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摘 要 在工程地质勘察中，要充分分析工程地质条件，根据地基、基础和上部结构的共同作用，合理地选择地基处理方案。
关键词 工程地质；地基；方案；加固
中图分类号 TU 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)011-0141-01
工程地质勘察是工程建设的首要阶段，其勘察成果是基础设计的主要依据之一。我国地域辽阔，地质情况复杂多变，从沿海到内地，由山区到平原分布着多种多样的地基土，这些不同成因的岩土工程特性（压缩性指标、抗剪强度指标，孔隙比、含水量及液性指数等）差异很大。因此，在工程地质勘察中查明其成因类型、分布规律、埋藏条件及其土的性质，针对各种复杂的工程地质条件，在保证工程设计和工程建设质量的前提下，充分挖掘地基土的潜力，合理地选择地基与基础设计方案，可降低工程造价，缩短建设工期。地基的处理方法众多，每种处理都有各自的局限性、使用条件和优缺点，我们应该针对具体工程、具体要求来选择不同地基处理方案。
1 地基基础的方案选择
不同地基岩土宜选用不同基础方案。
1.1 天然地基
在工程建设中，应充分利用地基土的工程地质条件，尽可能地选用天然地基。自然界土层的物理力学性质指标及地基承载力差别较大，在考虑选用天然地基时，应结合基础形式及上部结构综合考虑。首先应选择上部承载力较高的土层作为天然地基持力层，并验算其下卧层的承载力是否满足要求，如不满足要求，可使基础尽量浅埋，以增加持力层的厚度，但应满足冻土深度要求；也可以加宽基础以减小上部结构对地基单位面积承载力的要求。选择天然地基时应满足地基承载力、地基变形及边坡稳定三个条件，一般当地基土的承载力较高、压缩性较小且比较均匀时，满足承载力要求时也会满足变形和稳定的条件，即可选用天然地基。但对于地质复杂、土质不均、地基软弱、建筑物荷载很大或结构荷载相差悬殊时，即使承载力满足要求也需进行变形验算，两者均满足要求时方可选用天然地基。对于经常受水平荷载作用的高耸构（建）筑物、挡土结构以及建造在斜坡上的建（构）筑物或开挖深基坑及遇有软弱土层时，需进行稳定性验算，满足要求后方可选用天然地基。
1.2 软弱粘性土
对于厚度较大的软弱粘性土可采用换土垫层法、灰土桩、深层搅拌法、抛石挤淤、设置砂桩或排水带堆载预压固结法等提高地基承载力。对于面积不大及埋藏较浅的软弱粘性上可挖除后回填或将基础加深，对于宽度不大的条形基础可采用基础地梁跨越。
1.3 饱和粉细砂、饱和粉土
在处理液化地基土时，应根据液化等级及建筑物的性质综合确定处理方案。如对于丁类建筑物轻微及中等液化场地可不采取措施，严重液化场地可对基础和上部结构处理。对于丙类建筑物轻微液化及中等液化场地可加强基础和上部结构，严重液化场地应全部消除液化沉陷或部分消除液化沉陷影响并且对基础和上部结构处理。对于乙类建筑物轻微液化场地可部分消除液化沉陷或对基础和上部结构处理，中等液化场地可部分消除液化沉陷且对基础和上部结构处理，严重液化场地应全部消除液化沉陷影响。对于需全部消除液化沉陷影响的场地，处理深度应大于液化深度下限，改善排水条件和增加土的密实度是处理液化地基的有力措施。振冲挤密碎石桩及振冲置换碎石桩可有效地消散超孔隙水压力，增加土的密实度。强夯法和灌浆法可增加土的密实度。也可采用桩基础将桩端深人液化深度以下稳定的土层中。用非液化土替换全部液化
土层。
1.4 湿陷性黄土
