浅析砂石换填法在软土地基加固中的技术分析

　　摘要：软土多具有含水量高、孔隙比大、渗透性小、压缩性高、抗剪强度低等不利的工程性质，当天然地基不能满足工程建设要求时，就必须采取一定的措施进行加固。由于各地软土性质的差异，以及施工工艺的差异，使得软土问题更加复杂。如何保证在软土地区修建公路的稳定和正常使用一直以来都是一个重大的技术课题。鉴于此，本文对砂石换填法处理软土地基加固技术进行了探讨。

　　关键词：砂石换填法,软土地基,加固

　　一、砂石换填层的适用范围与作用

　　置换法也称换填垫层法，是将基础下一定范围内的软弱土层挖除，然后分层换填强度和模量相对高的砂、碎石、灰土、素土，并夯实至要求的密度，形成一个较好的持力层，达到提高承载力和减少变形的目的。砂石(砂砾、砂卵石)换填层主要适用于中小型建筑工程的浜、塘、沟等的局部处理;适用于一般饱和、非饱和的软弱土和水下地基处理;不宜用于地下水位较高，且地下水流速快、流量大的地基处理;不宜用于大面积堆载、密集基础和动力基础的软土地基处理。对于房屋建筑工程，此法适用于 3m 内的软弱、透水性强的粘性土层处理;加固层厚度一般在 0.5～2.5m 之间为宜，若超过 3m，则费工费料，施工难度也较大，经济费用高;若小于 0.5m，则不起作用。

　　二、砂石换填法处理软土地基加固技术

　　1、材料要求

　　砂石换填施工能够充分利用天然地基强度，减少基底附加应力和调整基础变形沉降，且具有应用范围广泛，材料来源广等优点。根据《建筑地基基础设计规范》及《建筑地基处理技术规范》的规定，砂石换填施工中一般采用级配良好的、质地坚硬的石屑、中砂、粗砂、跞砂、圆砂、角砾、卵石、碎石等材料，其颗粒的不均匀系数≥5，不含有植物残体、垃圾等杂质、且含泥量不应超过 5%。为了保证基底土质良好渗透性，不宜使用含有淤泥杂质的土和砂。通常采用 10～40 的普通碎石，施工时，为防止含尘过多，可事先冲洗干净后，再与粗砂混合搅拌均匀使用。浅析砂石换填法在软土地基加固中的技术分析

　　2、砂石换填施工要点

　　1)垫层应分层铺设(每层厚度约为 250～300mm)，并分层压实，砂石级配填料在掺加总重的 4.5%的水后，用搅拌机搅拌均匀后分层铺垫，然后采用振动碾压机碾压，平板振动器配合，碾压时采取分条叠合搭接，每次重叠 1/2 的碾轮，纵横交错，重叠振压以防漏振、漏压。碾压遍数为 3~4 遍。基坑内应预先安好网格桩，控制每层垫层的铺设厚度。压实时要根据实验室要求的最佳含水率 (砂石垫层最佳含水率 6.15%，石屑最佳含水率7.1%)进行洒水，压实系数由实验室现场取样控制，必须满足≥0.95 的要求。如果垫层底面标高不同时，土面应挖成阶梯搭接，并按先深后浅的顺序施工，搭接处应夯压密实，分层铺设时接头应作成斜坡或阶梯形搭接，每层错开 0.5～1m，并注意充分捣实。2)当垫层底部存在古井、古墓、旧基础、暗塘等软硬不均的部位时,应根据建筑对不均匀沉降的要求予以处理,并经检验合格后,方可铺填垫层。3)严禁扰动垫层下卧层的较软弱土层,防止其被践踏,受冻或受浸泡。接触下卧软土层的垫层底层应根据施工机械设备及下卧土质条件的要求具有足够的厚度。底部宜设置500mm厚以上的砂石垫层,并不得采用振动碾压,以防止软弱土层表面的液化。4)垫层底面宜设置在同一标高上,如深度不同,基坑底土面应挖成阶梯或斜坡搭接,并按先深后浅的顺序进行垫层施工,搭接处夯压密实。5)砂石换填的施工方法,分层铺填厚度,每层压实遍数,碾压速度等技术参数宜通过试验确定。一般情况下,分层铺填厚度可取200~300mm6)当碾压振动对邻近既有或正在施工中的建(构)筑物产生有害影响时,必须采取有效的预防措施。7)换填层宽度的确定。换填层的宽度应满足基础底面应力扩散角的要求，底面宽度确定后，再根据开挖基坑要求的坡度延伸至底面，即得到换填层的设计断面，并应满足加固层顶面每边超出基础底面不宜小于300mm。或从加固层底面两侧向上按当地经验要求放坡。

　　3、换填法施工的注意事项

　　(1)开挖时首先要做好防护警示工作，以防伤人。其次要做好标高、长、宽、边坡等的复核工作，每个基坑应设抽水泵及时排水，并及时施工以防雨水浸泡基坑。土方开挖完成后，及时通知有关单位进行验收，地基换填完成经验收合格后，要及时进行基础施工，以免浸泡。(2)开挖基坑时应注意边坡稳定，以防基坑边坡坍土混入垫层，并注意施工时应人工降低地下水位至施工面以下 500mm，以防止冲刷、浸流产生滑坡或塌方。(3)垫层每层铺设完毕并压实后，由实验室进行现场抽样试验，检验每层压实度，试验合格后，即可进行下道工序施工，严禁小车及人在垫层上随意行走，必要时应在垫层上铺板行车。垫层的施工质量检验必须分层进行，应在每层的压实系数符合设计要求后再铺填上层，每层根据地基施工规范进行取点测定压实系数。(4)当施工时发现土壤有裂缝、落土或滑动等现象时，应及时采取加固措施或排除险情后再施工。(5)按照《建筑地基处理技术规范》、《建筑地基设计规范》的要求，砂石垫层或石屑垫层完成后应进行静载承载力试验，合格后及时进行基础施工，若不能及时进行基础施工，要用地膜进行覆盖，以防雨水冲刷或阳光暴晒。

　　4、安全措施

　　1)施工现场所有设备、设施、安全装置、工具、配件以及个人劳保用品等必须做到经常性地检查,确保完好和安全使用。设备机械操作人员须持证上岗。2)现场建立交接班制度,上班作业人员应向接班人员交代机械设备的运转情况、故障的处理记录等,接班人员应全面检查设备状况,发现疑问及时提出,以分清责任,保证机械设备正常运转。3)随时注意四周土体稳定情况,以免土体坍塌时伤人或损坏设备。4)现场设专职安全员,在施工前和施工中做到认真检查,发现问题及时处理,待消除隐患后再作业。

　　三、结语

　　总之，采用砂石换填加固法进行软土地基处理施工简便、成本低、工期短,因此具有很大的经济效益和社会效益。施工时应根据建筑物体型、结构特点、荷载性质和地质条件等综合分析，精心施工，这样才能使地基承载力得到较大的提高，使砂石换填加固层充分发挥它在工程软弱地基处理中的作用。

　　参考文献】

　　[1]牛志荣主编《地基处理技术及工程应用》北京：中国建材工业出版社，2004

　　[2]《建筑地基基础设计规范》(GB50007-2002)[S];北京：中国建筑工业出版社，2002

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