摘 要：地基是建筑工程項(xiàng)目的根基所在，是維持建筑物穩(wěn)定性的關(guān)鍵，而換填厚度又對地基的承載力具有重要的影響。因此，文章對換填厚度對提高地基承載力的定量分析進(jìn)行了研究，以期能夠?yàn)橄嚓P(guān)人士提供參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：換填厚度；地基承載力；定量分析

對軟弱地基土進(jìn)行加固處理常用換填法，這種方法又稱換填墊層法，就是先挖除基底下處理范圍內(nèi)的較弱土再分層換強(qiáng)度大、壓縮性小、性能穩(wěn)定的材料，并壓實(shí)至要求的密實(shí)度，作為地基的持力層。其作用是提高地基承載力，減小地基沉降量，加速土的排水固結(jié)，防止凍脹，消除土的脹縮和濕陷性。這種方法適用范圍廣，常用于淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土及暗溝、古井等淺層處理，是一種既安全又經(jīng)濟(jì)的處理軟弱地基的方法。

由于應(yīng)用普遍，常常會有人問，換填法提高地基承載力不容置疑，問題是換填多厚，地基承載力能提高多少？它們之間有一種怎樣的互動關(guān)系？能不能有一個較明確的回答。這是一個很實(shí)際的問題，作者經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐、試驗(yàn)、運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)與理論分析相結(jié)合的方法進(jìn)行了如下思考和研究。

首先我們先提出一個經(jīng)驗(yàn)量值范圍。換填墊層厚度按實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，通常不應(yīng)大于3m，否則工程量大，不經(jīng)濟(jì)，難施工。如墊層太薄小于0.5m，則不顯著，效果差。一般換填墊層厚度應(yīng)掌握在1～2m范圍為宜。

軟弱地基土的承載力特征值一般為fk=80～90kpa，在1～2m換填厚度前提下，處理后的地基承載力，根據(jù)不同的換填材料，也可提出一個經(jīng)驗(yàn)值范圍，天然砂礫石料地基承載力可達(dá)fk=200～300kpa；中砂、礫砂 fk=150～200kpa。但由于上述換填厚度與提高的地基承載力經(jīng)驗(yàn)值范圍都較大，運(yùn)用起來不好操作和掌握，作者運(yùn)用下述兩種方法對換填厚度相對應(yīng)提高的地基承載力值進(jìn)行了細(xì)分和定量分析：

第二，還可運(yùn)用簡便的應(yīng)力在地基中的擴(kuò)散原理進(jìn)行框算。我們設(shè)定一個作用力，作用在換填墊層上，通過力向地基中傳遞、擴(kuò)散，逐漸減小，當(dāng)作用力傳到地基產(chǎn)生的地基附加應(yīng)力隨深度逐漸減小到與軟弱土承載力特征值接近時，即σz≤fk，此深度就看做是換填土層厚度。地基附加力計(jì)算公式，可采用集中荷載公式進(jìn)行計(jì)算，即σz=α（α—應(yīng)力系數(shù)，取用0.4775）。例如，某軟弱土地基土承載力特征值fk=90kpa，設(shè)作用于換填墊層的荷載f=120kpa，通過σz=α計(jì)算，當(dāng)Z=0.8m時，滿足σz≤fk=90kpa（fk應(yīng)用時不作修正），此時，換填厚度Z=0.8m所對應(yīng)的地基提高承載力即為f=120kpa，以此類推，計(jì)算結(jié)果列于表中。

以上計(jì)算結(jié)果說明：第一，上述計(jì)算由荷載作用在地基中產(chǎn)生的附加應(yīng)力符合應(yīng)力擴(kuò)散規(guī)律；第二，換填厚度增大，地基承載力逐漸提高。換填厚度小于0.7m由荷載產(chǎn)生的地基附加應(yīng)力減小不是很大，說明這個換填厚度對提高地基承載力效果不是很好。當(dāng)換填厚度達(dá)到1.0m以后，地基承載力得到迅速提高，說明換填厚度不要小于0.7m，換填厚度在1.0～1.5m之間既經(jīng)濟(jì)且效果最好。表中換填厚度（Z）與換填后地基承載力（f）互動關(guān)系值，經(jīng)過工程檢驗(yàn)基本是吻合，可供應(yīng)用參考。

另外，值得強(qiáng)調(diào)的是，保證換填墊層質(zhì)量，是提高地基承載力的關(guān)鍵，換填材料最好用強(qiáng)度大，穩(wěn)定性好的天然砂礫石料（卵礫石至少占全重的30～50%），回填時，分層夯實(shí)，分層厚度0.25～0.30m，灑水，夯打8遍以上，要求壓實(shí)系數(shù)λc≥0.94，干密度達(dá)ρd=2.0g/cm3。以確保換填厚度。

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作者簡介：呂梁（1979.11- ），男，山東人，本科，工程師，研究方向：地質(zhì)勘查方面。