淺談換填法在住宅小區地基處理中的應用

彭立新

摘要：地基基礎在主體結構中占據著舉足輕重的作用，如果選擇不好地基基礎的處理方式，不但費時費力，還有可能對建筑整體結構造成不可挽回的影響。

關鍵詞：換填法;住宅小區;地基處理

隨著國家城鎮化水平不斷提高，越來越多的住宅小區開工建設。由于多層結構容積率低，居民居住舒適度較高，所以在城鎮化過程中比較受人青睞。由于多層建筑樓層較少，整體荷載較小，所以對地基處理來說相對容易一些，但是如果把握不好處理方式，也會對整體結構造成影響，下面結合實例對地基處理措施進行探討：

1工程概況

筆者參與建設的北京某住宅小區建筑面積10.24萬平米，住宅均為六層磚混結構。本工程申請北京市結構長城杯，整個工程建設的質量要求比較高。通過勘探發現，樓體的地基承載力不能達到要求，必須進行地基處理。通過開挖后的實際情況來看，實際的土層分布很不均勻，有的樓體的雜填土和粉質黏土層較薄，而有的地方達到較深。

2地基處理方法

地基處理的方法比較多，主要包括以下幾種：

2.1預壓法：預壓法是在擬建場地上分級堆加荷載，使土體中的水分排出，提高土體密實度，從而提高地基承載力。是一種有效處理軟土地基的地基處理方式。

2.2強夯法：強夯法是利用幾十噸的重錘從高空落下，對地面進行夯實，提高地基承載力。

2.3換土墊層法：是將天然弱土層挖去，分層回填強度較高的砂、碎石等材料，壓實或夯實后作為地基墊層。適用于各種軟弱地基。

2.4排水固結法：通過布置垂直攤水井，改善地基的排水條件，以加速地基土的強度增長，提高地基土的穩定性，并使沉降提前完成。適用于淤泥、淤泥質土、沖填土等飽和粘土的地基處理。

2.5擠密法：擠密法是指通過振動和擠密使深層土體密實，并在擠密振動過程中回填砂石形成復合樁，從而減少土體濕陷性，提高地基承載力。主要適用于處理素填土、雜填土、濕陷性黃土等。

2.6熱學加固法：熱加固法是通過滲入壓縮的熱空氣和燃燒物，并依靠熱傳導.而將細顆粒土加熱到適當溫度，則土的強度就會增加，壓縮性隨之降低。適用于非飽和粘性土、粉土和濕陷性黃土。

根據本小區地質勘測報告，地基土的分布情況如下：

①含有生活垃圾、磚、煤灰渣的粉質黏土層，西側局部有工業垃圾、碎石、爐灰填土。土層厚度0.5～3.3m。②粉質黏土，粘質粉土，本層厚度0～1.2m。③圓礫，最大粒徑13cm，一般為1～2cm。亞圓形為主，中弱風化，級配中等，礫砂、粉土混合充填，層間夾有細、中砂薄層。本層厚度0～2.9m。

由于地下土層的軟弱土層并不太深，在3m～4m左右，而圓礫層的承載力較大，經比較采用換土墊層法是比較合適的。這種方法是將建筑物基底下的軟弱土層挖除，然后回填強度較大，壓縮性小的砂石、素土、粉煤灰等性能穩定的材料，分層夯實，從而達到提高地基承載能力的要求。換土墊層法一般適用于淤泥、淤泥質土、濕陷性黃土、雜填土地基及暗溝等處理深度不大的各類軟弱土層。因為換土墊層法處理地基深度不大，需要置換的軟弱土也就不多，所以一般可以取得良好的社會效果和經濟效果。

換土墊層法具有以下幾個方面的優點：

①施工工藝比較簡單。整個地基處理的過程，只有運輸和碾壓兩道工序。這樣使管理變的比較方便，而且效率比較高。②施工機械較少。整個處理的過程，只需要幾輛自卸汽車、推土機和壓路機，這使得在施工機械上耗費的費用就比較少。③縮短工期。因為整個地基處理深度并不大，所以處理起來工期也比較短。④方法合理。因為樓體總共6層，建筑物自身重量并不是很大，利用換土墊層法進行地基處理后，傳遞到下臥層的附加應力很小，所以地基經過換土處理以后，效果明顯。

