用换土垫层处理软弱土地基

随着我国经济的飞速发展，我国现代化建设的进程也突飞猛进，中国工程建设规模也日益扩大、难度也不断的提高，对地基的要求也更加严格。人们通常将不断满足建筑物对地基要求的天然地基称为不良地基或软弱地基。

概述

软弱土是指淤泥质土、淤泥和部分杂填土、冲填土以及其他高压缩性土，由软弱土组成的地基称为软弱土地基。一般软弱土地基有明显的流变形、结构性，孔隙大，含水量较高。

虽然不同的材料的垫层，其应力分布有一定的差异，但是从试验分析来看，其极限承载力的最终结果还是比较近似的；通过对实际沉降观测发现，不同垫层的特点基本相似，故可将各种垫层设计都近似的按砂垫层计算方法进行计算。

通常基坑开挖后，利用分层回填压实，按理也可以处理较深的软弱土层，但经常会遇到底下水位高而需要降水措施；对坑壁放坡占地面积大或需要采取支护措施施工放量大，弃土多等因素，从而使处理费用高、工期延长，因此换填法的处理深度一般控制在0.5m到3m，如果垫层太薄，则换填法的处理效果就不显著。

垫层的作用及适用范围

建筑物的地基土为软弱土或湿陷性土、膨胀土、冻胀土等不能满足上部结构对地基强度和变形的要求，而软弱土层的厚度又不很大时（如不大于3m），常采用垫层法处理、可得到较好的处理效果，与其它地基处理方法相比，用垫层法处理能取得良好的经济效益。

换填法适用于处理淤泥、淤泥质土、湿陷性土、膨胀土、冻胀土、素填土、杂填1：地基及暗沟、暗塘的浅层处理。

垫层处理就是将基础下的软弱、湿陷性冻土、膨胀土、冻胀土等的一部分双全部挖去，然后换填密度大、强度高、水稳性好的砂砾土、碎（卯）石土、灰土、素土、矿渣以及其它性能稳定、无侵蚀性的材料，并分层夯（振、压）实至要求的密实度。

根据换填材料的不同，将垫层分为土垫层（素土、灰土、二灰土垫层）、砂石（砂砾、碎卵石）垫层、加筋砂石垫层、矿渣垫层、粉煤灰垫层等，施工放量大，弃土多等因素，从而使处理费用高、工期延长，因此换填法的处理深度一般控制在0.5m到3m，如果垫层太薄，则换填法的处理效果就不显著。

垫层的设计和施工

对砂垫层的设计，要有足够的厚度来置换可能被破坏的软弱土层，又要求有足够的宽度以防砂垫层向两侧挤出。经过置换填垫层法处理后，可以将上部荷载传递到下面的下卧层，以满足建筑物对地基承载力和沉降的要求；当垫层下面有较软弱土时，也可加速软弱土层的排水固结和强度的提高。

垫层材料要求

1 砂石。常用的碎石、卵石、中粗砂等都可以作为垫层的材料，为了保证垫层的质量，对石子的粒径和颗粒的含量有一定的要求，一般不能大于2mm的部分必须小于总重量的45%），同时颗粒级配要均匀，不能含有树皮、草根等腐败的有机质，不能含有建筑垃圾。如果必须使用较细的粉砂或者细砂，为了保证垫层整体的质量，较大粒径的石子的含量必须大于总重量的30%。砂石的最大粒径不宜大于50mm。如果本地属于土质湿陷性黄土，垫层不能使用较大粒径的砂石等材料。施工放量大，弃土多等因素，从而使处理费用高、工期延长，因此换填法的处理深度一般控制在0.5m到3m，如果垫层太薄，则换填法的处理效果就不显著。

2 粉质粘土。规范对土料中的有机质规定有详细的说明，通常情况下其含量小于5%，冻土或膨胀土不能作为垫层的材料。如果把粉质粘土作为垫层材料用于具有湿陷性黄土的地区，不允许有碎砖、碎瓦或者较大的石块。

3 灰土。一直属于比较好的垫层材料，得到广泛的应用，使用的时候其体积配合比（体积）通常采用2：8或3：7（28灰土或者37灰土）。其土料通常是粘土，但是规范对粒径有要求，最好使用粉质粘土，粒径较大的块状粘土和较小的砂质粉土质量较差，正式使用前，必须过筛。石灰一般选用袋装生石灰。

试验表明，石灰的含量对灰土的强度有一定影响，如果使用的灰土比是1：9，则强度较低；当灰土比2：8和3：7的时候，其强度最高。除了与石灰的含量有关系外，还与石灰的等级相关，规范中要求以氧化钙和氧化镁的含量占总量的8%最好。

4 粉煤灰。是发电厂烟筒里面落下来的灰尘。粉煤灰如果作为结构的垫层使用必须符合一定的技术要求。由于粉煤灰中含有很多没有过滤的金属碎屑，所以大面积的粉煤灰垫层必须考虑对周围环境的影响。同时颗粒级配要均匀，不能含有树皮、草根等腐败的有机质，不能含有建筑垃圾。如果必须使用较细的粉砂或者细砂，为了保证垫层整体的质量，较大粒径的石子的含量必须大于总重量的30%。砂石的最大粒径不宜大于50mm。如果本地属于土质湿陷性黄土，垫层不能使用较大粒径的砂石等材料。