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【摘 要】 随着建筑事业的不断发展，在处理地基问题上，砂石换填法的应用对于提高某些地基的基础牢固度有着重要意义。本文通过阐述砂石换填法的概念以及在地基处理的应用，提出了砂石换填法在实际应用中的注意事项。
【关键词】 砂石换填法；地基处理；应用
一、前言
砂石换填法主要用于中小型建筑工程上，相比其他方法而言，其材料价格较低，施工也相应简单。砂石换填法的应用可以提高地基的强度，对于建筑工程的发展有着很大的意义。
二、砂石换填法的适用范围与作用
置换法也称换填垫层法，是将基础下一定范围内的软弱土层挖除，然后分层换填强度和模量相对高的砂、碎石、灰土、素土，并夯实至要求的密度，形成一个较好的持力层，达到提高承载力和减少变形的目的。砂石（砂砾、砂卵石）换填层主要适用于中小型建筑工程的浜、塘、沟等的局部处理；适用于一般饱和、非饱和的软弱土和水下地基处理；不宜用于地下水位较高，且地下水流速快、流量大的地基处理；不宜用于大面积堆载、密集基础和动力基础的软土地基处理。对于房屋建筑工程，此法适用于3m内的软弱、透水性强的粘性土层处理；加固层厚度一般在0.5～2.5m之间为宜，若超过3m，则费工费料，施工难度也较大，经济费用高；若小于0.5m，则不起作用。
三、砂石换填法在地基处理中的应用
因为砂石原料易得、价廉，比起其他复合地基操作简便，成型快，耗资低，所以被广泛应用于一般中小型建筑中。
1.砂石换填法置换地基局部软弱土层
对于建筑场地大部分承载力较高而局部地区较弱的地基，若使用灰砂桩处理，就可能造成整个地基不均匀。这时，一般采用砂石换填法置换局部软弱土层，来提高地基局部承载力，使整个地基均匀一致，减少建筑物的不均匀沉降。如，某4层砖砌体综合楼，建筑平面呈口字形，分东西南北4幢楼，基础为混凝土条基，埋深2m。南楼基础下有一厚1～2m的软弱土层，地基承载力仅100KPa，其他3幢樓基础下为粘土类土，地基承载力为150KPa，由于4幢楼是一个整体，仅有2道沉降缝，为控制不均匀沉降，决定对南楼地基进行处理。采用砂垫层，置换1～2m厚的软弱土层，按规定退台，并分层夯填。施工中控制承载力达到160KPa。
2.砂石层置换地基全部软弱地基的上层土层
对于基础下软弱土层的厚度不是很大，但其承载力和地基变形满足不了上部结构荷载的要求时，可用砂石换填法置换软弱土层的上部土层，大到提高地基承载力，降低建筑物沉降量的作用。如某地l-2层房屋基础下遇软弱土层一般置换300mm砂垫层：3-4层房屋基础下遇软弱土层，一般置换300mm-500mm砂石换填法：5-7层房屋基础遇软弱土层，一般置换500mm-600mm砂层垫层，具体工程置换厚度及宽度应通过计算确定。
3.砂石换填法置换地基下部分膨胀土地基
建在膨胀土地基上的多层砌体房屋，为消除膨胀土的胀缩作用，多采用砂石换填法。砂石换填法置换厚度要根据基础距膨胀土的距离和膨胀土的深浅来确定。过去建在膨胀土地带的建筑物，不少墙体开裂。
4.砂石换填法用在高层建筑的地基处理
在膨胀地基上所建的一些高层建筑，采用箱基、筏基者较多，若膨胀土的厚度不一且，基岩起伏不平，即持力层软硬不一，地基不均匀，在膨胀土的胀缩作用下，应采用砂石换填法作为整个基础底的褥垫层。经过这样的处理，高层建筑地基不均匀变形得到有效控制。
四、砂石换填法处理地基加固技术
1.材料要求
砂石换填施工能够充分利用天然地基强度，减少基底附加应力和调整基础变形沉降，且具有应用范围广泛，材料来源广等优点。浅析砂石换填法在地基加固中的技术分析，其质量标准如下表所示：
表1 砂石换填质量标准表
2.砂石换填施工要点
（一）垫层应分层铺设（每层厚度约为250～300mm），并分层压实，砂石级配填料在掺加总重的4.5%的水后，用搅拌机搅拌均匀后分层铺垫，然后采用振动碾压机碾压，平板振动器配合，碾压时采取分条叠合搭接，每次重叠1/2的碾轮，纵横交错，重叠振压以防漏振、漏压。垫层厚度确立如图1。
