摘要： 在軟弱的地基進行基礎施工時，為達到設計承載力的要求，我們通常會采用換填法，即將天然軟弱土層挖去或部分挖去，分層回填強度較高、壓縮性較低且無腐蝕性的砂石、素土、灰土、工業(yè)廢料等材料，壓實后作為地基的持力層，從而提高基層強度。就換填材料的不同而言，砂石墊層實際上是換填法的其中一種，是現(xiàn)實施工中最常用換填方法，應用范圍廣泛，尤其在住宅樓施工中的基礎地基換填及道路路基換填，它具有施工簡易、工期短、造價低等優(yōu)點。

關(guān)鍵詞： 砂石 墊層

一、砂石墊層的主要作用：
1、 提高基礎底面以下地基淺層的承載力。地基中的剪切破壞是從基礎底面下邊角處開始，隨基底壓力的增大而逐漸向縱深發(fā)展的，因此當基底面以下淺層范圍內(nèi)可能被剪切破壞的軟弱土為強度較大的墊層材料置換后，可以提高承載能力；

2、 減少沉降量。一般情況，基礎下淺層的沉降量中所占得比例較大。由于土體側(cè)向變形引起的沉降，理論上也是淺層部分占的比例較大。以墊層材料代替軟弱土層，可大大減少這部分的沉降量；

3、 加速地基的排水固結(jié)。用砂石作為墊層材料，由于其透水層大，在地基受壓后便是良好的排水面，可使基礎下面的空隙水壓力迅速消散，避免地基土的塑性破壞，且可加速墊層下軟弱土層的固結(jié)及其強度的提高。

砂石墊層的適用范圍：適用于3m內(nèi)的軟弱、透水性強的粘性土層處理；墊層厚度一般為0.5～2.5m之間為宜。若超過3m，側(cè)費工費料，施工難度也較大，經(jīng)濟費用高；若小于0.5m，則不起作用。

1） 砂

我們在施工中一般采用級配良好的、質(zhì)地堅硬的天然河砂。為了保證基底土質(zhì)良好滲透性，不宜使用含有淤泥雜質(zhì)的土方砂。

2） 碎石充砂

我們在工程施工中通常采用10～40的普通碎石，施工時，為防止含塵過多，可事先沖洗干凈后，再與粗砂混合攪拌均勻使用，砂∶石一般為3∶7。

3） 構(gòu)造要求

砂石墊層是以置換有可能被剪切破壞的軟弱地基土質(zhì)，從而提高地基承載能力，所以它的構(gòu)造要有一定的厚度；同時還應有足夠的寬度，以防止向墊層兩側(cè)擠出。

a、 墊層厚度的確定：《砂石墊層受力示意圖》其厚度Z應根據(jù)地基承載力確定。即作用在墊層底面處土的自重壓力（標準值）與附加壓力（設計值）之和不能超過經(jīng)修正后超挖深度處的地基承載能力。

即：PZ＋PCZ≤fZ－－－－－－－－－－－－(1)式中：PZ為附加壓力設計值（kPa）; PCZ為墊層底面處土自重壓力值（kPa）

在住宅樓施工中，我們經(jīng)常采用機械化大開挖筏板基礎。為此，根據(jù)《施工手冊》提供的矩形基礎簡化公式，從而確定砂石墊層厚度z。

b、墊層寬度的確定：

《砂石墊層受力示意圖》可知，基礎墊層的寬度b｀=b＋2tgθ,而根據(jù)所在土質(zhì)情況，施工時作業(yè)面最好超出基底300～500mm。機械開挖深度大于2m時還考慮b｀寬度上來的放坡系數(shù)。

c、施工事例

如住宅樓的地基設計。承載力為138kPa，而地質(zhì)堪察承載力為100 kPa；經(jīng)現(xiàn)場鑒定土自重壓為14kPa，試問砂石墊層的設計寬度及厚度應為多少？（基礎尺寸為32m×10m，壓力擴散角為30°）
解：設回填砂石墊層與超挖出土質(zhì)壓力比重抵消。

因地基承載力fZ=100kPa，土自重壓力PC=14kPa，這樣基底承受壓力標準值可近乎取138kPa。

 

從而求得Z=2.7m（設計砂石墊層厚度）

由求得的Z=2.71m，可根據(jù)公式b｀=b＋2ztg30°，L｀=L＋2ztg30°

得 b｀=10＋2×2.7×tg30°=13.12 m
得 L｀=32＋2×2.7×tg30°=35.12 m

三、施工要求：

1） 砂石均需機械伴和均勻后方可分層夯填；

2） 施工前要統(tǒng)一放置標高及清除干凈基底的雜草浮土，同時應嚴禁攪動下臥層及周邊土質(zhì)層；

3） 為防止下雨造成邊坡塌方，施工作業(yè)前應在基坑內(nèi)及四周做好排水措施，從而確保邊坡穩(wěn)定；

4） 如基底尚存在較小厚度淤泥質(zhì)土，為防止碾壓時冒出泥漿或脫層，可在施工前往該處拋石擠密，或?qū)⒒鶎訅喝胫脫Q再作底層；

5） 應分層分級夯鋪，每層鋪設厚度應小于300mm，如采用大型碾壓機械，其鋪設厚度可控制在500mm以內(nèi)。

四、質(zhì)量檢驗：

   墊層的檢驗必須分層進行，即每夯壓完一層，檢驗該層的平均壓實系數(shù)。當其干密度或壓實系數(shù)符合設計要求后，才能鋪填上一層。

五、結(jié)束語：

我們進行換填材料選擇、換填墊層設計及施工方法時，應根據(jù)建筑物體型、結(jié)構(gòu)特點、荷載性質(zhì)和地質(zhì)條件等綜合分析，嚴格按國家有關(guān)專門規(guī)定執(zhí)行。