建筑工程中換填法地基加固施工技術的運用分析

摘 要：換填法是地基加固施工過程中應用較為廣泛的施工技術，在含水地基加固施工中有著至關重要的應用作用。基于此，對建筑工程地基施工過程中換填法加固施工技術的應用進行分析和探討，希望能夠為相關施工提供有益參考。

關鍵詞：建筑工程；地基加固；換填法；應用

中圖分類號：TU47" " " " " " " " " " " " " " " " " " 文獻標識碼：A" " " " " " " " " " " " " " " "文章編號：2096-6903（2023）09-0019-03

1 換填法地基加固施工技術的運用要點

1.1 地基勘察和設計

地質勘察的目的是了解地下土體的分布和性質、地下水位、地震狀況、基巖深度等信息，為地基設計提供數據和依據。在勘察中需要進行鉆孔、采樣、試驗等工作，以便對地質條件全面準確地了解。

地基設計需要根據地質勘察結果，結合工程的具體情況，確定地基的質量和強度要求，確認填充材料、填充層數、土墊層的種類和厚度等。設計應充分考慮地基的承載力、穩定性、沉降和變形等因素，使其滿足工程的安全、經濟和可行性要求。

在地基設計中需要注意以下3點：①合理選擇填充材料和填充層數。填充材料應具有良好的力學性能和穩定性，以確保填充層的承載能力和穩定性。填充層數應根據地質條件和工程要求進行確定，以確保地基的穩定性和承載能力。②注意地基沉降和變形。填充層的夯實和土墊層的鋪設都會對地基產生影響，容易引起地基沉降和變形。因此，地基設計時需要充分考慮這些因素，并采取相應的措施，以確保地基的穩定性和承載能力。③明確墊層承載力。根據相關標準要求，需要經過現場試驗來確定墊層的承載力標準值。如果普通工程沒有試驗資料，可以根據表1來選擇與驗算下臥承載力。

1.2 地基基礎施工的方法

1.2.1 挖

挖主要是將地基現場上面的軟弱土層挖掉，再將基礎埋置在下面的土層以增加其承載力，把強的土層作為底層。這方法通常運用在上面軟土層較薄，并且上部建筑的承載不大的情況下。

在此過程中，需要注意以下3點：①挖掉軟弱土層后，應對下方的土層進行地質勘察和分析，以確定挖掉的土層厚度和埋置基礎的深度。②在進行挖掘作業時，應注意現場安全，采取相應的安全措施，如設置警戒線、安裝安全網等[1]。③在進行基礎埋置時，應選擇適當的基礎形式和材料，以確保基礎的承載能力能夠滿足設計要求和施工標準。如果上部建筑的承載力較大，挖掘過程可能會對原有建筑物的安全造成影響，因此需要進行充分的安全評估和風險分析，確保施工過程中不會對周圍環境和建筑物造成不良影響。

1.2.2 填

填主要是在原有的軟土層基礎上，鋪設一定厚度的土質較好的填料，如礦石、砂土等，以增加地基的承載能力。這種方法主要運用在軟土層很厚、開挖時非常費力的場地，且不要求進行大范圍的地基加固處理，只是在原來的土層基礎上鋪設土質比較好的礦石或砂土等即可。具體施工過程中，要先對地基現場進行地質勘察和分析，確定填土的厚度和類型，然后進行開挖和平整土層的工作，接著鋪設填料，一層一層地進行加固，直至滿足設計要求為止。

在此過程中需要注意以下3方面內容：①填土的類型和厚度，需要根據地質勘察結果和設計要求進行選擇和確定。②需要進行充分的振實和壓實，以確保填土的密實性和穩定性。③填土加固后需要進行一定的沉降觀測，以檢測地基的穩定性和承載能力是否滿足設計要求。若填土質量不佳、填土層過厚，可能會對地基穩定性造成不利影響，增加地基的沉降和不均勻沉降，進而影響上部建筑物的穩定性和安全性，因此在實際施工中，需要進行地質勘察和分析，以確保填土加固法的施工質量和穩定性。

1.2.3 換

在地基建筑工程施工中，換填法被廣泛應用，尤其適用于存在膨脹土、淤泥或素填土等地質環境的場所。該方法是將軟土層挖掉，將人工填筑墊層作為承力層，從而對建筑工程地基進行加固。根據填筑材料的不同，可以分成不同的換填方式。在運用換填法進行地基建筑時，需要注意上部建筑體不宜過大，地基的承載能力有限。在深度設計上，必須根據地基建筑工程的實際情況進行處理。通常情況下，埋深在3 m以內。這樣的施工方式能夠明顯體現加固效果，為建筑工程地基的穩固提供了可靠的解決方案。

