建筑工程中地基处理换填法的应用

周 振 华

(山西恒泽工程项目管理有限公司，山西 晋中 030600)



建筑工程中地基处理换填法的应用

周 振 华

(山西恒泽工程项目管理有限公司，山西 晋中 030600)

分析了地基基础工程中换填法的重要作用，从材料要求、技术要点、质量检验三方面，阐述了砂和砂石垫层施工的方法，并总结了土垫层施工的注意事项，旨在提高地基的承载力。

地基，换填法，砂石，施工技术

0 引言

建筑施工时有关地基的施工方式很多，选择施工方式的一般参考依据是施工现场的土质。通常如果施工现场土质结实等整体情况偏好的话，可以选用天然地基的方式直接施工。如果施工现场的土质较松软或含水量偏高等整体土质情况不是太好的话，则要先加固地基以达到施工要求，现在经常采用的换填法加固地基，可以有效降低含水量，增强土层密度等。下面着重讨论地基加固方法——换填法。

1 地基处理的概念及作用

换填法是先将施工现场中地基上基础底面天然的或后天形成的软弱土层挖去，然后再选用具有强度较高及压缩性低的并且耐腐蚀性强的砂土、灰土或工业废料等分批回填回去，并经过挤压夯实处理以达到建筑施工要求。通常选用砂石、卵石及灰土的换填法。采用回填法的重要作用有如下几点:

1)选用强度偏高的材料换填后，能够提高地基的承载能力。

2)选用压缩性偏低的材料换填后，能够有效预防建筑物的下沉。

3)选用透水性较好的材料换填后，能够较快的消除地基底下孔隙的水压力，有效预防地基土层的塑性，加固垫层下面松软的土层以及增强它的强度。还有，选用砂石等材料换填，还因为砂石的颗粒较大、不容易发生毛细水的情况，最重要的是能够有效预防材料的冻胀现象发生。

4)选用素土或灰土换填湿陷性的黄土，能够有效降低土质变形的现象，而且，素土或灰土密实度较高，换填后可以对底层的黄土层起到保护作用，降低其受水浸泡的几率。

5)换填法除了以上四大作用外，还有另外一个特殊作用，就是很环保，换填法的施工过程一般不会对周围环境产生较大的污染。

2 地基基础施工的常用方法

如果建筑施工时的地基土质较松软等不符合建筑施工要求，或地基不能承受建筑的全部重量，就要对地基做加固处理。现在一般选用换填法加固地基，常用的方法有如下几种。

2.1 挖

第一种为挖，挖的主要工作是将施工现场地基上部的松软土层挖掉，直到挖到较硬土层为止，一般的这种施工方法只适用于地基上部的松软土层不厚，而且地基的负载较小的情况，接着放置基础。

2.2 填

第二种是填，当地基的软土层较厚，而且只需要部分加固的情况下，通常选用填这种方法，此时选用挖则较费事，填只要在原来的土层基础上再加一层质量较好的砂石或砂土等。

2.3 换

第三种方法是换，换则是将挖和填都用上即先挖后填来加固地基。先将地基中松软的土层挖掉，然后再将质量较好的砂石、砂土等分层回填，加固地基。通常依据所回填材料的差异，分为不同的换填法。现在建筑施工时地基施工部分已普遍选用换填法，该方法地基加固效果较好。换填法通常用在土质是淤泥、膨胀土或素土等施工环境中。选用换填法加固地基的建筑项目，一般地基上部的建筑体相对偏小，地基的承载要求不高，因此地基的深度一般按照建筑的具体要求而定，深度在3 m以内即可。

3 砂和砂石垫层施工

砂和砂石地基是选用级配较高的、质地较硬的中粗砂子、碎石、卵石等，逐层挖实，成为地基的持力层。通过增强地基强度、减少地基的应力、降低地基的沉降量及加快软土层的排水等，达到地基加固目的。目前建筑施工普遍选用砂石垫层的方法加固地基，其施工技术较简单，机械或人工都可以施工，而且施工工期不长，造价不高。通常3 m深度以内的松软、透水性好的粘性土质地基处理时选用砂石垫层的方法，而黄土及透水性不好的粘性土质的地基处理时则不能选用砂石垫层的方法。

3.1 材料要求

砂石垫层材料要选用级配较高、质地坚硬的粗砂、石屑和碎石卵石等，含泥量控制在 5%以内，而且不能含有植物，生活垃圾等杂物；如果选用排水固结地基，则含泥量控制在 3%以内；如果没有中砂、粗砂，则可选用细砂或石屑代替，但因为细砂或石屑不易压实，而且强度偏低，所以要掺入粒径在50 mm以内的碎石或卵石，且比重不低于总量的30%，才能配成砂石垫层；另外回填时如果要碾压、挖、震则细砂或石屑的最大粒径控制在 80 mm以内。

