山區(qū)地基處理重要性

地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)是整個(gè)建筑物設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分，它對(duì)建筑物的安全和正常使用有著密切的關(guān)系。一旦出現(xiàn)事故，處理就比較困難，而基坑的回填土下沉造成室內(nèi)地坪空鼓、開(kāi)裂，室外散水空鼓開(kāi)裂、下沉，建筑物基礎(chǔ)受水浸泡，甚至導(dǎo)致建筑物不均勻沉降，這正是建筑工程質(zhì)量的通病，而山區(qū)尤為突出。

在山區(qū)常會(huì)遇到地基軟硬不均的問(wèn)題，這是由于山區(qū)地形高低不平、基巖表面起伏變化大、地質(zhì)成分也比較復(fù)雜，在山頂基巖埋藏淺，有的露出在地表，在山麓常有大塊孤石，在溝谷常遇到淤泥等軟弱土層。因此，在同一建筑物的基礎(chǔ)可能部分落在巖基上，而另一部分卻落在土層上，另外由于地表高差懸殊，平整場(chǎng)地后常使基礎(chǔ)部分落在填方區(qū)，另一部分落在挖方區(qū)，這些都會(huì)導(dǎo)致基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉降。此外由于山區(qū)集水面積廣，山洪爆發(fā)時(shí)表面水徑流量大，往往容易造成滑坡和塌方等威脅。

1）強(qiáng)度及穩(wěn)定—地基的抗剪強(qiáng)度不足，難以支撐上部結(jié)構(gòu)，地基就會(huì)產(chǎn)生局部或整體破壞。

2）壓縮及不均勻沉降—地基在上部結(jié)構(gòu)的自重及外荷載作用下產(chǎn)生過(guò)大的變形，會(huì)影響結(jié)構(gòu)的正常使用，特別是超過(guò)建筑物所能容許的不均勻沉降時(shí)，結(jié)構(gòu)可能開(kāi)裂破壞。沉降量大時(shí)，不均勻沉降將逐步增大。濕陷性黃土遇水而發(fā)生劇烈變形也屬于這一類地基問(wèn)題。

3）地基的滲漏或水力比降超過(guò)容許值時(shí)，會(huì)發(fā)生水量損失，或因潛蝕和管涌也將出現(xiàn)結(jié)構(gòu)破壞。

4）地震、機(jī)器以及車輛的振動(dòng)、波浪作用和爆破等動(dòng)力荷載可能引起地基土液化(特別是飽和無(wú)粘性土）。山區(qū)地基地質(zhì)條件比較復(fù)雜，主要表現(xiàn)在地基的不均勻性和場(chǎng)地的穩(wěn)定性兩方面。山區(qū)基巖表面起伏大，且可能有大塊孤石和淤泥腐殖土共存；而山地溝壑及洼地處地下水位過(guò)高時(shí)，凍漲應(yīng)力也不可忽視；這些因素通常會(huì)導(dǎo)致建筑物基礎(chǔ)產(chǎn)生不均勻沉降。在山區(qū)修建結(jié)構(gòu)物時(shí)要重視地基的穩(wěn)定性，同時(shí)避免過(guò)大的不均勻沉降，有必要對(duì)地基進(jìn)行人工處理。

地基處理方法很多，各種處理方方法都有它的適用范圍、局限性和缺點(diǎn)，沒(méi)有一種方法是萬(wàn)能的。具體工程情況復(fù)雜，地質(zhì)條件千變?nèi)f化，各工程間地基條件差別很大，具體工程對(duì)地基的要求也不同；因此對(duì)每一具體工程都要進(jìn)行具體分析，從地基條件，處理要求，工程費(fèi)用以及材料、機(jī)具來(lái)源等各方面進(jìn)行綜合考慮，以確定合適的地基處理方法。

