论文部分内容阅读
身份证号码：45042319851005003X 广西 南宁 530022
【摘 要】在建筑工程的设计和施工中，常常会遇到地基强度不足的情况，因而往往需要对地基进行必要的处理。而对地基进行处理的方法有很多，包括换土垫层法、深层密实法、排水固结法、加筋法等，而每种方法也都有它的优缺点、局限性和适用范围。所以对每一项工程都应当从其处理要求、地基条件、材料机具来源以及工程费用等各个方面来进行综合地考虑，以此来对地基处理方法进行合理的选择和优化。本文着重对水泥土搅拌桩在地基加固处理中的应用进行了浅要的分析和探讨。本文通过对地基加固处理的应用进行分析，以提高人们对地基加固处理技术的研究。
【关键词】房屋建筑；地基加固；方法及技巧
建筑工程地基加强处理的目的是通过夯实，换填土，挤密，加筋及排水等方法，达到对地基承载能力的提高，以改善地基土的结构特点使之满足工程需要，其主要目的包括：改善地基原状土的不良特性；提高地基的抗剪切强度；改善地基的压缩量；改善地基的透水特性；改善地基的动力特性。
一、房屋地基加固的原理
当工程结构的荷载较大，地基土质又较软弱（强度不足或压缩性大），不能作为天然地基时，可针对不同情况，采取各种人工加固处理的方法，以改善地基性质、提高承载力、增加稳定性、减小地基变形和基础埋置深度。
地基加固的原理是：“将土质由松变实，将土的含水量由高变低”，即可达到地基加固的目的；工程实践中各种加固方法，如机械碾压法、重锤夯实法、挤密桩法、化学加固法、预压固结法、深层搅拌法等都是基于此加固原理。
在拟定地基加固处理方案时，应充分考虑地基与上部结构共同工作的原则，从地基处理、建筑、结构设计和施工方面都应采取相应的措施进行综合治理，绝不能单纯地对地基进行加固处理。否则，不但会增加工程费用，反而难以达到理想的效果，其具体的措施有：
（1）改变建筑形体，简化建筑平面。
（2）调整荷载差异。
（3）合理设置沉降缝。沉降缝宜设置在：①地基不同土层的交接处或地基同一土层厚薄不一处；②建筑平面的转折处；③荷载或高度差异处；④建筑结构或基础类型不同处；⑤分期建筑的交界处；⑥局部地下室的边缘处；⑦过长房屋的适当部位。
（4）采用轻型结构、柔性结构。
（5）加强房屋的整体刚度，如采用横墙承重方案或增加横墙，增设圈梁，减小房屋的长高比，采用筏式基础、筏片基础、箱形基础等。
（6）对基础进行移轴处理，当偏心荷载较大时，可使基础轴线偏离柱的轴线。
（7）施工中正确安排施工顺序和施工进度，如对相邻的建筑，应先施工重、高（即荷载重、高度大）的建筑，后施工轻、低（即荷载轻、高度小）的建筑；对软土地基则应放慢施工速度，以便使地基能排水固结，提高承载力。否则，施工速度过快，将造成较大的孔隙水压力，甚至使地基发生剪切破坏。
二、地基加固的方法
根据地基加固的原理，可采取不同的加固方法，这些加固方法可归纳为挖、填、换、夯、压、挤、拌七个字，也就是基本的其中地基加固法。
1、“挖”
“挖”就是挖去软土层，把基础埋置在承载力大的基岩或坚硬的土层中。此种方法适用于软土层不厚时，较为经济。
2、“填”
当软土层较厚，而又需大面积对地基进行加固处理时，则可在软土层上直接回填一定厚度的好土，以提高承载力，减小软土层的承压力。
3、“换”
将挖、填相结合（即换土垫层法），适用于软土层较厚，而仅对局部地基进行加固。它是将在基础下面一定范围内的软弱土层挖去，代以人工填筑的垫层作为持力层，材料有砂石、碎石、三合土（石灰：砂：碎砖（石）一1：2：4）、灰土、素土等。换土垫层可提高持力层承载力，减小软土层的承压力，加速软土层排水固结，减少基础沉降量。图4.53为砂垫层做法。采用换土垫层法可有效地解决中小型工程的地基处理问题，其优点是可就地取材，施工简便，工期短，造价低。
