岩土工程勘察与地基施工处理技术要点分析

杜正权

核工业赣州工程勘察院惠州分院 广东 惠州 516000

建筑工程建设的影响因素有很多，地质岩土条件是其中较为关键的影响因素之一，若施工现场的地质岩土条件较差，很容易造成不均匀沉降、塌陷等问题，大大影响建筑工程的质量，不利于建筑的后续使用。所以，在建筑工程建设过程中，应通过岩土工程勘察的方式，全面了解施工现场地质岩土的具体情况，并以此为基础，采取相应的地基处理技术，以构建出高质量地基，为建筑的建设打下良好基础，为后续环节顺利建设提供帮助。

1 岩土勘察与地基处理的重要性

岩土勘察与地基处理工作的开展，对整个建筑工程的建设具有重要意义，具体来说，主要体现在下述几个方面：（1）提升地基的承载性。地基是建筑工程的最下部结构，用于对上部结构进行承载，若地基土较为柔软，将会受到上部建筑结构的挤压后，使结构整体出现沉降等问题，而通过岩土勘察与地基处理后，则可改变这一问题，有效提升了地基土的墙体，赋予其更高的承载性。（2）减弱地基压缩性。由于土壤压缩性地存在，导致建筑工程或多或少的均会出现一些沉降问题，通过地基的处理，可最大程度上减弱地基的压缩性，降低沉降量，将其控制在规定要求范围内。（3）优化地基透水性。基坑挖掘，由于地下水的存在，将会产生较高的静水压力，在该压力的作用下，导致基坑出现管涌等问题，对工程建设造成一定干扰。而对地基处理后，则可对地基的透水性予以优化。（4）优化地基土动力特性。出现地震后，饱和松散粉细砂将会出现液化的情况，在承受交通荷载与打桩时，导致地基出现明显的降低。而对地基予以处理后，则会通过对土壤动力特性的优化，以赋予地基更强的抗震动性[1]。

2 岩土勘察技术分析

2.1 岩土勘察的主要内容

岩土勘察作为建筑工程建设时最为基础的一项工作，这项工作开展得好坏，直接关系到后续工程的建设效果。而想要科学、合理的对施工现场沿途地质条件进行勘察，则应确定出勘察内容，具体来说，通常有下述几方面：（1）施工现场的地质条件及其周边地质结构、水文特点等；（2）获得调查信息后，从多个角度出发，全面对地质状况予以评估，并针对评估结果，寻找出地质将会对工程的建设造成哪些干扰；（3）针对勘察与评估结果，设计出相应的处理方案，以改良施工现场的地质条件；（4）针对现场周边室温条件，采取科学、合理的防水措施，防止水分的渗入而导致基础损坏；（5）对施工现场原有建筑进行勘察，判断在建工程与已有工程之间的关联性，两者间存在的相互干扰因素等。

2.2 岩土勘察资料的分析

建筑工程建设时，为了提升整个工程的建设质量与效率，在获取到勘查信息资料后，应对信息资料展开全面的分析，加强对施工现场及周边一定范围内地质条件的了解程度。只有准确了解施工现场及其周边地质环境，才会为施工方案的设计、地基的处理及施工环节的有序开展提供支持，有利于构建出高质量的建筑工程[2]。从高层建筑工程层面而言，加强基础设施的构建，更是会对后续施工产生关键的影响，可保证地基施工符合相关标准要求。岩土工程勘察结束后，应将所有相关材料划分成不同类型，并分别对各类型材料予以存储，以防止材料出现丢失的问题，为工程建设与竣工验收提供帮助。此外，针对水文地质资料的分析，编写出完善的数据报告，并以此为基础，结合现场地表状况，可续的对现场予以布置与处理，以提升施工现场的安全性。

2.3 岩土勘察的方法

现代建筑工程领域内，存在多种不同的岩土工程勘察方法，每种方法具有不同的特点，其中，较为常见的有三种方法，分别为：（1）坑探法。在施工现场适当区域内，挖掘出一定大小的坑洞，通过对该坑洞的观察，确定施工现场土质条件特点。（2）钻探法。通过相应的钻孔工具，在不同岩土层中钻出适当大小的小孔，然后在该孔洞内插入相应的地质勘查设备，通过专业设备对岩土特性予以勘察。（3）物探法。直接利用相应探测仪器对岩土进行检测，通过检测结果的处理，构建出相应的二维或三维图像，通过该图像的观察，以准确了解岩土特性。具体来说，每种勘察方法的优劣势如表1所示，在具体勘察是，应针对现场情况，结合勘察企业技术水平而定。

表1 三种常见勘察方法的优劣势

3 地基处理技术分析

3.1 换填垫层法

现代建筑工程领域内，存在多种地基处理技术，换填垫层法是其中最为常见的一种，指的是将地层中原有较为软弱的土壤挖出，然后填入适量强度更大、稳定性更强的填料，以此达到加固地基的目的。采用该方法对地基处理时，通常需要注意下述几个方面：（1）填料的选择。填料性能的好坏，直接关系到地基处理效果，只有选择高质量的填料，才会提升地基的稳定性。常用的填料有粒径大于2mm，且含泥量在3%以内的砂石；有机制含量低于5%，且粒径低于50mm的粉质黏土；体积比为2:8或3:7，粒径在15mm以内的灰土；粉煤灰；含泥量在5%以内的矿渣等。（2）确定砂垫层厚度。砂垫层厚度的不同，也将会对地基处理效果造成一定干扰。实际施工中，为了确定出最佳的换填层深度，可通过下述公式计算：

其中，L表示地基长度；b表示地基的宽度；hs表示砂垫层厚度；σ表示地基附加应力；θ表示压应力扩散角，通常处于35～45°范围内，针对具体情况而定；rs表示砂垫层的容重；r表示回填土的容重；h表示回填土的厚度[3]。

