地基处理技术浅析

摘 要：近十年来我国基础设施建设大规模开展，与之相关的各种设计、施工技术也得到了长足的发展；其中地基处理技术尤其得到了长足的发展，还在原有技术基础上也形成了具有特色的新型复合处理技术。本文对常见的地基处理技术以及新型复合处理技术做了全面的分析，特别是针对大面积堆载作用下的地基处理原理进行了详细描述，对地基处理技术方案选型以及设计、施工提出了一些建议。

关键词：地基处理；复合处理；大面积堆载

中图分类号：TU312 文献标识码：A

1、引言

随着社会经济的快速发展，我国城市化进程快速推进，基础设施建设也大规模开展；社会对土地的需求量不断增大，人们开始面对在各种复杂和软弱土质的地基上进行工程建设的问题，地基处理就显得尤为重要，工程师们开始对不同的地基处理技术给予越来越多的关注。

2、常见地基处理技术

经过几十年的发展，我国的地基处理技术逐渐趋于成熟，相关技术规范经过几次的修订出版已经相当完善。[1～4]目前常用的地基处理技术主要有：换填垫层地基、预压地基、压实地基和夯实地基、复合地基、注浆加固地基等等。

2.1换填垫层地基

换填垫层适用于浅层软弱或土质不均匀土层，处理深度在0.5m～3m时，可考虑使用此方法。方案确定过程中，需要考虑上部建筑物体型、结构特点、荷载特点、现场土质等多方面因素。换填材料的选取上经常选用的有如下几种：级配砂石、粉质黏土、灰土、粉煤灰等。使用级配砂石作为换填材料时应保证级配良好，砂石粒径不宜大于50mm，应该注意的是在湿陷性黄土或膨胀土的地基上不能采用此类透水性材料。选用粉质黏土时，土中不能有明显有机物质，一般应在5%以下，此种材料可以用作湿陷性黄土或膨胀土地基的换填材料。当使用灰土进行换填时，体积配合比一般为2：8或3：7，条件允许时，土料最好选用粉质黏土。

2.2预压地基

预压地基一般应用于饱和粘性土土质的地基處理，如：淤泥质土、吹填土等，按施工工艺的不同，可以分为堆载预压、真空预压或堆载真空联合预压法。堆载预压法根据预压荷载的大小可以分为欠载预压、等载预压、超载预压三种；堆载预压法在施工中通常由排水体系和加压体系构成，而排水体系一般设置为竖向沙井或塑料排水板。真空预压法在我国的港口、水利软土地基加固中应用广泛，特别是在吹填造陆区域的应用中，取得了良好的社会经济效益。[5]

2.3压实地基和夯实地基

压实地基是一种普遍应用的地基处理技术，适用于处理换填处理的地基；夯实地基的适用范围比较广泛，碎石土、沙土、低保和粘性土、湿陷性黄土、回填土都可以采用夯实方法进行处理。[6]

压实地基处理可采用碾压或振动压实两种方法，对压实的分层厚度、有效加固深度需要现场试验确定；对大面积填土的压实，必须验算压实土的稳定性、原地基土的稳定性、承载力和变形是否满足建筑物要求。夯实地基在施工前应进行试夯，以确定其适用性和处理效果，当场地地下水位较高时，还要采取降水措施。[7]

2.4复合地基

复合地基适用于多种土质的地基处理，但需要针对不同的地基土质情况，选择适合的地基增强体和施工工艺，常见的复合地基处理方法主要有：水泥粉煤灰碎石桩、水泥土搅拌桩、旋喷桩、灰土桩等。

水泥粉煤灰碎石桩可以用来处理粘性土、粉土、沙土和自固结完成的素填土，在一般的工程中桩径为300mm～800mm，褥垫层的厚度可取桩径的40%～60%。水泥土搅拌桩可用于处理淤泥质土、粘性土（硬塑粘性土除外）、粉土、沙土（密实沙土除外），不能应用于地下存在大孤石或障碍物较多的土层，当含水量小于30%时，不宜采此法。旋喷桩的适用范围要比水泥土搅拌桩更广泛，但同样受到图层中障碍物的影响；当场地地下水流速较大时，采用此法需慎重，应进行现场实验检测其适用性。

