砂石墊層
置換地基持力層中軟弱土的方法
砂石墊層是一種直接置換地基持力層中軟弱土的處理方法，適用於淤泥、淤泥質土、濕陷性黃土、素填土、雜填土地基和不均勻地基及暗溝、暗塘等的淺層處理。施工時在地基表面鋪設一定厚度的墊層，或者將基底下一定深度的軟弱土層挖除，分層填回砂、碎石等強度較大的材料，並加以夯實振密。回填材料有多種，但其作用和計算原理基本相同。換填墊層可用於單獨的基坑、基槽，也可用於滿堂式置換。砂和砂石墊層的作用明確，設計方便，但其承載力在相當程度上取決於施工質量，因此必須精心施工。如設計要求合適、施工質量保證，地基承載力特徵值可達150～180kPa。
換填墊層的作用主要有以下幾方面：
①提高地基持力層的承載力。用於置換軟弱土層的材料，其抗剪強度指標常較高，因此墊層（持力層）的承載力要比置換前軟弱土層的承載力高許多。墊層的承載力宜通過現場載荷試驗確定。
②減少地基的沉降量。地基持力層的壓縮量在總沉降量中所佔的比例較大，由於墊層材料的壓縮性較低，因此設置墊層后總沉降量會大大減少。此外，由於墊層的應力擴散作用，傳遞到墊層下方下卧層上的壓力減小，也會使下卧層的壓縮量減小。
③調整地基的不均勻沉降。在墊層設計中，有時會根據上部荷載的特點，將墊層設計成不等厚度，用來調整地基的差異沉降。此外，在山區地基中，常會遇到岩土軟硬不均的情況，這時可把出露在基底的岩石鑿去一定厚度，然後回填可壓縮的砂或素土，並分層夯實，使之與壓縮性較高的土基部位的變形相適應。
④加速地基的排水固結。砂和砂一碎石墊層的透水性較大，可成為下卧飽和軟土的排水面，使軟土上部的孔隙水壓力較易消散，從而加速軟土的固結和軟土抗剪強度的提高。此外，砂和砂一碎石墊層可以防止凍脹和消除膨脹土地基的脹縮作用。在季節性凍土地區，砂土一般沒有凍脹性；而用砂墊層置換膨脹土，可以有效地避免土的脹縮。
砂石墊層寬度的確定，應從兩方面考慮：一方面要滿足壓力擴散角的要求，二是要有足夠的寬度以防止砂石墊層向兩側擠出。如果墊層兩側的填土質量較好，具有抵抗水平向附加應力的能力，側向變形小，則墊層的寬度主要按壓力擴散角考慮。墊層頂面寬度可從墊層底面兩側向上按當地開挖基坑經驗的要求放坡，墊層頂面每邊宜超出基礎底邊不小於300mm。墊層的剖面尺寸確定后，對比較重要的建築物還要求驗算基礎的沉降。驗算時可不考慮墊層的壓縮變形，僅按常規的沉降計算公式計算下卧軟土層引起的基礎沉降。
①砂石墊層的材料必須具有良好的振實加密性能，宜選用碎石、卵石、角礫、圓礫、礫砂、粗砂、中砂或石屑（粒徑小於2mm的部分不應超過總重的45%），且應級配良好，不含植物殘體、垃圾等雜物。若只用粉細砂或石粉（粒徑小於0.075 mm的部分不超過總重的90%）時，應均勻摻入不少於總重30%的碎石或卵石。砂石的最大粒徑不宜大於50mm。
②基坑開挖時應避免坑底土層受擾動，可保留約200mm厚的土層暫不挖去，待鋪填墊層前再挖至設計標高。嚴禁擾動墊層下的軟弱土層，防止其被踐踏、受凍或受水浸泡。在碎石墊層底部宜設置150～300mm厚的砂墊層或鋪一層土工織物，以防止軟弱土層表面的局部破壞，同時必須防止基坑邊坡坍土混入墊層。在地下水位以下施工時，應採取降低地下水位的措施（水撼法施工除外），使基坑保持無積水狀態。如因墊層下方土質差異而使墊層底面標高不一時，基坑（槽）底宜挖成階梯形，施工時按先深后淺的順序進行，並應注意搭接處的質量。
③砂石墊層施工的關鍵是將砂石材料振實加密到設計要求的密實度(壓實係數0.94～0.97)。如要求進一步提高砂石墊層的質量，則宜加大機械的功率。砂石墊層的施工方法有振實法、水撼法、夯實法、碾壓法等多種，可根據砂石材料、地質條件、施工設備等條件選用。施工時應分層鋪築，在下層的密實度經檢驗達到合格要求后，方可進行上層施工。砂墊層施工時的含水量對壓實效果影響很大，一般以潤濕到接近飽和狀態時效果最好。
(1)施工時應妥善保護標高控制樁，防止碰撞位移，並應經常複測。
(2)對伸出牆的設備管線、埋入墊層中的各種管線均應妥善保護，防止施工時碰撞或損壞。
(3)施工中遇雨、雪天要做臨時覆蓋．以防墊層被浸泡或受凍。
(4)墊層施工完后，應及時進行下道工序施工，否則，應進行圍擋和臨時遮蓋．並經常洒水濕潤。
(5)施工完的墊層不得在上堆放重物和行駛車輛。
基本信息
- 中文名
- 砂石墊層
- 外文名
- Sandstone cushion
- 功能
- 直接置換地基持力層中軟弱土
- 運用領域
- 淤泥、淤泥質土、濕陷性黃土等
- 材質
- 回砂、碎石等
- 可用於
- 單獨的基坑、基槽
- 地基承載力
- 150～180 kPa