（二）当垫层底部存在古井、古墓、旧基础、暗塘等软硬不均的部位时，应根据建筑对不均匀沉降的要求予以处理，并经检验合格后，方可铺填垫层。
（三）严禁扰动垫层下卧层的较软弱土层，防止其被践踏，受冻或受浸泡。接触下卧软土层的垫层底层应根据施工机械设备及下卧土质条件的要求具有足够的厚度。底部宜设置500mm厚以上的砂石换填法，并不得采用振动碾压，以防止软弱土层表面的液化。
（四）垫层底面宜设置在同一标高上，如深度不同，基坑底土面应挖成阶梯或斜坡搭接，并按先深后浅的顺序进行垫层施工，搭接处夯压密实。
（五）砂石换填的施工方法，分层铺填厚度，每层压实遍数，碾压速度等技术参数宜通过试验确定。一般情况下，分层铺填厚度可取200～300mm
（六）当碾压振动对邻近既有或正在施工中的建（构）筑物产生有害影响时，必须采取有效的预防措施。
（七）换填层宽度的确定。换填层的宽度应满足基础底面应力扩散角的要求，底面宽度确定后，再根据开挖基坑要求的坡度延伸至底面，即得到换填层的设计断面，并应满足加固层顶面每边超出基础底面不宜小于300mm。或从加固层底面两侧向上按当地经验要求放坡。如图2
图2 垫层宽度的确立
（八）质量控制。施工前应检查砂、石等原材料质量、配比，砂、石拌合均匀程度。施工过程中必须检查分层厚度，分段施工时搭接部分的压实情况、加水量、压实遍数、压实系数。施工时要分层找平，碾压密实。施工结束后，应检查砂及砂石地基的承载力。四、换土垫层应注意的事项砂垫层的施工方法应视地基土质和地下水位及施工条件来确定，水位低，采用碾压法，水位高，采用水撼法施工。砂石换填法下土层不应被扰动，作业应连续进行，尽快完成。冻结的砂石不应使用。应控制砂石级配、虚铺厚度、夯压遍数，洒水等工艺操作指标。当地下水或地表水将槽底浸泡，难以清净淤泥土，撼砂时砂泥混在一起，从而使砂中含泥量加大降低砂垫层承载能力，必须在槽底铺一层粒径不大于10cm的、粒径是均匀的毛石或碎石，避免基底产生不均匀压缩。大面积水撼砂，分层交叉处应以大于2m为宜。规范规定应在无积水状态下撼砂，但如果在水撼砂施工时能有效控制泥砂混杂，基槽可以在积水状态下施工。
五、砂石换填法在地基处理中的注意事项
1.砂石换填法作为地基处理的一种方法，有它的适用范围和适用条件。有些设计人员未做分析比较，更没有认真计算和设计，对施工和沉降观测没有明确要求，以致出现砂石换填法选型不当、处理郊果不好等情况。
2.用砂石换填法处理地基，施工是关键。有些工程砂石换填法施工存在许多质量问题，例如，不当的砂含水量、砂石配合比、夯实或压实密实度；捣实基坑土及侧壁土时不注意保护，任意破坏原状土结构；砂石换填法基坑底不在同一标高时，不按规定做台阶退台等。选用材料方面也存在问题，例如，砂采用细砂，强度不高且不易压实；砂石材料中含泥及杂质较多，使砂石换填法产生不均匀压缩。
3.大面积下沉：主要是未按质量要求施工，分层铺筑过厚、碾压遍数不够、洒水不足等。要严格执行操作工艺的要求。
4.局部下沉：边缘和转角处夯打不实，留接槎没按规定搭接和夯实。对边角处的夯打不得遗漏。
5.级配不良：应配专人及时处理砂窝、石堆等问题，做到砂石级配良好。
6.在地下水位以下的砂石地基，其最下层的铺筑厚度可适当增加50mm。
7.密实度不符合要求：坚持分层检查砂石地基的质量。每层的纯砂检查点的干砂质量密度。必须符合规定，否则不能进行上一层的砂石施工。
8.砂石换填法厚度不宜小于100mm；冻结的天然砂石不得使用。
六、结束语
总之，在应用砂石换填法的实际施工中，我们应特别注意在施工中对具体情况做到具体分析，合理的设计施工的标准，从而确保工程保质保量的完成。
参考文献：
[1]牛志荣主编《地基处理技术及工程应用》北京：中国建材工业出版社，2010，49-51页