山區(qū)巖土地基下臥基巖表面坡度較大(i>10%）、石芽密布并有出露、大塊孤石與淤泥混合一體。這類地基在山區(qū)極為普遍，由于基巖表面傾斜，使基底下土層厚薄不均，設(shè)計(jì)時(shí)即要排除巖性和上覆土層厚度的變化，導(dǎo)致地基土的承載力和壓縮性相差懸殊而引起建筑物不均勻沉降外；還要考慮地基的穩(wěn)定性，即上覆土層是否可能沿傾斜的基巖表面產(chǎn)生滑動(dòng)。

不均勻巖土地基的處理，在山區(qū)建設(shè)中占有重要的地位。應(yīng)充分利用上覆土層，盡量采用淺基礎(chǔ)，但基礎(chǔ)深度必須超過(guò)凍層；尤其在上覆持力土層比下臥層較好的情況下，更應(yīng)如此。充分考慮地基、基礎(chǔ)和上部結(jié)構(gòu)的共同作用，既保證地基的變形滿足上部結(jié)構(gòu)的要求，又使上部結(jié)構(gòu)的構(gòu)造盡量適應(yīng)地基變形條件，即采取地基處理和結(jié)構(gòu)措施相結(jié)合的方法來(lái)解決不均勻地基的變形問(wèn)題。在同一建筑物下，遇到軟、硬不均的巖土地基，可以對(duì)軟弱部分地基采取加固處理，使之與堅(jiān)硬部分地基相適應(yīng)，也可以將硬巖鑿去一部分，換填可壓縮土，使之與軟弱地基相協(xié)調(diào)。對(duì)軟、硬不均的巖土地基，通常采用按變形設(shè)計(jì)地基?？烧{(diào)整建筑物的基底壓力來(lái)控制差異沉降，如在強(qiáng)風(fēng)化巖層中采用較高的基底壓力，使較硬地基產(chǎn)生一定的變形；在較軟地基上采用較低的基底壓力，以減少較軟地基的變形，從而達(dá)到減小差異沉降的目的。

在山區(qū)工程規(guī)劃時(shí)，為解決地基軟硬不均勻而容易造成基礎(chǔ)不均勻沉降問(wèn)題，就必須搞好工程地質(zhì)勘測(cè)，了解巖石性質(zhì)、構(gòu)造、不同類型的巖基和土建的工程性質(zhì)，對(duì)建筑物的穩(wěn)定性、安全性、技術(shù)性的可能性、經(jīng)濟(jì)上的合理性有著極為重要的作用。此外巖基和土建中都存在不同類型和規(guī)模的軟弱巖層和土層，在工程建設(shè)中必須進(jìn)行專門的研究和處理，才能保證建筑物的安全。

1） 由于地殼運(yùn)動(dòng)的結(jié)果，使原始水平巖層的位置發(fā)生傾斜、褶皺及斷裂，當(dāng)建筑物位于單斜構(gòu)造，且沿巖層走向分布，傾角較大，即基巖表面坡度較大，而上覆土層厚薄不均，容易引起建筑物的傾斜或土層沿著巖面而產(chǎn)生滑動(dòng)而喪失穩(wěn)定。當(dāng)下臥基巖是單向傾斜，為防止建筑物傾斜或沿坡面滑動(dòng)，可調(diào)整基礎(chǔ)深度、寬度，或采用樁基和深基礎(chǔ)等處理措施，例如，沿巖基傾斜方向，土層深的采用樁基，土層淺的直接支承在風(fēng)化巖上，既可減少不均勻沉降也減少挖土方工程量和不必要的擋土墻工程。

當(dāng)建筑物位于溝谷位置時(shí)巖基形成褶皺后未經(jīng)風(fēng)化剝蝕時(shí)，為向斜形態(tài)也可能由于背斜遭受強(qiáng)烈風(fēng)化剝蝕而夷為谷地，當(dāng)為向斜時(shí)，基面呈V 型傾斜，如巖面坡度較為平緩，而上覆土層強(qiáng)度較高時(shí)對(duì)中小型建筑物只需要適當(dāng)加強(qiáng)上部結(jié)構(gòu)剛度而不必做地基處理，當(dāng)為背斜時(shí)基面呈八字型傾斜，即中間土層薄，兩邊土層厚，這種地基變形條件對(duì)建筑物最為不利，在兩側(cè)傾斜面的交界處往往容易出現(xiàn)裂縫，處理的簡(jiǎn)單方法是將建筑物在該處用沉降縫分開(kāi)，而在山脊建造房屋時(shí)也要分清基巖褶皺構(gòu)造是背斜或向斜再做相應(yīng)的處理。

