地基处理的方法
摘要：简单描述了地基处理的基本原理、目的和地基处理的意义；介绍了地基处理的几种常见方法以及它们适用的地基；阐述了地基处理技术的前景展望。
关键字：地基处理方法 原理 目的 展望
Method of Foundation Treatment
Abstract: a brief description of the basic principles of the foundation treatment, the purpose and meaning of the foundation; several common methods of foundation treatment, as well as they apply to the foundation; described the foundation technology outlook.
Keywords: foundation treatment Principle Purpose Outlook
引言
在建筑学中地基的处理是十分重要的，上层建筑是否牢固地基有无可替代的作用。建筑物的地基不够好，上层建筑很可能倒塌。而地基处理的主要目的是采用各种地基处理方法以改善地基条件。对建筑物和设备的基础下的受力层进行提高其强度和稳定性的强化处理；用于改善支承建筑物的地基（土或岩石）的承载能力或抗渗能力所采取的工程技术措施。地基处理的对象是软弱地基和特殊土地基。
1地基处理的基本原理
任何建筑物的荷载最终将传递到地基上，由于上部结果材料强度很高，而地基土强度很低，压缩性较大，因此处于上部结构的荷载及地基反力的共同作用下，使地基产生应力和变形，因此,为保证建筑物的安全和使用性能,需对地基进行有效的处理与加固[2]。需保证基础结构本身具有足够的刚度和强度外，同时还需选择合理的基础尺寸和布置方案，使地基的强度和沉降保持在规范允许的范围内。地基处理主要分为基础工程措施和岩土加固措施。
2 地基处理的目的和意义
地基处理的目的就是为了加强地基的强度、稳定性,减少不均匀沉降等，可以利用人工置换、夯实、挤密、排水、注浆、加筋和热化学方法等手段，采取适当的措施改善地基条件[1]。随着我国地基处理设计水平的提高、施工工艺的不断改进和施工设备的更新,对于各种不良地基,经过地基处理后, 不用再建造深基础和设置桩基，防止了各类倒塌、下沉、倾斜等恶性事故的发生，确保了上部基础和建筑结构的使用安全和耐久性，能满足建造大型、重型或高层建筑的要求[1]。
3 地基处理常见的方法及使用范围
当前国内外常用的和最新的地基处理技术，包括换填垫层法、排水固结法、 强夯法和强夯置换法、灰土挤密桩法、砂桩法、碎石桩法、石灰桩法、水泥土搅拌法、夯实水泥土桩法、高压喷射注浆法、水泥粉煤灰碎石桩法、加筋法、灌浆法、特殊土地基处理方法等[2]。
3.1 换填垫层法
将基础底面以下处理范围内的软弱土层部分或全部挖去，然后分层换填强度较高的砂、碎石、素土、灰土、粉质黏土、粉煤灰、矿渣及其他性能稳定和无侵蚀性的材料，并碾压、夯实至要求的密实度为止。
换填垫层法的适用范围为：淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、 暗塘等的浅层处理或不均匀地基处理。其主要作用是提高地基承载力，减少沉降量，加速软弱土层的排水固结，防止冻胀和消除膨胀土的胀缩。当在建筑物范围内上层软弱土较薄时，可采用全部置换处理；对于建筑物范围内局部存在古井、古墓、暗塘、暗沟或拆除旧基础后的坑穴等，可采用局部换填垫层法处理。换填垫层法的处理深度通常控制在3m以内较为经济合理。换填法常用于处理轻型建筑、地坪、堆料场及道路工程等。
3.2强夯法
强夯法是通过8~40t的重锤从8~20m高处（最高可达40m ）自由落下，反复夯打,对地基施加冲击能，在地基中形成冲击波和动应力，使地基土压密和振密，以加固地基土，达到提高粗粒土强度、减小软土压缩性、改善砂土抗液化条件、消除湿陷性黄土湿陷性的目的[7]。
强夯法适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土、杂填土和素填土等地基，主要用来提高土的强度，减少压缩性，改善土体抵抗振动液化能力和消除土的湿陷性[7]。强夯法在实践中被证实是较好的地基加固方法之一。但由于其本身的复杂性和缺乏系统的强夯现场试验以及必要的室内精确实验，有关强夯理论还不完善，还没有一套成熟的理论和设计计算方法，强夯设计还在经验设计阶段。强夯法有一种利用夯击产生的振动波来处理地基的新技术，目前已广泛用于工程实践，并取得了良好的效果。
3.3 灰土挤密桩法
灰土挤密桩是利用锤击打入或振动沉管的方法在土中形成桩孔，然后在桩孔中分层填入素土或灰土等填充料，在成孔和夯实填料的过程中，原来处于桩孔部位的土全部被挤入周围土体，通过这一挤密过程，从而彻底改变土层的湿陷性质并提高其承载力[8]。
挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土地基素填土和杂填土等地基，施工时，先按设计方案在基础平面位置布置桩孔并成孔，然后将备好的素土（粉质粘土或粉土）或灰土在最优含水量下分层填入桩孔内，并分层夯（捣）实至设计标高止 通过成孔或桩体夯实过程中的横向挤压作用，使桩间土得以挤密，从而形成复合地基[8]。灰土挤密桩和土桩地基一般适用于地下水位以上含水量14%~20%的湿陷性黄土和人工黄土和人工填土，处理深度可达5~10米。当用来消除地基土的湿陷性时，宜采用土挤密桩法；当用来提高地基土的承载力或增强其水稳定性时，宜采用灰土挤密桩法；当地基土的含水量大于24%，饱和度大于65%时，不宜采用这种方法。
