换填垫层法在地基处理中的应用

换填垫层法在地基处理中的应用

吴刚

新疆煤炭设计研究院有限责任公司新疆乌鲁木齐830091

摘要：若天然地基较为软弱,不能满足地基强度、变形和稳定分析时,则事先要经过人工处理后再建造基础。在地基处理(GroundImprovement)中最常见的是换填垫层法处理,这种地基处理方法在我国的大部分地区都十分常见。介绍换填垫层法在软土地基处理的应用。

关键词：换填垫层法；地基；应用

引言

近年来，在地基处理工程中，由于换填垫层法在施工时换填厚度不大的情况下较为容易，且不会较大的沉降在地基工程中得到广泛应用。

一、换填垫层法在地基施工中的应用

1.1换填垫层法的特点及作用

在地基施工中，一些软弱基础由于会因地质的剪力层的改变而出现受力方式变化的情况，其通常是从地基的边角位置开始出现剪力破坏的现象，同时这部分剪力会在地基基底部压力不断增加的情况下而对其产生纵向深入剪力作用，而采用换填垫层地基可以有效的提高地基的承载力，可以避免基底因剪力破坏而出现严重沉降的问题，使沉降系数维持在标准的范围内。换填垫层法在应用中其多数采用砂石进行施工，其在应用中具有透水性好的优点，并且在地基的压力作用下砂石垫层能形成良好的排水面，能使下层孔隙水压力很快消散，避免对地基土造成塑性破坏，而且还能加快砂石垫层以下软土层的固结，提高软土层强度缓冲的作用；建筑工程中如地基为膨胀土时，采用砂石垫层可以消除地基中的胀缩作用，通过砂石垫层的调节，对地基变形起到缓冲作用。

1.2换填垫层地基的适用范围

根据换填垫层地基的施工要求及应用特点来看，其在实际中主要适用于一些软弱土层的地基施工中，其实际的施工深度需要保证在3m之内。对需换填的软弱土层，首先根据垫层的承载力确定基础的宽度和基底压力，再根据需置换软弱土的深度和垫层下卧层的承载力，设垫层的厚度。

二、砂石垫层施工技术与质量控制

2.1在实际对建筑工程中垫层进行施工时必须实现对施工材料的合理选择，首先需要满足的条件就是具有一定的清洁度，坚决不能有植物残体以及垃圾等杂质的出现。碎石、角砾以及卵石是其较为常用的建筑材料。在使用粉细砂或者石粉时应掺入适量的碎石或者卵石，掺入量需要控制在先总量的30%左右，同时需要注意的是砂石的最大粒径，最大不能超过500mm。从砂石垫层材料整体角度来说，振实与加密性具有较高要求。

质地坚硬的中砂或者粗砂是砂材料选择的主要俩种形式，石子与细沙或者粉砂之间必须呈现出一种均匀混合的状态。在实际施工前对材料进行彻底的冲洗是防止粉尘量过多现象出现的主要原因，在此基础上开展与粗砂的混合与搅拌工作。有机质在砂中的含量也需要进行必要的控制，一般在5%范围之内，最好使用的砂砾石混合物为自然级配，或者结合实际情况选择卵石或者碎石。

2.2含水量的多少是实际进行砂石垫层施工时必须注意的一个问题。砂土含水量较低是导致工程不达到理想效果的主要原因，含水量过大也会对施工效果造成直接影响，湿润到饱和状态是砂土含水量的最佳状态。在实际施工中我们经常会遇到地下水浸泡的现象，摊铺碎石或者毛石是解决上述问题的重要手段。如果在施工中遇到是地下水位较高的现象应对基坑内怕排水以及外围挡水工作进行有意识的加强，同时该种方法也适用于软弱地基上层摊铺垫层工作中，针对基坑所进行的挡水以及降水等工作可有效防止砂垫层出现流失现象，基坑边坡的稳定性可在这一过程中得到最大限度的提升。注意将地下水位控制在一定范围之内，500mm是其最适宜距离。

三、换填垫层地基施工质量控制需要注意的要点

3.1基坑开挖需要注意要点

在进行换填垫层地基施工时需要将软弱土层进行挖除，并采用砂石垫层的方式来对软弱土层进行分层填充，在施工中需要注意避免对软弱土层的表面产生影响，并且为了保证其表面不会出现塌陷的问题需要及时进行回填施工，避免出现基坑暴露时间过长或是浸水的情况。在基坑底面施工时需要注意其顺序要以先深后浅的顺序进行砂石的填充，之后进行逐层的压密，并对其密度进行检验，确定夯实且其密度符合施工标准后方可以对上层进行施工操作。

