建筑工程地基处理施工技术的选择与应用

摘要：地基处理是建筑工程质量控制的关键环节，本文系统分析了常见地基处理技术选择的关键因素，包括地质条件、荷载特性、环境因素等，提出了科学应用地基处理技术策略，为工程实践提供理论指导。

关键词：建筑工程；地基处理；施工；技术

引言：随着城市化进程加快，建筑工程面临的地质条件日益复杂（如软土、湿陷性黄土、膨胀土等），传统地基处理技术已难以满足需求，合理选择地基处理技术成为现代施工中的核心问题，本文分析了不同地基处理技术的适用场景，探讨科学选择与应用方法[1]。

一、建筑工程地基处理技术选择的关键因素

（一）地质条件分析：技术选择的底层依据

地质条件是地基处理技术适配性的首要决定因素，需通过土层结构、力学性质及水文特征的精细化研究，构建技术筛选的物理模型。（1）土层分布的量化解析：土层分布特征决定了地基承载力的天然基础。例如，软土厚度超过5米时，天然地基的沉降风险显著增加，需采用预压法、水泥土搅拌桩等技术改善土体强度；地下水位埋深小于3米的区域，需优先选择排水固结法或真空预压法降低孔隙水压力；岩溶发育区的空洞或裂隙可能引发地基塌陷，需通过注浆填充、微型桩加固等手段提升地基完整性。对于多层复合地基，需根据各土层渗透性差异，选择分层处理或组合技术方案。（2）物理力学参数的临界控制：土体力学参数为技术选择提供定量依据。压缩模量（Es）低于4MPa的软弱土层，需通过砂石桩置换或CFG桩复合地基提升压缩性能；渗透系数（k）大于1×10^-4 cm/s的砂性土，宜采用强夯法或振冲密实法；抗剪强度参数（c、φ）不足时，需通过加筋土工布、树根桩等增强抗剪切能力。特别在饱和软黏土地基中，结合固结理论计算处理后的工后沉降量，确保满足规范允许值[2]。

（二）荷载特性：技术适配的动态约束

建筑荷载特征与技术方案的力学响应存在强关联性，通过荷载-地基相互作用分析，建立技术方案的力学适配模型。（1） 静力荷载的传递机制：建筑类型直接决定荷载的分布特征。高层建筑的核心筒区域荷载集中度可达80%，采用桩筏基础实现应力扩散；桥梁工程的偏心荷载需通过斜桩或扩底桩调整荷载传递路径；工业厂房的设备振动荷载要求地基具有阻尼特性，可采用碎石桩等散体材料桩基。对于大面积堆载场地（如仓储物流中心），真空预压法的处理深度需超过附加应力影响深度。（2） 动力荷载的响应控制：地震区建筑需重点考虑地基-结构的协同抗震性能。液化土层区域，碎石桩的挤密效应可使相对密度达到75%以上，消除液化风险；软土地基中，预应力管桩的抗震性能优于方桩，因其环形截面具有更好的抗弯刚度。对于桥梁等受车辆动载影响的结构，需通过动力触探试验验证处理后的地基动刚度是否满足要求[3]。

（三）环境与工期：技术实施的边界条件

工程实施的外部约束条件要求技术方案在保证工程性能的前提下，实现生态效益与时间成本的平衡优化。（1）环境影响的系统性控制：环保要求推动绿色地基处理技术的发展。强夯法施工产生的振动加速度超过0.5g时，需设置隔振沟并控制单日施工时间；注浆材料选择需遵循《地下水污染防治技术规范》，采用无毒高分子材料替代传统水泥浆；在生态敏感区，可选用静压植桩机等低噪音设备。对于污染土修复工程，需结合固化稳定化技术与竖向隔离屏障，形成双层防护体系。（2）工期成本的协同优化：预制桩施工效率可达每日50延米，较灌注桩提升3倍以上，但要综合考虑运输成本与场地条件。真空预压法的工期通常需3-6个月，适合对沉降控制严格但工期宽松的项目；动态降水联合堆载预压法则可将工期压缩至2个月内。对于抢险工程，高压旋喷桩的即时成桩特性可满足应急加固需求，但其造价约为常规技术的1.5倍[4]。