1.3 墊層施工

1.3.1 墊層施工技術要點

地基處理是地基加固的首要步驟，其重要性在于為后續施工打下穩固的基礎。在地基加固施工前，進行全面的地質勘測和評估是至關重要的。通過地質勘測，可以了解地基的性質、土層分布、地下水位、地質構造等情況。地質評估可以分析地基的穩定性，判斷是否存在軟弱土層、膨脹土、淤泥等問題。這些信息對于確定合適的加固方案至關重要。

根據地質勘測和評估的結果，制定合理的地基加固方案。加固方案的制定應綜合考慮地基情況、建筑物荷載、使用要求、成本等因素。常見的地基加固方案包括換填法、灰土法、地下加固樁等。根據具體情況選擇適用的加固方法，以確保地基的穩定和安全。根據加固方案，進行地基挖掘工作[2]。

地基挖掘的目的是清除松散和不穩定的土壤，為墊層的施工提供堅實的基礎。挖掘深度和范圍應根據加固方案的要求進行合理確定，以確保去除潛在的地基問題。清除軟土層是地基處理中的重要一環。軟土層通常是地基中較為松散和易沉降的土壤，其承載能力有限。在地基加固中，需要將軟土層徹底挖除，并適時采取加固措施，如填筑墊層，以提高地基的穩定性。

墊層施工前，需要根據墊層設計要求選擇合適的材料。常見的墊層材料包括砂、碎石、碎石混凝土等。這些材料具有較好的承載性能和排水性能，能夠為地基提供良好的支撐。在選擇材料時，需要注意其質量和規格，確保符合工程要求。準備墊層材料時，應確保充分攪拌，以保證材料的均勻性和一致性。在攪拌過程中，可以根據需要添加適量的水，以保持材料的濕潤狀態，有利于壓實。攪拌后的墊層材料應迅速鋪設在地基上。在鋪設過程中，要均勻地將墊層材料分布在地基區域內，確保整個墊層的厚度均勻一致。在墊層施工過程中，緊實壓實是確保墊層穩定性和承載能力的關鍵步驟。通過使用振動壓路機、平板振動器等專用設備，對墊層材料進行充分的壓實作業。壓實過程中要確保覆蓋全面，避免漏壓和重壓現象。壓實后的墊層應達到預期的密實度和堅實度，以滿足地基的加固要求。

在土墊層鋪設前應該先檢驗基槽，對發現的問題應及時處理，并保持基地的干凈。灰土施工的前后要攪拌均勻，控制其中的含水量，通常選擇含水量為16%左右的水泥漿進行地基工程施工。如果水分過多或不足，應該及時通過晾干或灑水的方式保障地基加固工程的施工質量統一。在現場施工可按照經驗直接判斷，方法就是用手握灰土成團，兩指輕輕捏下就會碎，即可判定灰土達到最優的含水量。

1.3.2 墊層施工質量控制要點

第一，檢測墊層厚度。墊層的厚度是地基加固中非常重要的參數。在施工過程中，需要通過測量工具對墊層的厚度進行檢測。檢測結果應與設計要求進行對比，確保墊層的厚度符合規范要求。如果發現厚度不符合設計要求，必須及時調整施工措施，保證墊層的厚度達到預期目標。

第二，監測壓實度。墊層的壓實度是保障其穩定性和承載能力的關鍵指標。在壓實過程中，應通過振動壓路機、平板振動器等設備，對墊層材料進行充分的壓實作業。通過密實度測試儀等工具對墊層的壓實度進行監測。壓實度監測的結果應與設計要求相匹配，確保墊層的壓實達到預期的密實程度。

第三，及時調整和處理問題。在施工過程中，如果發現墊層施工存在質量問題或不符合設計要求，必須及時采取調整和處理措施。比如重新攪拌材料、調整壓實方式、增加厚度等。及時處理問題可以避免施工中出現累積的質量隱患，保證墊層的穩定性和可靠性。

第四，做好施工記錄和報告。在墊層施工過程中，應做好詳細的施工記錄和報告。記錄包括施工的具體步驟、施工人員、使用的設備和材料、質量檢測數據等。這些記錄可以作為施工質量的依據，方便后期檢查和驗收。

1.4 填充層的夯實

填充層的夯實是換填法地基加固施工技術中一個非常重要的環節。填充層是指在原有的地基上加鋪一層新土進行加固。而夯實則是指通過機械或人工方法，使填充層的土質緊密排列，使其達到較高的密實度和承載力的加固過程。在夯實填充層的過程中，需要逐層進行，并根據填充層的厚度和強度要求進行多次夯實。一般來說，夯實的層數越多，填充層的密實度和均勻性就越高，承載力也越大。因此，夯實層數的多寡直接關系到加固效果的好壞。