4、“夯”
利用打夯工具、机具（木夯、石硪、蛙式打夯机、火力夯、重锤、强力夯等）夯击土壤，排出土中水分，加速土体固结，以提高其密实度和承载力。其中强力夯是用起重机械将大吨位夯锤（一般不小于8 t）起吊到高处（一般不小于6 rn），自由落下，对土体进行强力夯实。其原理是用很大的冲击能使土中出现冲击波和很大的应力，迫使土中孔隙压缩，土体局部液化，夯击点周围产生裂隙形成良好的排水通道，土体迅速固结。该方法适用于粘性土、湿陷性黄土及人工填土地基的深层加固，但强力夯所产生的振动，对现场周围已建成或在建的建筑物及其他设施有影响时，不得采用，必要时，应采取良好的防震措施（如挖防震沟），砂垫层剖面图：
1一基础；2一砂垫层
5、“压”
利用碾压机械压实地基土体，使地基压实并排水固结。也可用预压固结法，即先在地基范围的地面上堆置重物预压一段时间，使土体压密，提高承载力，减小沉降量。为了在较短的时间内取得较好的效果，要注意改善土层的排水条件，常用的方法有在预压层表面铺砂层，并用砂井穿过该土层，以利于排水固结（如图4.54）。砂井直径为200～400 mm，间距为砂井直径的6～8倍。
6、“挤”
用带桩靴的工具或桩管打人土中，挤压土体形成桩孔，然后拔出桩管，在孔中灌人砂石、素土、石灰、灰土等填充料进行捣实，或随着填充料的灌入逐渐拔出桩管。此法适用于加固松软饱和的土体，其原理是靠挤密挤紧土体，以提高地基的承载力，所以也称为挤密桩。同时，亦能起到迅速排出土体中饱和水的作用，加速地基下沉稳定。此外，根据地基土质不同，亦可采用振动成孔器或振冲器成孔后灌入砂石挤密土体。
7、“拌” 是指用旋喷法或深层搅拌法加固地基，其原理是利用高压射流切削土体，旋喷浆液（水玻璃、水泥浆等）搅拌浆土，使浆液和土体混合，凝结成坚硬的柱体或土壁。
三、常用地基加固方法及其原理作用和适用范围
1、换土垫层法
包括机械碾压法、重锤夯实法、平板振动法和重夯挤淤法：机械碾压法常用于基坑面积较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次软弱地基、湿陷性黄土地基、膨胀土地基、季节性冻地基；而重锤夯实法一般适用于地下水位以上较为湿润的粘性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土以及分层填土地基；平板振动法用于处理无粘性土或粘粒含量少和透水性好的杂填土地基。换土垫层法的原理与作用是：挖除浅层软弱土或不良土，分层碾压或夯实土，按回填的材料可分为砂垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、灰土垫层、二灰垫层和素土垫层等。它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，防止土的冻胀作用以及改善土的抗液化性。重夯挤淤法的原理及作用稍微有些不同，它主要是采用边强夯、边填碎石、边挤淤的方法，在地基中形成碎石墩体，以提高地基承载力和减少沉降，这种方法一般适用于厚度较小的淤泥和淤泥质土地基，使用这种方法时，还应通过现场试验才能确定其适用性。
2、深层密实法
