卵石換填墊層設計與施工

李學昌

（河南省有色金屬地質礦產局第一地質大隊，河南安陽455004）

卵石換填墊層設計與施工

李學昌*

（河南省有色金屬地質礦產局第一地質大隊，河南安陽455004）

通過介紹卵石墊層在復雜地層中應用的工程實例，說明了其設計計算方法及施工，并對現場施工、質量進行詳述，通過檢測及建筑物沉降觀測，進一步分析卵石墊層在復雜地層中的應用意義。

卵石墊層；復雜地層；設計與計算；施工質量；效果檢測；技術經濟

1　概述

河南省林州市城區巖土地質條件主要為素填土、粉土、粉質粘土、卵石等互層，且各巖土層厚度分布不均，地層條件比較復雜，目前城區主要建筑以小高層為主，基底壓力在200～250kPa之間，天然地基承載力特征值不能滿足設計要求，采用傳統的樁基施工費用較高，且工期長。本文結合某工程論述了采用卵石換填墊層設計與施工，取得了良好的效果。

2　地層條件及工程概況

3　卵石墊層設計與計算

3.1卵石墊層設計

該工程為小高層建筑，擬采用筏板基礎，基底平均壓力250kPa，基礎埋深-2.50m，基底位于層②土層中，其天然地基不能滿足設計要求，需進行加固處理。根據該場地地層條件，該工程采用卵石墊層換填法比較經濟合理，建議挖除層②粉質粘土至第③層粉質粘土，基礎外邊緣每邊外擴不小于1.50m，然后采用卵石墊層換填，換填厚度約1.50m。

3.2卵石墊層的計算

（1）卵石墊層底面處的附加壓力值pc：依據《建筑地基處理技術規范》JGJ79-2012規范第4.2.2條，墊層的厚度Z應根據下臥層的承載力確定，并符合下式：

Pz+Pcz≤faz

式中：Pz——墊層底面處的附加壓力；

Pcz——墊層底面處土的自重壓力；

faz——墊層底面處經深度修正后的地基承載力特征值。

筏板基礎：

pz=bL（Pk-Pc）/（b+2ztanθ）（L+2ztanθ）

式中：b——矩形基礎底面的寬度，12.0m；

L——矩形基礎的底面長度，50.0m；

Pk——基礎底面平均壓力，250.00kPa；

Pc——基礎底面處土的自重壓力，Pc=dγ=4.0m× 18kN/m3=72kPa；

z——基礎底面下墊層的厚度，1.5m（依據地層條件及上部荷載確定）；

θ——墊層的壓力擴散角，灰土取28°（tan28°= 0.53）。

經計算Pz=152kPa。

（2）卵石墊層底面處土的自重壓力值Pcz=4.0m× 18kN/m3=72.0kPa。

（3）墊層底面處土層經深度修正后的地基承載力特征值faz可根椐下式計算：

faz=fak+ηdγm（d-0.5）

式中：faz——經深度修正后的下臥層承載力特征值；

fak——下臥層的承載力特征值，150kPa；

ηd——承載力的深度修正系數，1.6；

γm——基礎（墊層）底面以上土的加權平均重度，18kN/m3；

d——卵石墊層底面的埋置深度，4.0m。

代入公式計算：faz=250kPa，faz=250kPa≥pz+pcz= 152+72=224（kPa），下臥層強度滿足要求。

4　卵石墊層施工：

4.1卵石填料的標準要求

要求采用級配卵石，其配比關系宜為4∶3∶3即：卵石4（礫徑50≥d≥20mm）∶圓礫3（礫徑20≥d≥2mm）∶中粗砂3（礫徑2≥d≥0.25mm）。最大粒徑不超過50mm，含泥量（＜0.1mm顆粒含量）不超過3%。施工參數：①使用18～24t振動壓路機；②壓路機行駛度不大于50m/min；③每層壓實填料虛鋪厚度不大于40cm；④每層先靜壓2遍，再振壓8遍。

4.2卵石墊層的寬度

墊層的平面處理范圍詳換填平面布置圖，每邊超出基礎外緣寬度，不應小于墊層的厚度，并不應小于1.5m。

4.3卵石墊層施工

施工前應先將符合質量要求的卵石填料人工拌合均勻后，運至坑底虛鋪40cm厚，在靜壓前，灑水使填料處于濕潤狀態（含水量控制在8%～12%即可），然后用振動壓路機先靜壓2遍，再振壓8遍，碾壓時，先按長度方向行駛，然后補壓短邊沒壓到的地方，以保證卵石填料均勻獲得規定遍數的壓實功能。

墊層的底面宜鋪設在同一標高上，如深度不同，基底土層面應挖成階梯或斜坡搭接，并按先深后淺的順序施工，搭接處應碾壓密實。分段施工時，接頭處應做成斜坡，每層錯開0.5～1.0m，并應碾實。在土地其上做卵石墊層時，為防止基坑底面表層軟土發生局部破壞，應在基坑底部及四側先鋪一層砂（0.3m），然后再鋪卵石墊層。砂卵石填料中，不得含有草根、垃圾等有機雜物。在地下水位高于基坑（槽）底面施工時，應采取排水或降低地下水位的措施，使基坑（槽）保持無積水狀態（如用水撼法或插入振動法施工時，應有控制地注水或排水）。墊層鋪筑前，應先驗槽，注意浮土應清除，邊坡必需是穩定的，以防塌土，如發現基槽（坑）兩側附近如有低于地基的空洞、溝、井、古墓穴等，應在未做地基前加以填實處理。

5　墊層質量檢驗

按《建筑地基基礎設計規范》GB50007-2011規范附錄C中的要求，采用淺層平板靜載荷試驗法進行了質量檢測，經檢測處理后的卵石墊層承載力特征值為262kPa，滿足設計要求。

6　結論

本工程的地基礎設計等級為丙級，當4∶3∶3卵石墊層的壓實系數不小于0.95時，其承載力特征值fa可采用250kPa，該處理方法具有施工速度快，成本低，經濟合理，為建設及施工單位節約了成本，縮短了工期，取得了良好的經濟效益。

［1］安陽大地勘探工程有限公司.巖土工程勘察報告［R］.

［2］JGJ79-2012建筑地基處理技術規范［S］.中國建筑工業出版社，2012.

［3］GB50007-2011建筑地基基礎設計規范［S］.中國建筑工業出版社，2011.

［4］地基處理手冊［S］.中國建筑工業出版社，2000.

［5］袁聚云.基礎工程設計原理［M］.同濟大學出版社，2001.

［6］JGJ94-2008建筑樁基技術規范［S］.中國建筑工業出版社.

［7］顧曉魯.地基與基礎［M］.中國建筑工業出版社，2003.

［8］葉樹麟.地基處理工程實例應用手冊［M］.中國建筑工業出版社，1998.

［9］樁基礎的計算與分析［M］.盧世深，等編譯.中國交通出版社，1987.

［10］中國地震局地球物理勘探中心.樁基檢測報告［R］.

TU753

B

1004-5716（2016）08-0011-02

2015-08-17

2015-08-19

李學昌（1962-），男（漢族），河南林州人，高級工程師，現從事巖土工程技術工作。