浅议地基处理中的换填法施工

浅议地基处理中的换填法施工

摘要：本文阐述了常用的地基处理方法，结合相关技术规范及施工经验，着重介绍了换填法，并对换填法的适用范围和条件以及施工分类，包括各施工分类的优缺点和施工要点进行介绍。

关键词：地基处理换填法施工要点

1、引言

在工程建设中，经常会遇到地质条件不好或软弱地基的情况，这样的地基不能满足结构物的要求，需要经过人工加固处理。如何选择合理的施工方案,如何能组织好施工，往往是我们在遇到此类工程时需要解决的问题。换填法是众多地基处理施工方法中一种，本文是笔者对多个火力发电厂地基处理工程中，使用换填法施工经验的总结。通过与大家进行交流，希望能为今后遇到同类施工的工程技术人员提供有益的参考和帮助。

2、地基处理的方法

2.1常用的地基处理方法。常用的地基处理方法主要有：换填法、预压法、强夯法、砂石桩法、振冲法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、夯实水泥土桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、石灰桩法、灰土挤密桩法和土挤密桩法等。

2.2地基处理方法的选用原则。各种处理方法都有其适用范围、局限性和优缺点，没有一种方法是万能的，工程地质条件千变万化，各个工程间地基条件差别很大，具体工程对地基的要求也不同，而且机具、材料等条件也会因企业不同、地域不同有较大差别。因此对每个具体工程都要进行具体分析，应从地基条件、处理要求（包括经处理后地基应达到的各项指标、处理的范围、工程进度等）、工程费用以及材料、机具来源等多方面进行考虑，确定合适的地基处理方法。

3、换填法

换填法又称换土法。该方法是用物理力学性质较好的岩土材料置换天然地基中的部分或全部软土层，并分层夯实成低压缩性的地基持力层，地基持力层有利于防止地基的冻胀，有利于提高地基的承载能力，也有利于加速软土的排水固结，同时也有利于减少地基的沉降量。

该方法的优点是：施工工艺成熟，方法简便快捷，造价较低，地基持力层有利于防止地基的冻胀，可迅速提高地基承载力。也有利于加速软土的排水固结，同时也有利于减少地基的沉降量。该方法的缺点是：换填厚度越大，造价越高；不适合处理软土层较厚、埋深大的地基。

3.1换填法的适用范围和条件。当软土地基的承载力和变形满足不了建筑物的要求，而软土层的厚度又不是很大时，可采用换填法取得较好的效果。适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基。

3.2换填垫层的施工方法。施工方法包括：机械碾压法、重锤夯实法和平板振冲法。

⑴机械碾压法：采用振动碾、推土机或其他压实机械来压实地基土。施工时先将拟建建筑物范围一定深度的软弱土挖去，对基坑底部进行碾压处理，再将沙石、素土、或灰土等垫层材料分层铺在基坑内，逐层回填压实。采用机械碾压施工时应注意保证碾压的速度：振动碾不能大于2km/h，施工时应严格控制回填料含水量。

⑵重锤夯实法：使用起重机械将夯锤提升至一定的高度后，然后自由下落，不断重复夯击已加固地基。其主要机具为起重机械、夯锤、钢丝绳和吊钩。其施工顺序，应一夯挨一夯的顺序进行，在独立基坑内，易按先外后里的顺序夯击。当夯实完毕时，应将基坑表面修整至设计标高。采用重锤夯实施工时，应控制土的最优含水量，使回填料颗粒间有适当的水分润滑，易于夯击时相互滑动挤压密实，同时也避免被夯击成“橡皮土”。

⑶平板振冲法：平板振冲法是利用振动压实机来压实无粘性土或粘粒含量少、透水性较好的松散杂填土地基的方法。振动压实施工时，先振基槽两边，后振中间。振动压实的效果与填土成分、振动时间等因素有关。应注意其振动时间对地基土的影响。