处理陷性黄土，应根据湿陷类型、湿陷范围、湿陷深度、场地的工程地质条件以及建筑物的类型综合确定。可选择部分消除地基的湿陷性和全部消除地基的湿陷性。处理深度可根据建筑物的性质和湿陷等级综合考虑。垫层法和灰土桩、上桩适合处理小范围的单体建筑物。强夯法及预浸水法适合处理大面积的湿陷性黄土。
1.5 膨胀土
膨胀土具有膨胀与收缩性，压力和含水量是影响膨胀与收缩的重要因素。此类土应调查当地的水文地质条件和区域气候条件，测定土的含水量、自由膨胀率和不同压力下的膨胀率，确定地基的胀缩等级。根据场地的工程地质条件、水文地质条件的复杂程度、以及对建筑物产生的影响可选用天然地基，因荷载较大的建筑物能抵消地基的膨胀力，起到控制地基变形的作用，使地基变形变小，选用天然地基时，最好选择三层以上的建筑物。对需进行处理的膨胀土，应考虑湿陷深度、厚度及地下水位的影响。
1）当膨胀土埋藏在地表下3 m左右且膨胀土较厚或地下水位较深时，尽量利用上部的地墓土，将基础浅埋，合理选择基础形式，减小地基胀缩变形量。2）当膨胀土埋藏在地表下2 m～3 m，土层厚度在1 m～2 m
时，可全部挖除膨胀土并用无胀缩的粘性土、灰土及砂替换。3）当膨胀土埋藏较浅但土的厚度较大时，可采用换土垫层法进行处理。4）当膨胀土埋藏较深且土的承载力满足不了较高层数及载荷较大的建筑物的要求，可采用桩基础。
1.6 杂填土
杂填土一般不宜采用天然地基，但对于建筑垃圾和性能稳定的工业垃圾在采取机械压实措施加固基础并达到一定有效深度及加强上部结构刚度的措施后，仍可作为一般建筑物的天然地基持力层，但其地基承载力应根据载荷试验或其它原位测试手段取得。
2 地基加固处理技术
地基处理的对象主要包括软土地基和特殊土地基。
2.1 排水固结法
排水固结是在建筑物建造之前，在场地上堆载预压，使土体中部分孔隙水逐渐排出，达到地基固结，沉降提前完成，土体强度逐渐提高的目的。适用于各类淤泥、淤泥质土及其他类饱和软粘土。排水固结法除了设置不同间距和深度的砂井或塑料排水带外，必须具有一定的预压荷载和预压时间。预压荷载可通过堆载在地基中形成超静水压力来实现排水固结，即正压固结；如无条件施加预压荷载，可采用真空预压、降水预压、电渗排水等方法在地基中形成负超静水压力来实现排水固结，即负压固结。而预压时间须通过理论计算来确定。
2.2 密实法适用于非饱和的各种粘性土类
1）碾压法：利用压实机械，如：压路机、羊足碾等碾压机械对土进行压实。2）夯实法：利用冲击能来击实地基。按冲击能大小，分为重锤夯实和强夯两类。①重锤夯实：用起重机械将夯锤（锤重15 kg~30 kg）提高到一定高度（落距2.5 m~4.5 m）后，令其自由下落，利用冲击能量将地基夯实；②强夯法：夯击能量特别大，锤重100 kg~400 kg，落
距6 m~40 m。强夯后地基强度提高过程可分为强制压缩或振密、土体液化或结构破坏、排水固结压密、触变恢复和固结压密四个阶段。3）振密挤密法：将带桩靴的工具桩管打入软弱土层中，挤压土壤形成桩孔，从侧向将土挤密，然后再在桩管中灌入砂石或素土、石灰、灰土等填充料进行捣实，随着填充料的灌入逐渐拔出桩管，形成柔性桩体，并与原地基形成一种复合型地基，从而改善地基的工程性能。这种方法最适用于加固松软饱和土地基。根据施工方法和灌入材料不同，分为沉管挤密砂（或碎石）桩、振冲碎石桩、石灰桩、灰土桩、渣土桩等。
2.3 换填法
当建筑物基础下的持力层比较软弱，不能满足上部荷载对地基的要求时，可采用将基础下一定范围内部分（或全部）软土挖去，然后再回填强度较大的砂、碎石或素土等材料，经夯实处理使之成为建筑物基础的持力层。换垫法处理地基时按换填所用材料分为砂垫层、砂石垫层、碎石垫层、素土垫层等。适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟（塘）的浅层处理。
