砂石垫层在浅层地基中应用

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1、砂石垫层在浅层地基中应用【摘要】本文分析砂石垫层在浅层地基处理中的应用及存在的问题，提出改进的措施【关键词】砂石垫层；浅层地基；地基处理；设计施工实践证明，对于中小型建筑物，采用砂石垫层作为浅层地基处理的方法，效果显著。这种方法可就地取材，施工机具简单、快捷而经济，因此在浅层软弱地基处理中得到广泛应用。当建筑物基础下持力层较软弱又不太厚时，不能满足上部结构对地基承载力及变形的要求，采用砂石垫层置换部分软弱土层，以提高基础下地基承载力，减少地基沉降量和不均匀变形。此外，砂石垫层还可以加速软弱运动场支的排水固结，提高其强度，避免地基土塑性破坏；在膨胀土中，砂石垫层可以调整甚至消

2、除膨胀土的胀缩作用，以控制建筑物的变形，从而控制墙体裂缝的出现。1砂石垫层处理地基的应用原则砂石垫层具有较高强度，能满足高重建筑物荷重大、基底压力高的要求。但是它同其它垫层一样，在附加荷载作用下，软弱下卧层的变形仍是建筑物能否正常使用的关键，因此，砂石垫层应用原则仍以控制下卧层顶面的应力为准则。1.1砂石垫层适用于一般饱和与非饱和软弱土和水下黄土处理，可有条件地用于膨胀地基，不宜用于湿陷性黄土地基。1.2砂石垫层主要用于地下水位较高，软弱土层厚l-3m,而下卧层工程性质良好的高层或重型建筑场地。1.3当地质条件较好，但基础底面以下土层的强度尚不能满足基底压力要求，或基底以下

3、有厚度不大的软弱土层，而下卧土层为超固结士或中密砂层时，可以充分利用下卧土层的强度，在其上设置一定厚度的砂石垫层形成人工双层地基。1.4当建筑场地为大厚度软弱土层时，须采用复合地基（如砂石桩、低强度混凝土桩等）加砂石垫层综合处理方案,以满足地基强度与变形两方面要求。2砂石垫层的几个参数2.1砂石垫层厚度Z,与基础底面宽度、长度关系基础底面的长度、宽度及砂石垫层厚度Z的确定，既要考虑砂石垫层地基承载力满足要求，又要满足下卧层地基承载力要求（图1）,即：当建筑范围内软弱土层较薄时，应全部置换成砂石垫层，即Z已确定，反过来确定基础底面宽度b。当软弱土层较厚，应采取局部置换，一般处

4、理深度通常控制在3m以内，不然常因地下水位高而需要降水措施，坑壁放坡占地面积大或需要支护，以及施工土方量大，弃土多等因素，使处理费用增高，工期拖长。采用局部置换，Z和b是两个变量，要通过反复试算、调整来达到满足地基承载力要求。2.2砂石垫层压力扩散角0取值《建筑地基处理技术规范》（下称技术规范）和《建筑地基基础设计规范》（下称设计规范）对砂石垫层压力扩散角6取值不尽相同。技术规范认为砂石垫层压缩模量与下卧层压缩模量比值约接近或大于10,则9只与z/b有关。这里砂石垫层为上层土，下卧软弱层为下层土，实际上砂石垫层压缩模量为14MPa左右，下卧软弱土层一般为淤泥、淤泥质土、粘性

5、土和粉质粘土等，其压缩模量随不同土质而不同，如淤泥质土Es=3.OMpa,粉质粘土Es=4.5-6Mpa,则Esl/Es2比值有的接近或大于10,有的远小于10o通过比较并综合实际工程经验及有关文献，笔者认为砂石垫层压力扩散角0应采用设计规范表5.1.7取值比较合理。2.3砂石垫层宽度bl的确定砂石垫层的宽度除要满足应力扩散的要求外，还要根据垫层侧面土的容许承载力来确定，防止垫层向两边挤动。如果垫层宽度不足，四周侧面土质又比较软弱时，垫层就有可能部分挤人侧面软弱土中，使基础沉降增大。如某六层住宅楼一端在暗塘上，另一端落在土质较好的土层上，施工时清除暗塘中建筑物范围内软弱土，

6、全部置换了1：1砂石垫层（厚2.4m）,而砂石垫层底面每边仅超出外墙基础底宽500mm,很明显因砂石垫层宽度不够使垫层部分挤人侧面软弱土中，导致该工程竣工前发现墙体裂缝的确定。砂石垫层宽度一般采用扩散法，即：bi^b+2Ztge,当z/b<0.25时，仍按文［2］表5.1.7中z/b=0.25取值，且垫层顶面每边宜超出基础底边不小于300m。一般多层住宅横墙相距较近，当软弱土层较厚，且要求砂石垫层厚度又较大时，按应力扩散原理，有可能在两墙中间的下卧软弱土层上出现应力交叉叠加，为防止此类现象发生，建议基础设计成筏式基础。3施工中易影响砂石垫层质量因素2.1对材料的要求。砂石垫

7、层的材料宜采用级配良好，砂子宜为中粗砂，碎石最大粒径不宜大于50mm,砂石比宜为1：1,砂石含泥量均不应超过5%。3.2砂石垫层施工方法。砂石垫层施工中的关键是将砂石加密至设计要求的密实度，加密方法常采用有平振法、夯实法、碾压法，这些方法要求先将砂石拌和均匀后，在基坑内分层铺设，然后逐层振实或压实，分层的厚度视振动力而定，一般为200-250mm。碾压法适用于大面积砂石垫层，平板式振动器、蛙式夯一般适用于面积较小的砂石垫层。3.3施工时最优含水量。为获得最佳夯压效果，宜采用垫层材料最优含水量作为施工控制含水量，当用