砂石垫层施工技术的运用及探讨_砂石垫层的施工工艺

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砂石垫层施工技术的运用及探讨

摘要：简要介绍砂石垫层在地基处理过程中的特点，阐述砂石垫层方法加固地基的施工工艺要求以及需要注意的相关质量控制要求。

关键词：砂石垫层 地基处理 应用

随着城市化建设步伐的加快，在有限的土地资源上进行建筑物或构筑物的建设，在勘察设计与施工阶段，不可避免的会遇到在回填鱼塘、池、沟上进行施工，软弱地基的处理是关键性问题，在许多的软弱地基处理方法中，如深层搅拌桩、挤密桩、灌注桩做法、强夯排水法、砂石垫层法等等当中，优以砂石垫层法比较施工方便，经济有效，在众多工程实例中运用效果良好，得到很好的推广使用。本文将对砂石垫层处理软弱地基的适用性、技术性进行分析、运用和探讨。

砂石垫层处理的适用范围：

在处理软弱地基时，由于考虑到经济有效，施工快捷，常常采用砂石垫层处理手法。但是，不是任何软弱地基均能采用砂石垫层做法，埋深较深的软弱地基，如采用砂石垫层方法，将会给施工带来很大难度，不宜采用砂石垫层方法；砂石垫层适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理，尤其是适合处理范围较大、处理深度较浅的建筑物范围内的地基，当软弱土层较薄时，采用全部置换效果更好。采用一定厚度砂石垫层，换去浅层软弱土，能提高持力层的承载力，减少部分沉

降量，加速软弱土层的排水固结，从而提高其强度及稳定性，避免地基土的塑性破坏。

一.砂石垫层在施工前要进行两方面内容的设计：

1.足够的厚度保障。砂石垫层不但要满足建筑物对地基强度、承载力、变形及稳定的要求，还应提高地基抗剪性，同时也需要符合经 济合理的原则，一般处理深度，控制在3米以内，也不宜小于0.5米，砂石垫层过厚则施工困难,成本过高；太薄则换土垫层的作用不显著，通常以0.8～2米为宜。具体按现行规范要求设计。

2.要有足够的宽度，垫层底面的宽度应满足基础底面应力扩散的要求，垫层顶面的宽度可以依据垫层底面两侧向上的高度和基坑开挖期间保持边坡稳定的当地经验放坡系数确定，注意防止垫层向两侧挤动。垫层顶面每边超出基础底面不宜小于300mm。二.砂石垫层在施工时的要求和注意事项：

1.大面积软弱土层的基坑开挖，宜采用全面开挖形式，机械化施工方便，整体效果也很好。

2.开挖时，四边要放坡。开挖后要求坑底浮土清除干净，低于地基的坑穴，暗沟，暗塘，古墓等要用砂石进行换填处理，并要求夯实。如果地下水位较高，应作相应的降水处理。

3.同一基坑内，根据地基软土层厚度的差异，考虑经济实用的因素，可以分段换填，但不宜分段太多，以不超过2段为佳；各段间互相落差不宜大于0.5米，分段处不宜突降，宜做成斜坡形；施工时，每层错开0.5-1m,以免沉降量不均匀。

4.房屋如有高低差或地基有高低差分段处，应请设计院进行刚度加固设计处理，以免高低差接缝处房屋不均匀沉降开裂。

5.所填砂石材料要求级配良好，砂以中粗为宜，卵石或碎石的最大粒径不应大于50mm，砂石比以1：1为宜，不得含有有机物，砂石含泥量不宜超过3％。

6.基坑开挖后应及时验槽，不应暴露过久，不宜浸水和多次践踏坑底，验槽后应及时铺垫砂石。

7.砂石垫层的第一层虚铺厚度，采用平振式震动器或夯式打夯机时，一般为200～250mm，采用压路机振动碾压激振，虚铺可达600～1100mm厚。垫层最优含水量控制在10％左右，如不足，应适当洒水，以保持最佳含水量。在同一幢建筑下，应尽量保持垫层厚度相同，如基坑底平面有高低差分段，除防止该处垫层厚度突变外，施工时应按先深后浅的顺序从低段开始回填；碾压、振实后，上部再整体回填、碾压。在垫层较深部位施工时，应注意控制该部位的压实系数，以避免或减少由于地基处理厚度不同所引起的差异变形。

