工民建施工中对不良地基土的改造技术

闫瑞浩1卢李鹏2

摘要：工民建筑施工中上部建筑与地基土的关系是密不可分的，不良地基土对建筑的整体质量有着很大的影响，当地基的抗剪强度不够支撑上部结构的自重和外荷载的时候，地基的局部就会被破坏，严重时甚至整体都会产生剪切等破坏现象。地基土质量的优劣是直接关系地基处理方式的重要因素，如果没有对不良地基土进行较好地改造和加固，就会给建筑带来非常巨大的安全隐患。本文阐述了不良地基土作地基时的不利表现，并详细介绍了不良地基土的改造技术和加固处理技术。
关键词：工民建施工  不良地基土  改造  加固  技术
地基土对上部建筑的整体质量影响巨大，所以一定要对不良的地基土进行改造和相应的加固处理。地基处理的目的就是提高地基土的承载力，也可以改变其变形性质和渗透性质，这种所采取的人工方法就叫做地基处理。采取既科学又合理的地基处理方法，就地取材，并充分发昏原来地基土的承载力，这样不但施工的工艺简单，施工速度也快，同时地基处理费用也可降到最低。
不良地基土作地基时的表现
含水量高、压缩性高、空隙大、渗透性小、抗剪强度提别低、具有明显的流动性和结构性是不良地基土的特点。若要承受较大的负荷，地基就很可能出现局部破坏甚至是整体的滑动，以至于开挖比较深的基坑的时候会出现基坑隆起或者坑壁失稳的现象。不良地基土作为地基时的表现有很多种：
不良地基土的压缩性较高。
不良地基土的渗透性较小。
不良地基土的灵敏度较高。
不良地基土的种类
我国有许多种类的不良地基土。冲填土、杂填土、软黏土是主要的几种，其他的还有季节性冻土、饱和松散砂土、湿陷性黄土、含有机制土、红黏土、泥炭土、膨胀土以及山区地基土等等。我国的山西省就广泛存在着湿陷性黄土这种特殊的不良地基土，汾河流域和晋东南地区就广泛分布着湿陷黄土。湿陷黄土大多是坡积、洪基、冲积所致，呈粉土和粉质黏土，并含有少量的结核。这样一来，建筑的天然地基存在着各种各样的问题，我们就必须进行适当的地基处理。
置换法改造技术
换土法
换土法也叫换填法，指的是把地基范围内的软土清除，然后用稳定性比较好的石、土回填并且压实、夯实。以提高地基的抗变形能力和稳定能力，改变了地基的承载力特性。
施工要点:开挖换填的深度最好在2米以内，并采取分层填充、分层夯实、分层检测压实度的方式。且在换填过程中，对于天然沙砾中石头的含量、粒径、级配也都应该充分考虑，也可以做实验检测，以避免因无法夯实而引起沉降。
强夯置换法
强夯置换法又叫夯挤置换法。指的是利用沉管或夯锤把管或锤置于土中，使得土想两侧挤开，然后在夯坑或管内放入砂砾、碎石等填料，同时对桩周土实行横向的强力挤压加固，使桩体获得扩大头、串珠装和托盘状，这样利于两桩之间的紧密咬合，增强摩擦阻力。这样的地基处理后，整体刚度变得均匀，变形模量不高，又可以不受地下水的影响。因此，地基处理的深度可达三十米以上。
施工注意要点：当填料是透水性较好的砂砾和碎石时，是良好的竖向排水通道。
振冲置换法
振冲置换法指的是利用特制的振冲器具，用高压水射流在下边震冲，使它在地基里形成孔，然后把卵石、碎石等粗粒料分批填入孔中，使其成为桩体。这种复合桩体就是原地基土与其结合组成的，这样一来，减小压缩性、提高地基承载力的目的就能达到了。
施工注意要点：原地基土对碎石桩的侧向约束作用在很大程度上决定了碎石桩的沉降量和承载力。若要把该方法用于强度较低的软黏土地基时，需要格外谨慎小心，因为强度低的软黏土约束作用弱，约束作用越弱，碎石桩的作用效果就会越差。
压实与夯实法改造技术
表层碾压法
