軟弱地基砂石墊層換填處理的設(shè)計(jì)與施工

趙洪林

摘 要：地基處理采用砂石墊層換土法，具有以下優(yōu)點(diǎn)：施工簡(jiǎn)便，能可靠控制施工質(zhì)量，且不需要特殊的機(jī)械設(shè)備降低工程造價(jià)，砂石墊層施工原材料僅為砂與碎石，價(jià)格便宜，并可就地取材；有效縮短工期，砂石墊層施工工藝簡(jiǎn)單，能提供足夠的地基承載力，保證上部建筑物的穩(wěn)定性和結(jié)構(gòu)安全；作為墊層的砂石混合料透水性大，軟土中的水分可以部分地通過(guò)墊層排出，從而加速軟土的固結(jié)；砂石墊層還具有較好的抗震效果和防止土的凍脹作用。文章通過(guò)筆者經(jīng)歷一施工實(shí)例對(duì)砂石墊層換填地基處理設(shè)計(jì)與施工控制重點(diǎn)進(jìn)行分析，以供類似工程所借鑒和參考。

關(guān)鍵詞：軟弱地基處理；砂石墊層換填；設(shè)計(jì)與施工控制

1 工程概況

昆明市某垃圾處站理工程，其主控制樓為二層框架結(jié)構(gòu)層④粉砂：厚度1.8～3.2m，呈灰黃色，飽和，稍密，成份以石英、長(zhǎng)石為主，云母次之，顆粒組成中等均勻，具水平層理，夾薄層粉質(zhì)粘土，局部巖性接近或?yàn)榉弁?；本層土層位穩(wěn)定，層厚較小，為中等偏高壓縮性、中等承載力土層；壓縮模量6.0MPa，地基承載力特征值140kPa。

層⑤粉砂：厚度8m以上，未穿透，呈褐黃色、青灰色，飽和，稍密～中密，成份以石英、長(zhǎng)石為主，云母次之，顆粒組成中等均勻～均勻，具層理，夾薄層粉土或粉質(zhì)粘土，巖性接近粉土；本層土層位穩(wěn)定，層厚較大，為中等壓縮性、較高承載力土層；壓縮模量9.0MPa，地基承載力特征值180kPa。

3 砂石墊層換土法的參數(shù)確定

3.1 厚度的確定

4 砂石墊層換土回填施工控制要點(diǎn)

4.1 施工材料質(zhì)量控制

本工程中地基處理采用配比3：7（砂：石）的砂石混合料置換原土，分層壓實(shí)進(jìn)行回填。砂選用中粗砂，碎石選用級(jí)配良好、質(zhì)地堅(jiān)硬的材料，且碎石的最大粒徑不宜大于每層鋪筑厚度的2/3，以保證壓實(shí)度；砂與碎石材料的含泥量均應(yīng)控制在3%以內(nèi)。砂石材料進(jìn)場(chǎng)時(shí)應(yīng)進(jìn)行外觀質(zhì)量檢查，不得含有草根、樹葉、紙片、塑料袋等有機(jī)雜物和垃圾；并應(yīng)按要求取樣送檢，經(jīng)檢測(cè)質(zhì)量符合要求后方準(zhǔn)許使用。

4.2 基坑開挖和邊坡維護(hù)

采用砂石墊層換土法進(jìn)行施工時(shí)，一般置換土層比較軟弱，基坑開挖較深，施工持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，容易造成邊坡的坍塌。所以一定要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況和地質(zhì)條件，按要求進(jìn)行開挖，同時(shí)對(duì)開挖基坑的邊坡做好維護(hù)和采取必要的防坍塌措施。在進(jìn)行砂石墊層施工的過(guò)程中，應(yīng)隨時(shí)注意檢查基坑邊坡的穩(wěn)定性，并防止土塊滾落混入砂石墊層中。進(jìn)行基坑開挖時(shí)，還應(yīng)保留坑底200mm厚土層不挖，待砂石鋪填前再挖。施工時(shí)應(yīng)保證開挖基坑底面的平整度，以及相應(yīng)做好坑內(nèi)排水措施。

4.3 回填壓實(shí)過(guò)程控制

砂石墊層回填應(yīng)按分層鋪筑、分層壓實(shí)工藝進(jìn)行。施工時(shí)，先于墊層最下面一層鋪設(shè)150mm厚的松砂作為倒濾層，用木夯仔細(xì)夯實(shí)，然后按照每層200mm分層鋪筑，分層時(shí)應(yīng)保證面層上的平整；各層面上使用10t壓路機(jī)往復(fù)碾壓，每層需壓實(shí)4遍以上，碾壓時(shí)適當(dāng)灑水潤(rùn)濕砂石，使其施工含水量保持在8～12%，同時(shí)應(yīng)做好基坑內(nèi)的排水工作，特別是要將砂石墊層表面上出現(xiàn)的積水及時(shí)排除。每鋪筑和壓實(shí)好一層后，需現(xiàn)場(chǎng)取樣進(jìn)行密實(shí)度檢測(cè)，滿足設(shè)計(jì)要求后，方可進(jìn)行上一層施工；最后一層砂石壓實(shí)完成后，應(yīng)對(duì)砂石墊層的表面進(jìn)行拉線找平，并要符合設(shè)計(jì)規(guī)定的標(biāo)高。若發(fā)現(xiàn)墊層中有砂窩和石子成堆的現(xiàn)象，須將該處砂或石子及時(shí)挖出，分別換填級(jí)配良好的砂石。施工時(shí)，施工單位與監(jiān)理單位分別安排責(zé)任心強(qiáng)、技術(shù)業(yè)務(wù)過(guò)硬的質(zhì)檢人員和監(jiān)理人員負(fù)責(zé)全過(guò)程的技術(shù)質(zhì)量管理和檢查驗(yàn)收工作，控制分層厚度、壓實(shí)情況、灑水量、壓實(shí)遍數(shù)、壓實(shí)系數(shù)等，并認(rèn)真做好記錄，協(xié)同有關(guān)檢驗(yàn)人員測(cè)試相關(guān)技術(shù)數(shù)據(jù)，嚴(yán)把施工質(zhì)量關(guān)。

5 試驗(yàn)檢測(cè)和建筑物基礎(chǔ)沉降觀測(cè)

砂石墊層上部的建筑物于2012年4月20日開始施工，從4月25日起，檢測(cè)單位使用高倍率水準(zhǔn)儀（DS2）與銦合金水準(zhǔn)尺對(duì)建筑物的沉降過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的觀測(cè)，觀測(cè)點(diǎn)布置如圖2所示，沉降觀測(cè)數(shù)據(jù)如表一所示，根據(jù)觀測(cè)數(shù)據(jù)繪制沉降量與時(shí)間關(guān)系曲線如圖3所示。

沉降觀測(cè)結(jié)果和沉降量與時(shí)間關(guān)系曲線表明：本工程建筑物基礎(chǔ)的沉降量很小，而且在主體完工后即趨于平穩(wěn)，完全滿足規(guī)范允許的沉降變形要求，砂石墊層提供的地基承載力可靠。

6 結(jié)束語(yǔ)

實(shí)踐表明，采用砂石墊層換土法能夠有效地解決中小工程中的地基處理問(wèn)題。本工程自竣工驗(yàn)收交付使用至今一年多，未發(fā)現(xiàn)任何沉降裂縫及其他繼發(fā)性質(zhì)量缺陷，經(jīng)濟(jì)技術(shù)效果明顯，可為類似工程地基處理設(shè)計(jì)與施工借鑒參考。