探讨建筑基础工程中对地基加固的处理技术

2018-06-29王治明

建材与装饰 2018年29期

关键词：垫层含水量土层

王治明

（贵州建工集团第八建筑工程有限责任公司贵州贵阳 550002）

引言

在建筑工程的地基加固阶段，因为有些软土地基在承受建筑物的巨大荷载上达不到设计规定的要求，因此，应对软土地基采取科学合理的加固措施，从而确保建筑物结构稳定、安全。本文将对地基处理的换填法进行了扼要的分析。

1 换填法的定义

换填法又称换土法，是将不满足地基持力层要求的土层进行挖除，再用经压实后其承载力能够满足设计值的土或土石混合物进行换填的处理方法。第一步是将地基上的软土清除，清土过程中原则上要形成台阶式开挖，软土清除后要先对基底进行压实；第二步是采用含水量满足要求的土或土石混合物进行回填；最后一步是对地基进行分层压实或夯实。其中，在回填的过程中，选择符合要求的土或土石混合材料是关键，包括事先对块石的粒径、含量和级配等进行试验检测，以避免因为不能压实而引起的地基沉降问题发生，最终影响建筑整体的质量，带来严重的后果。图1是换填法施工的简易图。

2 换填法的具体操作方式

承载力和变形、厚度等因素是软土地基是否要进行换填法处理的重要因素，其中，要求软土的厚度适中，这样，我们实施换填法才能够达到理想效果。换填法对荷载量也有一定要求，一般只适合对那些建筑和道路工程的荷载量不大的地基进行处理。换填法也只适合做浅层处理，其处理深度一般大于等于0.5m，小于3m。

图1

2.1 换填垫层的施工方法

（1）机械碾压法：其施工时应注意以下几点：①先碾压基坑，沙石、素土、或灰土分层铺垫压实。②保证机械碾压的速度：平碾小于等于2km/h；羊足碾小于等于3km/h；振动碾小于等于2km/h；振动压实机小于等于0.5km/h。③控制施工含水量。

（2）重锤夯实法：重锤夯实法应注意一夯挨一夯地作业，在独立基坑内，应该按先外后里的顺序。为避免夯击成“橡皮土”，应控制土的含水量，使土粒间水分合适，达到夯实质量的要求。

（3）平板振冲法：此方法是采用振动压实机来作业。无粘性土、粘粒含量少和透水性好一些的松散杂填土地基适合于该种方法。其振动时间对地基土的影响要引起重视。

2.2 垫层设计计算方法

θ——垫层的压力扩散角，宜通过实验确定，当无实验资料时，可按表1确定。

表1 压力扩散角（θ）

式中：b′——垫层底面宽度，m；

θ——压力扩散角，可按表1采用，但当z/b＜0.25时，仍按表中z/b=0.25取值。

式中：b′——垫层底面宽度，m；

θ——压力扩散角，可按表1采用，但当z/b＜0.25时，仍按表中z/b=0.25取值。

表2 垫层的承载力

αi、αi-1——基础底面计算点至第i层土、第i-1层土底面范围内平均附加应力系数；

Esi——基础底面下第i层土的压缩模量，MPa，应取土的自重压力与附加压力之和的压力段计算。

3 换填法施工根据填料分类，其优缺点及其施工要点

3.1 素土垫层

素土施工简便、造价低、速度快。但其仅适用于浅层地基加固。

施工要点如下：含水量在19～21%之间；整片分层回填夯实，杜绝分段接缝；喷水将干的土层湿润后方可继续回填；相邻土层接搓必须错开，应该大于等于500mm，并在夯实时，加多夯实遍数；土层夯实遍数视具体情况而定；如遇雨水，必须处理泥浆和积水后回填。

3.2 灰土垫层

灰土垫层的施工简单，费用低。在挖去软弱土的基础上，用石灰按照规定的体积比（土与的石灰体积配合比宜为8：2或7：3），经过规范操作，其具有一定的强度，而且还能够达到较高的水稳定性和抗渗性。

其施工要点：首先要让基槽内部平整干净。灰土配合保证最优含水量在14～18%之间。铺灰层采取分段分层的夯筑方式，不低于四遍。灰土分段施工时，接缝避开墙角、柱基及承重墙，上下两层的接缝距离大于等于500mm，接缝处必须压实；每铺一层土层必须立马夯实；在3d内保证不受水浸泡；冬季施工，则做好冻注意保温措施。

3.3 砂和砂砾石垫层

砂垫层和砂砾石垫层均是砂和砾石混合物材料经过分层的夯实而组成的。由于沙石透水性大，是良好的排水层，对软弱土层的排水固结起到良好作用。

施工要点：在做垫层石，先深后浅；人工级配的砂操作方法是应先将砂、卵石拌均匀再进行下面的工序；垫层必须要进行分层铺设，夯实方式是交叉重叠式，从而避免漏震漏压，而且必须在下层密度检验合格后，上层施工才能进行；如果遇到地下水位较高时，应加强基坑的排水工作，另外，铺完之后，立即进行下一道工序，以此来保证回填的砂垫层的稳定。

3.4 碎石垫层

用碎石来做软弱土的地基，其施工简便，经济适用。其施工要点：先验槽，再做砂框，用平板振动器将地基振实。碾压法和振捣法压实是碎石垫层法一般采用的方式。碾压法过程中所采用的压实机规格为8～12t、振动压路机规格为6～10t，拖拉机牵引4t重平碾；控制每层碾压最后两遍的沉落差必须在1mm以内。

3.5 废渣垫层

利用建筑垃圾、工业废渣等材料来做垫层，叫做废渣垫层。废料利用，经济实惠，符合绿色环保的理念，矿渣、碎砖三合土、粉煤灰是常见的废渣垫层。

3.5.1 矿渣垫层

矿渣垫层的变行模量在30～75MPa范围内，可利用工业废料制成，其施工优点是简便，费用较低。

3.5.2 碎砖三合土垫层

碎砖三合土垫层的材料是碎砖与石灰砂浆，将其先拌匀后夯实，因此可以就地取材，利用建筑废料，而且施工简单、造价低廉。

施工要点为：验槽之后，再夯实两遍槽底。配置三合土可用机械或者人工，其最终标准为，碎砖上粘满砂浆、稠度均匀；垫层厚度不大于300mm，可采取一次性浇筑的方式，如果超过300mm则采取分层浇注的方式，铺设厚度1层为220mm，其它每一层则为200mm，每层夯打之后达到150mm。浇筑时，必须保证均匀度，避免补填或铲销，夯实之后，高低偏差应控制在20mm以内。最后一遍夯打时，需要采取浇浓浆铺设一层，再用薄层砂子或炉渣进行铺垫，最后再进行夯实。

3.5.3 粉煤灰垫层

粉煤灰来自火力发电厂，是具有良好的物理力学性能的工业废料，在处理软弱土层的换填时被广泛运用。而且它的承载力、变形模量均较大，而且，废料来源比较广泛，施工过程简便，质量也易于控制在规定的范围，其经济效果当然也能够达到一定的水平。施工要点：先验槽，之后压槽两遍，垫层进行分层铺设并夯实基础。最优含水量也必须做到在要求的范围内，每铺完一层，立马进行检验，合格之后，及时地铺下一层，以防干燥带来的不良效果。为防止粉煤灰含水冻胀，冬季应在气温高于0℃的情况下施工。