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1、论地基处理换填垫层法设计若干问题摘要：换填垫层法是在工程中广泛采用的一种地基处理方法。根据《建筑地基处理技术规范》提出的设计原则，提出了一种简化的换填垫层设计方法，本文依据换填垫层与其周边软土处于极限平衡状态的基本假定,导出换填垫层承载力设计值与软土强度的关系,并从双层地基应力分布特点角度出发,全面论述换填垫层设计问题。关键词：地基；换填法；设计；垫层施工中图分类号：TU47文献标识码：A文章编号：引言换填垫层法在建筑工程中广泛应用．换填垫层法是挖去地表浅层软弱土层或不均匀土层，回填坚硬、较粗粒径的材料，并夯压密实，形成垫层的地基处理方法．换填垫层可依换填材料不同，分为碎石垫层，砂垫层
2、，灰土垫层，粉煤灰垫层等．换填垫层施工简便，广泛应用于中小型工程浅层地基处理中。1、换填垫层是将建筑物基底的软土挖去,代以人工回填的砂(或碎石)作为持力层主要用于荷载不大的软基处理。换填垫层主要作用有三:4(1)减少基础沉降量:沉降量是与地基的附加应力成正比的。紧靠基底区域内的附加应力大,沉降量也大,约60%～70%的沉降是由持力层引起的。换填垫层后,可大大减少基础的沉降量,并可调整地基的不均匀沉降。(2)增加地基的稳定性:换填垫层实际上象个“船筏式”基础,使建筑物的荷载通过垫层均匀地扩散到垫层侧面及下卧软土上去,减少了软土所受的附加应力,对防止建筑物地基局部应力集中所引起的剪切破坏有
3、一定的作用。(3)加速软土地基的固结:铺在软土上的换填垫层(特别是砂垫层),一方面缩短了排水距离,另一方面它实际上又是排水层。压缩固结挤出的水分,通过砂垫层渗出,加速了地基的固结,促使地基中由于固结产生的抗剪强度较快地增长,从而提高了地基的稳定性。因此在荷载不大的工业与民用建筑软弱地基处理中,常常作为经济有效的处理办法。2、换填垫层设计中存在的问题目前换填垫层设计方法是假定垫层是基础的一部分。首先给定砂垫层厚度,把基底压力扩散到砂垫层底部,将砂垫层底部作为建筑物的“新基础”底面,底面处的附加压力值(以条形基础为例)(见图1)pz按下式计算:(1)图1.应力扩散图垫层厚度Z应根据下卧层的
4、承载力确定,并符合下式要求(2)4式中:pk为相应于荷载标准组合时基础底面处平均压力值(kPa);pc为基础底面处土的自重压力值;基础底面处附加应力p0为:p0=pk-pc;pcz为垫层底面处土的自重压力;fz为垫层底面处地基承载力设计值;θ为垫层扩散角,对于中密砂垫层,当Z/b≥0.5时,θ=30°;当Z/b10,对应于上表取ν=10.0应力系数值计算,并据此及式(4)确定换填垫层的厚度。当垫层厚度不小于基础宽度时,kE≤0.33,即近70%的基础沉降由垫层承担,对于荷载不大的工业与民用建筑(即丙级建筑),可不必进行沉降验算。结束语根据笔者多年工作经验及双层地基应力数值解,进行了多次
5、探索与检测,并在理论上予以初步论述,其目的一方面是竭尽所能,完善换填垫层承载力计算理论;另一方面,在大力提倡创造节约型社会的今天,作为一名工程师有责任、有义务为工程建设提供更科学、更经济的设计概念与方法。参考文献[1]建筑地基处理技术规范（JGJ79-2002）[M]．北京：中国建筑工业出版社，2002．[2]建筑地基基础设计规范(GBB50007-2002)[S].北京:中国建筑工业出版社4[3]王恩远，吴迈．工程实用地基处理手册[M]．北京：中国建材工业出版社，2005．4