2.4 胶结法
将某些能固化的化学浆液，采用注入或机械拌入的施工方法，把土颗粒胶结起来，从而改善地基土的物理力学性质。主要有注浆法、深层搅拌法。注浆法是利用液压、气压或电化学方法，通过注浆管把浆液均匀地注入地层中，浆液以充填、渗透等方式，进入颗粒之间的孔隙或土体裂隙中，将原来松散的土体胶结成一个整体，形成强度高、防渗和化学稳定性好的固结体。按注入材料分为水泥注浆和化学注浆两类。深层搅拌法有粉喷桩及水泥搅拌桩，粉喷桩施工时，至设计孔深后，将钻杆端粉喷头以一定的速度边旋转邊提升，喷粉系统以一定的喷粉压力将水泥定时、定量喷向搅拌的土体；水泥搅拌桩原理与粉喷桩相同，将一定水灰比的水泥浆喷入搅拌的土体中，以提高地基土的承载力。
2.5 特殊土地基处理
1）湿陷性黄土地基处理的机理是破坏湿陷性黄土的大孔结构，全部或部分消除地基的湿陷性，从根本避免或削弱湿陷现象的发生。常用方法有土（灰土）垫层、重锤夯实、强夯、化学加固、土（灰土）桩挤密等。
2）膨胀土地基应根据膨胀土的胀缩性、埋藏深度和厚度以及大气影响深度等因素来确定是否进行处理。当膨胀土位于地表下3 m，或地下水位较高时，一般不做处理。否则应用砂、碎石等材料进行换填，换填厚度应按设计确定。
3）在建筑场地范围内有岩溶、土洞和红粘土地基时，应综合考虑岩溶发育情况、土洞大小、红粘土的工程特性，结合工程要求、施工条件、经济与安全等方面问题，合理选择地基或结构处理方案。
3 结束语
上述各种地基处理方法都有各自的特点和作用机理，在不同工程地质中产生不同的加固效果。因此，须对每一具体工程进行综合考虑，通过对几种可能采用的地基处理方案进行技术经济比较，选择一种技术可靠、经济合理、施工可行的方案。
参考文献
[1]赵维炳,施建勇.地基处理及基础工程[M].中国水利水电出版社,2002.
[2]陈洪江.工程地质与地基基础[M].武汉理工大学出版社,2008.
关键词 工程地质；地基；方案；加固
中图分类号 TU 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)011-0141-01
工程地质勘察是工程建设的首要阶段，其勘察成果是基础设计的主要依据之一。我国地域辽阔，地质情况复杂多变，从沿海到内地，由山区到平原分布着多种多样的地基土，这些不同成因的岩土工程特性（压缩性指标、抗剪强度指标，孔隙比、含水量及液性指数等）差异很大。因此，在工程地质勘察中查明其成因类型、分布规律、埋藏条件及其土的性质，针对各种复杂的工程地质条件，在保证工程设计和工程建设质量的前提下，充分挖掘地基土的潜力，合理地选择地基与基础设计方案，可降低工程造价，缩短建设工期。地基的处理方法众多，每种处理都有各自的局限性、使用条件和优缺点，我们应该针对具体工程、具体要求来选择不同地基处理方案。
1 地基基础的方案选择
不同地基岩土宜选用不同基础方案。
1.1 天然地基
在工程建设中，应充分利用地基土的工程地质条件，尽可能地选用天然地基。自然界土层的物理力学性质指标及地基承载力差别较大，在考虑选用天然地基时，应结合基础形式及上部结构综合考虑。首先应选择上部承载力较高的土层作为天然地基持力层，并验算其下卧层的承载力是否满足要求，如不满足要求，可使基础尽量浅埋，以增加持力层的厚度，但应满足冻土深度要求；也可以加宽基础以减小上部结构对地基单位面积承载力的要求。选择天然地基时应满足地基承载力、地基变形及边坡稳定三个条件，一般当地基土的承载力较高、压缩性较小且比较均匀时，满足承载力要求时也会满足变形和稳定的条件，即可选用天然地基。但对于地质复杂、土质不均、地基软弱、建筑物荷载很大或结构荷载相差悬殊时，即使承载力满足要求也需进行变形验算，两者均满足要求时方可选用天然地基。对于经常受水平荷载作用的高耸构（建）筑物、挡土结构以及建造在斜坡上的建（构）筑物或开挖深基坑及遇有软弱土层时，需进行稳定性验算，满足要求后方可选用天然地基。
