软弱地基基础工程的换填法基础处理
摘要：本文主要介绍了软弱地基基础换填法施工的应用及换填才料，并扼要地对几种常见的换填才料进行了分析和比较。

关键词：换填法软弱地基垫层
一般情况下建筑物的基础直接座落在开挖后的天然土层上，最为简捷、经济。

但是在一些工程中浅层土比较松软，地基承载力满足不了基础的设计要求。

此时便可通过适当的浅层土处理，使基础座落在经过加固的人工地基上，换填法在实际中比较普遍，它施工方法简便、快捷经济有效。

1、常见的换填材料
(1)砂石：换填材料应采用级配良好，不含杂质的中、粗砂砾石，碎石等。

(2)素土：可使用基槽开挖后的原槽土，但土中有机杂质不应大于8%，不得有冻土及冰雪。

土中夹杂有碎石、碎砖时基粒径不得大于200mm，用于湿陷性黄土的素土垫层，土料中不得夹有碎砖、石块等杂物。

(3)灰土：可采用原槽土，过筛。

粒径不大于15mm，不含有有机杂质及冰雪。

熟石灰过筛，粒径不大于5mm，含水量不宜过大，灰土比例以2～3:8～7为宜（体积比）。

2、设计
经换填处理后，形成了具有一定厚度，能扩散附加应力的较为坚硬的垫层。

在不同材料的垫层中，应力分布稍有不同，但在压实条件相同时，其极限承载力是相近的。

所以，各种材料的垫层可近似的按砂垫层计算方法进行设计。

2.1 垫层厚度的确定
垫层厚度必须满足软弱下卧层强度的要求。

即：Pz+Pcz≤fz
式中Pz－垫层底面处附加应力值。

Pcz－垫层底面处自重应力值。

fz－垫层底面处，经深度修正后的下卧层土的承载力值。

垫层底面附加应力Pz可按弹性理论的应力公式计算，但是可使用方便简单的应力扩散图形计算。

对条形基础:
Pz＝b(P-Pc)/(b+2Ztgθ)
对矩形独立基础:
Pz＝bL(p-Pc)/(b+2Ztgθ)(L+2Ztgθ)
式中b—基础底面宽度
L—基础底面长度
P—基础底面压力
Pc—基础底面土自重
Z—基础底面下的垫层厚度
θ—垫层压力扩散角，碎石土，砾砂，粗中砂可取θ=30°其它较细材料取θ＝22°;当Ｚ小于等于b／4时取θ＝0°
一般情况下先根据垫层的容许承载力确定基底宽度及基底压力,再根据软弱下卧层的容许承载力计算所需换填层的厚度，但垫层厚度不宜大于3m和小于0.5m。

2.2 垫层宽度的确定
垫层必须拥有一定的宽度才能满足在应力扩散作用下垫层材料向两边挤动，在软弱土层中的垫层倘若宽度不足,将会由于侧向挤动而增加基础下沉,实践中常用经验方法确定垫层的宽度。

(1)砂垫层常用的经验方法是扩散法。

垫层宽度b可按下列公式计算:
b`≥b+2Ztgθ
但是垫层顶面宜比基础底面每边大出200～400mm
(2)素土垫层宽度b`计算公式:
b`=b+2/3Z且b`≥b+0.6M
当Z>2M时b`≥b+1.4M
(3)灰土垫层宽度b`计算公式:
b`=b+2.5M
2.3 垫层的承载力
垫层的承载力一般应通过现场试验确定，对于一般性的及较轻型的建筑物（单层工业厂房或四层以下的民用建筑）无现场试验条件也可参照当地经验取值或通过施工控制的压实系数或干容量指标参照下表选用。

表1
3、施工
应针对不同的材料，压实系数采用相适应的工程设备及正确的施工方法。

以确定有效的韧度按〈〈施工验收规范〉〉做好施工验收工作以确保换填垫层达到设计要求。

参考文献
[1]张俊艳.浅谈软土地基的处理[J].油气田地面工程,2006,09．
[2]王文涛.换填法在软弱地基基础工程中的应用[J].林业科技情报,2006,03．
[3]郝玉昭.换填垫层法在浅层地基处理中的应用[J].中华建设,2011,09．。