軟弱地基砂石墊層換填處理的設計與施工

趙洪林

摘 要：地基處理采用砂石墊層換土法，具有以下優點：施工簡便，能可靠控制施工質量，且不需要特殊的機械設備降低工程造價，砂石墊層施工原材料僅為砂與碎石，價格便宜，并可就地取材；有效縮短工期，砂石墊層施工工藝簡單，能提供足夠的地基承載力，保證上部建筑物的穩定性和結構安全；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墊層排出，從而加速軟土的固結；砂石墊層還具有較好的抗震效果和防止土的凍脹作用。文章通過筆者經歷一施工實例對砂石墊層換填地基處理設計與施工控制重點進行分析，以供類似工程所借鑒和參考。

關鍵詞：軟弱地基處理；砂石墊層換填；設計與施工控制

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構層④粉砂：厚度1.8～3.2m，呈灰黃色，飽和，稍密，成份以石英、長石為主，云母次之，顆粒組成中等均勻，具水平層理，夾薄層粉質粘土，局部巖性接近或為粉土；本層土層位穩定，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，夾薄層粉土或粉質粘土，巖性接近粉土；本層土層位穩定，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確定

3.1 厚度的確定

4 砂石墊層換土回填施工控制要點

4.1 施工材料質量控制

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，分層壓實進行回填。砂選用中粗砂，碎石選用級配良好、質地堅硬的材料，且碎石的最大粒徑不宜大于每層鋪筑厚度的2/3，以保證壓實度；砂與碎石材料的含泥量均應控制在3%以內。砂石材料進場時應進行外觀質量檢查，不得含有草根、樹葉、紙片、塑料袋等有機雜物和垃圾；并應按要求取樣送檢，經檢測質量符合要求后方準許使用。

4.2 基坑開挖和邊坡維護

采用砂石墊層換土法進行施工時，一般置換土層比較軟弱，基坑開挖較深，施工持續時間長，容易造成邊坡的坍塌。所以一定要根據現場實際情況和地質條件，按要求進行開挖，同時對開挖基坑的邊坡做好維護和采取必要的防坍塌措施。在進行砂石墊層施工的過程中，應隨時注意檢查基坑邊坡的穩定性，并防止土塊滾落混入砂石墊層中。進行基坑開挖時，還應保留坑底200mm厚土層不挖，待砂石鋪填前再挖。施工時應保證開挖基坑底面的平整度，以及相應做好坑內排水措施。

4.3 回填壓實過程控制

砂石墊層回填應按分層鋪筑、分層壓實工藝進行。施工時，先于墊層最下面一層鋪設150mm厚的松砂作為倒濾層，用木夯仔細夯實，然后按照每層200mm分層鋪筑，分層時應保證面層上的平整；各層面上使用10t壓路機往復碾壓，每層需壓實4遍以上，碾壓時適當灑水潤濕砂石，使其施工含水量保持在8～12%，同時應做好基坑內的排水工作，特別是要將砂石墊層表面上出現的積水及時排除。每鋪筑和壓實好一層后，需現場取樣進行密實度檢測，滿足設計要求后，方可進行上一層施工；最后一層砂石壓實完成后，應對砂石墊層的表面進行拉線找平，并要符合設計規定的標高。若發現墊層中有砂窩和石子成堆的現象，須將該處砂或石子及時挖出，分別換填級配良好的砂石。施工時，施工單位與監理單位分別安排責任心強、技術業務過硬的質檢人員和監理人員負責全過程的技術質量管理和檢查驗收工作，控制分層厚度、壓實情況、灑水量、壓實遍數、壓實系數等，并認真做好記錄，協同有關檢驗人員測試相關技術數據，嚴把施工質量關。

5 試驗檢測和建筑物基礎沉降觀測

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，檢測單位使用高倍率水準儀（DS2）與銦合金水準尺對建筑物的沉降過程進行了詳細的觀測，觀測點布置如圖2所示，沉降觀測數據如表一所示，根據觀測數據繪制沉降量與時間關系曲線如圖3所示。

沉降觀測結果和沉降量與時間關系曲線表明：本工程建筑物基礎的沉降量很小，而且在主體完工后即趨于平穩，完全滿足規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 結束語

實踐表明，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題。本工程自竣工驗收交付使用至今一年多，未發現任何沉降裂縫及其他繼發性質量缺陷，經濟技術效果明顯，可為類似工程地基處理設計與施工借鑒參考。