一、工程实例

　　某职业学院新校区学生公寓4号楼，地下1层地上6层剪力墙结构、钢筋混凝土筏片基础，东西长57.8m南北长16.3m，建筑面积5593.2m2，建筑总高度24.8m，室内外高差0.95m，筏片基础底而标高一3.85m，一3.85m以上建筑总荷重111623.46kN，设计基底压力为100kPa。原设计用干振碎石桩复合地基处理，但经两个月的停歇恢复期后，检测复合地基承载力不能满足设计要求，需对地基进行补强加固处理。

　　根据《某职业学院新校区岩土工程勘察报告》综合判定该场地属于中等液化地基，地基土分层以及主要物理力学指标如表1所示。

　　表1地基上分层及主要物理力学指标

　　二、砂石加筋复合垫层设计

　　a、设计原理、特点及方案。

　　理论分析和实验观察都表明，土体受压时，在沉降的同时向两侧扩张，地基土破坏时，基础两侧的地表隆起，因此在基础下方存在着一个拉仲变形区域，其破坏与否与土的侧向变形大小有关，允许的侧向变形愈小，它能承受的压力将愈高，所以，要提高土的承受能力，可以从设法减小其侧向扩张着手。如果将土工合成材料布置在这个区域，由于土体和加筋体共同承受荷载，使这种人工复合的土体可承受抗拉、抗压、抗剪或抗弯作用，从而提高地基的承载力、稳定性并减少沉降。

　　加筋土正是利用了这一原理。在土体中的一定部位铺设水平方向的加筋材料，将土压实后，土与加筋材密切结合成一复合土体(加筋土)，当在复合土体的表而施加荷载，由于加筋材与周围土之间有较大的摩阻力(有时尚有咬合力)，限制了土的侧向变形，相当于在土体侧面上施加了约束力。从上面的道理可知，这种复合土体的承压能力理所当然地得到提高。

　　b.砂石加筋复合垫层的特点。

　　·加筋的土体及结构属于柔性，对各种地基都有较好的适用性，因而对地基的要求比其他结构的建筑物低。

　　·加筋材与周围砂石之间有较大的摩阻力，从整体上限制地基土的剪切、侧向挤出与隆起，约束软粘土的侧向变形。

　　·能将上部建筑荷载均匀传递并扩散到下卧软弱土层上，扩散应力，使地基的附加应力降低，且分布均匀化，调整不均匀沉降，提高基础的整体刚度。

　　·能提高垫层的抗拉和抗剪性能，有效防止垫层的断裂和剪切破坏，增强砂垫层的整体性和刚度，能形成刚性较好的“梁板式”构件。

　　·减少占地面积，特别适合于在不允许开挖的地区施工。

　　c.设计方案。

　　根据《某职业学院新校区岩土工程勘察报告》提示，该建筑基础土为中等液化地基，其承载力较低，为消除地基的部分湿陷量，提高地基的承载力，经多种方案比选，采用7：3砂石加筋复合垫层处理地基，在砂石垫层内设置两层土工筋带，加筋带材料采用聚烯烃复合筋带，规格型号为TG5025型。网状双向布置，第一层土工带距基坑底面为900mm第二层与第一层间距为600mm，每边超出基础边缘2m，端部筋带处理采用两层胞腔袋压住并回折伸入基础底部，回折长度不得小于3.5m。砂石垫层采用天然级配的砂卵石，底部设胞腔土工袋层。加筋复合垫层地基断面示意如图1所示。

　　1)通过计算砂石加筋复合垫层地基承载力值为210.9kPa，能满足规范和原设计对地基承载力要求。

　　2)沉降变形通过计算，地基最终沉降值S=25.8mm，在规范和原设计允许的沉降范围内。

　　三、砂石加筋复合垫层施工

　　对于软弱地基上的砂石加筋复合垫层施工，施工方法及工序至关重要。填土步骤不当，常会造成筋材的机械破损，产生不均匀沉降，甚至导致基础的破坏。

　　施工工艺：

　　基坑基底清理→砂石材料拌合升铺设胞腔袋→第一、二层砂石垫层铺设及分层碾压、检测→加筋带编织铺设→第三、四层垫层及分层碾压、检测升加筋带编织铺设→第五、六层砂石垫层→碾压找平、检测。

　　1)基础开挖至基底标高后，平整，对基坑进行钎探，记录，钎孔灌砂。

　　2)原材料河卵石、毛砂进入现场后，经建设单位、监理单位验收并现场取样，送实验室复检合格后，用50装载机将砂石按7：3的比例拌合均匀。

　　3)人工将拌合好的砂石装入胞腔袋的袋子中，每袋装至2/3即可，用封口机进行封口，将袋子运至基坑内，丁顺平放紧密放置，每排之间相互错开半个袋子，满铺一层，然后将袋子之间的缝隙用中粗砂填满.