夯實填充層的方法包括機械夯實和人工夯實。機械夯實主要是通過機械設備進行壓實，如壓路機、振動壓路機、平地機等。機械夯實效率高，夯實效果好，但對地基的振動較大，可能對周圍的建筑造成影響。人工夯實則是通過人工敲打、挖掘等方式進行，其夯實效果相對較差，但對地基的影響較小，適用于靈活性要求較高的地基加固工程。

在進行填充層夯實的過程中，需要注意以下5點：①確保填充層的土質符合要求。填充層土質應具有較好的工程性質，如承載力、抗滲性、抗壓性等，才能夠保證加固效果。②合理選擇夯實設備。夯實設備應根據填充層的厚度和土質特點進行合理選擇，以達到夯實效果最優化。③注意填充層的均勻性。填充層應該在夯實的過程中保持均勻，避免出現高低不平的情況，否則會對整個地基加固效果產生負面影響。④注意夯實層數的多寡。夯實層數應根據填充層的厚度和強度要求進行多次夯實，以達到最優的夯實效果。⑤檢查夯實質量。夯實后應及時對填充層進行檢查，如發現夯實效果不佳，則應及時采取補救措施，以保證夯實質量[3]。

2 工程實例

2.1 工程概況

案例項目是一座6層磚混結構的經濟適用房一號樓，總建筑面積為2 160 m2。建筑基礎為條形基礎，局部采用獨立柱基，基礎埋深為2.4 m。根據地質剖面自上而下的構成，包括耕土層、雜填土層、素填土層、粉質黏土層、粉土層、中砂層及卵石層。考慮到天然地基承載力不足，擬采用換填地基處理方式。具體方案是采用砂石各占50%的級配砂夾卵石碾壓夯實后作為持力層，處理后地基承載力特征值 fak ≥ 200 kPa。

2.2 工藝流程

第一，檢驗砂卵石質量。在進行夯實處理前，需要對砂卵石進行質量檢驗，確保其顆粒大小、含泥量等指標符合規范要求。第二，分層鋪筑砂卵石。在夯實前，需要將砂卵石按規定的層數逐層鋪設，每層鋪設后需進行加壓平整。第三，灑水。在砂卵石鋪設完成后，需要對其進行適量的噴水濕潤處理，以便更好地提高其密實度和夯實效果。第四，分層碾壓夯實。夯實過程中，需按規定的層數逐層進行夯實，每層夯實后需進行加壓平整，以確保整個處理過程的均勻性和一致性。第五，找平驗收。在完成整個夯實處理后，需要進行找平驗收，以確定整個處理過程的質量是否符合要求，是否需要進行修整和調整。

2.3 施工要點

具體有以下5點：①設置控制標志。在固定的建筑物墻上或槽坑邊坡上，可以彈上水平標高線或釘上水平標高木橛，或者設置水平標準木樁或標高樁等標志來控制鋪筑厚度。②設置排水降水位。對于地下水位高于基坑（槽）底面的工程，應采取排水或降低地下水平的措施，以保持基坑（槽）無水狀態。鋪設墊層前應驗槽，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。③分層鋪設。墊層底面標高不同時，土面應挖成階梯或斜坡搭接，并按先深后淺的順序施工，搭接處應夯壓密實。分層鋪設時，接頭應作斜坡或階梯形搭接，每層錯開0.5～1.0 m，并注意充分搗實。基坑內預先安好5 m×5 m網絡標樁，控制每層砂墊層的鋪設厚度。④級配砂石的鋪設。人工級配的砂卵石，應先將砂、卵石拌合均勻后，再鋪夯壓實。鋪筑級配砂石在振實碾壓前，應根據其干濕程度和氣候條件，適當地灑水以保持砂石的最佳含水量（一般為8%～12%）。⑤機械夯實。本工程地基換土施工采用機械分層碾壓夯實。要求換填200 mm厚度夯實一次，夯實后系數達到0.97以上，換填寬度為基礎外邊500 mm，換填深度為設計要求深度。機械在進行施工作業時，不得擾動基坑邊土體。

參考文獻

[1] 陳龍，魯國寧，張長江.建筑工程中換填法地基加固施工工藝研究[J].建筑技術開發，2021，48（7）：23-24.

[2] 姚猛猛，張同波，于德湖，等.砂石換填法基坑支護的邊坡穩定性研究[J].青島理工大學學報，2012，33（2）：116-120.

[3] 楊維任.淺談地基處理換填法的設計與施工[J].廣西師范學院學報：哲學社會科學版，2006，7（27）：186-188.