[2]《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2012）[S]；北京：中国建筑工业出版社，2012，36页
【关键词】 砂石换填法；地基处理；应用
一、前言
砂石换填法主要用于中小型建筑工程上，相比其他方法而言，其材料价格较低，施工也相应简单。砂石换填法的应用可以提高地基的强度，对于建筑工程的发展有着很大的意义。
二、砂石换填法的适用范围与作用
置换法也称换填垫层法，是将基础下一定范围内的软弱土层挖除，然后分层换填强度和模量相对高的砂、碎石、灰土、素土，并夯实至要求的密度，形成一个较好的持力层，达到提高承载力和减少变形的目的。砂石（砂砾、砂卵石）换填层主要适用于中小型建筑工程的浜、塘、沟等的局部处理；适用于一般饱和、非饱和的软弱土和水下地基处理；不宜用于地下水位较高，且地下水流速快、流量大的地基处理；不宜用于大面积堆载、密集基础和动力基础的软土地基处理。对于房屋建筑工程，此法适用于3m内的软弱、透水性强的粘性土层处理；加固层厚度一般在0.5～2.5m之间为宜，若超过3m，则费工费料，施工难度也较大，经济费用高；若小于0.5m，则不起作用。
三、砂石换填法在地基处理中的应用
因为砂石原料易得、价廉，比起其他复合地基操作简便，成型快，耗资低，所以被广泛应用于一般中小型建筑中。
1.砂石换填法置换地基局部软弱土层
对于建筑场地大部分承载力较高而局部地区较弱的地基，若使用灰砂桩处理，就可能造成整个地基不均匀。这时，一般采用砂石换填法置换局部软弱土层，来提高地基局部承载力，使整个地基均匀一致，减少建筑物的不均匀沉降。如，某4层砖砌体综合楼，建筑平面呈口字形，分东西南北4幢楼，基础为混凝土条基，埋深2m。南楼基础下有一厚1～2m的软弱土层，地基承载力仅100KPa，其他3幢樓基础下为粘土类土，地基承载力为150KPa，由于4幢楼是一个整体，仅有2道沉降缝，为控制不均匀沉降，决定对南楼地基进行处理。采用砂垫层，置换1～2m厚的软弱土层，按规定退台，并分层夯填。施工中控制承载力达到160KPa。
2.砂石层置换地基全部软弱地基的上层土层
对于基础下软弱土层的厚度不是很大，但其承载力和地基变形满足不了上部结构荷载的要求时，可用砂石换填法置换软弱土层的上部土层，大到提高地基承载力，降低建筑物沉降量的作用。如某地l-2层房屋基础下遇软弱土层一般置换300mm砂垫层：3-4层房屋基础下遇软弱土层，一般置换300mm-500mm砂石换填法：5-7层房屋基础遇软弱土层，一般置换500mm-600mm砂层垫层，具体工程置换厚度及宽度应通过计算确定。
3.砂石换填法置换地基下部分膨胀土地基
建在膨胀土地基上的多层砌体房屋，为消除膨胀土的胀缩作用，多采用砂石换填法。砂石换填法置换厚度要根据基础距膨胀土的距离和膨胀土的深浅来确定。过去建在膨胀土地带的建筑物，不少墙体开裂。
4.砂石换填法用在高层建筑的地基处理
在膨胀地基上所建的一些高层建筑，采用箱基、筏基者较多，若膨胀土的厚度不一且，基岩起伏不平，即持力层软硬不一，地基不均匀，在膨胀土的胀缩作用下，应采用砂石换填法作为整个基础底的褥垫层。经过这样的处理，高层建筑地基不均匀变形得到有效控制。
四、砂石换填法处理地基加固技术
1.材料要求
砂石换填施工能够充分利用天然地基强度，减少基底附加应力和调整基础变形沉降，且具有应用范围广泛，材料来源广等优点。浅析砂石换填法在地基加固中的技术分析，其质量标准如下表所示：
表1 砂石换填质量标准表
2.砂石换填施工要点
（一）垫层应分层铺设（每层厚度约为250～300mm），并分层压实，砂石级配填料在掺加总重的4.5%的水后，用搅拌机搅拌均匀后分层铺垫，然后采用振动碾压机碾压，平板振动器配合，碾压时采取分条叠合搭接，每次重叠1/2的碾轮，纵横交错，重叠振压以防漏振、漏压。垫层厚度确立如图1。