3.3换填法施工分类及各施工分类的优缺点和施工要点：

⑴素土垫层。素土垫层是先挖去基础底面下部分或全部软弱土层，然后分层回填较好的素土夯实而成。素土具有一定的承载力，压缩模量在14.0~30.5MPa 之间。施工简便，便于控制工程施工造价，可以加快建设速度，但其承载力较低，仅适用于荷载不大的浅层地基加固。

素土垫层的施工要点：施工过程中以控制最优含水量在19%~21%之间；填土应从最低处整片分层回填夯实，不能任意分段接缝；应洒水湿润以保证上下层土良好的结合；碾压轨迹必须叠合一半，机械碾压不到之处，需用人工或小型机械配合夯实；上下相邻土层接搓应错开，且不应小于500mm，接搓处应增加碾压遍数；碾压施工遍数应根据密实度和现场试验确定；每层铺土后必须及时碾压，如遇雨水，应将填土层表面的泥浆和积水，处理后在继续施工。

⑵灰土垫层。灰土垫层是将基础地面以下按要求挖去软弱土，用石灰按一定的体积比（石灰与土的体积配合比宜为2:8或3:7），在最优含水量的情况下，分层回填碾压。具有一定的强度，水稳定性和抗渗性，施工简单，费用低。

灰土垫层施工要点：施工前先验槽，使其内部平整干净；灰土配合比满足设计规定，保证最优含水量在14%~18%范围内；铺灰层应分段分层夯筑，一般至少夯实四遍；灰土分段施工时，不得在墙角、柱基及承重墙墙下接缝，上下两层接缝距离不得小于500mm，接缝处应压实；每铺土层必须及时夯实；雨季施工应防水，保证在无水状态下施工，夯实灰土3天内不得受水浸泡；冬季施工，应防冻注意保温。

⑶砂砾石垫层。砂砾石垫层，是采用砂和砾石的混合物，经分层碾压而成。提高了地基承载力，降低建筑物对地基的压应力，减少沉降，由于沙石透水性大，可做良好的排水层，加速软弱土层的排水固结。

施工要点：先验槽，确保其干净稳定；在做垫层按先深后浅的顺序施工；人工级配的砂石，应先将砂、卵石拌和均匀后再铺夯压实；铺地层时应减少对地基的扰动，以免破坏地基；垫层分层铺设，交叉重叠夯实碾压，防止漏震漏压，下层密度检验合格后，方可进行上层施工；地下水位较高时，应在基坑内外侧四周布设排水设施，确保地基稳定。

⑷碎石垫层。用碎石来做回填地基料，要求石料具有较强的饱和抗压强度。用作人工地基固结块，下沉能及早完成，变形模量大稳定性好。其施工简便，经济适用，是一种良好的垫层形式。其施工要点:先验槽，然后做砂框，用平板振动器振实，在做碎石垫层；垫层应分层铺设和压实；碎石垫层一般用碾压法和振捣法压实；碾压法的压实机一般为8~12t压路机、6~10t振动压路机或拖拉机牵引4t重平碾；交叉碾压，控制每层碾压最后两遍的沉落差小于1mm；振动时应根据时间来确定碾压的质量；垫层达到设计标高后，在基础范围垫层顶抹面20~40mm后的水泥砂浆一层封闭，即可施工上部基础。

⑸粉煤灰垫层：粉煤灰是火力发电长的工业废料，有良好的物理力学性能，可作为处理软弱土层的换填材料。其承载力和变形模量较大，废料利用施工简便，质量易于控制，经济效果好的优点。施工要点：前验槽，预压槽两遍，使之密实；垫层分层铺设并夯实；铺设时控制最优含水量在要求的范围内；每铺完一层并检验合格后，即使铺下一层，防干燥；冬季施工时，最低气温不得低于0℃,以免粉煤灰含水冻胀.

结束语

用换填法进行地基处理,施工简便,易于操作和检测,可就地取材,施工中使用范围广泛,施工和技术人员应了解其工艺特点、性质，以及使用换填法进行地基处理的施工要点。本文中如有纰漏或错误之处，请与我联系，以便大家能够一起探讨、论证。

参考文献：