3.2 强夯法

强夯法对地基处理时，指的是将重物悬挂到适当高度处，通过重物的自由下落，向地基土壤施加一定的挤压力，在该挤压力的作用下，逐渐排出土壤中的水分，并降低颗粒间的缝隙，以此达到压实地基的目的，其原理如图1所示。强夯施工时，通常需要注意下述几个方面：（1）夯击之前，对地基表面进行清理，及时去除地基中存在的杂质，以使地基表面保持干净，以提升整个夯击效果。（2）确定桩位点。在施工之前，应通过全站仪的方式，对施工现场平面予以测量，针对测量结果，确定出最佳的桩位点，为地基的夯实做好准备。（3）根据前期设置的桩位点，将起重机移动到相应位置处，并调节夯锤位置，使其与强夯点保持一致。（4）根据设计要求，将夯锤提升到相应高度处，以保证夯击效果。（5）夯击的过程中，应不断对地基夯击点予以观察，判断地基是否出现倾斜问题，若出现这一问题，则应采取相应的方式予以整平。（6）测量地基夯击高度，当其到达设计标准值后，停止夯击。需要注意的是，若施工现场周边存在大量建筑物，且这些建筑物对震动等级具有严格的要求，则不可通过该方式对地基处理，若采用该方法处理，则应在施工现场构建出相应的防振设施[3]。

图1 强夯法施工原理图

3.3 砂石桩法

通过砂石桩法对地基进行处理时，先利用施加冲击荷载的方式，将桩管压入到地层当中，由桩管投料口处，将碎石灌入到桩管内，之后一边压实，一边将桩管向上拔出，从而形成高密实性的碎石桩，桩体与周边土壤结合后，共同形成固定桩，以此达到提升地基强度与稳定性的目的。该方法常用于以杂填土、粉土为主的地基当中。砂石桩法施工时，需要注意下述几个方面：（1）为了提升砂石桩的强度与稳定性，应合理配置灌入材料，主要由碎石、砂石、水泥构成，其中，砂石采用中粗砂，含泥量在5%以内，水泥型号为425。（2）选择最佳的施工设备，振动机应保持在90kN以上。（3）桩径要适中，一空控制在350～450mm范围内。（4）确定最佳的桩基长度，地下部分高于地基厚度的1m。（5）桩管定位时，应控制器偏差，其中，水平偏差控制在5cm以内，垂直度误差控制在1.5%以内。（6）桩管向上拔出时，应对拔出速度予以控制，一般为1.2～1.5m/min，且应确保速度保持均匀，以防止拔出速度过快对桩体结构造成破坏。（7）砂石桩施工结束后，对其养护14d以上，且桩体强度达到标准后，才可开展基坑施工。

3.4 振冲法

该方法又叫作震动水重发，指的是利用起重机的方式，将振冲器吊起，将设备启动后，在潜水电机的驱动下，使得偏心块出现移动，并带动水泵运行，进而将水压高压射出，以逐渐对土壤进行挤压，从而达到地基处理的目的。采用这一方法是，最主要的就是根据工程现场地质条件特点，选择最佳的振冲器，以保证地基处理效果符合要求。

3.5 水泥土搅拌法

对饱和软黏土地基处理时，通常选择水泥土搅拌法。指的是在软土地基当中，灌入适量的水泥，利用水泥作为固化剂，然后将两者均匀搅拌到一起，带水泥土浆液凝固后，形成强度较高的结构，以此提升地基土壤的稳定性。实际施工过程中，通常需要注意下述几个方面：（1）控制加固深度。根据该方法操作原理的不同，可将其划分成两种具体施工技术，一种为干法加固，另一种为干法加固，每种加固技术的深度略有差异，其中，选择前者时，应确保深度低于15m，选择后者时，应确保深度低于20m，且最低深度均应在5m以上。（2）选择合理的喷粉与搅拌设备，并根据实际要求，设定最佳的参数，以保证设备处于良好的运行状态，保证整个水泥土搅拌施工顺利开展。（3）添加固化剂时，应对地基标高予以检测，以保证地基的加固高度符合要求。（4）喷粉过程中，一边向软土地基中添加固化剂，另一方面逐渐将喷粉设备缓慢向上提取，以使固化剂保持均匀。

3.6 高压喷射注浆法

在土层适当位置处，钻取出一定大小的孔洞，然后将装有喷嘴的注浆管置入到土层内，同时，注浆管的另一端与高压喷浆设备相连，将高压蓬江设备启动后，在高压力的作用下，将混凝土浆液压入到土层内部，不断对原有土层结构进行改造，从而提升土层的稳定性[4]。采用该加固处理方法时，需要注意下述几个方面：（1）施工之前，应对地基表面予以处理，以使地基表面保持平整，为喷浆设备的安装与固定做好准备。（2）若采用单管法与双管法，可直接通过喷浆设备产生的射水钻出适当深度的小孔，并将管道插入进去，一边喷浆，一边将管道提升；若采用三管法，应通过专业的钻孔工具，钻取出半径为75～100mm的孔洞，之后将三条管道插入，先进行旋喷，在进行定喷，最后进行摆喷，以完成整个施工活动。（3）注重喷浆设备的选择，不同施工原理所采用的设备参数具体如表2所示。

表2 不同高压喷射注浆施工所需的设备参数

4 总结

综上所述，现代建筑工程建设过程中，不仅要加强对岩土工程勘察的重视程度，通过岩土勘察，准确了解施工现场地质条件特点，为后续施工活动的进行做好准备。与此同时，还应针对岩土勘察结果，结合施工单位、工程需求等具体情况，选择最佳的地基处理技术，以提升地基的稳定性与强度。