关于换土垫层法在建筑工程地基处理中运用的探讨

任媛媛

【摘要】当房屋建筑处于不良地基上时，由于地基的压缩变形会导致沉降过大或不均匀沉降出现，通常会导致建筑物出现破坏或对建筑物的正常使用造成影响。所以，应运用针对性的技术措施对不良地基上进行处理，通过改善促使地基能够对建筑物的变形及承载力的要求得到满足。

【关键词】建筑工程；地基处理；换填；垫层法；

一、换土垫层的分析

1.换土垫层法的应用原理

软弱土主要包括淤泥质土、淤泥、松散粉细砂、杂填土以及粉土等，该类土存在高压缩性、低强度等特点，很难对地基承载力及变形的要求得到满足。当软弱土存在时，则对软弱土的较低强度、较大压缩性造成确定，一旦出现扰动，则会对土体结构造成破坏，随之强度逐渐减弱。在软土地基上的建筑物中，由于地基压缩变形，导致出现较大沉降量或不均沉降出现，往往导致建筑物的破坏或使用受到影响。换土垫层法是在建筑物基底下的一定深度的软弱土层进行挖除，然后对具有较大强度、较小压缩性且价格适宜的碎石、砂土、矿渣、煤灰以及粉煤灰等性能稳定的材料进行回填，并通过分层夯实直到与相应标准相符即可。使其发挥地基持力层的作用，实现承载力增加，避免地基沉降的问题发生。

2.垫层的设计

在垫层设计中不仅应对建筑物地基的强度以及变形要求得到满足，而且還应对足够的宽度存在，避免垫层材料向侧边挤出而导致垫层的竖向变形量增大的问题发生。

建筑物基底荷载的扩散是通过一定厚度的垫层向较大范围的下卧层上进行的。当垫层的厚度达到一定要求时，才能对扩散至下卧层顶面的压力与下卧层的承载能力要求得到满足。所以，在设计垫层时，应结合下卧层的承载力，先对垫层的厚度进行假定，然后对承载力和变形要求得到满足的垫层厚度值中，对垫层的厚度进行最终确定。

二、换土垫层法的要求

1.换土垫层法在对各类浅层软弱地基及不均匀地基的处理中得到适用。当建筑物范围内存在较薄的上层软弱土石，可运用全部置换的方式进行处理。当处理范围内存在暗沟、松填土、废坑、暗塘、墓穴、废井以及拆除旧基础后的坑穴时，应对建筑物地基整体变形的均匀进行保持，作为换土垫层法中的一项基本原则。

2.运用换土垫层法对厚度不大的软弱土层进行全部置换。当存在深厚的软土土层时，避免采用局部换填垫层法对地基进行处理。当工程项目中存在不同特点时，应对换填材料的强度、压力扩散能力、稳定性、渗透性、密实、耐久性、对环境造成的影响、来源、价格以及消耗等进行分别考虑。当存在较大换填工作量时，应先对当地材料的性能及适用条件进行优先考虑，其次，还应对所能获取的施工机械的使用条件等因素进行掌握。

3.运用换土垫层法实施地基处理时，应结合建筑结构的体形、荷载性质、结构特点、场地岩土工程条件、质量以及周围环境等因素，并按照施工机械设备和当地材料的来源等实施综合分析，合理对换填设计进行操作，对适宜的换填材料就施工方法进行使用，促使技术达到先进且经济合理的效果。

三、建筑工程地基处理中换土垫层法的控制措施

1.按照试验的方式对垫层的施工方法、分层铺填厚度、各层的压实遍数等进行确定，通常情况了，除了与下午曾土层接触的垫层底部应结合施工机械设备和下卧层土质条件对厚度进行确定以外，垫层的分层铺筑厚度都应控制在200～300mm范围内。为了使分层压实质量得到保证，应对机械碾压速度进行控制。在垫层施工中应结合不同的换填材料来对施工机械进行选择。当换填材料为粉质粘土、灰土时应对平碾、羊足碾或振动碾进行运用。在中小型工程中也可运用柴油夯、蛙式夯进行使用。砂石材料可采用振动碾实施施工；粉煤灰可运用振动碾、平碾、蛙式夯以及平板振动器进行施工。应对粉质粘土及灰土垫层土料的施工含水量进行控制，使其达到最佳含水量要求的±2%左右。运用击实试验对最佳含水量进行确定，或通过施工经验进行实施。

