吳開法

江蘇省礦業(yè)工程集團有限公司，江蘇徐州 221000

換填法地基處理技術

吳開法

江蘇省礦業(yè)工程集團有限公司，江蘇徐州 221000

在工程當中，經(jīng)常會遇到軟弱土地基的承載力和彈性力達不到工程所規(guī)劃的需求，所以就應該采取合適的地基處理方法。在選擇地基處理方法時也要考慮其他的例如環(huán)保、資源保護、經(jīng)濟效益、地基要求深度等因素。一般人工地基處理主要有淺層處理和深層處理，本文將會從淺層地基的實情入手，詳細地討論換填墊層厚度、寬度的確定，并會給出墊層承載力和沉降的詳細的計算方法、驗證方法、相關數(shù)據(jù)等，最后再對換填墊層的施工進行簡單的概述。

建筑工程；換填地基；處理技術

1 換填法的使用范圍及換填墊層的作用

1.1 換填法的使用范圍

對于一些濕陷性黃土、蓬松土、季節(jié)性凍土等一些比較特殊的土質(zhì)材料時需要用換填法。

1.2 換填墊層的作用

一是使墊層下的軟土更快地加固提高土地的抗軟層度，從而保護地基的形狀不被破壞；二是可以防止地基的凍脹；三是在必要的情況下能夠除去地基的膨脹；四是可以很好的減小松軟土的沉降。

2 換填法的墊層的設計

2.1 墊層厚度的確定

墊層的厚度c必須要根據(jù)相應的需置換的軟弱土的深度或墊層底部下臥土層的承載力和彈性力確定，而且還符合下面的公式：

式子中：Pz為相應于荷載效應標準組合時墊層底面處的附加壓力值（kPa）；

Pcz為墊層底面處土的自重壓力值（kPa）；

faz為墊層底面處經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值（kPa）；

墊層厚度最好不要小于0.5m，不大于3m。

墊層底面處的附加壓力值Pz可按壓力擴散角θ分別按下面的兩個公式進行簡單地計算：

對于條形基礎：

Pz=b(Pk-Pc)/(b+2ztgθ)

對于矩形基礎：

Pz=bl(Pk-Pc)/ (b+2ztgθ) (l+2ztgθ)

式子中：b為矩形基礎或條形基礎底面的寬度（m）；

l為矩形基礎底面的長度；

Pk為相應于荷載效應標準組合時基礎底面處的平均壓力值（kPa）；

Pc為基礎底面處土的自重壓力值（kPa）；

Z為基礎底面下墊層的厚度（m）；

θ為墊層的壓力擴散角宜通過實驗確定，當無實驗資料的時候，可以用下表作為參考：

粉質(zhì)粘土、粉煤灰 灰土0.25 20° 6° 28°≥ 0.50 30° 23° 28°換填材料z/b中砂、粗砂、礫砂、圓礫、角礫、石屑、卵石、碎石、礦渣

2.2 墊層寬度的確定

墊層底面的寬度應滿足基礎底面應力擴散的要求可按下式確定：

式子中：b’ 為墊層底面寬度；

θ為壓力擴散角，可按上表采用；當z/b＜0.25時，仍按表中z/b=0.25取值。

2.3 墊層承載力的確定和驗算

墊層的應該通過現(xiàn)場實驗來確定，當沒有資料驗證時，可通過下列表格來驗算下臥層的承載力。

各種墊層的承載力

經(jīng)深度修正后復合地基承載力的特征值fk為：

式中：γo為地基的標準高度上面的原生的土質(zhì)層的平均重度，其中地下水水位的重度取它的浮重度為：

式中：c1為粉色粘性土的容重；

c2為粘性土的容重；

h1為粉色粘性土的高度值；

h2為粘性土的高度值。

根據(jù)該公式就可以相應地得出不同土質(zhì)層的浮重度。

相應地土質(zhì)層的深度d已知，相應地墊層地基的標準承載值我們可以通過上表詳盡地得知。

當有軸心載荷作用的時候：

當Pkmin≤1.2 fn時，也就可以達到所需地基的需要。

3 換填法的墊層的施工

同一建筑物下?lián)Q填墊層的設計厚度不同時，頂面標高也應該相同，厚度不同的換填墊層搭接處或分段施工的交接處，應做成踏步或斜坡，加強夯實，并根據(jù)情況增加質(zhì)量檢查點。同時為了保證分層壓實質(zhì)量應控制機械碾壓速度，一般平碾為2km/h；羊足碾為3km/h；振動碾為2km/h；振動壓實機為0.5km/h。

對于這些墊層的施工要根據(jù)不同的厚度和不同的施工設備做相應的檢查。對于粉質(zhì)粘土、灰土、粉煤灰和砂石墊層的施工質(zhì)量的檢驗可用環(huán)刀法、貫入儀、靜力觸探、輕型動力觸探或標準貫入試驗檢驗；對于砂石則可用重型動力觸探檢驗。同時通過現(xiàn)場試驗以設計壓實系數(shù)所對應的貫入度為標準檢驗墊層的施工質(zhì)量。壓實系數(shù)可用環(huán)刀法、灌砂法、灌水法或其他的方法檢驗。環(huán)刀壓入法采用環(huán)刀容積（2—4）×100cm3，不應小于200cm3，以減少其偶然誤差，環(huán)刀徑高比1∶1。鋼筋貫入法采用直徑20mm、長度1.25m的平頭光圓鋼筋，自由貫入高度為700mm，并應使鋼筋垂直下落。測貫入深度，檢驗點的間距應小于4m。

4 結論

換填法地基處理技術是當今建筑工程中的一種非常重要的技術，在整個工程中起著不可替代的作用，其中在換填法技術的應用上，對換填墊層的相關參數(shù)的計算由為重要。本文首先介紹了換填墊層的作用范圍和作用，接著詳細地給出了墊層厚度確定、寬度確定、墊層承載力的確定和驗算、墊層的沉降計算的詳細公式，并給出了詳細的計算過程和相關數(shù)據(jù)，最后簡單地闡述下?lián)Q填墊層的施工及檢查方法。

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