2.4注浆加固

在局部的地基加固处理中常采用注浆技术，注浆材料可以使水泥浆、硅化浆液、碱液等固化剂在实际工程中，特别是对软土地基加固中，经常采用双液型混合浆液。对注浆量的控制以及注浆加固的有效范围应通过现场注浆试验确定。

3、地基复合处理技术

现有的地基处理技术通过长期的理论研究和实际工程经验积累，已经达到可以十分熟练应用的程度，在此基础之上，人们开始尝试将两种或多种不同的地基处理技术结合起来应用于工程当中，这样就形成了为数众多的地基复合处理技术。[8]地基复合处理技术的发展主要体现在预压地基处理和复合地基处理领域内。

在预压地基处理基础上，通过与其他地基处理方法相结合，使预压地基处理效果达到了一个新的高度。基于真空预压地基开发出了如下新型技术：1、真空排水强夯地基：通过强夯使土体孔隙水压力答复提升，增大土体与排水板之间的压差，同时强夯过程中劈裂土体，增大其渗透性，利于排水；2：水下真空预压地基，膜上的水压力可以作为附加的固结压力，从而获得大于大气压强的预压力；3：真空预压石灰稳定地基，将地基软土与石灰充分拌合后再进行真空预压，石灰与土相互作用，从而获得更高强度的地基。

复合地基的发展，主要体现在加固体材料的创新和多样性上。如：1、刚柔性桩复合地基：通过水泥土类桩达到提升桩间土承载力的目的，同时增加砂石类桩，用来减缓或消除软土液化的危害；2、长短桩复合地基：根据应力沿桩的传递随深度增加逐渐减小的原理，在不同的加固深度，采用不同强度的加固体材料；3、多元复合地基：采用两种或多种加固体材料对软土地基进行加固，或者采用竖向和水平两个方向的处理方法对地基进行加固。

4、大面积堆载地基处理

在仓储项目、物流中心、码头建设工程中，亦或是在公路、铁路路基建设中，常常遇到大面积地基加固处理的问题，特别是在天津、连云港、上海、广州等沿海城市码头兴建中，地面后期使用堆载较大，对软弱地基处理效果提出了新的要求。

大面积堆载地基的处理效果，主要体现在沉降和局部不均匀沉降的控制上。工程实践表明，在现有的工程技术条件下，对大面积、厚土层的软弱土地基进行加固处理，很难做到把工后沉降量控制在较小的范围内。目前对这一问题的普遍解决思路为：允许工程施工后地基发生一定量的沉降，对地表一定范围内的土层进行处理，提高其强度和刚度，使其能够与地面结构协调变形，来达到控制不均匀沉降的效果。

5、结论与展望

通过对我国多元化地基处理技术的总结以及对地基处理较突出问题的分析，提出以下建议：

（1）在地基处理技术方案的选择上，应尽量选取施工工艺简单、施工质量容易控制的地基处理方法。

（2）对地质条件较复杂或地基处理要求较高的工程，可以考虑地基复合处理技术，同时采用两种或多种地基处理技术，每种技术有针对性的满足地基承载力要求、沉降要求或稳定性要求。

（3）在满足设计要求的前提下，地基处理技术方案的选择上，应从造价、工期、处理效果等方面进行技术经济分析，再最终选择处理方案。

（4）对大面积堆载作用下的地基，处理后效果的重点在于减小整体沉降、控制不均匀沉降，地基上结构可保持完整、安全。

参考文献

[1]GB 50007-2011 建筑地基基础设计规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[2]JGJ 79-2012 建筑地基处理规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2013.

[3]JGJ 123-2012 既有建筑地基基础加固规范[S].北京：中国建筑工业出版社，2011.

[4]GB/T 50783-2012 復合地基技术规范[S].北京：中国计划出版社，2012.

[5]刘汉龙 赵明华 地基处理研究进展[A].中国土木工程学会第十二届土力学及岩土工程学术大会论文集 2015，48-65.

[6]张季超 地基处理[M].北京：高等教育出版社，2009.

[7]杨永康 基于性能的地基处理技术在淤泥质砂土地区的研究与应用[D].广州大学硕士学位论文 2012.5.

[8]郑刚 龚晓南等 地基处理技术发展综述[J].土木工程学报 2012，45（2），127-146.

（作者单位：1 北京求实工程管理有限公司；

2 上海工程勘察设计有限公司）