能力，即托换技术。其主要施工方法为注浆托换法，是将均匀搅拌的水泥砂浆放入地基，并加入相应的化学药剂，使基础的稳定性得到提高[6]。

4.2.4 植筋技术

植筋技术是目前土建基础施工中较为常用的一种加固技术，与其他加固工艺相比，它具有操作简单、效果显著的技术特点。在进行基础施工时，只要将加固的钢筋框架直接插入已浇筑的混凝土中，就可以提高加固效果。这种加固方法不仅操作简便，对技术要求不高，而且施工人员可以快速掌握施工流程，从而提高工程建设的效率。

4.2.5 裂缝修补

在土建基础施工中，裂缝多是由于施工中对填充物比例的不合理或气候等因素所致，这不仅会影响地基的外形，也会对地基的稳定性造成极大的影响，一旦出现大的裂缝，那么地基的承载力就会受到很大的影响。可以采取修复措施，以确保基础的稳固和稳定。

4.2.6 严格把控质量关卡

钢筋混凝土是目前国内大多数建筑物采用的主要材料和结构形式，为确保其施工质量，可以采取如下措施。严格控制原材料的品质，在采购过程中，不要为了经济利益而使用便宜的原材料。保证物料有出厂检验证书，并在运送至工地时取样，不合格的不得参加工程。针对基础工程的有关规定，对结构尺寸、类型等，进行合理的设计，并对钢筋质量和混凝土的比例，进行严格的控制[7]。

4.2.7 增强土木工程结构抗震能力

在土建工程中，各个地区都要根据各自的地质情况，为应付各类地质灾害，应加强建筑结构的抗震能力。相关部门要规范建筑技术标准，从选址、规划、材料等多个方面进行指导和监管。积极吸取国外先进的技术，特别是在重点设防区域，采取新技术新材料，以增强抗震性能。需要杜绝使用不合格的材料、设备，应该配备合格的产品和设备，并由专人负责，对其进行抗震试验，做到责任明确，做到有理有据，保证设备的正常运行。

5 结语

总之，随着我国经济的迅速发展，对工程质量提出了更高的要求。对土木工程的重要性也越来越突出。在施工过程中，应充分考虑到地质、环境、自然气候等方面的因素，并尽可能减少外部环境的影响。在地基加固中，一般采用强夯加固、压密注浆、加筋地基等；在结构加固上，要对整个工程进行合理的设计，对建筑材料的质量进行严格的控制，以改善建筑物的抗震性能。重视裂缝的防治，合理运用托换、植筋、排水加固等措施。因此，必须从整体上提高地基的强度与稳定性，从而为工程质量的提高打下坚实的基础，这将有助于我国的建设事业的稳定和持续发展。