2） 建筑物位于褶皺和斷裂使巖層產(chǎn)生彎曲、破裂和錯(cuò)動(dòng)，石芽密布的地基時(shí)，石芽間覆土較薄時(shí)，可挖去覆土，用碎石或土夾石等壓縮性較小的材料，重新分層回填夯實(shí)，當(dāng)設(shè)計(jì)允許時(shí)，也可調(diào)整柱距，利用石芽作支墩或基礎(chǔ)，若石芽間為硬塑或堅(jiān)硬狀態(tài)的紅粘土，建筑物獨(dú)立柱在15 t 以下可不做地基處理，若石芽間為軟弱積土，且建筑物獨(dú)立柱在15 t 以上時(shí)，可采用樁基礎(chǔ)或箱型基礎(chǔ)。

3） 遇到大塊孤石或個(gè)別石芽外露的復(fù)雜地基時(shí)，對(duì)建筑物最為不利，在地基處理時(shí)應(yīng)使局部部位的變形，與周圍土的變形條件相適應(yīng)，否則極易在軟硬交界處產(chǎn)生不均勻沉降而造成建筑物開(kāi)裂。對(duì)于大塊孤石或石芽周圍排架結(jié)構(gòu)或一、二層磚石承重結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)在基礎(chǔ)與巖石接觸的部位將大塊孤石或石芽等部削低，分層回填可壓縮性材料并分層夯實(shí)，使它與其他基礎(chǔ)的壓縮性相適應(yīng)，墊層厚度視所需要調(diào)整沉降量而定，一般采用30 cm～50 cm ，另外墊層下的巖基應(yīng)鑿成斜面，且基槽要稍大于基礎(chǔ)尺寸。當(dāng)建筑物為多層框架，獨(dú)立柱基礎(chǔ)承重較大時(shí)應(yīng)采用人工挖孔樁或采用箱型基礎(chǔ)。

4） 遇到地下水時(shí)，也往往對(duì)工程建設(shè)帶來(lái)一定的困難和危害，地下水在滲流壓力作用下，有可能帶走松散巖層、斷裂破碎帶和其他軟弱結(jié)構(gòu)面中的細(xì)小顆粒，使巖體被掏空，引起地基破壞，在開(kāi)挖基坑及地下洞室工程時(shí)，有時(shí)會(huì)發(fā)生大量地下水突然涌入，給施工帶來(lái)很多困難，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有地下水時(shí)，根據(jù)不同地下水特點(diǎn)采用不同的方法，包括垂直截滲的截水墻和灌漿帷幕，排水減壓有水平排水和減壓井兩種形式，共同將地下水流導(dǎo)出，減小滲透力，還有對(duì)地下水流進(jìn)水口或通道的咽喉部位加以堵塞的堵塞法。

5） 不良地基上，既要研究適合的地基處理方案，同時(shí)也不能忽視在建筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及施工中采用相應(yīng)的措施，以減少不均勻沉降對(duì)建筑物的危害。例如，建造平面不能過(guò)于復(fù)雜，高差不能過(guò)大，控制好長(zhǎng)高比及合理布置縱橫墻，在突變和轉(zhuǎn)折處設(shè)置沉降縫，相鄰建筑物不能太接近，盡量減少建筑基底壓力及調(diào)整其基底附加應(yīng)力，加強(qiáng)結(jié)構(gòu)的剛度和強(qiáng)度等措施，在施工中應(yīng)先施工高層及重的部分，后建輕低部分，如果高低建筑物有連接時(shí)，連接體最后建，安排好施工順序，可減少高低層部分的沉降差異。