包括强夯法、挤密法、砂桩挤密法、振动水冲法、灰土桩挤密法、二灰桩或土桩挤密法和石灰挤密法，首先，强夯法是利用强大的夯击能，迫使深层土液化和动力固结而密实，这种方法使用于碎石土、砂土、素填土、杂填土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土，对淤泥质土，经试验证明施工有效时，可以使用；而其余的挤密法、砂桩挤密法、振动水冲法、灰土桩挤密法、二灰桩或土桩挤密法和石灰挤密法等，其工作原理大致相同，就是通过挤密或振动使得深层土密实，并在振动挤密过程中，回填砂、砾石、灰土或石灰等形成砂桩等，与桩间土一起组成复合地基，从而提高地基承载力，减小沉降量，消除或部分消除土的湿陷性或液化性，砂桩挤密法、振动水冲法一般适用于杂填土和松散的砂石，对软土地基经试验证明加固有效时方可使用；灰土桩挤密法、二灰桩或土桩挤密法一般适用于地下水位以上，深度为5～10m的湿陷性黄土和人工填土。
3、排水固结法
包括堆载预压法、真空预压法、降水预压法和电渗排水法，其工作原理是通过布置垂直排水井，改善地基的排水条件，及采取加压、抽气、抽水和电渗等措施，以加速地基土的固结和强度的增长，提高地基土的稳定性，并使沉降提前完成，这些方法一般适用于处理厚度较大的饱和软土和冲填土地基，但需要有预压的荷载和时间，对于较厚的泥炭层要慎重对待。
4、加筋法
加筋法包括加筋土、土锚及土钉、土工聚合物、树根桩、碎石桩等，其工作原理是在人工填土的路堤或挡墙内，铺设土工聚合物、钢带、钢条、尼龙绳或玻璃纤维等作为拉筋或在软弱土层上设置树根桩或碎石桩等，使这种人工复合土体，可承受抗拉、抗压、抗剪和抗弯作用，以提高地基承载力，增加地基稳定性和减少沉降，土层锚杆的方法适用于人工填土的路堤和挡墙结构，如边坡的稳定，基坑围护结构的支护，地下工程的抗浮，高耸建筑的抗倾覆等，锚杆适用于一切需要将拉应力传递到稳定土体中的基础处理，它是采取用土层锚杆是依赖于土层与锚固体之间的粘结强度来提高承载力的，它可以应用在一切需要将拉应力传递到稳定的土体中，来加强土体构造；土工聚合物一般适用于砂土，黏土和软弱土，作为排水和隔离耐久性材料，其作用就是利用土工合成材料本身的高强度，柔韧性力学性能，扩散土的应力，增大土体的抗拉强度，改善土体整体或构成加筋土及各种复合土结构。主要用于排水，反滤，隔离和加筋作用；土钉支护技术是在原土体内设置一定长度和分布密度的土钉群体，与原状土共同受力，用以弥补土体自身强度的不足，不仅提高了土体的整体刚度，又弥补了土体的抗拉抗剪强度偏低的不足，能明显提高土的整体稳定性。土钉支护适用于基础开挖支护和天然边坡的防护等；树根桩支护技术一般适用于软弱黏土和杂填土地基，其工作原理是在地基中沿不同方向设置直径为100 mm～250 mm的桩，形式是垂直和斜向状都可以，类似树根状的群桩，达到支撑建筑物体的目的，也可用以挡土来稳定边坡。
四、结束语
综上所述，房屋建筑工程地基加固的处理技术方法和措施有很多种，同时，随着时代的不断发展变迁，技术的不断更新换代，房屋地基加固方法也会不断的趋向于完善，因此，在实际的施工过程中，施工人员不但要充分的了解和掌握地基构造的基本原理，施工方法和适应土层范围，同时也要根据当时当地的实际情况出发，结合气候环境等因素进行综合考虑，才可以在具体应用中针对情况灵活使用。
参考文献：
[1] 牛志荣.地基处理技术及工程应用[M].北京：中国建筑工业出版社.2004.
[2] JGJ 79—2002，建筑地基处理技术规程[s].中国建筑工业出版社，2002.
[3] GB 50007—2002，建筑地基基础设计规范[s].中国建筑工业出版社，2002.
[4] 王宗昌.建筑工程施工质量问答[M].第2版.北京：中国建筑工业出版社.2006.
[5] 黄卫红.砂粘土地基加固处理房屋偏移[J].山西建筑，2007，33（17）：113—114.
