在岩土工程领域,确保建筑物稳固的第一步和基石,无疑是地基处理。这不仅关系到工程的整体安全,更直接决定了建筑的长期使用寿命。面对复杂多变的地质条件,如何选择并实施正确的地基处理方案,是一线工程师必须掌握的核心技能。本文将结合关键技术方法与国家规范,探讨如何通过科学的地基处理为建筑筑牢“根基”。
一、核心处理技术:因地制宜,对症下药
地基处理绝非“一招鲜”,必须根据土层性质、荷载要求及周边环境综合判定。目前,主流的成熟技术可归纳为以下几类:
1.密实与固结法:适用于松散或饱和软土。强夯法通过重锤(常用10-25吨,最大可达40吨)反复夯击,能有效提高土体密实度和承载力,一般有效加固深度可达3-10米。对于渗透性弱的饱和软黏土、淤泥质土,则常采用预压法。通过堆载或真空预压(要求膜下真空压力稳定在650mmHg以上)促使地基排水固结,预先完成大部分沉降,从而大幅提高地基承载力。砂井法或排水塑料板常与预压法联合使用,以加速排水固结过程。
2.置换与垫层法:这是处理浅层软弱地基的经典方法。换填垫层法即挖除基础底面下一定范围内的软弱土层(如淤泥、有机土),分层回填并压实砂石、灰土等高强度材料。施工时需注意,灰土应拌合均匀并当日铺填夯压,压实后3天内不得受水浸泡。该方法能显著提高地基承载力、减少沉降,并加速下卧软土的排水固结。
3.复合地基法:通过在地基中设置竖向增强体,与天然土体共同承担荷载。挤密桩法(如碎石桩、砂桩)在成桩过程中同时挤密周围土体,适用于松散砂土和湿陷性黄土等地基。水泥土搅拌法分为湿法和干法,通过固化剂(水泥掺入量通常不低于15%)与软土混合形成桩体,适用于处理正常固结的淤泥、黏性土等地基,其28天无侧限抗压强度标准值需达到0.8MPa以上。水泥粉煤灰碎石桩(CFG桩)等高粘结强度桩也广泛应用,构成刚性桩复合地基。
4.注浆与加筋法:高压喷射注浆法(旋喷桩)利用高压浆液切割土体并与之混合凝固,适用于淤泥、砂土、黄土等多种地基,可形成柱状、壁状等加固体。加筋法则是在土体中埋设土工合成材料、钢筋等,以提高土体整体性和稳定性,减少不均匀沉降。
二、规范与标准:工程实践的“法律准绳”
任何地基处理工程都必须有章可循,我国的核心依据是《建筑地基处理技术规范》(JGJ 79-2012)。该规范自2013年6月1日起实施,涵盖了上述绝大多数处理技术的设计、施工和质量检验要求,是确保工程“安全适用、技术先进、经济合理、确保质量、保护环境”的根本遵循。
规范对关键技术参数做出了明确规定。例如,在复合地基设计中,规范完善了承载力深度修正方法,并新增了多桩型复合地基的设计细则。对于质量检验,规范要求严格:砂石桩施工后,桩身密实度检测点间距不得大于1.5米,且检测桩数不应少于总桩数的2%;注浆加固工程则需要按加固区面积每200平方米至少设置1个检查孔。这些量化的标准是工程验收和可靠性的直接保障。
在施工过程控制上,规范也细致入微。例如,换填垫层施工时,分段接缝的位置应避开柱基、墙角等关键承重部位,上下层的接缝距离不得小于500毫米,且必须夯压密实。这些细节规定,正是从无数工程经验中总结出的、防止质量隐患的关键。
三、数据与政策支撑:迈向更高质量的发展
国家对建筑工程质量的要求日益提升,这在地基处理领域体现得尤为明显。根据行业实践及相关白皮书数据,采用规范化、精细化地基处理后,建筑工后沉降超标的发生率可降低70%以上,显著提升了重大工程和民生工程的安全裕度。近年来,随着“新型城镇化”和“城市更新”行动的深入,对既有建筑地基加固和复杂环境下的地基处理需求激增,推动了技术创新。
政策的导向是明确的:鼓励采用经实践验证的可靠技术,淘汰落后工艺。例如,规范在2012年修订时,就强化了地基整体稳定性分析和材料耐久性设计的要求,并新增了复合地基设计验证等14项关键技术内容,体现了从“满足承载力”到“控制变形与稳定并重”的设计理念进步。地方标准如广东省的DBJ/T15-38-2019,更在国家标准基础上细化了组合桩复合地基等新技术的验收标准,显示了技术发展的与时俱进。
确保建筑稳固的地基处理,是一个融合了地质勘察、技术选择、规范执行与精准施工的系统工程。从选择强夯还是预压,到确定水泥掺量是否达标,再到每一根桩的检测验收,每一个环节都离不开对技术的深刻理解和对规范的严格遵守。在国家标准和行业最佳实践的指引下,通过严谨的工程实践,我们完全有能力为每一座建筑打下坚实可靠的根基,承载起安全与信任的重量。