2.当垫层底部有古墓、古井、旧基础、洞穴以及暗塘等软硬不均的部位存在时，应结合建筑物对不均匀沉降处理的要求实施操作，通过检验达到合格之后即可对垫层进行铺填。

3.在开挖基坑时应避免坑底土层受到扰动的现象发生，可对大约厚度为200mm的土层进行保留，在对垫层进行铺填前向设计标高进行开挖，避免对垫层下的软弱土层造成扰动，禁止有践踏、受水浸泡或受冻的问题出现。在随时或卵石垫层底部应进行厚度为150～300mm厚的砂垫层或土工织物进行设置，避免软弱土层表面有局部损坏现象发生，同事还应对基坑边坡坍土向垫层内混入的现象进行防止。

4.在对土工合成材料济宁铺设时，应确保下铺地基土层顶面处于平整状态，避免土工合成材料出现顶破或刺穿的现象发生。在铺设的过程中应将土工合成材料及逆行那个张拉，使其达到绷紧及平直状态，避免有褶皱现象发生。应在端头实施固定或回折锚固，禁止出现暴晒或裸露的现象发生。运用搭接法、胶结法及缝接法实施连接，确保主要受力方向的连接强度不能与材料的抗拉强度相比过低。填土换填施工应对基坑排水问题进行关注，除了运用水撼法对砂垫层进行施工以外，禁止在浸水环境下进行施工。必要情况下可通过降低地下水位的方式进行操作。应在同一标高上对垫层底面进行设置，当存在不同的深度时，应对基坑底土面挖筑成斜坡搭接或阶梯状，并在垫层施工中运用先深后浅的方式进行操作，应度搭接处进行密实的夯压。粉质黏土及灰土垫层实施分段施工时，禁止在墙角、承重窗间、柱基对墙下接缝进行设置。当粉煤灰垫层铺填后应当天实施压实，当每层验收之后都应对上层或封层进行及时铺填，避免干燥后导致松散起尘的污染现象发生，同时也应防治车辆的碾压通行。当垫层竣工验收达到合格之后，应对基础施工以及基坑回填进行及时操作。

四、填土置换的质量检验

1.检验垫层的施工质量时，可通过环刀法、轻型动力触探、贯入仪或标准贯入试验的方法对粉质粘土、灰土进行检验。运用动力触探的方式检测砂石。当砂垫层的环刀容积应小于200cm?，径高比为1：1，促使期偶然误差得到减少。采用纯砂检验点设置的方式对粗粒土垫层进行设置。通过环刀取样法、灌砂法或灌水法进行检验。

2.在检验的过程中应运用现场试验的方式。当垫层实验区内的压实系数达到设计要求之后，通过动探、贯入试验对贯入深度或击数进行测得，时期在对施工压实系数控制中发挥着参考标准的作用，从而实施施工质量检验。

3.采用环刀法对垫层的施工质量进行检验时，应在每层土厚度的2/3深度位置对取样点进行设置，对于较大基坑来说，应每50～100㎡对超过一个检验点进行设置。而在基槽中每10～20m都应对超过一个点的设置。在独立基础中的检验点数量都不能少于1个。通过贯入仪或动探检验垫层施工质量时，对每层检验点之间的间距控制在小雨4m即可。

五、结语

综上所述，在建筑工程中应结合工程施工项目的实际地质状况，运用换土垫层法对地基进行处理能够有效的地基处理效果存在，并能获取较高的社会效益，通常在房屋建筑工程施工中得到大范围普及。

参考文献：

[1] 王玲余，邵国民. 换土垫层法在软基处理中的应用[J]. 西部探矿工程. 2006（02）.

[2] 李秀敏. 浅述换土垫层法处理软弱地基[J]. 科技情报开发与经济. 2004（03）.

[3] 李大清，丁龙. 利用换土垫层法处理多层建筑物的浅层地基[J]. 山西建筑. 2001（03）.