【摘 要】在建筑工程的设计和施工中，常常会遇到地基强度不足的情况，因而往往需要对地基进行必要的处理。而对地基进行处理的方法有很多，包括换土垫层法、深层密实法、排水固结法、加筋法等，而每种方法也都有它的优缺点、局限性和适用范围。所以对每一项工程都应当从其处理要求、地基条件、材料机具来源以及工程费用等各个方面来进行综合地考虑，以此来对地基处理方法进行合理的选择和优化。本文着重对水泥土搅拌桩在地基加固处理中的应用进行了浅要的分析和探讨。本文通过对地基加固处理的应用进行分析，以提高人们对地基加固处理技术的研究。
【关键词】房屋建筑；地基加固；方法及技巧
建筑工程地基加强处理的目的是通过夯实，换填土，挤密，加筋及排水等方法，达到对地基承载能力的提高，以改善地基土的结构特点使之满足工程需要，其主要目的包括：改善地基原状土的不良特性；提高地基的抗剪切强度；改善地基的压缩量；改善地基的透水特性；改善地基的动力特性。
一、房屋地基加固的原理
当工程结构的荷载较大，地基土质又较软弱（强度不足或压缩性大），不能作为天然地基时，可针对不同情况，采取各种人工加固处理的方法，以改善地基性质、提高承载力、增加稳定性、减小地基变形和基础埋置深度。
地基加固的原理是：“将土质由松变实，将土的含水量由高变低”，即可达到地基加固的目的；工程实践中各种加固方法，如机械碾压法、重锤夯实法、挤密桩法、化学加固法、预压固结法、深层搅拌法等都是基于此加固原理。
在拟定地基加固处理方案时，应充分考虑地基与上部结构共同工作的原则，从地基处理、建筑、结构设计和施工方面都应采取相应的措施进行综合治理，绝不能单纯地对地基进行加固处理。否则，不但会增加工程费用，反而难以达到理想的效果，其具体的措施有：
（1）改变建筑形体，简化建筑平面。
（2）调整荷载差异。
（3）合理设置沉降缝。沉降缝宜设置在：①地基不同土层的交接处或地基同一土层厚薄不一处；②建筑平面的转折处；③荷载或高度差异处；④建筑结构或基础类型不同处；⑤分期建筑的交界处；⑥局部地下室的边缘处；⑦过长房屋的适当部位。
（4）采用轻型结构、柔性结构。
（5）加强房屋的整体刚度，如采用横墙承重方案或增加横墙，增设圈梁，减小房屋的长高比，采用筏式基础、筏片基础、箱形基础等。
（6）对基础进行移轴处理，当偏心荷载较大时，可使基础轴线偏离柱的轴线。
（7）施工中正确安排施工顺序和施工进度，如对相邻的建筑，应先施工重、高（即荷载重、高度大）的建筑，后施工轻、低（即荷载轻、高度小）的建筑；对软土地基则应放慢施工速度，以便使地基能排水固结，提高承载力。否则，施工速度过快，将造成较大的孔隙水压力，甚至使地基发生剪切破坏。
二、地基加固的方法
根据地基加固的原理，可采取不同的加固方法，这些加固方法可归纳为挖、填、换、夯、压、挤、拌七个字，也就是基本的其中地基加固法。
1、“挖”
“挖”就是挖去软土层，把基础埋置在承载力大的基岩或坚硬的土层中。此种方法适用于软土层不厚时，较为经济。
2、“填”
当软土层较厚，而又需大面积对地基进行加固处理时，则可在软土层上直接回填一定厚度的好土，以提高承载力，减小软土层的承压力。
3、“换”
将挖、填相结合（即换土垫层法），适用于软土层较厚，而仅对局部地基进行加固。它是将在基础下面一定范围内的软弱土层挖去，代以人工填筑的垫层作为持力层，材料有砂石、碎石、三合土（石灰：砂：碎砖（石）一1：2：4）、灰土、素土等。换土垫层可提高持力层承载力，减小软土层的承压力，加速软土层排水固结，减少基础沉降量。图4.53为砂垫层做法。采用换土垫层法可有效地解决中小型工程的地基处理问题，其优点是可就地取材，施工简便，工期短，造价低。
