房屋建筑工程中的地基处理施工技术探析

赵向峰 大同泰瑞集团建设有限公司

1 前言

高填方地基处理方法主要采用强夯法和碾压法（冲击碾压法和振动碾压法），强夯法在地基加固沉降变形控制中是最常用、最经济的方法。现在。动态压实法常用于砂砾、沙质土、黏性土、杂填土、湿陷性黄土等地基土的加固，具有设备简单、施工速度快、适用范围广等优点，在经济上是可行和有效的。

2 房屋建筑工程中的地基

随着社会经济的不断发展，在未来，房屋建筑工程仍然具有非常大的市场前景，只有保证工程的质量，才能使得企业和施工单位不断发展。地基处理作为施工过程最为基础的施工过程，需要引起足够重视。通过相应的地基施工技术，有效提升了地基的强度、防水性、防渗透能力、承载能力，进而保证了地基施工的质量。当建筑地基的施工品质得到显著提升以后，建筑品质才能够有基础的保障，才可以确保建筑的安全性，增加它的使用时间。

勘察期间，地下水埋深17m～20m，水位高程1055.64m～1075.64m。根据粉质黏土厚度及其干密度从详细的调查报告中得出，由于原槽地基处理槽面积和土面积需要不同的压实度并单独处理，地基处理试验范围分为三个区（T1：B3B4C3C4为2000kN·m 能级强夯区；T2：B4B5C4C5 为3000kN·m 能级强夯区；T3：B5B6C5C6为3000kN·m能级强夯区）[1]。

在使用强夯技术的过程中，施工人员应首先对地基的施工环境进行全面了解，并将地基施工环境中的信息详细记录下来。在地势平坦的区域进行地基试压，对房屋建筑地基深度以及目标深度进行测量，如果实际地基深度小于目标地基深度。强夯处理时，需要两次点夯和一次全夯。第一次和第二次夯点应错开，夯点间距为6×6m，夯击次数为10 击，施工前，为保证试验方案的合理性和可行性，结合实际情况和地勘报告，选择3 个试验区依次进行试夯试验。夯击能量分别为2000kN•m、3000kN•m 和4000kN•m。前两次夯击完成后[2]，在局部压实完成，应进行全面压实①局部夯实施工完成后，待孔隙水消散至设计要求后，进行全夯施工；②全夯施工主要是将夯锤之间的土加固到夯土底部以上；③全夯施工一般采用1/3全径锤双向搭接，夯击次数、每点点击量应保证且不受影响泄露了。在最后，考虑不同夯击能量下坑周回弹量和湿陷的变化，对结果进行了分析。

（1）区内T1 区2000kN·m 击实试验，夯点间距4m，夯锤重量26.8t，落差8.5m，设2 个回弹抬升观测点。捣固次数为10～13 次。这些观测点的回弹量较小，最大隆起量分别为6cm 和6.5cm。夯实点的总沉降量为174cm。夯实点的总沉降量为194cm。经过分析和数据处理，给出了2000kN 击实试验中击实点与湿陷量的后统计关系曲线。通过以上试验，得出2000kN•m的理想夯击次数为11～13次，夯坑周围土体回弹小，裂缝小的结论。最后两次夯实，平均湿陷控制在5cm。

（2）T2 区3000kN·m 击实试验仍设2 个回弹抬升观测点。捣固次数控制在14～16 次。凹坑和裂缝周围回弹明显。最大隆起值为10cm和10.5cm。夯实点的总沉降量为174cm。夯实点的总沉降量为194cm[3]。

3 房屋建筑工程中的地基处理施工技术探析

3000kN•m水平试夯时，14～16次夯组最后三次夯击，夯沉值小于7cm。夯机倾斜（坑壁不完整），第一次坑土样平均干密度约1.75g/cm3，平均压实系数0.92；第二次坑土样平均干密度约1.80g/cm3，平均压实系数0.94。还设置了两个回弹抬升观测点。捣固次数控制在17～19次时代。回坑和裂缝周围很明显，那个最大隆起值为13cm 和12.5cm。夯实点的总沉降量为190cm[4]。

夯实点的总沉降量为194cm。通过单次夯击次数与夯击固量的关系曲线，在所有试验区内夯击曲线几乎都具有相同的形状。强夯初期沉降较大，但随着压实不断进行，曲线逐渐变为很顺利。为了最后三次罢工，结算价值几乎没有变化。通过对两个夯点试验区的详细观察和分析，试验设计的闸板停止标准与点夯夯停标准的最后两次击锤平均沉头一致，说明强夯的闸板停止标准也符合要求。所有试验区基坑周围观测的回弹和隆起值均得到控制，无明显异常情况，说明在要求的夯击时间内，夯实效果良好。

总体上，强夯试验具有指导意义，根据具体施工条件，如果存在问题，应讨论其时间。最终试夯完成后，在闸板坑和坑间设置探井，以测试土样的压实效果。通过对以上数据的分析可知，强夯处理地基土后，空隙率和干密度增大。浅层地基明显变化，随深度逐渐加深。地基处理后的压缩模量有较大程度的增加，从高压缩性变为低压缩性，地基承载力得到明显提高。夯击后土壤的地表水分扩散明显，减少，导致夯击位置间土壤含水量增加。随着夯实深度的增加，夯实前后土壤含水量变化逐渐减小[5]。