3.4 砂桩法
对地基承载力和变形要求比较高的建筑先可以采用碎石桩（砂桩）进行处理，碎石桩（砂桩）增加了地基密实度和抗剪强度，使地基土密室均匀，在软土中使用碎石桩（砂桩），一般挤密作用不明显，主要是靠置换。对于饱和的软塑——流塑的地基土，经过处理后，必须经过预压后才能达到良好的效果[3]。
砂桩法适用于挤密松散砂土、粉土、粘性土、素填土、杂填土等地基，提高地基的承载力和降低压缩性，也可用于处理可液化地基[3]。对饱和粘土地基上变形控制不严的工程也可采用砂石桩置换处理，使砂石桩与软粘土构成复合地基，加速软土的排水固结，提高地基承载力。
3.5 灌浆法
灌浆法的实质是用气压、液压或电化学原理，把某些能固化的浆液注入各种介质的裂隙或孔隙，以改善地基的物理力学性质[4]。加固松软地基土的浆液材料主要有水泥浆液和各种化学浆液。水泥浆液采用的水泥应是标号4号以上的普通硅酸盐水泥，但由于含有水泥颗粒，是粒状浆液，故对小孔隙的土虽在压力之下也难于压进，因此它适用于砾砂、碎石或大裂缝岩石的加固。化学浆液一般用以水玻璃为主剂的水玻璃——水泥浆液，水玻璃一氯化钙以及单纯的水玻璃等。其中用两种溶液加固土的一般称双液法，用一种化学溶液的称单液法。
双液法可用于中砂、粗砂、碎砾石等土类的加固。 加固土的原理是由于两种溶液在土中起化学作用，析出硅酸胶凝体，使土粒胶结成有一定强度的土体，它的特点是速凝，抗压强度可大大提高。灌浆技术加固软路基，在技术上是可行的，在施工质量和处理效果上是好的，对其承载力和稳定性将得到较大的提高。根据采取不同的灌浆方法及相应的灌浆材料，灌浆法可应用于砂及砂砾地基、 湿陷性黄土地基、 粘性土地基。灌浆法的基本原理及其应用已形成一门新的学科分支——岩土工程化学。
3.6 加筋法
加筋法是在软弱中层中沉入树根桩、砂桩或人工填土的路堤或挡墙内铺设的土工聚合物作为加筋，形成的人工复合土体，承受抗拉、抗压、抗剪或抗弯作用，以此来改善土体的工程性质，从而提高地基承载力，减少沉降是增加地基的稳定性[4]。 土工聚合物是指各种合成纤维如丙纶、尼纶、维纶、腈纶或其他合成材料制成的一系列新型建筑材料或预制构件，现有的成品有：土工织物、 土工膜、 塑料排水板、 塑料衬垫等等。土工聚合物埋在土中能发挥的作用。
3.7 深层搅拌法
深层搅拌法是利用水泥浆、 石灰或其他材料作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂（水泥或石灰的浆液或粉体）强制搅拌，利用固化剂和软土之间产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、 水稳定性和一定强度的优质地基，从而达到提高地基的承载力和增大变形模量的目的[6]。深层搅拌法是水泥土搅拌法中的一种，又称为湿法。
深层搅拌法的适用范围有淤泥、 淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土和黏性土等地基。当用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时，应通过试验确定其适用性[6]。
4 地基处理技术前景展望
我国地基处理技术的发展主流成绩骄人，经验是通过吸收国外开发的先进技术及其原理和方法，从而开发研制了我国独有的技术工法，诸多方面拥有了与国外媲美的先进技术，达到国际领先水平。但同时看到由于受我国仪表工业、机
械制造业水平限制，在机械设备和处理能力与国外先进水平仍有相当差距[5]。展望前景地基处理技术必将迎来更加辉煌灿烂的明天，诸多领域有待岩石工程界开发创新，研究探索。在不久的将来，我国地基处理必将在设计理论、计算方法、施工工艺、质量检测、信息反馈、临界报警、应变措施、设备创新等一系列理论与技术有新的突破，向更高的目标迈进。
结 论
地基处理是一项技术性很强的工作，由于地基存在的问题往往相互联系和相互影响，是建筑施工中的重要环节，而地基处理的方法选定直接关系到工程建设的质量优劣和经济合理性，除土质条件外，不同的构造物对地基有各种不同的要求，不但要求认真制订技术措施的技术标准，保证施工质量，还要进行施工现场质量检验、试验和现场监测与控制，监视地基加固动态变化，控制地基的稳定性和变形的发展，检验加固的效果，确保地基方案顺利的实施。
参考文献：
[1] 王军.地基处理方法与技术研究.民营科技, 2011年第12期.
[2] 梁学杰、朱新民.建筑工程中地基处理方法及现状分析.工程科技.
[3] 徐建军.浅析建筑工程中的地基处理及加固技术.建筑科学,2011.
[4] 王铁牛.浅谈建筑工程中常用地基处理及适用条件[J].科技资讯,2008 （16）：78.
[5] 康旭元. 地基处理技术的发展与现状[J].山西建筑,2005 （1）：75-76.
[6] 苏斌、张孝森.综合加固地基方法在建筑接层中的应用[J].黑龙江水利科技， 2008（3）.
[7] 赵建军.分层强夯处理法在机场超高填石方中的应用.山西建筑，2012.
[8] 施洲辉、吴维、龙振华.浅谈建筑工程中常用软弱地基处理措施.科技教育.