最后是山區(qū)地形的滑坡和塌方問(wèn)題，由于山區(qū)起伏不平，和風(fēng)化作用或地表水滲入坡體，使粘性土軟化、液化，使土體抗剪強(qiáng)度降低，土體可能產(chǎn)生滑動(dòng)而喪失穩(wěn)定而造成滑坡或塌方，對(duì)建筑物和人身造成危害，為防止滑坡、塌方常使用的方法是砌擋土墻和護(hù)坡墻或在保護(hù)坡上種植草皮，在斜坡地段還應(yīng)在坡頂設(shè)置截水溝和排水溝，疏導(dǎo)地面水及地下水，避免滲入坡體內(nèi)。 2100433B

在建筑學(xué)中地基的處理是十分重要的，上層建筑是否牢固地基有無(wú)可替代的作用。建筑物的地基不夠好，上層建筑很可能倒塌，這樣說(shuō)一點(diǎn)也不為過(guò)，而地基處理的主要目的是采用各種地基處理方法以改善地基條件。

地基處理的對(duì)象是軟弱地基和特殊土地基。我國(guó)的《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GBJ7－89）中明確規(guī)定：“軟弱地基是指主要由淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構(gòu)成的地基”。

特殊土地基帶有地區(qū)性的特點(diǎn)，它包括軟土、濕陷性黃土、膨脹土、紅粘土和凍土等地基。

地基改善的五個(gè)方面

對(duì)于地基的改善措施主要有以下五方面：

1. 改善剪切特性

地基的剪切破壞表現(xiàn)在建筑物的地基承載力不夠；使結(jié)構(gòu)失穩(wěn)或土方開(kāi)挖時(shí)邊坡失穩(wěn)；使臨近地基產(chǎn)生隆起或基坑開(kāi)挖時(shí)坑底隆起。因此，為了防止剪切破壞，就需要采取增加地基土的抗剪強(qiáng)度的措施。

2. 改善壓縮特性

地基的高壓縮性表現(xiàn)在建筑物的沉降和差異沉降大，因此需要采取措施提高地基土的壓縮模量。

3. 改善透水特性

地基的透水性表現(xiàn)在堤壩、房屋等基礎(chǔ)產(chǎn)生的地基滲漏；基坑開(kāi)挖過(guò)程中產(chǎn)生流沙和管涌。因此需要研究和采取使地基土變成不透水或減少其水壓力的措施。

4. 改善動(dòng)力特性

地基的動(dòng)力特性表現(xiàn)在地震時(shí)粉、砂土將會(huì)產(chǎn)生液化；由于交通荷載或打樁等原因，使鄰近地基產(chǎn)生振動(dòng)下沉。因此需要研究和采取使地基土防止液化，并改善振動(dòng)特性以提高地基抗震性能的措施。

5. 改善特殊土的不良地基的特性

主要是指消除或減少黃土的濕陷性和膨脹土的脹縮性等地基處理的措施。

地基改善方法

上述是基本的改善措施，如果要有堅(jiān)固的地基就必須根據(jù)實(shí)際情況來(lái)選擇合適的處理方法，以下幾種地基的處理方法是比較實(shí)用的。

一、換填法：當(dāng)建筑物基礎(chǔ)下的持力層比較軟弱、不能滿足上部結(jié)構(gòu)荷載對(duì)地基的要求時(shí)，常采用換土墊層來(lái)處理軟弱地基。即將基礎(chǔ)下一定范圍內(nèi)的土層挖去，然后回填以強(qiáng)度較大的砂、碎石或灰土等，并夯實(shí)至密實(shí)。

二、預(yù)壓法：預(yù)壓法是一種有效的軟土地基處理方法。該方法的實(shí)質(zhì)是，在建筑物或構(gòu)筑物建造前，先在擬建場(chǎng)地上施加或分級(jí)施加與其相當(dāng)?shù)暮奢d，使土體中孔隙水排出，孔隙體積變小，土體密實(shí)，提高地基承載力和穩(wěn)定性。堆載預(yù)壓法處理深度一般達(dá)10m左右，真空預(yù)壓法處理深度可達(dá)15m左右。