对于原地基，强夯加固深度为2000kN·m、3000kN·m 和4000kN·m，分别为4m、6m、8m；填土区粉质黏土厚度小于4m，强夯水平应选择2000kN·m，粉质黏土厚度为4m～6m，强夯水平宜选3000kN·m，粉质黏土厚度大于6m，强夯水平宜选4000kN·m。为进一步研究强夯效果，借助有限元软件MI⁃DAS，建立了强夯效果的三维分析模型。土的本构模型采用莫尔-库仑模型，并对集中荷载进行了转换。模型尺寸为15m×15m×15m，边界条件为地基支承，215 个六面体单位形成。变形分析是非线性的静态初始应力的影响并未消除。

MIDAS软件模拟的当夯击能量为2000kN·m时，地面水平方向夯击产生的明显边界距离夯锤中心点约5m。当夯击能量为3000kN·m时，地面水平方向夯击产生的明显边界距离夯击机中心点约8m。夯心点沉降约2.5MW，夯击能量4000kN·m，地面水平方向夯实至云图顶部形成明显边界，即边界接近单位边界，距夯心点约15m。现场试验时，上拔边界距夯心点10m。

结果表明，当夯击能量较大时，数值模拟的精度会降低。离心试验方法非常适合于研究岩土工程施工方法的新思路。这些测试可以精确地复制，这样设计中的小变化的效果就可以看得出来。代尔夫特大学土工离心机进行了多项试验，提出了提高基础构件承载能力的方法。本文主要研究如何提高圆锥形基础和吸力沉箱的承载能力[6]。

研究发现，简单的参数，如粗糙度，有很大的影响。对吸力沉箱的一些新想法进行了试验。一个意外的发现是，移除部分沉箱可以提高抗拔能力。地基是采用真空预压法加固的水工填料，强度低，压缩性大[7]。通过与无真空预压的试验结果进行比较，说明了真空预压对PVD 加固软黏土的效果。通过PVD在真空压力和非真空压力下进行了改进。利用Hansbo方法，通过现场沉降的反算，对压缩性参数（ch和kh/ks）进行了分析比较。无真空压力和有真空压力的PVD的水平固结系数（ch）值分别为1.08 和1.87m2/yr，仅PVD 的kh/ks 值为2.7，真空PVD的kh/ks值为2.5。改良后的软土含水率降低，不排水抗剪强度提高。同样，基于反演结果的现场数据分析表明，无真空PVD 和有真空PVD 的kh/ks 分别为7.2 和6.6。ch 值从PVD 的2.17m2/年略微增加到真空PVD 的3.51m2/年。真空PVD 处理的土壤达到90%固结度的时间比PVD处理的土壤缩短了1/3，这仅仅是因为C-h值较高。因此，真空压力的增加导致水平固结系数增大，从而缩短了预压时间。PVDCON 软件可用于预测真空预压和无真空预压条件下PVD加固地基的沉降。真空压力通过垂直排水管施加在软土上，导致土体内有效应力的各向同性增加，真空或真空填充预压下软土的时变特性，真空压力随深度和时间的分布，垂直排水管的性能，侧向位移，不排水抗剪强度的增。因此，可以在一个阶段内以全强度施加。

另一方面，为了避免失稳和承载力破坏，分阶段施加等效填土预压。由于应用真空和相关固结而获得的额外稳定性也有助于快速构建填土预压，从而缩短任何预压的总持续时间。对于真空压力沿垂直排水沟的分布、诱发沉降的速率和大小、孔隙水压力的解释、侧向位移的性质以及真空预压导致的不排水抗剪强度的增加，工程师和研究人员没有达成共识。叠加原理可用于预测或反分析真空预压或真空充填预压过程中的场行为。真空或真空填充预载引起的孔隙水压力也可以使用叠加原理进行预测，方法是将正孔隙水压力响应（假设施加的真空为等效填充荷载）转换为真空引起的孔隙水压力响应，方法是使用超孔隙水压力。在理想条件下，真空压力的分布应随深度保持恒定，但在不同深度处，由于特定子层的真空泄漏，可能不会发展到完全强度；因此，确定真空压力随深度和时间的实际分布，进行有意义的沉降分析是非常重要的。因此，建议对现有固结理论和单独设计程序进行修改，以纳入预压操作期间真空压力的影响。

4 地基处理要点

（1）填筑区，粉质黏土厚度小于4m 时，强夯等级2000kN•m，粉质黏土厚度4m～6m，强夯等级3000kN•m，粉质黏土厚度6m以上，强夯4000kN，地基土的压缩模量大幅度提高

（2）单点夯实试验结果表明，对于原地基，2000kN·m、30000kN·m、4000kN·m 的夯实效果最佳。有效钢筋深度分别为4m、6m、8m。

（3）根据试夯结果，随着强夯能水平的提高，MIDAS软件的数值模拟与现场试验结果一致。它能够更准确地模拟土体在水平和垂直方向的变形，并能反映实际对周围土体的影响。

5 结束语

结果表明，2000kN·m、3000kN·m、4000kN·m强夯法加固原地面的最佳夯击数分别为10、13 和15，有效加固深度分别为4m、6m 和8m。填方区：当粉质黏土厚度小于2m 时，压实度为2000kN·m；当粉质黏土厚度为4m～6m时，压实度为3000kN·m；当粉质黏土厚度大于6m时，压实度为4000kN·m。强夯法是地基处理最常用、最有效的方法，在施工中具有较好的实用性。