表层碾压法又叫表层压实法，是指采用人工夯、低能夯实机械来压实土壤，或用振动碾压机对表层疏松的土进行压实，使之达到所需的密度、实度。碾压机械分为平碾、羊足碾等等。在砂土中碾压的时候，土的颗粒受到较大的单位压力以后很可能向周围移动，土的结构就会被破坏，所以羊足碾不适用于砂性土。一般都会用羊足碾来碾压粘性土而不是砂性土，以达到最好的效果。
重锤夯实法
重锤夯实法是指利用夯锤自由下落所产生的夯击力来夯实浅层地基的。土体的空隙一旦被压缩，土粒的排列就会更紧密。重锤夯实法通称鸥两种，一种是机械夯实，另一种是人工夯实。内燃夯土机、夯锤和蛙式打夯机等是机械夯实常用的器械。木夯、石夯等是人工夯实的主要工具。夯锤是借助起重机悬挂的重锤，在空中升到一定高度后，进行自由落体，反复夯击地基土的表层几次。夯锤的锤重一般在1.5吨到3吨之间，落距为2.5米到4米不等。夯实法可以夯实粘性土或非粘性土，主要运用于小面积的回填土。
振动压实法
振动压实法用的工具是振动压实机，这种方法需要把这种机器放置于土层的表面，使地基土颗粒发生移动，从而达到紧密的状态。振动碾是一种将碾压和振动同时进行的高效率的压实机械，比之一般的平碾，功效提高了一到两陪之多。这种方法的振实填料一般为碎石类土、爆破石渣、轻亚黏土、杂填土等非粘性土才能收到较好的效果。
预压法改造技术
堆载预压法
堆载预压法是指在地基上堆放砂、石、水、土等重物进行预压的改造技术。当堆载的重物超过计划建造的建筑物的荷载时，可称为超载预压。通常我们采取分级加载来避免堆载时压坏地基，前一级荷载作用使地基基本稳固后，再进行下一级的荷载，直至达到原来设计的荷载为止。地基土的厚度、渗透特性、预压荷载的大小等因素都会影响预压所需要的时间长短。施工时需要注意监测土中孔隙水的压力消散情况和地面沉降情况，以便对预压加以控制。
真空预压法
真空预压法值得是在软黏土地基的表面铺设砂垫层，并用土工薄膜覆盖然后密封。用真空泵抽地基土中的气，使得土中产生一定的真空度，利用真空压力与大气压力之间的差值，把土中的一部分水抽出来，因而能使地基土更加坚固，若设置的有排水砂井，还能将空隙中的水更快地排出。
降水法
降水法顾名思义，指的是降低地下水位所能减少的地基孔隙水的压力，使地基能够得到预压的方法。操作过程中增加覆土的自重应力，就能令有效应力增加，从而预压地基。这种方法实际上利用地基土的自重，并依靠降低地下水位来达到预压的。
施工注意要点：当土层是粉土、饱和粘土、淤泥或淤泥质粘性土时，电极是这种方法的一个很好的辅助工具。此外，这种降水法一般采取轻型的井点、深井井点或喷射井点。
电渗法
电渗法指的是在地基中放置安插金属电极，并通以直流电，在这样的直流电场得作用下，地基土中的水会从阳极向阴极流动，形成电渗。让水不从阳极补充，而是从阴极的井点用真空的方式抽水，就能使地下水的水位降低，土壤中的含水量减少，以此来达到固结地基、加密地基的作用，并使得地基的强度大大提高。
施工注意：电渗法也可以和堆载预压法配合使用，使饱和粘性土地基加速固结。
总而言之，对不良地基土的处理要采取既科学又合理的改造技术，并充分发挥原来地基土的承载力，具有施工速度快、施工工艺简单、就地取材、地基处理费用低等特点，改造并减少地基的沉降变形、强化软土地基的承载力，并使其成为能够满足地基强度、变形等要求的优良地基。

参考文献：
[1]谢海林、徐长林著：《不良地基土的处理与加固的方法及施工工艺》，价值工程（2010）；
[2]张成英著：《公路施工中软土地基处理方面的研究》，山西建筑（2010）；
[3]李勇著：《浅谈航道护岸工程中软弱地基的处理》，民营科技（2010）；
[4]吴捷梧著：《公路软土地基的处理方法》，中国新技术新产品（2010）。