岩土工程勘察中地基处理技术探讨

2020-12-08康爱群

世界有色金属 2020年4期

康爱群，刘璐

（1.江苏省有色金属华东地质勘查局八O五队，江苏南京 210000；2.江苏省有色金属华东地质勘查局八0七队，江苏南京 210000）

1 岩土勘察与地基施工的关联

（1）通过岩土勘察信息保证地基的稳定。施工场地的岩土具有其独特性，并不是所有地基条件都适合直接开工建设。所以必须全面科学地收集场地内所有岩土信息，并通过勘察获取原始数据，结合等效分层总和方法，验算评估地基的稳定性，设计出不同的地基稳定性施工方案。

（2）结合地基施工均匀性要求指导岩土勘察工作。通常，建筑工程的地基应保持上层平面的一致性和平整性，并使每一处地基的高度、受力、结构等维持一定的均匀性，以此规避地形起伏或者部分沉降问题，在这种要求下，岩土勘察将会更有目的性，从而在提高工作效率的同时，为地基的均匀性反馈可靠数据。

2 岩土工程勘察过程中地基处理技术的选用

（1）土工聚合物材料的地基处理。土工聚合物多是人工合成的复合性材料，其在工程项目中具有显著的应用优点，特别是在岩土工程的地基处理中应用较为广泛。此材料除具有重量较小、施工方便、整体的连续性强等优点外，还具有较强的耐腐蚀、抗拉能力。在实际应用中，土质较为松散的待加固岩土区域可以融入膨胀土复合防水垫或带有弹性橡胶的土工材料，这可有效提升岩土结构的抗拉和抗剪性能；在地基边坡位置可以使用土工网或土工格室，将其作为格挡和支护手段，并在网格中加入高性能土料，以减小滑坡概率。

（2）砂石垫层替换原有岩土。受自然因素影响，施工现场的一些岩土结构比较松散，特别是上层土壤，这不利于维持地基施工的稳定性，为建筑整体提供足够的支撑力。鉴于此，施工人员就可以选用经由人工科学计算和配比的高性能砂石骨料对软弱岩土部分进行替换，这样可以直接改变岩土结构的性质，并结合夯实操作保证表面的平整性和内部的坚实程度[1]。而在地基施工时，主要受力也来源于此部分，而位于下方的原有自然岩土不需要承担过大的压力，避免了可能发生的建筑沉降问题，再加上通过人工处理后的全新砂石垫层具有更好的排水性能，既能保证一定的防水性，避免水流对岩层的侵蚀作用，又能具备一定的透水性，及时排出积存在土体内部缝隙中的水分，使得砂石垫层能够始终保证较理想的性能状态。此外，砂石垫层施工时，工作人员要特别注意砂石垫层的质量检测，其是地基施工的主要依靠，检测时需要保证专业性和规范性，可通过视觉观察和抽样检测了解砂石垫层的密实程度、渗水性、厚度、杂质等信息。

（3）重锤强力夯实岩土层。土层是要在形成较为紧密的结构后才能提升阻力的大小，使地基得以有效加固，并成为坚实牢固的支撑结构，所以对于人工回填土、松散的黄土、连接不紧密的碎石土等常使用重锤强夯法，借用外力改变原来的岩土结构。相对于其他地基处理技术，这种施工方式的操作方法较为简易，只需要起重机、重锤等专业设备，利用带有一定重量的重锤自由落体达到地基加固的效果，但施工操作还应以保证科学性为主，提前设计好重锤的重量、施工的位置、夯击的次数等，在力度合理的情况下，可以非常有效地解决岩土软弱部分和含水量较多的问题。

（4）水泥灰土桩地基处理工艺。在岩土工程的地基处理过程中，水泥灰土桩的使用主要依靠横向的挤密作用，与普通灰土挤密桩相比，此种工艺属于挤密桩技术的优化工艺。操作原理主要是在原有的岩土结构中，通过打入钢套管的方式形成孔洞，压缩原有岩土的体积空间，形成较为紧密的结构，而后在孔洞内灌注素土、灰土和水泥等混合物，逐层填入并夯实，经过水泥自动冷凝形成牢固的水泥灰土桩体。这种施工工艺可以强化原有结构的支撑力，更重要的是，依靠人工混合材料的加入，可以使桩体成为地基的主要受力结构，使地基施工也能符合二八法则。其对于承载力的提升效用明显。特别是在一些比较软弱的岩土基层中，施工工艺和投入成本会获得更大的经济回报。

（5）水泥粉煤灰碎石桩地基处理工艺。碎石桩工艺是在国内外建筑工程都通用的地基处理方法，在碎石桩的基础上，于填入材料中加入水泥、粉煤灰和适量的水，经过粉煤灰及水泥的胶凝后，桩体的强度及整体性便会大大提高。在经受上层建筑的压力后，可以将受力荷载传输到更深的地层处，并且随着桩身、桩长、桩距的改变，其承载力大小也能相应进行灵活的变化，同时满足地基承载力要求和施工便捷性需求。

经过岩土工程勘察，如果施工场地多为粘土、砂土、松散填土等，就可以考虑此种处理方式，该技术不需要消耗大量的水泥和钢材，直接利用工程的边角料和废料就能达到水泥粉煤灰碎石桩的性能要求[2]。

3 岩土工程勘察地基处理实例分析

（1）工程施工概况。在某项施工项目中，通过前期岩土勘察发现，地下结构变化较小，不同位置岩土的厚度和性质差异明显，包含淤泥、砂土、粘土等不同的土体环境。地基施工主要考虑水泥粉煤灰碎石桩方式，经工程记录可知：①回填土主要位于钻孔处的上层表面，土层的顶板埋深以0.00m和2.10m为主，并由贯入试验测定，只需要锤击一次就能打入超过30cm的深度，力学性能极差。②现场还存在厚度超过20m的淤泥，强度低，易发生形变。③一部分岩土层由淤泥和砂土共同组成，但力学性能良好。④占据主要面积的是粘土，土层压缩性为中等，经贯入试验测得平均需要锤击11次才能达到标贯深度要求，土层比较坚硬。

（2）地基问题的处理方案。考虑到现场岩土层软弱、松散、含水量大等特点，重点考虑的是提高结构紧密性和排出土层水分。基本的水泥粉煤灰碎石桩施工使用长螺旋钻孔，桩径0.5m，桩距为3倍和4倍桩径。为保证桩体上方的强度和稳定性，还在孔洞处换填厚度为50cm的碎石垫层，并用土工栅格加以固定。此外，主要依靠外力挤压固结排水和设置排水沟的方式减小土层的水分含量。

（3）地基处理的桩身检测。水泥粉煤灰碎石桩与原有结构组成复合地基，桩身检测的参数主要包括：填充料的坍落度和强度、桩身的尺寸和结构完整性、复合地基的变形模量和承载力等。为保证工程检测质量，检测操作应该处于成桩过程的整个周期中，并且重点关注28天后混合料彻底凝结后，采用抗压静载和低应变技术对承载力和结构完整性进行检测。

（4）地基处理工作的质量控制。首先，在工作计划阶段做足充分准备，为具体工作分配了人员、物料、资金、设备。其次，施工过程的技术管理严格执行质量监督管理办法，管理人员发挥其重要的职能作用，减少了施工操作失误，保证了工程质量。