（二）当垫层底部存在古井、古墓、旧基础、暗塘等软硬不均的部位时，应根据建筑对不均匀沉降的要求予以处理，并经检验合格后，方可铺填垫层。
（三）严禁扰动垫层下卧层的较软弱土层，防止其被践踏，受冻或受浸泡。接触下卧软土层的垫层底层应根据施工机械设备及下卧土质条件的要求具有足够的厚度。底部宜设置500mm厚以上的砂石换填法，并不得采用振动碾压，以防止软弱土层表面的液化。
（四）垫层底面宜设置在同一标高上，如深度不同，基坑底土面应挖成阶梯或斜坡搭接，并按先深后浅的顺序进行垫层施工，搭接处夯压密实。
（五）砂石换填的施工方法，分层铺填厚度，每层压实遍数，碾压速度等技术参数宜通过试验确定。一般情况下，分层铺填厚度可取200～300mm
（六）当碾压振动对邻近既有或正在施工中的建（构）筑物产生有害影响时，必须采取有效的预防措施。
（七）换填层宽度的确定。换填层的宽度应满足基础底面应力扩散角的要求，底面宽度确定后，再根据开挖基坑要求的坡度延伸至底面，即得到换填层的设计断面，并应满足加固层顶面每边超出基础底面不宜小于300mm。或从加固层底面两侧向上按当地经验要求放坡。如图2
图2 垫层宽度的确立
（八）质量控制。施工前应检查砂、石等原材料质量、配比，砂、石拌合均匀程度。施工过程中必须检查分层厚度，分段施工时搭接部分的压实情况、加水量、压实遍数、压实系数。施工时要分层找平，碾压密实。施工结束后，应检查砂及砂石地基的承载力。四、换土垫层应注意的事项砂垫层的施工方法应视地基土质和地下水位及施工条件来确定，水位低，采用碾压法，水位高，采用水撼法施工。砂石换填法下土层不应被扰动，作业应连续进行，尽快完成。冻结的砂石不应使用。应控制砂石级配、虚铺厚度、夯压遍数，洒水等工艺操作指标。当地下水或地表水将槽底浸泡，难以清净淤泥土，撼砂时砂泥混在一起，从而使砂中含泥量加大降低砂垫层承载能力，必须在槽底铺一层粒径不大于10cm的、粒径是均匀的毛石或碎石，避免基底产生不均匀压缩。大面积水撼砂，分层交叉处应以大于2m为宜。规范规定应在无积水状态下撼砂，但如果在水撼砂施工时能有效控制泥砂混杂，基槽可以在积水状态下施工。
五、砂石换填法在地基处理中的注意事项
1.砂石换填法作为地基处理的一种方法，有它的适用范围和适用条件。有些设计人员未做分析比较，更没有认真计算和设计，对施工和沉降观测没有明确要求，以致出现砂石换填法选型不当、处理郊果不好等情况。
2.用砂石换填法处理地基，施工是关键。有些工程砂石换填法施工存在许多质量问题，例如，不当的砂含水量、砂石配合比、夯实或压实密实度；捣实基坑土及侧壁土时不注意保护，任意破坏原状土结构；砂石换填法基坑底不在同一标高时，不按规定做台阶退台等。选用材料方面也存在问题，例如，砂采用细砂，强度不高且不易压实；砂石材料中含泥及杂质较多，使砂石换填法产生不均匀压缩。
3.大面积下沉：主要是未按质量要求施工，分层铺筑过厚、碾压遍数不够、洒水不足等。要严格执行操作工艺的要求。
4.局部下沉：边缘和转角处夯打不实，留接槎没按规定搭接和夯实。对边角处的夯打不得遗漏。
5.级配不良：应配专人及时处理砂窝、石堆等问题，做到砂石级配良好。
6.在地下水位以下的砂石地基，其最下层的铺筑厚度可适当增加50mm。
7.密实度不符合要求：坚持分层检查砂石地基的质量。每层的纯砂检查点的干砂质量密度。必须符合规定，否则不能进行上一层的砂石施工。
8.砂石换填法厚度不宜小于100mm；冻结的天然砂石不得使用。
六、结束语
总之，在应用砂石换填法的实际施工中，我们应特别注意在施工中对具体情况做到具体分析，合理的设计施工的标准，从而确保工程保质保量的完成。
参考文献：
[1]牛志荣主编《地基处理技术及工程应用》北京：中国建材工业出版社，2010，49-51页
[2]《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2012）[S]；北京：中国建筑工业出版社，2012，36页