摘要：随着工程技术的不断发展，建筑工程中地基施工技术的水平也被人们要求的越来越高，作为建筑结构的重要组成部分——地基基础，其质量与水平与建筑结构的稳定性与整体性有着密不可分的关系，因此，在对地基基础施工时，施工方案必须考虑多方面因素，比如工程质量、地质情况、工程结构特点、工期、气象条件等等一系列问题。具体要结合实际情况，合理运用加固措施，对工程进行施工管理。本文首先介绍一个良好的地基加固技术的方法极其重要意义，然后介绍其应用研究。
关键词：建筑工程；地基施工；地基加固
引言：在我国的沿江、沿海地等广大地区，存在大量的软土层地基。而这些地区，同时又是我国经济十分活跃的地区，已建或正在建设大量的工程设施。由于软土地基具有含水量极其丰富，压缩性高、强度低、透水性差、埋藏较深等特点，其作为地基将由于固结和剪切变形产生很大的沉降和差异沉降，而且沉降的延迟时间很长。如果在设计或施工处理不当，就可能影响其整个工程建筑设施的正常使用，造成不可估量的损失。也正因如此，在建筑工程中地基加固与其应用十分重要。
一、地基加固的方法
人工加固地基的方法有密实法、换土法和加固法三类：
1、密实法
用密实法处理地基又可分为：
①碾压夯实法：对含水量在一定范围内的土层进行碾压或夯实。此法影响深度约为200毫米,仅适于平整基槽或填土分层夯实。
②重锤夯实法: 用起重机械提起重锤，反复夯打，其有效加固深度可达1.2米。此法适用于处理粘性土、砂土、杂填土、湿陷性黄土地基和对大面积填土的压实以及杂填土地基的处理。
③机械碾压法：用平碾、羊足碾、压路机、推土机及其他压实机械压实松散土层。碾压效果取决于被压土层的含水量和压实机械的能量。对于杂填土地基常用 8～12吨的平碾或13～16吨的羊足碾，逐层填土，逐层碾压。
④振动压实法：在地基表面施加振动力,以振实浅层松散土。振动压实效果取决于振动力、被振的成分和振动时间等因素。用此法处理以砂土、炉渣、碎石等无粘性土为主的填土地基，效果良好。
适用范围：适用于砂性土和小于0.005mm的粘粒含量低于10%的粘性土。
⑤强夯法：利用重量为8～40吨的重锤从6～40米的高处自由落下，对地基进行强力夯实的处理方法。经过强夯的地基承载能力可提高3～4倍,以至6倍，压缩性可降低200～1000%,影响深度在10米以上。此法适用于处理砂土、粉砂、黄土、杂填土和含粉砂的粘性土等。施工时噪声与振动较大。
适用范围：适用于碎石土、砂土、素填土、杂填土、低饱和度的粉土与粘性土及湿陷性黄土。
⑥堆载预压法：在堆积荷载作用下，使饱和软土层排水固结，提高抗剪能力，增加地基的稳定性。
⑦砂井堆载预压法:在软土层中按一定距离打入管井,井中灌入透水性良好的砂,形成排水“砂井”，在堆载预压下，加速地基排水固结，提高地基承载能力。此外，还有挤密砂桩法和振动水冲桩法等。
2、换土法
当地基持力层软弱，密集法不能满足建筑物荷载要求时，可采用换土垫层的办法处理土层。此法是先将基础底下一定深度的软弱土层挖出，回填砂、碎石、素土或灰土等，逐层夯实，便成为承载能力较高的垫层。
3、加固法
用加固法处理地基可分为：
①化学加固法：通过压力灌注或搅拌混合等措施，使化学溶液或胶结剂进入土层，使土粒胶结。所用浆液主要有：高标号硅酸盐水泥和速凝剂配制成的水泥浆液；以水玻璃为主加氯化钙配制成的水玻璃浆液；以丙烯酸氨为主的浆液；以重铬酸盐木质素浆等纸浆液为主的浆液。应用较多的是水泥浆液；纸浆液虽加固效果较好，但有毒，会污染地下水。
②高压旋喷法：利用喷射化学浆液与土粒混合搅拌处理地基。多使用水泥浆液。为防止浆液流失，常加入三乙醇胺和氯化钙等速凝剂。此法还可用于建筑物地基的补强。
③硅化加固法：此法是在渗透性较强的土层，利用一定的压力，把浆液通过下端带孔的管子注入土中，使土粒胶结起来。其加固效果同所用的化学溶液浓度、土壤渗透性和注液压力有关。对于渗透系数每分钟小于 10-6米的粘性土，压力注入的硅酸钠溶液要依靠电渗作用，才能进入土层空隙，这种方法称为电硅化法。此法加固作用快，工期短，还可用来制止流砂、堵塞泉眼，也可用于加固已建工程。
二、地基加固的意义
既然需要地基基础加固，就是因为天然地基软弱无法满足地基强度、变形等要求，那么就需要事先对地基进行处理，从而达到地基加固的目的。
地基处理的目的及意义主要有下面5点：
1.提高地基土的抗剪切强度
地基的剪切破坏表现在：建筑物的地基承载力不够；由于偏心荷载及侧向土压力的作用使结构物失稳；由于填土或建筑物荷载，使邻近地基产生隆起；土方开挖时边坡失稳；基坑开挖时坑底隆起。地基的剪切破坏反映在地基土的抗剪强度不足，因此，为了防止剪切破坏，就需要采取一定措施以增加地基土的抗剪强度。
2.降低地基土的压缩性
地基土的压缩性表现在建筑物的沉降和差异沉降大；由于有填土或建筑物荷载，使地基产生固结沉降；作用于建筑物基础的负摩擦力引起建筑物的沉降；大范围地基的沉降和不均匀沉降；基坑开挖引起邻近地面沉降；由于降水地基产生固结沉降。地基的压缩性反映在地基土的压缩模量指标的大小。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆因此，需要采取措施以提高地基土的压缩模量，借以减少地基的沉降或不均匀沉降。
