摘要：若天然地基较为软弱，不能满足地基强度、变形和稳定性时，则要先经过特殊的岩土处理后再施工基础。在地基处理（GroundImprovement）中最常见的是换填垫层法处理，规范中要求换填垫层厚度不超过3m，对于超过3m厚度的软弱土层如果仍然采用换填法应该优化和改进。介绍厚度大于3m的换填垫层法在軟弱地基处理的应用。
关键词：大厚度换填垫层法;地基;应用
引言
近年来，在地基处理工程中，经常出现厚度大于3m的软弱土层，规范建议换填垫层厚度不超过3m，但是选用其它地基处理方式相对换填法来说不满足工程的经济性要求和工期要求，如果在换填垫层中加一层水稳层，既能满足建筑物对地基强度、变形和稳定性的要求，又满足规范换填垫层厚度不超过3m的规定，这种对换填法的优化和改进在工程中可以进一步推广。
一、大厚度换填垫层法在地基施工中的应用
1.1 大厚度换填垫层法的特点及作用
在地基土中，一些软弱地基由于附加荷载的施加，地基土的受力特征发生了变化，其通常是从地基的边角位置开始出现剪力破坏的现象，同时这部分剪力会在地基基底部压力不断增加的情况下而对其产生纵向深入剪力作用，而采用换填垫层地基可以有效的提高地基的承载力，减少沉降量，加速软弱土层的排水固结，防止冻胀等作用。对于厚度在3～8m范围内的换填垫层。为防止垫层工后沉降过大，局部施工质量控制不严格，对换填垫层中间0.5m～2m厚度范围的垫层采用水稳层铺填碾压，效果显著。
1.2 大厚度换填垫层地基的适用范围
根据换填垫层地基的施工要求及应用特点来看，其在实际中主要适用于一些软弱土层的地基施工中，若采用大厚度换填垫层中间加水稳层时，其实际的换填厚度需要保证在8m 之内，且边坡稳定性好。超过8m时施工土方量大，支护费用高，弃土多，工期拖长，对环境影响较大。
二、砂石垫层施工技术与质量控制
2.1 在进行换填垫层施工时必须对施工材料合理选择，首先需要满足的条件就是具有一定的清洁度，不能含有植物残体以及建筑、生活垃圾等杂质。碎石、角砾以及卵石是其较为常用的建筑材料。在使用粉细砂或者石粉时应掺入适量的碎石或者卵石，掺入量需要控制在先总量的30%左右，同时需要注意的是砂石的最大粒径，最大不能超过500mm。
质地坚硬的中砂或者粗砂是砂材料选择的主要俩种形式，石子与细沙或者粉砂之间必须呈现出一种均匀混合的状态。在实际施工前对材料进行彻底的冲洗是防止粉尘量过多现象出现的主要原因，在此基础上开展与粗砂的混合与搅拌工作。有机质在砂中的含量也需要进行必要的控制，一般在5%范围之内，最好使用的砂砾石混合物为自然级配，或者结合实际情况选择卵石或者碎石。
2.2 换填材料的含水量必须控制在最优含水量±5%。填料含水量过高或者过低都会影响垫层的压实度。如果在施工中遇到是地下水位较高的现象应对基坑内怕排水以及外围挡水工作进行有意识的加强，同时该种方法也适用于软弱地基上层摊铺垫层工作中，针对基坑所进行的挡水以及降水等工作可有效防止砂垫层出现流失现象，基坑边坡的稳定性可在这一过程中得到最大限度的提升。注意将地下水位控制在基坑底0.5m以下。
三、换填垫层地基施工质量控制需要注意以下几点
3.1 基坑开挖
根据地形、基坑深度、地层情况及放坡条件，基坑按规范坡率放坡开挖，每一层开挖深度不大于2.0m，开挖至软弱土层底面。
3.2 基坑回填
为保证填土与原状土搭接处处理效果，对周边较陡直的边坡壁，对回填材料为级配圆砾深度范围内边坡采用1：2退台或刷坡处理后再进行填料碾压，退台高度为0.9m，宽度为1.8m。填料前需对坑底及坑壁进行清表，清除杂物及坑壁虚土，坑底清表后还应将坑底清平，需保证坑底清平后，基坑底面地层为软弱土层底面，并铺设150mm～300mm天然级配碎石土垫层，清平碾压6-8遍后再填料碾压。
