土木工程地基加固处理施工技术研究

引言

随着城市化进程的加快，土木工程建设规模不断扩大，对地基的承载能力和稳定性提出了更高要求。通过采用合适的地基加固技术，可以有效提高地基的强度、降低地基的沉降量、增强地基的稳定性，从而保障建筑物的正常使用和安全。

1 地基加固处理施工技术的选择原则

1.1 地质条件

地质条件是选择地基加固处理技术的重要依据。不同的地质条件，如土层的类型、厚度、含水量、压缩性等，对地基加固技术的适用性有很大影响。例如，对于深厚软土地基，排水固结法可能是较为合适的选择；而对于浅层的杂填土地基，换填垫层法可能更为经济有效。

1.2 建筑物类型与荷载

建筑物的类型和荷载大小决定了对地基承载能力和变形的要求。对于高层建筑、大型工业厂房等荷载较大的建筑物，需要采用能显著提高地基承载能力和控制沉降的加固技术，如强夯法、深层搅拌法等；而对于一般的低层建筑或对沉降要求不高的构筑物，可选用相对简单、成本较低的方法，如换填垫层法。

1.3 施工环境与工期要求

施工环境对地基加固处理技术的实施有一定限制。如在城市中心区域，对噪音、振动和环境污染有严格要求，此时应避免采用强夯法等对环境影响较大的技术，而可选择深层搅拌法、高压喷射注浆法等相对环保的方法。同时，工期要求也会影响技术的选择，排水固结法由于处理周期较长，在工期紧张的情况下可能不太适用。

1.4 经济成本

经济成本是工程建设中必须考虑的因素。在满足工程要求的前提下，应优先选择成本较低的地基加固处理技术。不同的地基加固技术在材料、设备、人工等方面的成本差异较大，如换填垫层法材料来源广泛、施工工艺简单，成本相对较低；而一些采用特殊材料或复杂设备的技术，成本则相对较高。

2 土木工程地基加固处理施工技术应用

2.1 换填垫层法

换填垫层法是将基础底面下一定范围内的软弱土层挖去，然后回填强度较高、压缩性较低且无侵蚀性的材料，如砂石、灰土、素土等，并分层夯实或碾压，形成垫层，以提高地基的承载能力，减少地基沉降。适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理，一般处理深度在 3m 以内较为经济合理。首先要准确确定换填范围和深度，开挖时应避免对坑底土的扰动。回填材料应符合设计要求，控制其粒径、含水量等指标。换填垫层法优点是施工工艺简单，材料来源广泛，成本相对较低。缺点是处理深度有限，对于深层软弱地基效果不佳，且大面积换填时，土方工程量较大。

2.2 强夯法

强夯法是一种通过起重机械将重型夯锤（通常重量在8 至40 吨）提升至预定高度（一般为6 到30 米）后自由下落，利用冲击能量对地基土进行强力夯实的地基处理方法。巨大的冲击力能使土体结构发生破坏，减少孔隙，进而增强地基土的承载能力并减小其压缩性。该方法适用于碎石土、砂土、低饱和度粉土、黏性土、湿陷性黄土、素填土及杂填土等地基的加固。对于高饱和度的粉土和黏性土，若在夯坑内回填块石、碎石等粗颗粒材料进行置换强夯，也可取得良好效果。施工前需通过试夯确定夯锤重量、落距、夯击次数、夯击遍数及间隔时间等关键参数。施工时需确保夯锤平稳下落，夯击位置准确，并注意对邻近建筑物和地下管线的保护，必要时采取隔振措施。强夯法的优势在于能快速提升地基承载力，减少沉降，适用范围较广；但其施工噪音和振动较大，可能对周边环境造成影响，且在软黏土等特定土质中的处理效果受土性和含水量制约。

2.3 排水固结法

排水固结法是通过在地基中布置竖向排水通道（如砂井或塑料排水板），并结合地表预压荷载，促使土体中的孔隙水排出，从而提高土体密实度和强度的地基处理技术。该方法特别适用于淤泥质土、淤泥及冲填土等饱和黏性土地基的加固，尤其适合对沉降控制要求严格的工程，如大型油罐、机场跑道和港口码头等。施工时需确保竖向排水体的垂直度和间距符合设计规范，并与砂垫层有效连通。预压荷载的施加需根据土体性质和工程需求合理确定其大小、速率及持续时间，防止加载过快引发地基失稳。施工期间需监测土体沉降和孔隙水压力变化，及时调整施工参数。排水固结法的优点在于能显著减少工后沉降，增强地基稳定性；但其处理周期较长，需预留充足的预压时间，且对施工监测的精度要求较高。

2.4 深层搅拌法

深层搅拌法是一种通过机械搅拌将固化剂与软土强制混合，形成复合地基的加固技术。施工时，采用专用的深层搅拌机将钻头下沉至设计深度后，边喷浆（或喷粉）边搅拌，使水泥、石灰等固化剂与原位土体充分拌和，通过一系列物理化学反应生成具有较高强度的加固体。该方法适用于处理淤泥、淤泥质土、饱和黄土、黏性土及松散砂土等多种软弱地基，在市政工程、公路铁路路基加固及基坑支护等领域应用广泛。正式施工前需进行室内配比试验，确定最佳固化剂掺入比、水灰比及外加剂类型，并通过工艺试桩验证施工参数的合理性。施工中需重点控制钻头提升速度、搅拌次数及注浆压力，确保桩体搅拌均匀、连续。成桩后需采用钻芯取样、静载试验等方法检测桩身强度和完整性。深层搅拌法的显著优点是施工过程无振动、低噪音，对周边建筑物影响小，形成的加固体防渗性能好，且能灵活调整桩长和桩径以适应不同地质条件；但其施工质量受操作水平影响较大，对含有机质较高的淤泥或存在地下水流速过大的地层处理效果较差，且不适用于含大块石或障碍物的杂填土地基。

2.5 高压喷射注浆法

高压喷射注浆法是利用高压射流切割土体并与浆液混合形成固结体的地基加固技术。施工时，先用钻机成孔至设计深度，然后通过高压泵（压力通常为20\~40MPa）将水泥浆液从特制喷嘴中高速喷射出，借助射流的冲击力破坏周围土体结构，同时通过钻杆的旋转提升运动使浆液与土颗粒充分混合，最终形成圆柱状、板墙状或扇形状的加固体。该技术不仅适用于淤泥、黏性土、粉土等软弱地基，还可用于砂土、碎石土及填土地基的加固，在既有建筑基础托换、地铁隧道防渗、基坑支护等工程中效果显著。施工中需保持喷射作业的连续性，严格控制钻杆的垂直度，避免出现断桩或桩径不足等质量问题。由于高压喷射可能引起地表隆起或浆液渗漏，需采取相应的环境保护措施。该技术的突出优点是适应性强，可通过调整工艺参数形成不同形状和尺寸的加固体，施工设备轻便，特别适合空间受限的场地；但其施工成本较高，浆液材料消耗量大，且在密实砂层或含大粒径块石的地层中成桩效果不理想，可能需配合其他工艺进行综合处理。

结束语

随着土木工程技术的不断发展，地基加固处理技术也在不断创新和完善。未来，地基加固处理技术将朝着更加高效、环保、智能化的方向发展，以满足日益复杂的工程建设需求。工程技术人员应密切关注行业发展动态，不断学习和应用新技术、新工艺，为土木工程建设提供更加可靠的地基基础保障。

参考文献

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