換土墊層法淺析

摘 要:本文通過筆者在工作中的心得體會，對換土墊層法在處理軟弱土地基中的應用方法及注意要點進行了陳述，僅供同行參考。

關鍵詞:換土墊層法軟弱土地基地基承載力

中圖分類號:TU47文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)06(a)-0050-01

1 引言

由于城市的擴大化，許多建筑需要在軟弱地基上修筑，為了使厚度不是很大的軟弱地基能夠滿足建筑物的承載力和變形要求，可對軟弱地基實施換土墊層法施工。筆者將工作中的經驗總結本文，供同行參考。

2 適用范圍

換土墊層法是一種地基處理方法，適用于淤泥、淤泥質土、濕陷性黃土、雜填土地基及暗溝、暗塘及山地不良地基等的淺層處理。

3 設計計算

3.1 墊層厚度的確定

墊層的厚度可根據墊層底面處土的自重應力與附加應力之和不大于同一標高處軟弱土層的容許承載力來確定。表達式如下。

pz+pcz≤fz fz—墊層底面處土層的地基承載力(kPa)

pz—墊層底面處土的附加壓力(kPa)

pcz—墊層底面處土的自重壓力(kPa)

計算時，一般可根據墊層的容許承載力確定出基礎寬度，再根據軟弱下臥層的承載力確定出墊層的厚度。墊層底面處的附加壓力，可按下式確定:

條形基礎pz＝b(p－pc)/(b+2Ztanθ)

矩形基礎pz＝bl(p-pc) /(b+2Ztanθ)(l+2Ztanθ)

式中p—基礎底面壓力(kPa)

pc—基礎底面處土的自重壓力(kPa)

l、b—基礎底面的長度和寬度(m)

Z—墊層的厚度(m)

θ—墊層壓力的擴散角，可按下列表格查表選取。

《建筑地基處理技術規范》(JGJ79-2002)壓力擴散角θ(°)(如表1）

注:(1)當Z/b<0.25時，除灰土仍取28外，其余材料均取0，必要時宜由試驗確定。

(2)當0.25

《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2002)地基壓力擴散角θ(°)（如表2）

注:(1)Es1為上層土壓縮模量;Es2為下層土壓縮模量。

(2)當Z/b<0.25時，θ＝0°，必要時宜由試驗確定。

當Z/b>0.5時，θ值不變。

3.2 墊層寬度的確定

墊層寬度應滿足基礎底面應力擴散的要求。可按下式確定:

b’≥ b+2Ztanθ b’—墊層底面寬度

b—基礎底面的寬度(m)

θ—墊層壓力的擴散角，可按相關規定查表選取。

Z—墊層的厚度(m)

4 施工工藝

換填法施工時根據換填材料不同，施工方法也不盡相同。以下以最常用的砂石墊層為例進行說明。

(1)砂墊層如采用中粗砂，所用中粗砂需經過化驗，含泥量必須在5%以內，不得含有草根、垃圾等有機雜質。應按級配混合砂料，人工級配的砂、碎石應先將砂、碎石拌合均勻后再鋪開壓實，鋪設的級配砂石在碾壓前應根據其干濕程度和氣候情況，適當灑水使其達到最佳含水量，以利碾壓密實。

(2)換填法施工前要驗槽，將基底表面浮土、淤泥、雜物清除干凈，兩側應設一定坡度，防止振搗時塌方。砂墊層要分層鋪設、分層夯實，控制每層砂墊層的鋪設厚度，一般為15～20cm。每鋪好一層墊層經密實度檢驗合格后方可進行下一層施工。

(3)砂墊層施工中的關鍵是將砂墊層加密到設計要求的密實度。加密的方法有振動法、水撼法、碾壓法等。

(4)砂墊層和砂石墊層的底面應在同一標高，如深度不同時，基坑地基土面應挖成踏步或斜坡搭接，不同標高時應先深后淺的順序進行。最后一層碾壓結束后，對上表面不平整及標高誤差較大之處，用人工進行適當平整、修補，然后用平板振動器在上表面交叉振動不少于兩遍。

(5)基坑開挖鋪設砂墊層時，必須避免擾動軟弱土層的表面，基坑開挖后應及時回填，不應暴露過久或浸水，并防止踐踏坑底。

(6)水撼法施工時，在基槽兩側設置樣樁以控制鋪砂厚度，每層為25cm。鋪砂后，灌水與砂面平齊，然后用鋼叉插入砂中搖撼十幾次，待砂已沉實，將鋼叉拔出，在相距10cm處重新插入搖撼，直到這一層結束，檢驗合格后鋪第二層。

5 質量檢查

(1)施工前應檢查砂、石等原材料質量、配比，砂、石拌合均勻程度。

(2)施工過程中必須檢查分層厚度，分段施工時搭接部分的壓實情況、加水量、壓實遍數、壓實系數。施工時要分層找平，碾壓密實。

(3)采用環刀法檢驗墊層的施工質量時，取樣點應位于每層厚度的2/3深度處。檢驗點數量，對大基坑每50～100m2不應少于1個檢驗點;對基槽每10～20m不應少于1個點;每個獨立基礎不應少于1個點。采用貫入儀或動力觸探檢驗墊層的施工質量時，每分層檢驗點的間距應小于4m。

(4)墊層的施工質量檢驗必須分層進行，應在每層的壓實系數符合設計要求后，再進行下一層施工。

(5)竣工驗收采用載荷試驗檢驗墊層承載力時，每個單體工程不宜少于3點;對于大型工程應按單位工程數量或工程的面積確定檢驗點數。

以上為本人在實際工作中的一點總結，供同行參考，如有錯漏，還望指正。

參考文獻

[1]《建筑地基處理技術規范》(JGJ79-2002)，中國建筑工業出版社.

[2]《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2002)，中國建筑工業出版社.

[3]《地基處理手冊》(第三版)，中國建筑工業出版社.