3.3 填料技术要求
建筑物基底回填材料须采用天然级配碎石土。填料最大粒径不大于50mm。填料最大干密度：最大干密度按现场取样试验确定，天然级配碎石土含水量控制在Wop±2%。
3.4 施工工序
换填碾压施工工序：虚土清理干净→铺填第一层填料→进行碾压→检测合格后进行第二层填料→碾压→检测合格后进行第三层填料→碾压→如此循环压实至设计基底标高→检测合格后→工序交接。
3.5 回填碾压
选用20T振动碾或振动压实机，击振力≥250KN振动碾。采用天然级配碎石土，级配良好，不含有植物残体、垃圾等杂物，最大粒径不宜大于50mm。设计天然级配碎石土压实系数λc>0.97。回填天然级配碎石土分层虚铺厚度300mm;换填厚度超过3.0m处需增设水泥稳定粒料加强层，厚度不小于500mm，需分层摊铺分层碾压，分层厚度不大于300mm。为保证分层压实质量，应控制碾压速度，碾压时应按机械碾压宽度的1/3搭接碾压，确保填土压实均匀;碾压遍数为6-8遍;对回填材料（天然级配碎石土），应取样不少于3件进行击实试验，以确定最优含水量和最大干密度;每层回填底面深度不同，边坡土层应挖成阶梯或斜坡搭接，以利结合和防止滑动;控制碾压工艺，保证机具碾压到边;提高填料与原土搭接处压实遍数，确保边缘带碾压频率高于或不低于坑内碾压。认真控制碾压顺序，确保轮迹重叠宽度。应采取有效措施防止基坑边坡坍土混入垫层;回填层在施工过程中应层层检测，待每层检测合格后方可铺填上层土。
3.6 质量检测
换填垫层的施工质量检验应分层进行，并应在每层的压实系数符合设计要求后铺填上层。分层碾压是否满足设计要求及达到处理效果，利用原位测试和密度检测来评价分层碾压的均匀性和承载力，需由业主委托有资质的第三方检测单位进行检测。每层碾压采用密度检测，每层1点/100m压实度检测。竣工验收应采用静载荷试验检验垫层承载力，载荷试验不少于3个点。处理后地基承载力以最终检测报告为准。
3.7 水泥稳定粒料加强层
用于水泥稳定土的土类，根据土中单个颗粒的粒径大小和组成，将土分为下列三种：细粒土：颗粒的最大粒径小于9.5mm，且其中小于2.36mm的颗粒含量不少于90%。中粒土：颗粒的最大粒径小于26.5mm，且其中小于19mm的颗粒含量不少于90%。粗粒土：颗粒的最大粒径小于37.5mm，且其中小于31.5mm的颗粒含量不小于90%。水泥稳定粒料用作基层时，应控制水泥计量不超过4%，必要时，应首先改善集料的级配，然后用水泥稳定。施工的日最低气温应在5℃以上。水泥稳定级配粒料结构层施工时，必须遵守下列规定：级配必须准确，洒水、拌合必须均匀，应严格掌握分层厚度，应在混合料处于或略大于最佳含水量时进行碾压，直到达到按重型击实试验确定的密实度97%时为止，采用20t振动压路机碾压时，每层的压实厚度不应超过25cm。水泥稳定粒料单个颗粒的最大粒径不应超过31.5mm。集料中不宜含有塑性指数的土。颗粒组成应在下表范围内。
四、结束语
为了保证大厚度换填垫层地基质量要求和经济效益，必须要通过施工质量控制方法来保证施工工序、施工流程、施工技术都可以按照现行规范进行施工，避免在换填垫层地基施工中出现质量、安全问题，进而提高工程效益。
参考文献
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