3地基處理質量控制措施

雖然采用換土墊層法進行地基處理具有以上優點，但是在施工過程中如果不注意施工工藝和施工方法，同樣也起不到地基處理的結果，所以在施工過程中，我們嚴格控制，精心施工，對施工工藝中的每一道工序都認真檢查，以保證整個地基處理過程的有效性。在整個施工過程中，我們在以下幾個環節進行了嚴格控制：

3.1回填砂石的質量。規范中要求回填的砂石應該采用顆粒級配良好，質地堅硬的中砂、粗砂、碎石、砂礫，并且不得含有草根等有機雜物。石頭的粒徑不宜過大。我們在施工中采用的是人工級配砂石。在回填級配砂石以前，派專人進行級配砂石的質量進行檢驗，將砂石中含有的草根等有機雜物和粒徑較大的卵石一一挑出，決不讓一車不符合規范要求的砂石回填。

3.2砂石地基不同深度時的處理。砂石地基底面宜鋪設在同一標高上，如果深度不同時，基土面宜挖成斜坡形，搭槎處必須夯實。在兩側不同深度的地基基土開挖時，將基土面挖成斜坡形，由于兩側相差深度并不大，所以沒有做踏步，直接做成斜坡。在回填砂石的碾壓過程中，集中對接槎處進行了反復10遍碾壓，以保證接槎處壓實的要求。

3.3夯實與碾壓。夯實與碾壓是利用換土墊層法進行地基處理中至關重要的一步。如果沒有了夯實和碾壓，那么換土墊層法根本就不可能起到地基處理的作用。而在地基處理過程中，出現問題最多的也是夯實和碾壓。夯實與碾壓的質量與許多因素有關，其中主要的因素為：壓實功、土的含水率以及每層鋪土的厚度。1、壓實功對回填砂石的影響呈半拋物線形式，當壓實功開始增大時對于回填后土的重度影響較大，土的重度急劇增加。而當土的重度接近最大容重時，壓實功雖然增加很多，但是土的重度并沒有變化。所以在施工時根據不同的壓實機械和土的密實度來選擇合理的壓實遍數。我們在施工過程中，采用的是6T的壓路機，砂石回填的密實度要求為2.1-2.3kg/cm3，所以選擇的壓實遍數為8遍。2、砂石的含水率對于碾壓的質量也有較大的影響。如果砂石的含水率過高，那么經過多次碾壓后會形成“橡皮土”。而砂石的含水率過低，會增加砂石表面的摩擦而不容易壓實。在施工過程中，我們對于土的含水率進行嚴格控制，對于每次回填的砂石都利用工地現有的工具進行含水率的測試。一般的砂石含水率都比較低。所以一般都是在碾壓之前對砂石進行撒水，以使回填的砂石能達到最佳含水率的狀態，從而提高機械的效率。并最終達到既經濟合理又能達到質量要求的目的。3、對于鋪填厚度的控制。砂石的鋪筑不能太厚，也不能太薄。因為如果鋪筑的太厚，而壓路機的噸位有限，要壓很多遍才能將砂石碾壓到符合規范要求。而鋪筑的太薄，則增加了機械的總壓實遍數。不但加大了壓路機工作時間，浪費了機械臺班，也延誤了工程工期。我們在施工過程中，對砂石的鋪填厚度進行了嚴格的控制。我們采用的是6T的壓路機，根據我們的施工機具的情況，決定鋪筑厚度取為30cm一層進行碾壓。而鋪筑厚度的控制，則采用樣樁控制，利用紅筆在上面標出應鋪筑的厚度。

3.4找平。找平是進行砂石回填的最后一道工序，進行找平后的砂石上將進行基礎的施工，所以必須將回填后的砂石表面進行找平，才能進行下一道工序——基礎的施工。我們在進行完砂石回填后，根據施工放線的現場軸線樁、標準高程樁對回填砂石的表面進行找平。不平的地方利用人工進行填補。

結語：通過對以上幾個環節的控制，地基級配砂石的換填工作取得了很好的效果。現在樓體已經完成施工，建筑物自身的重量也基本已經接近其最大重量。通過沉降觀測，我們發現地基的沉降非常緩慢，已經能夠達到規范規定的要求，而地基處理工程的造價比其他的處理方式也會減少10-20%左右，所以，我認為在進行淺層局部軟弱土層時，綜合施工難度和工程造價，采用換填法進行處理是比較合理的。

參考文獻：

[1]張健，楊新梅.建筑工程中地基處理方法[J].內蒙古水利.2009（08）

[2]馬勝利.不良地基的加固處理[J]山西建筑2004，（15）