3.改善地基土的透水特性
地基土的透水性表现在堤坝等基础产生的地基渗漏；基坑开挖工程中，因土层内夹薄层粉砂或粉土而产生流砂和管涌。以上都是在地下水的运动中所出现的问题。为此，必须采取措施使地基土降低透水性或减少其水压力。
4.改善地基土的动力特性
地基土的动力特性表现在地震时饱和松散粉细砂(包括部分粉土)将产生液化；由于交通荷载或打桩等原因，使邻近地基产生振动下沉。为此，需要采取措施防止地基液化，并改善其振动特性以提高地基的抗震性能。
5.改善特殊土的不良地基特性
主要是消除或减少黄土的湿陷性和膨胀土的胀缩性等。
三、地基加固的应用
1、换土垫层法
基本原理：就是挖除浅层软弱土或不良土，分层碾压或夯实。
分类：按回填的材料可分为砂(或砂石)垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土(灰土、二灰)垫层等。干渣分为分级干渣、混合干渣和原状干渣；粉煤灰分为湿排灰和调湿灰。
作用：换土垫层法可提高持力层的承载力，减少沉降量；消除或部分消除土的湿陷性和胀缩性；防止土的冻胀作用及改善土的抗液化性。常用机械碾压、平板振动和重锤夯实进行施工。
适用范围：常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的回填土方工程，一般适用于处理浅层软弱土层(淤泥质土、松散素填土、杂填土、浜填土以及已完成自重固结的冲填土等)与低洼区域的填筑。一般处理深度为2～3m。适用于处理浅层非饱和软弱土层、湿陷性黄土、膨胀土、季节性冻土、素填土和杂填土。
注：垫层只解决承载力问题而无助于减少沉降。
2、排水固结法
基本原理：就是软土地基在附加荷载的作用下，逐渐排出孔隙水，使孔隙比减小，产生固结变形。在这个过程中，随着土体超静孔隙水压力的逐渐消散，土的有效应力增加，地基抗剪强度相应增加，并使沉降提前完成或提高沉降速率。
排水固结法主要由排水和加压两个系统组成。排水可以利用天然土层本身的透水性，尤其是软土地区多夹砂薄层的特点，也可设置砂井、袋装砂井和塑料排水板之类的竖向排水体。加压主要是地面堆载法、真空预压法和井点降水法。为加固软弱的粘土，在一定条件下，采用电渗排水井点也是合理而有效的。
(1)堆载预压法 在建造建筑物以前，通过临时堆填土石等方法对地基加载预压，达到预先完成部分或大部分地基沉降，并通过地基土固结提高地基承载力，然后撤除荷载，再建造建筑物。
一般临时的预压堆载等于建筑物的荷载，但为了减少由于次固结而产生的沉降，预压荷载也可大于建筑物荷载，称为超载预压。
为了加速堆载预压地基固结速度，常可与砂井法或塑料排水带法等同时应用。如粘土层较薄，透水性较好，也可单独采用堆载预压法。适用于软粘土地基。
(2)砂井法(包括袋装砂井、塑料排水带等) 在软粘土地基中，设置一系列砂井，在砂井之上铺设砂垫层或砂沟，人为地增加土层固结排水通道，缩短排水距离，从而加速固结，并加速强度增长。砂井法通常辅以堆载预压，称为砂井堆载预压法。
适用范围：适用于透水性低的软弱粘性土，但对于泥炭土等有机质沉积物不适用。
(3)真空预压法 在粘土层上铺设砂垫层，然后用薄膜密封砂垫层，用真空泵对砂垫层及砂井抽气，使地下水位降低，同时在大气压力作用下加速地基固结。
适用范围：适用于能在加固区形成(包括采取措施后形成)稳定负压边界条件的软土地基。
(4)真空-堆载联合预压法 当真空预压达不到要求的预压荷载时，可与堆载预压联合使用，其堆载预压荷载和真空预压荷载可叠加计算。
适用范围：适用于软粘土地基。
(5)降低地下水位法 通过降低地下水位使土体中的孔隙水压力减小，从而增大有效应力，促进地基固结。
适用范围：适用于地下水位接近地面而开挖深度不大的工程，特别适用于饱和粉、细砂地基。
(6)电渗排水法 在土中插入金属电极并通以直流电，由于直流电场作用，土中的水从阳极流向阴极，然后将水从阴极排除，而不让水在阳极附近补充，借助电渗作用可逐渐排除土中水。在工程上常利用它降低粘性土中的含水量或降低地下水位来提高地基承载力或边坡的稳定性。
适用范围：适用于饱和软粘土地基。
结语：万丈高楼从地起，因此建筑工程中地基基础尤为重要，地基基础的施工技术与加固技术影响到工程质量，同时也与工程成本相关，因此在地基施工中应严格按照相关施工技术与要求对其进行严格管理与监督，真正做到合理的勘测地质条件对其准确运用加固方法，做到最大程度满足设计要求与技术水平。
参考文献
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[4]刘永红.碎石桩加固地基的机理研究[D].西南交通大学，2004年.
论文作者:冯辉,唐秋平
论文发表刊物:《基层建设》2017年5期
论文发表时间:2017/6/12
标签：地基论文; 预压论文; 土层论文; 荷载论文; 适用于论文; 浆液论文; 填土论文; 《基层建设》2017年5期论文;