3.2做好边坡支护工作

由于在换填垫层地基施工中其需要进行置换的土层都存在着较弱的情况，再加上地基施工具有及开挖深度高、施工工期长等特点，这使得在实际的施工过程中存在的不定性因素也较多，其中严重的就是出现边坡坍塌的问题。因此在进行基坑开挖施工之前需要对其边坡进行防护，其主要是采用支护结构来防止边坡坍塌，之后需要对边坡的实际状态进行观察，避免出现碎石滚入砂石垫层中。

3.3做好回填施工的质量控制

对换填垫层地基的垫层施工流程及施工工序进行严格的控制，在工程中需要以分层铺装并进行夯实的方式来进行施工。在进行分层施工时需要确保其施工的面层平整清洁，根据实际的条件来选择适当的压路机型号，目前多数是应用10t压路机来进行碾压施工，为了保证砂石垫层可以有效的进行压实，要确保其反复碾压超过4遍。并且在进行压实施工时需要注意保证砂石的含水量，可以采用洒水的方式来保证砂石保持一定的水分，但是需要注意其含水量应在8%—12%之间，一旦超出此范围需要做好排水工作，保证其基坑及表面都没有存水的问题。

3.4对基坑进行清理并控制分层铺装的厚度

为了避免基坑浮土及杂物影响之后砂石的分层施工需要对其进行清理，保证基坑底部的平整干净，同时在进行分层施工时需要注意控制其厚度，一般需要保持在150mm—200mm之间，其误差需要保持在20mm之内。需要注意的是根据换填垫层中选用的材料来进行基坑底砂石铺装层结构的确定，例如在应用砾石进行换填垫层施工就需要对基坑底部摊铺一层砂垫层，以此来避免基坑底部土层结构出现破坏情况。对湿陷性黄土或膨胀土地基，不能用中砂、粗砂、砾砂、碎(卵)石等透水性材料作换填材料。

3.5控制换填垫层各层的压实厚度

在同一栋建筑物下，应尽量保持垫层厚度相同汉寸于厚度不同的垫层，应防止垫层厚度突变；在垫层较深部位施工时，应注意控制该部位的压实系数，以防止或减少由于地基处理厚度不同所引起的差异变形。

3.6对地基持力层进行控制

对地基持力层中存在的软硬不均点，要根据对持力层的稳定性及建筑物安全的影确定处理方法对不均点范围小，埋藏很深，四周土层稳定，地基压缩没有影响时，对该不均点可不作处理否则，应予挖除，并根据与周围土质及密实度均匀一致的原则，分层回填，夯压密实，以防地基持力层的不均匀变形对上部建筑物造成破坏。

基坑底部浮土清理工作是进行砂石垫层施工的前提与基础，主要是对槽底的平整度以及干净程度进行保障，在实际对其误差进行控制时范围为20mm。在实际针砂垫层进行分层摊铺工作时也需要对其厚度进行控制，范围在150-200mm之内，严禁超铺现象的出现。如果在垫层施工时使用材料为碎石，则需要在基坑最底部铺设一层砂垫，坑底土层的结构可在这一过程中得到保护。

垫层材料如选用砂石垫层，砂石比例为3：7左右，且宜采用中砂，砂中不应有大的鹅卵石或碎石，石子最大粒径不得大50mm，含泥量应符合规范要求如果地下水位较高，基槽开挖后已出现地下水或滞留水层，为了便于施工，在砂垫层下加铺砌毛石一层，再夯填砂石垫层，以保证砂石垫层夯铺密实，使垫层处在地下水位以下。对湿陷性黄土或膨胀土地基，不能用中砂、粗砂、砾砂、碎（卵）石等透水性材料作换填材料。

三、结束语

为了保证换填垫层地基所产生的经济效益，必须要通过施工质量控制方法来保证施工工序、施工流程、施工技术都可以按照规定的标准进行施工，以此来避免在换填垫层地基施工中出现质量问题，进而提高工程效益。

参考文献：

[1]许祥训.换填垫层法在地基处理中的应用[J].科技视界,2013(09):134-135.

[2]高岩.浅谈建筑工程中换填垫层法在地基处理技术中的应用[J].东方企业文化,2012(16):239+241.