用換土墊層處理軟弱土地基

隨著我國經濟的飛速發展，我國的現代化進程也突飛猛進，中國工程建設規模也日益擴大，難度也日益提高對地基的要求也更加嚴格。人們通常將不斷滿足建筑物對地基要求的天然地基稱為不良地基火軟土地基。

概述

軟弱土是指淤泥質土、淤泥和部分雜填土、沖填土以及其他高壓縮性土，由軟弱土組成的地質稱為軟弱土地基。一般軟弱土地基有明顯的地質性、結構性，孔隙大、含水量較高。

雖然不同材料的墊層，其應力分布有一定的差異，但是從實驗分析來看，其極限承載力的最終結果還是比較類似的；通過對實際沉降觀測發現，不同墊層的特點基本類似，故可將各種墊層設計都近似的按砂墊層計算方法進行計算。

通常基坑開挖后，利用分層回填壓實，按理也可以處理較深的軟弱土層，但經常會遇到底下水位高而需要降水措施；對坑壁放坡占地面積大或需要采取支護措施；施工放量大，棄土多等因素，從而使處理費用高、工期延長，因此換填法的處理深度一般控制在0.5m到3m，如果墊層太薄，則換填法的處理效果就不顯著。

墊層的作用及適用范圍

建筑物的地基土為軟弱土或濕陷性土、膨脹土、凍脹土等不能滿足上部結構對地基強度和變形的要求，而軟弱土層的厚度意義又不很大時（如不大于3m），常采用墊層法處理、可得到較好的處理效果，與其他地基處理方法相比，用墊層法處理能取得良好的經濟效益。

換填法適用于處理淤泥、淤泥質土、濕陷性土、膨脹土、凍脹土、素填土、雜填土，地基及暗溝、暗塘的淺層處理。

墊層處理就是將基礎下的軟弱、濕陷性凍土、膨脹土、凍脹土等的一部分雙全部挖去，然后換填密度大、強度高、水穩定性好的砂礫土、碎（卵）石土、灰土、礦渣以及其他性能穩定、無侵蝕性的材料，并分層夯（振、壓）實至要求的精密度。

根據換填材料的不同，將墊層分為土墊層（素土、灰土、二灰土墊層）、砂石（砂礫、碎卵石）墊層、加筋砂石墊層、礦渣墊層、粉煤灰墊層等，施工量大，棄土多等因素，從而是處理費用高、工期延長，因此換填法的處理深度一般控制在0.5m到3m，如果墊層太薄，則換填法的處理效果就不顯著。

墊層的設計和施工

對砂墊層的設計，要有足夠的厚度來置換可能被破壞的軟弱土層，又要求有足夠的寬度以防沙層向兩側擠出。經過置換填墊層法處理后，可以將上部荷載傳遞到下面的下臥層，以滿足建筑物對地基承載力和沉降的要求；當墊層下面有較軟弱土時，也可加速軟弱土層的排水固結和強度的提高。

墊層材料要求

1.砂石。常用的碎石、卵石、中粗砂等都可以作為墊層的材料，為了保證墊層的質量，對石子的粒徑和顆粒的含量有一定的要求，（一般不能大于2mm的部分必須小于總重量的45%），同時顆粒級配要均勻，不能含有樹皮、草根等腐敗的有機質，不能含有建筑垃圾。如果必須使用較細的粉砂或者細砂，為了保證墊層整體的質量，較大粒徑的石子的含量必須大于總重量的30%，砂石的最大粒徑不宜大于50mm。如果本地屬于濕陷性黃土，墊層不能使用較大粒徑的砂石等材料，施工量大，棄土多等因素，從而使處理費用高、工期延長，因此換填法的處理深度一般控制在0.5m到3m，如果墊層太薄，則換填法的處理效果就不顯著。

2.粉質粘土。規范對土料中的有機質規定有詳細的說明，通常情況下其含量小于5%，凍土或膨脹土不能作為墊層的才來哦。如果把粉質粘土作為墊層材料用于具有濕陷性黃土的地區，不允許有碎磚，碎瓦或者較大石塊。

3.灰土。一直屬于比較好的墊層材料，得到廣泛的應用，使用的時候其體積配合比（體積）通常采用2：8或3：7（28灰土或者37灰土）。其土料通常為粘土，但是規范對粒徑有要求，最好使用粉質粘土，粒徑較大的塊狀粘土和較小的砂質粉土上質量較差，正常使用前，必須過篩。石灰一般選用袋裝生石灰。

試驗表明，石灰的含量對灰土的強度有一定影響，如果使用的灰土比是1：9，則強度較低；當灰土比2：8和3：7的時候，其強度最高。除了與石灰的含量有關系外，還與石灰的等級相關。規范中要求以氧化鈣和氧化鎂的含量占總量的8%最好。

4.粉煤灰。是發電廠煙筒里面落下來的灰塵。粉煤灰如果作為結構的墊層使用必須符合一定的技術要求。由于粉煤灰中含有很多沒有過濾的金屬碎屑，所以大面積的粉煤灰墊層必須考慮對周圍環境的影響。同事顆粒級配要均勻，不能含有樹皮、草根等腐敗的有機質，不能含有建筑垃圾。如果必須使用較細的粉砂或者細砂，為了保證墊層整體的質量，較大粒徑的石子的含量必須大于總重量的30%。砂石的最大粒徑不宜大于50mm。如果本地屬于兔紙濕陷性黃土，墊層不能使用較大粒徑的砂石等材料。

（第一作者單位：河南求實巖土工程勘察有限公司

第二作者單位：平頂山市地質工程處）