　　4)拌好的级配砂石运至基坑内，在已铺设的胞腔袋上用轻型推土机或前端装载机填铺拌好的级配砂石，人工配合找平，随时用水准仪进行标高控制。在填铺第一层级配砂石时，一切车辆、施工机械只允许沿竖轴线方向行驶，不允许在级配砂石上回行。车辆、机械大小及重量均应限制，其形成的车辙不得大于7~8cm铺完第一步砂石垫层后，用8t的压路机进行碾压，碾压遍数不少于4遍，轮距搭接不小于50cm碾压时应控制机械碾压速度，碾压开始时宜用慢速。碾压找平后报监理单位及试验室现场取样，测试压实系数，待试验合格后进行下一步砂石垫层的铺设。第二步垫层重复第一步的做法。

　　5)铺设加筋带，加筋带材料采用聚烯烃复合筋带，规格型号为TG5025型，中心距500mm，双向布置，先铺设纵向的再铺横向，编织而成，应顺直、拉紧、平铺，避免褶皱。加筋带材料不得直接铺设在碎石等坚硬的下承层上。应在加筋带和级配砂石之间铺设5cm，厚的中、粗砂保护层，铺设加筋带的下承层表面应整平、压实，并清除表而坚硬凸出物。筋带的连接宜用搭接法，最小搭接长度不小于1m，纵横交接处采用铁钉钉法固定，铁钉使用前应进行防锈处理。端部筋带处理沿垫层周边每层布置胞腔袋，每层筋带端头应回折，采用两层胞腔袋压住并回折伸入基础底部，回折长度不得小于3.5m.

　　6)加筋带应避免长时间暴晒或裸露，铺好筋材后，应在48h内在其上进行下一步垫层铺设，杜绝一切施工车辆和施工机械行驶或停放在已铺好的加筋带上，级配砂石填铺前检查筋材有无破损、撕裂等现象。如发现有，应立即处理。铺放的筋材不得有褶皱，填铺级配砂石前尽量将其人工拉紧。级配砂石填铺时应从中心向两侧对称填土，呈U形，利用填铺的级配砂石，使筋材保持受拉。卸级配砂石时要卸在前已铺好的面上，不要直接卸在筋材上。

　　7)重复以上做法再铺设两层砂石垫层和一层加筋带，再铺设两层砂石垫层，最后一步垫层必须保证平整度.

　　四、静载检测

　　某职业学院新校区学生公寓4号楼施工完成后，进行了承载力静载实验检测，通过检测，承载力达到132kPa。沉降观测结果表明：主体结构施工完时，累计沉降值为5.3mm。说明加筋垫层是成功的，采用的计算方法是安全可行的。

　　五、结语

　　工程实践证实，砂石加筋复合垫层具有：

　　1)能提高垫层的抗拉和抗剪性能，有效防止垫层的断裂和剪切破坏，增强砂垫层的整体性和刚度。

　　2)由于筋带的约束作用，提高砂石垫层刚度，整体上增加地基的稳定性，提高其承载力。

　　3)加筋的土体及结构属于柔性，对各种地基都有较好的适用性，因而对地基的要求比其他结构的建筑物低。

　　4)能将上部建筑荷载均匀传递并扩散到下卧软弱土层上，增大压力扩散角，扩散应力，均化压力分布，调整沉降的不均匀性，从而减小地基土沉降。

　　5)砂石加筋复合垫层施工方法简单，工期短，就地取材，质量容易控制，成本低，施工占地面积小，特别适合于在不允许大面积开挖的地区施工。

　　参考文献：

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　　[4]滕延京陈希泉杨斌.建筑地基基础工程施工技术指南[M]北京：中国建筑工业出版社2005