1应用概况
根据工程开工前的勘探报告：“部分地基分布有厚度较大、且强度较弱的粘土土层、因此要求基础设计时应加强基础整体刚度和强度”，换土垫层的方法便在该项目中应运而生，砂石垫层更是首当其冲的理想办法。
根据现场实际情况，决定按照以下做法对勘探报告中探明的需要置换的地基进行处理：
1)采用砂夹石回填，其砂石比例按6：4拌合（体积比），其中，砂石最大粒径不大于50mm，中粗砂粒径采用10-20粒径。
2)在梁底和板底的砂夹石垫层上做C15混凝土300厚垫层。
3)分层振实，每层400mm，压实系数为0.94～0.97。
2砂石垫层的主要作用
2.1提高基础底面以下地基浅层的承载力。
地基中的剪切破坏是从基础底面下边角处开始的，随基底压力的增大而逐渐向纵深发展。因此将基底面以下浅层范围内可能被剪切破坏的软弱土以强度较大的垫层材料置换后，可以提高地基承载能力。
2.2减少沉降量。
基础下浅层的沉降量中所占得比例较大。由于土体侧向变形引起的沉降，理论上也是浅层部分占的比例较大。以垫层材料代替软弱土层，可大大减少这部分的沉降量。根据本工程在过程中的沉降观测所得数据，足以证明该砂石垫层在处理地基方面的作用是至关重要的。
2.3加速地基的排水固结。
用砂石作为垫层材料，由于其透水性大，在地基受压后便是良好的排水面，可使基础下面的空隙水压力迅速消散，从而避免地基土的塑性破坏且可加速垫层下软弱土层的固结及其强度的提高。
3砂石垫层在设计中的要求
3.1设计要求
垫层的设计应满足建筑物地基承载力的要求。首先，垫层能换除基础下直接承受建筑物荷载的软弱土层，代之以能满足承力要求的垫层；其次，荷载通过垫层的应力扩散，使下卧层顶面受到的压力满足小于或等于下卧层承载力的条件；再者，基础持力层被低压缩性的垫层代换，能减少基础的沉降量。浅层软土厚度不大的工程，应置换掉全部软土。
3.2垫层的厚度
对需换填的软弱土层，首先根据垫层的承载力确定基础的宽度和基底压力，再根椐需置换软弱土的深度和垫层下卧层的承载力，设垫层的厚度。垫层的厚度一般宜控制在3m以内(灰土1～4m)较为经济合理，太厚(>3m)施工较困难，太薄(<0.5m)则换填垫层的作用不显著。各种材料的垫层都可以近似地按砂垫层的计算方法计算垫层的厚度。
3.3垫层的宽度
换土垫层的宽度应满足基础底面应力扩散的要求，可按式计算或据当地经验确定。
3.4垫层的变形
软粘土分布地区，采用换填垫层进行局部处理后，往往由于软弱下卧层的变形，建筑物地基仍将产生过大的沉降量及差异沉降量。粗粒换填材料的垫层，在施工期间垫层自身的压缩变形已基本完成，且沉降量很小。因而对于碎石、卵石、砂夹石、砂垫层在地基变形计算中，可以忽略垫层自身部分的变形值。对于细粒材料，尤其是厚度较大的换填垫层，则应计入垫层自身的变形。
3.5垫层的压实标准
换土垫层处理的地基承载力宜通过现场原位试验或按地区经验确定，垫层的模量应根据试验或当地经验确定。
砂石垫层的干重度γd为17.0～22.3kN/m3，其中中砂γd≥17.0kN/m3，粗砂γd为17.0～18.0kN/m3。3：7灰土γd≥14.8～16.5kN/m3，2：8灰土γd≥15.0～17.0kN/m3。
3.6砂石材料的选择
砂石宜选择中粗砂为好，一般不宜选用细沙，因为细沙不宜压实，强度也不是很高。石选用级配良好、质地坚硬的碎石。砂石垫层不得采用含泥量超过5%或含有杂质的砂石料，且不得含有大块，否则将使砂石垫层产生自身不均压缩，消弱其应发挥的作用。
4施工中的要点
4.1施工原则
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。
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。
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。开挖基坑时预留厚约200mm厚的保护层，铺填垫层后，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。
4.2砂石垫层施工要点
开挖基坑铺设砂垫层时，必须避免扰动软弱土层的表面，基坑开挖后应及时回填，不应暴露过久或浸水，并防止踏践坑底。砂石垫层底面应铺设在同一标高上，如深度不同，基坑底面应挖成踏步或斜坡塔接，施工应按先深后浅的顺序进行在基坑内分层铺设砂石，然后逐层夯压密实。下层的密实度经检验合格后，方可进行上层的施工。
5质量控制
5.1提防大面积下沉。主要是未按质量要求施工，分层铺筑过厚、碾压遍数不够、洒水不足等。要严格执行操作工艺的要求。局部下沉：边缘和转角处夯打不实，留接槎没按规定搭接和夯实。对边角处的夯打不得遗漏。
5.2严把级配关。应配专人及时处理砂窝、石堆等问题，做到砂石级配良好。在地下水位以下的砂石地基，其最下层的铺筑厚度可适当增加50mm。
5.3控制密实度。坚持分层检查砂石地基的质量。每层的纯砂检查点的干砂质量密度。必须符合规定，否则不能进行上一层的砂石施工。
经对砂石垫层的取样和压实度试验，无论是其最大干密度还是压实度都符合设计要求。
6结束语：
目前我单位承揽的工程中有不少都是应用到砂石垫层的，其中广场景苑工程是比较成功的例子。根据反馈的信息，该项目沉降均匀，沉降量小，无不均匀沉降等不良现象，足以说明砂石垫层能满足设计要求。施工时，要严格按照国家有关部门规定进行换填材料的选择，这样才能使地基承载力得到较大的提高，是砂石垫层充分发挥它在工程软弱地基处理中的作用。
参考文献：
1、《建筑地基基础设计规范》中国建筑工业出版社2002
2、《施工手册》（第四版）中国建筑工业出版社2003
3、《建筑地基处理技术规范》中国建筑工业出版社1992
4、《砂石垫层在软弱地基处理中的应用》伍春华2006
5、《砂石垫层在浅层地基处理中的问题》钟尚武
成功提示
错误提示
警告提示
评论 （0）