4、“夯”
利用打夯工具、机具（木夯、石硪、蛙式打夯机、火力夯、重锤、强力夯等）夯击土壤，排出土中水分，加速土体固结，以提高其密实度和承载力。其中强力夯是用起重机械将大吨位夯锤（一般不小于8 t）起吊到高处（一般不小于6 rn），自由落下，对土体进行强力夯实。其原理是用很大的冲击能使土中出现冲击波和很大的应力，迫使土中孔隙压缩，土体局部液化，夯击点周围产生裂隙形成良好的排水通道，土体迅速固结。该方法适用于粘性土、湿陷性黄土及人工填土地基的深层加固，但强力夯所产生的振动，对现场周围已建成或在建的建筑物及其他设施有影响时，不得采用，必要时，应采取良好的防震措施（如挖防震沟），砂垫层剖面图：
1一基础；2一砂垫层
5、“压”
利用碾压机械压实地基土体，使地基压实并排水固结。也可用预压固结法，即先在地基范围的地面上堆置重物预压一段时间，使土体压密，提高承载力，减小沉降量。为了在较短的时间内取得较好的效果，要注意改善土层的排水条件，常用的方法有在预压层表面铺砂层，并用砂井穿过该土层，以利于排水固结（如图4.54）。砂井直径为200～400 mm，间距为砂井直径的6～8倍。
6、“挤”
用带桩靴的工具或桩管打人土中，挤压土体形成桩孔，然后拔出桩管，在孔中灌人砂石、素土、石灰、灰土等填充料进行捣实，或随着填充料的灌入逐渐拔出桩管。此法适用于加固松软饱和的土体，其原理是靠挤密挤紧土体，以提高地基的承载力，所以也称为挤密桩。同时，亦能起到迅速排出土体中饱和水的作用，加速地基下沉稳定。此外，根据地基土质不同，亦可采用振动成孔器或振冲器成孔后灌入砂石挤密土体。
7、“拌” 是指用旋喷法或深层搅拌法加固地基，其原理是利用高压射流切削土体，旋喷浆液（水玻璃、水泥浆等）搅拌浆土，使浆液和土体混合，凝结成坚硬的柱体或土壁。
三、常用地基加固方法及其原理作用和适用范围
1、换土垫层法
包括机械碾压法、重锤夯实法、平板振动法和重夯挤淤法：机械碾压法常用于基坑面积较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次软弱地基、湿陷性黄土地基、膨胀土地基、季节性冻地基；而重锤夯实法一般适用于地下水位以上较为湿润的粘性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土以及分层填土地基；平板振动法用于处理无粘性土或粘粒含量少和透水性好的杂填土地基。换土垫层法的原理与作用是：挖除浅层软弱土或不良土，分层碾压或夯实土，按回填的材料可分为砂垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、灰土垫层、二灰垫层和素土垫层等。它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，防止土的冻胀作用以及改善土的抗液化性。重夯挤淤法的原理及作用稍微有些不同，它主要是采用边强夯、边填碎石、边挤淤的方法，在地基中形成碎石墩体，以提高地基承载力和减少沉降，这种方法一般适用于厚度较小的淤泥和淤泥质土地基，使用这种方法时，还应通过现场试验才能确定其适用性。
2、深层密实法
