岩土工程地基处理问题及关键技术分析

0引 言

近年来，随着社会经济和工程建筑行业的迅速发展，我国各类市政工程剧增，这也带动了岩土工程地基处理技术的快速发展，使其成为当前市政施工领域备受关注的课题之一 [1]。

岩土工程与结构工程相似，其状态由有限个相互独立的参数确定的，这些参数大多数是随机变量，这是因为设计参数从本质来说是用来描述性状不均匀性的。在建筑结构设计中我国已采用了以概率理论为基础并通过分项系数表达的极限状态设计方法。岩土工程由于其特殊性，土性的随机特性将会收到重视，岩土工程的设计方法由定值设计方法逐步转变为可靠性设计方法[2,3,4]，而试验数据（包括土的特性、荷载和环境因素等）的统计处理，例如概率分布拟和度检验则是进行可靠性研究的基础[5]。

在岩土工程中，地基处理是指通过多种形式的施工对地基进行加固和优化，人工提升地基的承载能力、抗渗透性、抗压性、抗拉伸性等，并改善土壤与地下水文状况，从根本上杜绝地基沉降、失稳、地表龟裂等问题，采用先进的地基施工处理设备以及软土地基处理技术进行施工，并根据计算数据进行施工，保证软土地基施工安全[6]，延长工程的使用寿命。

1工程概况

1.1 工程地质

工程区处川西南高原与云贵高原北侧两地貌单元结合地带，区域断裂和褶皱构造控制了区内主要山脊的总体走向，区内地势总体呈现西低东高的态势，地貌基本形态是具夷平面（或山麓剥夷面）的大起伏高山。区内平均海拔2700m～3060m，区内最

隙式和囊状式风化特征，其中临坡侧风化深度强于坡顶一带；场地新构造运动活跃，在长期应力释放及重力等综合因素作用下，谷坡岩体向临空方向卸荷回弹变形较明显，形成卸荷，推测场地强卸荷深度与强风化深度基本一致，弱卸荷深度与中等风化深度基本一致。白云岩和灰岩溶蚀比较明显，出露基岩可见溶蚀现象，溶蚀部位在后期被泥土或植物根系充填，胶结形成不稳固整体。部分区域土层存在软土层问题，存在不均匀层降及受力问题。

2难题分析

2.1 岩土工程地基处理技术水平有待提高

当前，我国岩土工程地基处理技术总体水平不高，其原因在于我国工业化起步较晚，大量的施工人员没有经过专业、高强度的工程技术培训 [7]；部分岩土工程施工系统与设备革新不成熟，无法满足时代的建设需要，导致在岩土工程中的使用效益不高，不能发挥其真正的作用。当前，我国的地基处理技术仍处于相对薄弱的阶段，缺乏完善的地基施工技术的行业标准体系，须进一步提升地基处理施工的标准化水平。

2.2 自然因素的影响

岩土条件和施工材料直接影响岩土工程的施工质量，同时也是保证工程质量的重要前提。实际工程中往往缺乏行之有效的地基保护措施，导致各种不可控的自然因素对地基的影响越来越大。例如，在混凝土地基基础浇筑前后，要尽量加快施工速度，保证浇筑质量，否则一旦暴雨、暴雪来临，会严重影响工程进度和质量；或者在浇筑完成后，遇到高温天气，要进行适当的遮盖、浇水，进行降温处理，否则混凝土凝固会产生空腔，轻则形成裂缝，重则基底垮塌。由此可见，自然因素对岩土工程地基建设影响很大 [8]。

2.3 软土地基问题

在道路工程施工中，经常会遇见软土地基。软土地基易产生路面变形或沉降，严重影响道路的使用寿命。

3应对措施

3.1 强夯法

强夯法是采用外力加固地基的方法。用起吊设备吊起重型夯锤，从较高的位置放下，使其自由落体，如同巨型锤子般砸向岩土层，产生强烈的冲击力来压实地基。夯锤砸向岩土的瞬间，会在地基内产生剪切和压缩能量，在夯坑周围产生强大的应力波场，从而加固基底的岩土结构。强夯法是目前国

行充分融合并凝结变为硬化土质，提升软土地基的承力强度 [12]。

3.4 DDC 灰土挤密处理技术

DDC 灰土挤密处理技术，采用注入灰土的方法，把软土地基转变为具有一定承载力的混凝土地基，并采用机械设备对注入灰土的地基进行夯实，目的是减小地基土体的孔隙率，通过DDC灰土挤密处理来提高地基承载力。

施工中，首先，对DDC灰土挤密处理技术的力学性进行计算，并对地基承载力的影响参数进行分析 [13]，然后，采用螺旋钻机钻孔，在地基中注入灰土，再进行夯实成桩处理，并扩大桩的体积，形成混凝土地基，提高地基整体承载力。

3.5 预应力管桩处理技术

在软土地基中安装预应力管桩，可以有效提高地基抗剪力。方案设计中采用有限元模型PLAXLS 3D对地基承载力进行分析，并构建地基承载力分析模型，对预应力管桩处理方案进行设计，为预应力管桩处理施工提供重要的数据依据。

