岩土工程地基处理的常用方法及应用

程春健，赵李源

1.湖北省华网电力工程有限公司，湖北 武汉 430000

2.中国电力工程顾问集团中南电力设计院有限公司，湖北 武汉 430000

1 岩土地基处理综合概述

随着城市化的不断推进，满足直接开展岩土地基建设的土地资源愈发稀缺，尤其是城市变电站，通常规划在荒地、湖边、停车场等地方，而这些地方往往会出现深厚杂填土、淤泥、高填土等不利建设的地质条件。在这样的背景下，岩土工程中的地基处理越来越重要，对岩土地基处理技术的要求也越来越高。岩土工程地基处理是通过科学的技术手段对土地进行改造，提高其稳定性和承载力，从而满足工程建设的要求。

岩土工程地基处理的主要工作是解决地基承载力不足及沉降问题，从而为工程建设提供良好的基础载体，确保建构筑物的安全。在工程项目建设开始之前，地勘单位需要对施工现场进行勘察，获取施工现场的地质、土层、地下水位和水压等信息，为岩土工程地基处理及后续的设计和施工提供数据支持。施工单位则需要根据设计单位提供的地基处理方案，在施工前选择具有代表性的区域进行相应的现场试验，以检验设计参数和处理效果，确认地基处理方法是否适合。

2 岩土工程地基处理存在的问题

2.1 地勘资料不充分

开展岩土地基处理前，对施工现场进行全面的勘察是非常必要的，但在实际过程中，部分地勘单位的勘察工作不规范，勘察数据不全面，勘察深度不达标，影响了地基处理方案选择的正确性；提出的处理方案和实际情况存在差异，影响了施工的准确性。此外，部分勘察人员还存在工作不认真、勘探仪器调整不合理、试验数据敷衍了事等问题，导致获得的数据存在偏差。

2.2 设计缺乏理论与实践的结合

在实际设计过程中，部分设计人员没有充分结合施工现场的实际情况，导致设计和实际情况存在一定的差异，甚至会出现取材困难、破坏环境、经济性差等问题。还有部分设计人员在开展设计工作时未充分采用地勘单位提供的地勘数据和建议，导致设计存在脱离实际的问题，对后续施工造成不利影响。

2.3 施工方案不合理

在岩土地基处理施工过程中，施工技术的选择非常重要，如果选择的施工技术和实际情况不符，可能会导致质量隐患甚至安全隐患。如混凝土搅拌桩的湿法工艺和干法工艺，夯实地基的机械碾压和人工夯实等，均应根据工程实际情况选择合适的工艺。此外，若在进行施工方案和施工技术交底时出现纰漏，在施工过程中遗漏重要环节，施工后未及时养护、试验等，不但会对施工质量造成影响，可能还需要再次进行修缮，浪费施工时间，影响施工进程。

3 岩土工程地基处理常用方法和应用

3.1 强夯法

强夯法适用于碎石土、砂土、低饱和度的粉土、黏性土、素填土等地基。强夯法的工作流程如下：应用夯锤等机械设备对施工现场的土层进行反复的锤击和重压，夯实土层，提高土层的强度和密度。在实际的施工过程中，为了提高施工质量，施工人员要对施工现场进行全面调查，确定建设工工程项目的实施方案。选择合适的夯锤重量，一般夯锤的重量要大于30t，这样才能保证在土层夯实过程中的重力和锤击力，从而有效地提高地基的稳定性。对于含水量较高的土层，会加剧土层运动和土层流失，增加夯实难度，导致地基处理过程中的不确定性增加，地基的处理更加复杂。因此，在应用强夯法进行地基处理时，应对土层的含水量进行检测，确定土层含水量的情况，根据实际情况选择合适的手段进行处理，提高地基处理的效率。

3.2 换填垫层法

换填垫层法一般适用于浅层有软弱下卧层的地基，换填深度一般小于3m，换填材料可采用级配砂碎石、灰土、素混凝土、毛石混凝土等。设计时应给出具体的换填材料、换填深度及范围，并提出相应的技术要求。在实际施工中，根据施工现场地基土层的实际情况，采用具有稳定性、硬度和透水性的材料替换其中的软土层，从而实现地基的加固。地基中的软土层可以通过人工的方式去除，并替换成卵石、砂石、混凝土等材料，对软弱地基进行改进，可以提高地基的稳定性和承载能力。