8.虚铺砂石材料时，按设计宽度进行，如周外边临空，则该边应多宽出0.5米，再在外边采用优质土同厚度铺平，与砂石垫层同时压实，防止砂石垫层周边不稳塌陷。必要时可用适当宽度的混凝土实心砌块作挡土墙。

9.如采用自重10～12吨，激振力20吨的压路机施工，要以规定的行进路线行进，其行进速度不宜超过1.7km/h，其轮距搭接不小于50cm。边缘和转角处，应用小型机械或人工补夯密实。如虚铺厚度不

大（600mm左右），则第一层头两遍应采用无激振平碾，后四遍可激振，但应适当调低激振力，以免扰动下卧软弱土层，如局部已扰动，应挖开处理后再回填压实。待第二层振动碾压时，再采用正常的激振力充分压实，每层压实结果经检查合格后，方可进行下一层摊铺。10.当进行每层碾压时，要求不断地进行整平工作，以保证压实厚度的均匀性，可靠性，完成压实后的垫层表面应平整密实，无坑洼，无隆起，无裂缝，无松散，无弹簧土现象，无明显轮迹。三.砂石垫层的质量检验及标准：

1、施工前应检查砂、石等原材料质量，以及砂石拌合均匀程度。2.砂石垫层的施工质量检验必须分层进行，每铺一层砂石垫层，应按规范要求检查（对大基坑多采用50～100m抽查不少于1点或每100m不少于2点，也可按6m×10m网格交汇点）；设一个纯砂检查点，深度同虚铺厚度，直径0.3～0.5m米，注意此点不允许设在独立基础正下方。

3.每层压实后，宜采用惯入测定法（采用环刀法检查难度较大）。在纯砂点上检查压实密实度（压实系数 入c＝0.94～0.97），用直径为20mm，长1250mm的平头I级钢筋，举离砂点顶面700mm垂直自由下落，惯入长度为60mm以内为合格，经测试后，其90％的砂点应满足规范要求，其余10％的试样密度应不低于要求值的80％。

4.砂垫层沉降观测：沉降观测次数和时间应按设计要求，一般第一次观测在安设稳固后进行，以后每加高一层应观测一次，整个施工

时间的观测不得少于四次，房屋竣工后的第一年，观测四次，第二年两次，第三年后每年一次，直至下沉稳定。

5、施工结束后，应检查砂石地基的承载力。

四、工程实例

1、柳州汽车厂产品技术楼工程底层大厅内旋转楼梯为施工后期图纸变更增加的楼梯，为避免基础开挖太深影响建筑物其他基础，设计采用在原有回填土上进行换填砂垫层的方法作为该旋转楼梯中柱基础地基处理方法，挖深2米，夯填砂1米厚，在砂垫层上再做基础砼垫层。经上述方法施工后效果很好，现正常使用10年多，尚未发现不均匀沉降等不良现象。

2、柳州上汽变速器有限公司三期工程的机加工车间为单层钢结构厂房，地质条件原下卧层土质为杂填及粉土层，为提高承载力，全部采用级配较好的天然砂碎石对地基作换填处理，砂石垫层厚度0.6米。砂石垫层上再做钢筋混凝土独立基础垫层。经上述方法施工后效果很好，现正常使用1年，尚未发现不均匀沉降等不良现象。

因此，在设计及施工中正确地运用砂石垫层技术处理软弱地基，可以充分利用地方材料的优势，不失为一种既经济又实用的处理方法。

五、结束语

我们进行换填材料选择，换填垫层设计及施工方法时，应根据建筑物体型、结构特点，荷载性质和地质条件等综合分析，严格按国家有关专门规定执行。

参考文献

1.《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002,J220-2002）中国建筑工业出版社 2002 2.《地基处理》 叶书麟 中国建筑工业出版社 1987