对施工现场进行勘探，并对软土地基力学特性参数以及承载力情况进行分析，进而确定预应力管桩的铺设位置，采用有限元模型PLAXLS 3D构建地基承载力分析模型，对地基土体整体的承载力以及抗剪力进行精确的分析。其次，在预应力管桩埋设施工过程中，要进行科学设计，在考虑软土地基力学特性因素影响的基础上，保证预应力管桩方案中灌注混凝土的承载力发挥到最大。再次，进行基坑开挖设计。基坑开挖后采用预应力管桩技术对地基进行加固处理，采用有限元软件构建软土地基基坑模型并对其进行分析，对地基不同的承载力进行分析，并对软土地基基坑开挖过程中地基承载力进行研究，通过有限元模型PLAXLS 3D计算基坑产生的荷载对地基承载力的影响 [14]。

4 结论与总结

总之，施工企业要充分认识岩土工程地基处理的全新要求和标准，客观地分析施工现场土壤质量，按照具体情况具体分析，集合多种技术方法来处理问题，在提高施工现场岩土资源利用率的同时，实现建设高效、高质量地建设地基，以满足工程项目的各项要求。

高的鲁聚风口营盘，海拔约3350m。

本区区域构造较复杂，工程区位于康滇地轴中段东缘，横跨米市江舟断陷和东川断拱两个三级构造单元，区内基底构造由会理群和昆阳群组成，构造线以近东西向为主，南北向和北西向次之；盖层包括震旦系到第四系，除志留系、泥盆系、石炭系和第三系缺失外，其余地层均有发育，构造线以南北向为主，北东向和北西向次之。褶皱和断裂关系密切，断裂多沿褶皱轴部发生，鲁北风电场场地处于倮佐断层、老龙口断层、踩马水断层所围合形成的块体中。

1.2 水文地质

场址区地下水类型按照赋存介质分为第四系覆盖层中的孔隙水、基岩裂隙水和岩溶水。

第四系孔隙水：分布于冲沟谷底，含水层岩性为砂砾碎石层，受大气降水和两岸基岩裂隙水的补给，同时与沟水呈互补关系，沿谷底潜流或补给沟水，向下游排泄。

基岩裂隙水：主要赋存于页岩、砂岩裂隙之中，受大气降水补给。水面较陡，沿裂隙或不同岩层间向谷底排泄，补给沟谷孔隙水及其下部的裂隙水，部分以泉的形式排泄于支沟中。

岩溶水：主要赋存于白云岩、灰岩和泥岩裂隙之中，受大气降水补给。

上述三种地下水明显受到大气降水的影响，雨季水量增加，旱季显著减少甚至干涸。

1.3 不良地质段

场地主要的物理地质现象表现为岩体风化、卸荷与溶蚀作用。岩体风化程度受岩性、构造及地下水活动影响明显，砂岩、泥岩等岩石较坚硬，自身抗风化能力较强，推测场地中~强风化深度5～30m，中等风化深度15～40m，页岩抗风化能力较弱，风化作用主要沿裂隙和构造破碎带进行，具典型的裂

内较为流行且行之有效的地基加固技术，能显著提高地基的机械强度和承载力。强夯法主要用来处理混合土、黄土、沙土等地质条件，也能应对粉砂、粉质黏土受地下水渗透导致的土壤液化。而当含水量过高时，便不再适合强夯法了，其流动性会导致施工位置难以控制，十分难以夯实 [9]。

3.2 换填技术

换填技术适用于岩土水分含量超标，软土地基难以夯实、加固的情况，即用符合标准、结构稳定的土质来替换软土地基中的土壤。该方法适用于软土地基表层部分的软土处理，采用砂土、砾石等渗透性强和硬度较高的结构稳定材料来填充挖走的软土层，极大地提高了岩土地基的整体稳定性、承载力，减小了地基沉降的可能性，并便于地基排水。在用新土质来替代软土进行分层充填时，每填充一层就会进行一次压实处理，可以极大地夯实地基、延长地基使用寿命，有效解决局部沉降、岩土地基损坏的问题。此外，还应注意以下几点内容：

1）在填坑之前，必须将基坑清理干净，排水，清除树叶等污染物，并对基坑四周的土层进行加固处理。

2）按照标准作业，将填充材料均匀混合再压实。换填的每个垫层都要间隔一定的距离，不能太薄也不能过厚。

3）地基的填充要选用高强度、高压实性的物料，防止地基下沉，从而导致造成整个工程的沉陷[10]。

4）如果是市政路桥大型工程，则不推荐采用垫层换填技术。

在具体施工中，把不符合质量要求土层的土体挖出，把砂石或碎石等稳定性好的材料换填到地基中，替换原土体，然后把换填的土层进行压实处理，并采用灌砂法对土质进行压实处理来提高土体的压实度，保证地基土质承力强度满足施工技术要求 [11]。

3.3 胶结材料处理技术

设计原理：在软土地基施工中，利用软土地基土质中含水量高的特性，把胶结材料注入地基土体中进行混合，并混入科学配比的水泥浆，保证胶结材料与土体充分混合，进而提高地基承力强度。

采用胶结材料地基处理方法，改变地基的化学性，防止混凝土被腐蚀，使建筑工程整体的安全性和稳定性得到提高。

在软土地基施工方案中，胶结材料处理技术应用广泛。其中常用的高压注浆法在技术要求上比较高，它是采用高压设备喷出胶结材料浆液，高压的

作用是冲散地基软土，促使高压浆液和软土土体进

参  考  文 献

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