在进行换填前，通过现场试验确定垫层的施工方法、分层铺填厚度及每层的压实遍数；在进行换填时，首先要按照相关标准将换填材料搅拌均匀，然后进行分层换填，在铺好一层材料后进行压实，每层验收后再进行下一层的填垫。此外，为了确保填垫的质量，应重视最底层的砂石、卵石等的填垫工作，确保其具有较高的强度、密实度及均匀性，保证施工质量，这样可以从根源上减少地层出现沉降的风险，从而避免岩土工程地基出现沉降现象。

3.3 水泥粉煤灰碎石桩处理法

在岩土工程地基处理工作中，水泥粉煤灰碎石桩应用得较为广泛，该方法的优点是实用性强、操作简单，水泥施工量少、成本低，应用该方法可以有效提高软土地基的承载能力。设计时应注意选择承载力和压缩模量相对较高的土层作为桩端持力层，桩间距根据基础形式、要求的复合地基承载力和施工工艺确定。水泥粉煤灰碎石桩的直径通常在0.4m以下，桩长通常在8～15m。在水泥粉煤灰碎石桩施工过程中，科学的材料配比是非常重要的，直接决定着桩的质量，因此应合理配置混合料，以混合料坍落度为切入点，确定合适的加水量。

首先将适量的石屑、粉煤灰、水泥等加入沉管内部，然后加入适量的水，对其进行充分搅拌，充分发挥粉煤灰和水泥的凝胶作用，提高桩体的强度，从而确保地基具有良好的稳定性。在进行地基处理时，如果采用的是长螺旋钻孔灌注成桩，坍落度一般在200mm左右，当钻孔达到设计好的地基深度后，应特别注意提钻的时间和速度等，提钻的速度应和送料的速度基本相近，从而实现混合料的高质量灌注；若采用的是沉管灌注成桩，坍落度一般在40mm左右，在完成灌注后，要注意管拔出速度的控制，其速度应控制在1.2m/min，不能过快或过慢。此外，还应做好水泥粉煤灰碎石桩的桩顶标高控制工作，不能小于设计的桩顶标高，具体的数值要根据施工现场的实际情况来确定。在完成桩的施工后，应进行现场检查，对其复合地基承载力和单桩承载力进行检测，确保其满足设计要求。

3.4 夯实混凝土桩法

夯实混凝土桩法适用于处理地下水位以上的粉土、黏性土、素填土和杂填土等地基。桩端持力层应选在相对较硬的土层，桩孔直径在300～600mm，按等边三角形或正方形布置，桩应布置在基础范围内。在应用该方法时，施工人员应对施工现场的地质情况进行全面了解，然后基于地质的实际条件确定地基处理施工要点和重难点，并确定地基处理的流程及处理过程中的注意事项，从而保证地基处理效果。

施工单位应根据设计要求、现场土质和周围环境等实际情况采取合适的施工措施，确定钻孔、洛阳铲成孔等方法，然后按照设计的配合比进行水泥和土质材料的拌和工作，确保均匀混合。通过控制搅拌速度和时间等，将其搅拌成具有良好密度、强度和质量的混凝土，并采用分层方法进行夯填，夯锤落距和填料厚度应根据现场试验确定，夯填时控制好夯填速率，并及时做好抽样检验，确保施工质量，以达到处理效果。

3.5 高压旋喷桩处理法

高压旋喷桩处理法在岩土工程地基处理中应用得比较广泛，在粉土、淤泥质土、黏性土等土质中都可以应用，适用于基坑封底、建筑地基、堤坝截水和地下工程等诸多领域。在实际应用中，若土层中的有机质含量比较高，或者块石直径比较大，以及地下水流速较大的工程，需要通过施工现场试验来验证高压旋喷桩处理是否适用。在实际应用中，施工人员利用高压浆液、高压水形成高速喷射流束，对孔底土层和土体进行有效切割和破碎，然后填充适量的水泥浆液，置换部分土体，并与部分土体混合，形成具有一定强度的混凝土固结体，以提高地基的稳定性。在实际施工中，应根据工程需要和地质条件等合理选择单管、双管及三管等方法，优化施工工艺，控制施工质量，满足设计要求。

4 结束语

综上所述，在进行岩土工程地基处理时，设计人员应根据地勘单位提供的地勘资料进行详细设计，并结合当地的工程经验和施工技术考虑工期要求、投资要求；同时结合施工单位提出的建议，提出合理的设计方案并优化；还可通过多样化的地基处理方案组合来合理应用处理方法，对地基进行高效、快速的处理，以达到工程项目建设的高标准要求。