高级工程师论文碎石土垫层法在地基处理

　　摘 要 随着现在建筑越来越高，要求地基的承载力也相应提高，如果地基土为软弱土层或者是湿陷性黄土的时候，不能满足地基承载力的要求，必须要进行地基处理。本文采用碎石土垫层法，先将湿陷性黄土、淤泥质土挖去，再换成承载力高，稳定性好的碎石土，达到较好的效果。

　　关键词 地基; 承载力; 碎石土

　　1 碎石土的力学性质

　　本工程位于张家口某山北部，土质属于第四纪地层。垫层使用的碎石土为天然状态下自然固结形成的较为密实的状态，天然密度，天然干密度，土的内摩擦角，土的变形模量，在土工实验室做了50组的土的筛分试验，测得不均匀系数为，认为级配良好，所用碎石土的颗粒级配如表1所示。

　　2 碎石土压实原理

　　假如作为地基的土质较差，例如湿陷性黄土，淤泥质土，其承载能力必然不能满足上部建筑的荷载的要求，在进行地基处理时，综合经济的考虑，，本地常用换土垫层法进行处理。此方法施工较为简单，首先将承载能力很低的淤泥质土、各类填土，软弱土、湿陷性黄土部分或者全部挖除，再换成承载能力较高，较为稳定的天然碎石、粘土、灰土等，并通过压实达到设计要求的压实系数，作为人工处理的地基使用。

　　天然的碎石土经过人工开挖，其原状态必然遭到破坏，作为地基处理的材料，必须符合承载力的要求，必须达到设计要求的压实系数，在实际施工过程中通过分层填筑，分层夯实的方法来提高回填土的质量，增加碎石土的密实程度，减小它的压缩性及透水性。本工程采集了50组击实试验的数据，经过分析，碎石土的最大干密度，最佳含水量，根据设计要求压实系数，实际控制干密度。碎石土属于粗粒径的回填材料，采用振动夯实效果较好，颗粒在外部激振力的作用下，结构会发生重新排列，形成新的骨架结构，采用的激振力越大，施加的荷载越大，对颗粒的作用力越大，形成的骨架结构越稳定。而且，碎石土本身有较大的厚度，其结构在自重下，较大的颗粒会越来越稳定，较小的颗粒填充在较大的颗粒的空隙间，形成整体的稳定结构体系。

　　根据现场做了大量实验，最终确定，。同时，加做了100组静力荷载实验，动力触探实验，大密度实验。其实验室分析结果如表2所示。

　　通过以上表格，可以看到，回填所需碎石土所有的物理力学指标都能达到上部结构对地基土的强度合稳定性的要求。

　　3 施工程序

　　先进行施工准备，对基础下部清理干净，挖去不买的浮土;基础的边坡要保持稳定，防止在土方工程施工过程中出现边坡塌方的事故。

　　用平地机对整个场地进行整平，然后使用14吨，激振力达到35kN的Y3-10型振动压路机进行分层的压实。其有效的压实深度达到1.2m左右。由于在实际的施工中，很难达到最大负荷，所以碎石土的虚铺厚度不能太大，应控制在0.4m～0.6m，由于土质较干，需用洒水车洒水，使碎石土的含水量控制在4.5%～8%之间，土质能够全部浸透，压路机的压实遍数应该是7～11遍，碾压痕迹的相互搭接宽度是0.5m，施工结束后，现场进行试验，检测压实结果，不能达到实际干密度，要求重新进行压实。

　　4 施工影响因素

　　实验室的击实试验，得出碎石土的最佳含水率是6.7%，而在施工过程中，由于压路机的压实作用很大，最佳含水率会有所减少，现场随机抽取40组的干密度分析，平均含水率是5.57%，实际操作中，控制在5%～8%之间即可。本工程位于较为平坦的浅山区，分层回填压实的时候，虚铺厚度应该控制在0.33m～0.55m之间，在实际操作中发现，如果压实遍数一样，虚铺厚度小的土，干密度反而会大。本工程在现场做了30组实验进行分析。如表3所示。

　　5 结论

　　通过本工程实例，得出碎石土在地基处理加固中，是很好的回填材料。其优点如下：

　　1)提高地基承载能力。通过采用抗剪强度高的碎石土换填承载力较弱的软土，能够大幅提高地基的承载能力，避免发生由于地基失稳造成的工程事故;

　　2)降低基础沉降。通常情况下，地基上层的沉降量占总沉降量60%以上。如果用碎石土换填软弱土，地基上层的沉降量和侧向位移都会明显下降。而且，由于碎石土的扩散应力作用，还能减少软弱下卧层的受力，降低下卧层的沉降量;

　　3)加速土层的排水固结。如果建筑的基础与软弱土直接接触，在外界压力下，软土地基中的自由水会从基础四周排出，会导致基础下面的软弱土很难固结，导致很大的孔隙水压力，如果任其发展，会出现因为地基强度下降导致发生塑性破坏的结果。而换填了的碎石土垫层，则相当于增加了基础下面的排水面，使基础下面的孔隙水压力减少，避免了地基的塑性破坏，而且会使软弱土固结，提供了地基土的强度。

　　参考文献

　　[1]毛鹤琴.土木工程施工.武汉理工大学出版社，2007，10.

　　[2]李大华，杨博.现代建筑施工技术.安徽科学技术出版社，2001.

　　[3]江正荣.实用高层建筑施工手册.中国建筑工业出版社，2003.

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