包括强夯法、挤密法、砂桩挤密法、振动水冲法、灰土桩挤密法、二灰桩或土桩挤密法和石灰挤密法，首先，强夯法是利用强大的夯击能，迫使深层土液化和动力固结而密实，这种方法使用于碎石土、砂土、素填土、杂填土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土，对淤泥质土，经试验证明施工有效时，可以使用；而其余的挤密法、砂桩挤密法、振动水冲法、灰土桩挤密法、二灰桩或土桩挤密法和石灰挤密法等，其工作原理大致相同，就是通过挤密或振动使得深层土密实，并在振动挤密过程中，回填砂、砾石、灰土或石灰等形成砂桩等，与桩间土一起组成复合地基，从而提高地基承载力，减小沉降量，消除或部分消除土的湿陷性或液化性，砂桩挤密法、振动水冲法一般适用于杂填土和松散的砂石，对软土地基经试验证明加固有效时方可使用；灰土桩挤密法、二灰桩或土桩挤密法一般适用于地下水位以上，深度为5～10m的湿陷性黄土和人工填土。
3、排水固结法
包括堆载预压法、真空预压法、降水预压法和电渗排水法，其工作原理是通过布置垂直排水井，改善地基的排水条件，及采取加压、抽气、抽水和电渗等措施，以加速地基土的固结和强度的增长，提高地基土的稳定性，并使沉降提前完成，这些方法一般适用于处理厚度较大的饱和软土和冲填土地基，但需要有预压的荷载和时间，对于较厚的泥炭层要慎重对待。
4、加筋法
加筋法包括加筋土、土锚及土钉、土工聚合物、树根桩、碎石桩等，其工作原理是在人工填土的路堤或挡墙内，铺设土工聚合物、钢带、钢条、尼龙绳或玻璃纤维等作为拉筋或在软弱土层上设置树根桩或碎石桩等，使这种人工复合土体，可承受抗拉、抗压、抗剪和抗弯作用，以提高地基承载力，增加地基稳定性和减少沉降，土层锚杆的方法适用于人工填土的路堤和挡墙结构，如边坡的稳定，基坑围护结构的支护，地下工程的抗浮，高耸建筑的抗倾覆等，锚杆适用于一切需要将拉应力传递到稳定土体中的基础处理，它是采取用土层锚杆是依赖于土层与锚固体之间的粘结强度来提高承载力的，它可以应用在一切需要将拉应力传递到稳定的土体中，来加强土体构造；土工聚合物一般适用于砂土，黏土和软弱土，作为排水和隔离耐久性材料，其作用就是利用土工合成材料本身的高强度，柔韧性力学性能，扩散土的应力，增大土体的抗拉强度，改善土体整体或构成加筋土及各种复合土结构。主要用于排水，反滤，隔离和加筋作用；土钉支护技术是在原土体内设置一定长度和分布密度的土钉群体，与原状土共同受力，用以弥补土体自身强度的不足，不仅提高了土体的整体刚度，又弥补了土体的抗拉抗剪强度偏低的不足，能明显提高土的整体稳定性。土钉支护适用于基础开挖支护和天然边坡的防护等；树根桩支护技术一般适用于软弱黏土和杂填土地基，其工作原理是在地基中沿不同方向设置直径为100 mm～250 mm的桩，形式是垂直和斜向状都可以，类似树根状的群桩，达到支撑建筑物体的目的，也可用以挡土来稳定边坡。
四、结束语
综上所述，房屋建筑工程地基加固的处理技术方法和措施有很多种，同时，随着时代的不断发展变迁，技术的不断更新换代，房屋地基加固方法也会不断的趋向于完善，因此，在实际的施工过程中，施工人员不但要充分的了解和掌握地基构造的基本原理，施工方法和适应土层范围，同时也要根据当时当地的实际情况出发，结合气候环境等因素进行综合考虑，才可以在具体应用中针对情况灵活使用。
参考文献：
[1] 牛志荣.地基处理技术及工程应用[M].北京：中国建筑工业出版社.2004.
[2] JGJ 79—2002，建筑地基处理技术规程[s].中国建筑工业出版社，2002.
[3] GB 50007—2002，建筑地基基础设计规范[s].中国建筑工业出版社，2002.
[4] 王宗昌.建筑工程施工质量问答[M].第2版.北京：中国建筑工业出版社.2006.
[5] 黄卫红.砂粘土地基加固处理房屋偏移[J].山西建筑，2007，33（17）：113—114.