1.2 软弱粘性土
对于厚度较大的软弱粘性土可采用换土垫层法、灰土桩、深层搅拌法、抛石挤淤、设置砂桩或排水带堆载预压固结法等提高地基承载力。对于面积不大及埋藏较浅的软弱粘性上可挖除后回填或将基础加深，对于宽度不大的条形基础可采用基础地梁跨越。
1.3 饱和粉细砂、饱和粉土
在处理液化地基土时，应根据液化等级及建筑物的性质综合确定处理方案。如对于丁类建筑物轻微及中等液化场地可不采取措施，严重液化场地可对基础和上部结构处理。对于丙类建筑物轻微液化及中等液化场地可加强基础和上部结构，严重液化场地应全部消除液化沉陷或部分消除液化沉陷影响并且对基础和上部结构处理。对于乙类建筑物轻微液化场地可部分消除液化沉陷或对基础和上部结构处理，中等液化场地可部分消除液化沉陷且对基础和上部结构处理，严重液化场地应全部消除液化沉陷影响。对于需全部消除液化沉陷影响的场地，处理深度应大于液化深度下限，改善排水条件和增加土的密实度是处理液化地基的有力措施。振冲挤密碎石桩及振冲置换碎石桩可有效地消散超孔隙水压力，增加土的密实度。强夯法和灌浆法可增加土的密实度。也可采用桩基础将桩端深人液化深度以下稳定的土层中。用非液化土替换全部液化
土层。
1.4 湿陷性黄土
处理陷性黄土，应根据湿陷类型、湿陷范围、湿陷深度、场地的工程地质条件以及建筑物的类型综合确定。可选择部分消除地基的湿陷性和全部消除地基的湿陷性。处理深度可根据建筑物的性质和湿陷等级综合考虑。垫层法和灰土桩、上桩适合处理小范围的单体建筑物。强夯法及预浸水法适合处理大面积的湿陷性黄土。
1.5 膨胀土
膨胀土具有膨胀与收缩性，压力和含水量是影响膨胀与收缩的重要因素。此类土应调查当地的水文地质条件和区域气候条件，测定土的含水量、自由膨胀率和不同压力下的膨胀率，确定地基的胀缩等级。根据场地的工程地质条件、水文地质条件的复杂程度、以及对建筑物产生的影响可选用天然地基，因荷载较大的建筑物能抵消地基的膨胀力，起到控制地基变形的作用，使地基变形变小，选用天然地基时，最好选择三层以上的建筑物。对需进行处理的膨胀土，应考虑湿陷深度、厚度及地下水位的影响。
1）当膨胀土埋藏在地表下3 m左右且膨胀土较厚或地下水位较深时，尽量利用上部的地墓土，将基础浅埋，合理选择基础形式，减小地基胀缩变形量。2）当膨胀土埋藏在地表下2 m～3 m，土层厚度在1 m～2 m
时，可全部挖除膨胀土并用无胀缩的粘性土、灰土及砂替换。3）当膨胀土埋藏较浅但土的厚度较大时，可采用换土垫层法进行处理。4）当膨胀土埋藏较深且土的承载力满足不了较高层数及载荷较大的建筑物的要求，可采用桩基础。
1.6 杂填土
杂填土一般不宜采用天然地基，但对于建筑垃圾和性能稳定的工业垃圾在采取机械压实措施加固基础并达到一定有效深度及加强上部结构刚度的措施后，仍可作为一般建筑物的天然地基持力层，但其地基承载力应根据载荷试验或其它原位测试手段取得。
2 地基加固处理技术
地基处理的对象主要包括软土地基和特殊土地基。
2.1 排水固结法
排水固结是在建筑物建造之前，在场地上堆载预压，使土体中部分孔隙水逐渐排出，达到地基固结，沉降提前完成，土体强度逐渐提高的目的。适用于各类淤泥、淤泥质土及其他类饱和软粘土。排水固结法除了设置不同间距和深度的砂井或塑料排水带外，必须具有一定的预压荷载和预压时间。预压荷载可通过堆载在地基中形成超静水压力来实现排水固结，即正压固结；如无条件施加预压荷载，可采用真空预压、降水预压、电渗排水等方法在地基中形成负超静水压力来实现排水固结，即负压固结。而预压时间须通过理论计算来确定。
