浅析地基处理换填法

开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇浅析地基处理换填法范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！

摘要：换填法就是将基础底面以下不太深的一定范围内的软弱土层挖去，然后以质地坚硬、强度较高、性能稳定、具有抗侵蚀性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、矿渣等材料分层充填，并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动，使之达到要求的密实度，成为良好的人工地基。换土垫层与原土相比，具有承载力高、刚度大、变形小等优点。按换填材料的不同，将垫层分为砂垫层、砂卵石垫层、碎石垫层、灰土或素土垫层、煤渣垫层、矿渣垫层以及用其它性能稳定、无侵蚀性的材料做的垫层等。从而改变地基的承载力特性，提高抗变形和稳定能力。在换填过程中，对于换填的天然沙砾中石头的粒径、含量和级配也应充分考虑，最好做试验检测，避免无法压实而引起沉降

关键词：换填法;承载力;软土

中图分类号：TU471.8文献标识码：A文章编号：

1.换填法的适用范围和条件

当软土地基的承载力和变形满足不了建筑物的要求，而软土层的厚度又不是很大时，可采用换填法取得较好的效果。换填法常用于荷载不大的建筑、地坪、堆料场地和道路工程等的地基处理。适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等的浅层处理。处理深度一般在3m以内，也不宜小于0.5m。

1.1换填垫层的施工方法： 施工方法包括，机械碾压法、重锤夯实法和平板振冲法三种。

1.1.1机械碾压法：采用压路机、推土机、羊足碾或其他压实机械来压实地基土。其施工时应先将拟建建筑物范围一定深度的软弱土挖去，现将基坑底部碾压，再将沙石、素土、或灰土等垫层材料分层铺在基坑内，涿层压实。采用机械碾压施工时应注意保证碾压的速度：平碾不能大于2km/h；羊足碾不能大于3km /h；振动碾不能大于2km/h；振动压实机不能大于0.5km/h。由于分层回填碾压应注意防止基坑灌水或雨水下渗，也应控制施工含水量。防止地基因水处理不当而发生破坏。

1.1.2重锤夯实法：重锤夯实法是用起重机械将夯锤提升至一定的高度后，然后自由下落，不断重复夯击已加固地基。其主要设备为起重机械、夯锤、钢丝绳和吊钩。其施工顺序，应一夯挨一夯的顺序进行，在独立基坑内，易按先外后里的顺序夯击。当夯实完毕时，应将基坑表面修整之设计标高.采用重锤夯实施工时，应控制土的最优含水量，使土粒间有适当的水分，夯击时易于相互滑动挤压密实；同时防止土的含水量过大，避免夯击成“橡皮土”。

1.1.3平板振冲法：平板振冲法是利用振动压实机来压实无粘性土或粘粒含量少、透水性较好的松散杂填土地基的方法。振动压实施工时，先振基槽两边，后振中间。振动压实的效果与填土成分、振动时间等因素有关。应注意其振动时间对地基土的影响。

2.垫层的作用

2.1提高地基承载力，大家知道，浅基础的地基承载力与基础下土层的抗剪强度有关。如果以抗剪强度较高的砂或其它填筑材料代替较软弱的土，可提高地基的承载力，避免地基破坏。

2.2减少沉降量，一般地基浅层部分的沉降量在总沉降量中所占的比例是比较大的。以条形基础为例，在相当于基础宽度的深度范围内的沉降量约占总沉降量的50％左右。加以密实砂或其它填筑材料代替上部软弱土层，就可以减少这部分的沉降量。由于砂垫层或其它垫层对应力的扩散作用，使作用在下卧层土上的压力减小，这样也会相应减小下卧层土的沉降量。

2.3加速软弱土层的排水固结，建筑物的不透水基础直接与软弱土层相接触时，在荷载的作用下，软弱土地基中的水被迫绕基础两侧排出，因而使基底下的软弱土不易固结，形成较大的孔隙水压力，还可能导致由于地基强度降低而产生塑性破坏的危险。砂垫层和砂石垫层等垫层材料透水性大，软弱土层受压后，垫层可作为良好的排水面，可以使基础下面的孔隙水压力迅速消散，加速垫层下软弱土层的固结和提高其强度，避免地基土塑性破坏。

2.4防止冻胀，因为粗颗粒的垫层材料孔隙大，不易产生毛细管现象，因此可以防止寒冷地区土中结冰所造成的冻胀。这时，砂垫层的底面应满足当地冻结深度的要求。

2.5消除膨胀土的胀缩作用，在膨胀土地基上采用换土垫层法时，一般可选用砂、碎石、块石、煤渣或灰土等作为垫层，但是垫层的厚度应根据变形计算确定，一般不小于30cm，且垫层的宽度应大于基础的宽度，而基础两侧宜用与垫层相同的材料回填。

2.6消除湿陷性黄土的湿陷作用，采用素土、灰土或二灰土垫层处理湿陷性黄土，可用于消除1～3m厚黄土层的湿陷性。

2.7用于处理暗浜（bang 小河沟）和暗沟的建筑场地，城市建筑场地，有时遇到暗浜和暗沟。此类地基具有土质松软、均匀性差、有机质含量较高等特点，其承载力一般都满足不了建筑物的要求。一般处理的方法有基础加深、短柱支承和换土垫层。而换土垫层适用于需要处理范围较大，处理深度不大，土质较差，无法直接作为基础持力层的情况。

3.施工原则

3.1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响确定处理方法。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。

3.2对垫层底部的下卧层中存在软硬不均点,要根据对垫层稳定及建筑物安全的影响确定处理方法。对不均匀沉降要求不高的一般性建筑,当下卧层中不均点范围小,埋藏很深,处于地基压缩范围以外,且四周土层稳定时,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,并夯压密实,以防止下卧层的不均匀变形对垫层及上部建筑物产生危害。

3.3当垫层下卧层为软弱土层时,因其具有一定的结构强度,一旦被扰动强度大量降低,变形大量增加,将影响垫层及建筑物的安全使用。通常的做法,是在开挖基坑时预留厚约200mm厚的保护层,待做好铺填垫层的准备后,对保护层挖一段随即用换填材料铺填一段,直到完成全部垫层,以保护下卧层的结构不被破坏。在软弱下卧层顶面设置厚150～300mm的砂层,防止粗粒换填材料挤入下卧层时破坏其结构。

3.4在同一栋建筑物下,应尽量保持垫层厚度相同;对于厚度不同的垫层,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

4.结语

随着建筑技术的快速发展,换填法处理软弱地基的施工技术目前已非常成熟,应用也越来越广泛。总的来说,本工程结合地质条件和工程特点,采用3∀7砂石垫层置换处理软弱地基是成功的。基础工程评为优良等级。从本工程的施工过程中可以看出,要做好质量控制,还应注意以下几个问题:1)设计时要充分考虑当地的地质特征,做到设计合理经济,事先应对地质情况有清楚的了解,采用合理经济的换填材料。2)对施工中的测量放线、大开挖的尺寸、深度及基底平面尺寸和基坑深度的确定要作为质量的控制重点。3)对垫层原材料的要求一定要符合设计要求,重点控制好每一垫层的厚度,每层完成后都要测量压实系数,确保夯实质量。

参考文献:

[1]张彦敏,刘艳新.浅谈软弱地基的问题与对策[J].中国商界,2008.

[2]李锋瑞.浅谈强夯法处理地基[J].山西建筑,2008,34.

[3]苏玉玺.利用强夯进行软弱地基处理的研究[D].青岛:中国海洋大学,2006.