铁路沿线生产房地基软弱土层的一种新处理技术

唐安员

【摘要】当地基存在软弱土层时，通常是采取换填法将软弱土换掉，用砂石垫层取以代替。在铁路沿线大量生产房屋的地基中，软弱土层上普遍存在着一定厚度且达到一定强度的老填土层，基础直接落在填土层上，不够安全；做整板基础或砂垫层换填，相对小生产房而言费用太高不合算。这里介绍的非换填法砂垫层，采取了不破坏原土层不换取软弱土的新方法，创造了砂垫层在基础利用中的新突破。

【关键词】软弱地基 不换除软弱土 砂垫层利用技术

工程上当地基有软弱土层时，多选用换填法进行地基处理，砂垫层就是最常用的一种换填法，其基本做法是将软弱层全部或部分挖除换以中、粗砂代替，因此换土是其最显著的特征。在铁路沿线生产房地基软弱土层的处理中，我们探索了一种新的处理技术——砂垫层非换填法，这种砂垫层的处理是不需换除软弱土而直接使用，这里我们称之为非换填法，现详述它的使用和特点。

一、铁路沿线常见的地基软弱土层及特点

铁路沿线生产房基本上是建在铁路线路两侧的空余场地上，该场址连同线路路基大部分系铁路新建时的填方区，经过多年的固结，形成了图-1常见的一种地基情况。图中软弱层上面的硬土层，便是铁路填方经过多年的固结达到一定强度的老填土层，厚度1—3米居多，承载力可达140-180kpa，而软弱层正好是当初填方时未做排淤处理的农田、塘地。

二、该类地基通常的处理方法及缺点

按通常的砂垫层处理就是换掉全部或部分软弱层（见图-2），这样处理硬土层就得不到利用，且土方量大，施工成本高，施工工期长。

如果将基础直接落在硬土层上，（见图-3）且硬土层太薄，扩散宽度B=b1，扩传到软弱层的压应力仍很大，很难满足承载力要求；即使理论上满足承载力要求，由于持力层比较薄H=H1，加之硬土层自身均匀性的缺陷，以及施工时人为的破坏也是极不可取的。铁路沿线很多房屋出现沉降开裂便是这类基础。

三、砂垫层非换填法的原理、做法

砂垫层非换填法就是不换除软弱土层而直接在原硬土层上增设一层砂垫层的技术处理方法。构造做法如下（见图-4）：

①在硬土层上直接填筑砂垫层，厚度一般为1-2米。

②砂垫层上做钢筋砼柔性基础。

③综合考虑提高室外设计地坪，保证基础有足够的埋置深度。

④当室外地坪提高受限制时，可做成二阶（见图-4）。

由上可知，非换填法既不挖除软弱层又保留了原硬土层，不破坏原土层结构，更重要的是提高了软弱层以上基础受力层的厚度，H=H1+H2，扩散宽度增为B=b1+b2，这样扩传到软弱层的应力就更小了。

四、砂垫层非换填法的综合评定

1、非换填法是一种最简单、最直接的地基加固方法，它不破坏原有的硬土层、软弱层的天然结构状态。

2、土方工作量很小，施工安全、简单、工期短，施工中对气候要求小。

3、加大了浅埋基础的适用范围，对于硬土层太薄不适于浅埋，经过非换填法的处理却能达到要求。

4、耗资少、降低基础成本，相同条件下比换填法节约成本30%左右；有些浅埋片筏基础通过非换填法处理，可做成条形基礎。

5、新建房屋的室外地坪一般都有一定提高，对于本身需要提高室外标高的项目还可节约一笔填方费用。

五、砂垫层非换填法的适用性

广泛适用于2-6层砖混房屋和1-3层框架房屋，这类房屋传给基础的荷载不算很大，当遇到图-1地基时应优先考虑使用这种技术。铁路沿线大量的生产房都属于这类结构，而且象图-1的地基情况较多。因此非换填法砂垫层技术应广泛推广，以达到保证工程质量，降低建设成本，缩短建设工期的目的。

六、注意事项

1、设计中应注意房屋的沉降变形验算。

2、施工中要保证砂垫层的质量，竣工使用后要注意地表水的有组织排走。

3、有较高抗震要求的框架结构房屋慎用。

七、实践中的实例介绍

石门北24户住宅为六层砖混结构，场址在一片桔园、菜地上，按规划要求整个场地提高1.4m，地质资料由湘北地矿勘察所钻探提供，地质情况见图-5。

地质的评价建议有以下两点：

①、优先选用桩基础。

②、以粉质粘土做持力层，需用片筏基础，但由于土质分布厚度变化大，且其下粉土、粉砂层均匀性差，处于很湿与饱和之间，变形难以控制，宜慎用。

采用桩基础造价大高，以粉质粘土层做持力层，厚度太薄（最薄处才1.2米），且其下软弱层土质不均匀，的确不偏于安全，选用换填法把软弱层全部挖掉，工作量太大，且施工不安全，也不经济，最后综合考虑充分利用场地填方这一因素，采用了砂垫层非换填法、其上做钢筋砼条形基础的方案（见图-6），经比较，该方案比直接采用片筏基础节约基础费用达40%以上。

采用砂垫层非换填法解决了如下几个问题：

①、大面积填土对持力层的附加压力已不存在，因为砂垫层代替了填土，成了持力层。

②、基底压力能过砂垫层的扩散，大大减小了下层受力层的应力，降低了基础对下层软弱层的影响。

③、砂垫层直接填筑在粉质粘土层上，增加了表层硬土层的总体厚度。

④、采用砂垫层对基础的沉降起到了缓冲、调衡作用，减弱了因下层土质的不均匀导致的基础不均匀沉降。

石门北24户住宅已使用多年，到目前以止，状态良好，未发现任何异常情况，实践证明采用砂垫层非换填法是成功、可取的。