3.2 施工技术要点

1)在需要加固的地基四围外布孔、打井，孔距在3 m～5 m之间，孔要求孔径为 40 cm，孔深为2 m。

2)在地下水位高于基坑底面时,埋设水泥钨砂管，管口高度要低于基面 0.5 m，挖50 cm×50 cm的排水沟，并在排水沟内铺设塑料薄膜以便将井口接通。

3)井内各边放置4台50的潜水泵，根据需要移动位置，及时抽除积水，直到地下水低于基面0.5 m及以下，要安排专职人员负责排水并及时监测水位。其次，要分层分段开挖基坑，逐层开挖，要预防原土层受到扰动，并且加强基坑的排水能力。最后，选用15%水泥土铺上厚度为30 cm地层，挖实。干密度在 1.7 t/m3以上,压实度在 96%以上。

4)铺设垫层时还要验槽，即清除其基地表层的浮土、淤泥以及杂物等，并且在两边预留一定的斜坡，以防振捣时发生坍塌，另外基坑内不能有空洞或空穴等，一经发现要立即填实。

5)在进行强挖施工时，可以参照下列程序施工：强夯在施工前，首先对场地进行试夯，试夯区域经检测合格后，再根据试夯区的施工参数，在场地大范围推广施工，强夯施工参数的确定依据是本工程场地的地质条件确定，主要参数有：单点夯击能、最佳夯击能与夯击遍数、夯击间隔时间、夯点布置及夯距。

a.清理施工现场，并整平施工现场；

b.标识要开挖的点，然后测量标记现场的高度；

c.起重机开到要开挖的地方，调整挖锤找准挖点；

d.测量挖锤的高度；

e.将挖锤吊起到预设高度，然后让挖锤自由落下，放下吊钩后再测量锤顶的高度，在这个过程中，如果发现坑底有倾斜等异常情况而影响挖锤时，要先平整坑底；

f.换填要按操作要求施工，要一个点一个点依次换填，每个点都要依照第三到第六个步骤施工，这样完成第一次的换填；

g.第一次换填完成后，要填平之前的挖坑，接着再测量场地的高度，重复以上步骤，做第二次换填，直到完成所有换填工作。

3.3 质量检验

填充碎石层时，对其质量的检测是紧跟着分层施工的情况进行的，常用的检测方法有灌入法和环刀法两种。在施工检测时要综合分析正在施工的挖掘强度及技术参数等。换填前必须先整理场地，安排好排水沟，而且还要标记出挖点及放线的中心点，标识之后才能开始第一遍的开挖工作，严格检查开挖位置是否准确。起重机就位后，挖锤要找准挖点。发现异常情况及时处理。另外开挖前还要检查挖锤的落距，保证单击换填满足要求。每层的回填前都要严格检查，以防回填位置的偏移等影响回填施工。还要按设计要求对每个挖点的换填次数及挖沉量做检查，施工时要对各种参数及施工状况作详细记录。只有在施工时严格按要求执行检查，才能确保地基的施工质量。

4 土垫层施工

在土垫层施工前要先检查基槽，对发现的情况及时处理，确保基地整洁。灰土施工时要注意搅拌均匀，并将其含水量控制在16%左右。在施工现场可以根据工作经验做出判断，如果手握灰土成团，两指轻轻捏下就碎，则可认为灰土含水量达标。

5 结语

随着我国城市建设的快速发展，建筑工程数据增多，其质量要求也越来越高。建筑质量关系到社会安定及人们的安居乐业，如果建筑质量不过关，将在很大程度上给人们的生产生活造成影响，有时甚至危及社会安定。建筑施工时，地基是整个建筑的根本，其承载了建筑的总体重量，其施工质量影响着建筑的整体质量。地基施工时，通常根据土质的情况选择地基施工方法，而换填法因其施工特点及施工质量较好是普遍选用的施工方法，能够更好的加固地基，确保地基的施工质量，为建筑的整体施工质量提供保障。

[1] 吴开法.换填法地基处理技术[J].科技传播,2011(24):176-177.

[2] 刘 巍,王青娟.换填法地基处理相关问题讨论[J].矿山机械,1999(12):64-66.

[3] 王永江.换填法地基加固与处理质量问题探讨[A].2012年5月建筑科技与管理学术交流会论文集[C].《建筑科技与管理》组委会,2012.

Application of foundation replacing method in building engineering

Zhou Zhenhua

(ShanxiHengzeEngineeringProjectManagementCo.,Ltd,Jinzhong030600,China)

The thesis analyzes important role of replacing method in foundation engineering, describes sand and gravel cushion construction methods from aspects of material demands, technical points and quality examination, and summarizes soil cushion construction matters, with a view to improve the bearing capacity of the foundation.

foundation, replacing method, gravel, construction technology

1009-6825(2016)31-0081-02

2016-08-20

周振华(1973- )，男，工程师

TU472.2

A