三、強(qiáng)夯法：強(qiáng)夯法是法國(guó)L·梅納（Menard）1969年首創(chuàng)的一種地基加固方法，即用幾十噸重錘從高處落下，反復(fù)多次夯擊地面，對(duì)地基進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí)。實(shí)踐證明，經(jīng)夯擊后的地基承載力可提高2～5倍，壓縮性可降低200～500%，影響深度在10m以上。

四、振沖法：振沖法是振動(dòng)水沖擊法的簡(jiǎn)稱，按不同土類可分為振沖置換法和振沖密實(shí)法兩類。振沖法在粘性土中主要起振沖置換作用，置換后填料形成的樁體與土組成復(fù)合地基；在砂土中主要起振動(dòng)擠密和振動(dòng)液化作用。振沖法的處理深度可達(dá)10m左右。

五、深層攪拌法：深層攪拌法系利用水泥或其它固化劑通過(guò)特制的攪拌機(jī)械，在地基中將水泥和土體強(qiáng)制拌和，使軟弱土硬結(jié)成整體，形成具有水穩(wěn)性和足夠強(qiáng)度的水泥土樁或地下連續(xù)墻，處理深度可達(dá)8～12m。 施工過(guò)程：定位—沉入到底部—噴漿攪拌（上升）—重復(fù)攪拌（下沉）—重復(fù)攪拌（上升）—完畢

六、砂石樁法：振動(dòng)沉管砂石樁是振動(dòng)沉管砂樁和振動(dòng)沉管碎石樁的簡(jiǎn)稱。振動(dòng)沉管砂石樁就是在振動(dòng)機(jī)的振動(dòng)作用下，把套管打入規(guī)定的設(shè)計(jì)深度，夯管入土后，擠密了套管周圍土體，然后投入砂石，再排砂石于土中，振動(dòng)密實(shí)成樁，多次循環(huán)后就成為砂石樁。也可采用錘擊沉管方法。樁與樁間土形成復(fù)合地基，從而提高地基的承載力和防止砂土振動(dòng)液化，也可用于增大軟弱粘性土的整體穩(wěn)定性。其處理深度達(dá)10m左右。

七、土或灰土擠密樁法：土樁及灰土樁是利用沉管、沖擊或爆擴(kuò)等方法在地基中擠土成孔，然后向孔內(nèi)夯填素土或灰土成樁。成孔時(shí)，樁孔部位的土被側(cè)向擠出，從而使樁周土得以加密。土樁及灰土樁擠密地基，是由土樁或灰土樁與樁間擠密土共同組成復(fù)合地基。土樁及灰土樁法的特點(diǎn)是：就地取材，以土治土，原位處理、深層加密和費(fèi)用較低。

用這些方法可以使地基比較堅(jiān)固，但并沒(méi)有什么是完美的，同樣地基處理技術(shù)也在不斷的完善與改進(jìn)中。近40年來(lái)，國(guó)外在地基處理技術(shù)方面發(fā)展十分迅速，老方法得到改進(jìn)，新方法不斷涌現(xiàn)。在20世紀(jì)60年代中期，從如何提高土的抗拉強(qiáng)度這一思路中，發(fā)展了土的“加筋法”；從如何有利于土的排水和排水固結(jié)這一基本觀點(diǎn)出發(fā)，發(fā)展了土工合成材料、砂井預(yù)壓和塑料排水帶；從如何進(jìn)行深層密實(shí)處理的方法考慮，采用加大擊實(shí)功的措施，發(fā)展了“強(qiáng)夯法”和“振動(dòng)水沖法”等。另外，現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展對(duì)地基工程提供了強(qiáng)大的生產(chǎn)手段，如能制造重達(dá)幾十噸的強(qiáng)夯起重機(jī)械；潛水電機(jī)的出現(xiàn)，帶來(lái)了振動(dòng)水沖法中振沖器的施工機(jī)械；真空泵的問(wèn)世，才能建立真空預(yù)壓法；生產(chǎn)了大于200個(gè)大氣壓的壓縮空氣機(jī)，　從而產(chǎn)生了“高壓噴射注漿法”。