2.2 密实法适用于非饱和的各种粘性土类
1）碾压法：利用压实机械，如：压路机、羊足碾等碾压机械对土进行压实。2）夯实法：利用冲击能来击实地基。按冲击能大小，分为重锤夯实和强夯两类。①重锤夯实：用起重机械将夯锤（锤重15 kg~30 kg）提高到一定高度（落距2.5 m~4.5 m）后，令其自由下落，利用冲击能量将地基夯实；②强夯法：夯击能量特别大，锤重100 kg~400 kg，落
距6 m~40 m。强夯后地基强度提高过程可分为强制压缩或振密、土体液化或结构破坏、排水固结压密、触变恢复和固结压密四个阶段。3）振密挤密法：将带桩靴的工具桩管打入软弱土层中，挤压土壤形成桩孔，从侧向将土挤密，然后再在桩管中灌入砂石或素土、石灰、灰土等填充料进行捣实，随着填充料的灌入逐渐拔出桩管，形成柔性桩体，并与原地基形成一种复合型地基，从而改善地基的工程性能。这种方法最适用于加固松软饱和土地基。根据施工方法和灌入材料不同，分为沉管挤密砂（或碎石）桩、振冲碎石桩、石灰桩、灰土桩、渣土桩等。
2.3 换填法
当建筑物基础下的持力层比较软弱，不能满足上部荷载对地基的要求时，可采用将基础下一定范围内部分（或全部）软土挖去，然后再回填强度较大的砂、碎石或素土等材料，经夯实处理使之成为建筑物基础的持力层。换垫法处理地基时按换填所用材料分为砂垫层、砂石垫层、碎石垫层、素土垫层等。适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟（塘）的浅层处理。
2.4 胶结法
将某些能固化的化学浆液，采用注入或机械拌入的施工方法，把土颗粒胶结起来，从而改善地基土的物理力学性质。主要有注浆法、深层搅拌法。注浆法是利用液压、气压或电化学方法，通过注浆管把浆液均匀地注入地层中，浆液以充填、渗透等方式，进入颗粒之间的孔隙或土体裂隙中，将原来松散的土体胶结成一个整体，形成强度高、防渗和化学稳定性好的固结体。按注入材料分为水泥注浆和化学注浆两类。深层搅拌法有粉喷桩及水泥搅拌桩，粉喷桩施工时，至设计孔深后，将钻杆端粉喷头以一定的速度边旋转邊提升，喷粉系统以一定的喷粉压力将水泥定时、定量喷向搅拌的土体；水泥搅拌桩原理与粉喷桩相同，将一定水灰比的水泥浆喷入搅拌的土体中，以提高地基土的承载力。
2.5 特殊土地基处理
1）湿陷性黄土地基处理的机理是破坏湿陷性黄土的大孔结构，全部或部分消除地基的湿陷性，从根本避免或削弱湿陷现象的发生。常用方法有土（灰土）垫层、重锤夯实、强夯、化学加固、土（灰土）桩挤密等。
2）膨胀土地基应根据膨胀土的胀缩性、埋藏深度和厚度以及大气影响深度等因素来确定是否进行处理。当膨胀土位于地表下3 m，或地下水位较高时，一般不做处理。否则应用砂、碎石等材料进行换填，换填厚度应按设计确定。
3）在建筑场地范围内有岩溶、土洞和红粘土地基时，应综合考虑岩溶发育情况、土洞大小、红粘土的工程特性，结合工程要求、施工条件、经济与安全等方面问题，合理选择地基或结构处理方案。
3 结束语
上述各种地基处理方法都有各自的特点和作用机理，在不同工程地质中产生不同的加固效果。因此，须对每一具体工程进行综合考虑，通过对几种可能采用的地基处理方案进行技术经济比较，选择一种技术可靠、经济合理、施工可行的方案。
参考文献
[1]赵维炳,施建勇.地基处理及基础工程[M].中国水利水电出版社,2002.
[2]陈洪江.工程地质与地基基础[M].武汉理工大学出版社,2008.