二、建筑工程常见地基处理技术应用策略

（一）物理加固类技术：土体结构的力学重构

物理加固技术通过机械作用改变土体密实度与颗粒排列，形成稳定的承载结构层，具有施工直观、成本可控的优势。（1） 换填法：通过置换软弱土层实现地基性能跃升。其核心机理是采用级配砂石、灰土等高强度材料分层回填并压实，形成厚度1.5-3m的人工硬壳层。该技术对浅层软土（埋深≤3m）及湿陷性黄土地基具有显著改良效果，处理后地基承载力可提升50%-150%。施工中需重点控制填料含水率（砂石料最优含水率8%-12%）、分层压实厚度（≤300mm）及压实遍数（≥6遍），确保压实度达到95%以上。但地下水位过高或换填深度超过4m时，易引发坑壁坍塌风险，需配合支护措施。（2） 强夯法：利用10-40t重锤从6-30m高度自由下落产生的冲击波（夯击能1000-8000kN·m），使土体产生瞬时液化并重新固结。该技术对砂土、碎石土及低饱和度黏性土（饱和度Sr≤60%）的加固效果显著，处理深度可达10m，土体干密度提升15%-25%。施工参数根据地勘数据动态调整：粗颗粒土采用点夯（夯点间距5-8m），细粒土则增加满夯工序消除表层松胀层。但强夯法产生的振动加速度可达0.5-2.0g，施工要满足最小安全距离（通常为15-30m），避免对邻近建筑造成损伤。

（二）化学加固类技术：土体介质的胶结改性

化学加固技术通过注入或拌合胶凝材料，改变土体化学成分，形成空间网状胶结结构，适用于渗透性土体的深层改良。（1）注浆法：通过压力泵送水泥浆或化学浆液（水玻璃、聚氨酯等）至土体孔隙，实现岩土体胶结强化。在裂隙岩体（裂隙开度≥0.2mm）中采用劈裂注浆，可形成抗压强度5-15MPa的结石体；砂层加固选用渗透注浆，浆液扩散半径可达1-3m。现代注浆技术已发展出双液速凝注浆（水泥-水玻璃体系凝胶时间30-120s）、袖阀管分段注浆等工艺，可精准控制加固范围。但注浆压力超过地层劈裂压力时可能引发地面隆起，要通过现场试验确定临界注浆压力（通常为0.5-3.0MPa）。（2）深层搅拌法：通过钻头叶片旋转切割土体，同步注入水泥浆（湿法）或喷粉（干法），形成连续的水泥土柱体。水泥掺入量（12%-20%）与养护龄期（28天强度达设计值70%）是控制桩体强度的关键参数。该技术对淤泥、淤泥质土等软土地基处理效果显著，形成的桩体无侧限抗压强度可达0.5-1.5MPa。高压旋喷桩（喷射压力20-40MPa）进一步扩展了技术适用性，可在砂卵石层中形成直径0.6-1.2m的固结体，但水泥用量较常规搅拌桩增加30%-50%。

结语：

在施工过程中，地基处理工艺的选用及使用，将直接关系到房屋的总体质量及长期使用性能。根据地质情况，工程需要，经济，环保等多个方面进行分析，才能得出一个科学、合理的地基处理方案。

参考文献：

[1]赵洪斌. 地基处理技术在房屋建筑工程施工中的应用分析[J]. 居舍， 2023， （33）： 66-69.

[2]白伦升， 贾海鹏. 建筑工程特殊地基处理应用强夯法施工技术解析[J]. 砖瓦， 2023， （10）： 143-145.

[3]陈楚君. 地基处理技术在房屋建筑工程施工中的应用分析[J]. 房地产世界， 2023， （17）： 133-135.

[4]吕绍勇， 吴代嘉， 王燕飞， 蒋兴涛， 王凯. 地基处理技术在建筑工程施工中的应用[A] 2023年全国工程建设行业施工技术交流会论文集（下册）[C]. 《施工技术（中英文）》杂志社、亚太建设科技信息研究院有限公司， 施工技术编辑部， 2023： 2.