换填垫层法(由于各种原因，基础超挖后如何处理？)

Posted 2023-05-27

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换填垫层法(由于各种原因，基础超挖后如何处理？)

基础超挖有两种情况：局部超挖和普遍超挖。

这两种情况应分别对待，对于局部超挖，一般是有不良地基引起，主要有5种处理方法：

一、砂桩

砂桩也称为挤密砂桩或砂桩挤密法。其定义是指用振动、冲击或水冲等方式在软弱地基中成孔后再将砂挤入土中，形成大直径的密实砂柱体的加固地基的方法，砂桩属于散体桩复合地基的一种。砂桩法适用于挤密松散砂土、粉土、黏性土、素填土、杂填土等地基。对饱和黏土地基对变形控制要求不严的工程可采用砂桩置换处理，砂桩还可用于处理可液化的地基，而在用于饱和黏土的处理时，最好是通过现场试验后再确定是否采用。

二、水泥粉煤灰桩

水泥粉煤灰桩由水泥、粉煤灰、碎石、石屑或砂等混合料加水拌和形成的高黏结强度桩，和桩间土、褥垫层一起组成复合地基，该法的适用范围很广，在砂土、粉土、黏土、淤泥质土、杂填土等地基均有大量成功的实例。独立基础、条形基础及筏基都有应用。对淤泥质土应按地区经验或通过现场试验确定其适用性。该法具有适用性广、承载力提高幅度大、施工简便、工期短等优点。

三、强夯法

强夯法是利用起重机械将大吨位夯锤起吊到一定高度后，使夯锤自由落下，使地基土承受强大的冲击力，迫使土体中的水从孔隙中排出，土粒重新排列，压缩性降低，从而提高地基土的承载力。强夯法具有操作简单、施工速度快等优点，被广泛应用于各类工程中，主要适用于处理碎石土、低饱和粉土与黏性土、湿陷性黄土等软弱地基。

四、换填法

当建筑物基础下的持力层比较软弱、不能满足上部结构荷载对地基的要求时，常采用换土垫层来处理软弱地基。即将基础下一定范围内的土层挖去，然后回填以强度较大的砂、碎石或灰土等，并夯实至密实。换填垫层法是先将基础底面以下一定范围内的软弱土层挖去，然后回填强度较高、压缩性较低、并且没有侵蚀性的材料，如中粗砂、碎石或卵石、灰土、素土、石屑、矿渣等，再分层夯实后作为地基的持力层。其作用在于能提高地基的承载力，并通过垫层的应力扩散作用，减少垫层下天然土层所承受的附加压力，减少基础的沉降量。换填垫层按其回填的材料可分为灰土垫层、砂垫层、碎（砂、石垫层等。

1、砂垫层和砂石垫层。砂垫层和砂石垫层是将基础下面一定厚度的软弱土层挖除，然后用强度较大的砂或碎石等回填，并经分层夯实至密实，作为地基的持力层。该垫层具有施工工艺简单、工期短、造价低等优点。适用于处理透水性强的软弱黏性土地基，但不宜用于湿陷性黄土地基和不透水的熟性土地基的加固，以免引起地基大量下沉，降低其承载力。

2、灰土垫层。灰土垫层是将基础底面下一定范围内的软弱土层挖去，用按一定体积比配合的石灰和黏性土拌和均匀后在最优含水量情况下分层回填夯实或压实而成。灰土垫层适合于地下水位较低，基槽经常处于较干燥状态下的一般黏性土地基的加固。该垫层具有一定的强度、水稳定性和抗渗性，施工工艺简单，取材容易，费用较低，适用于处理1-4m厚的软弱土层、湿陷性黄土、杂填土等，还可用作结构的辅助防渗层。

五、预压法

预压法适用于处理各类软弱地基，包括天然沉积层或人工冲填的土层，如沼泽土、淤泥、淤泥质土以及水力冲填土等。预压法是在建筑物建造之前，在场地内堆土或其他重物，对地基进行预压，使地基在预压荷载作用下排水固结，在地基强度提高到符合要求后，就卸除荷载，然后按照设计要求修建建筑物，或者利用建筑物本身的荷载分级施加进行预压。根据预压方法，预压法可以分为堆载预压法和真空预压法。堆载预压法分塑料排水带或砂井地基堆载预压和天然地基堆载预压。当软土层厚度小于4m时，可采用天然地基堆载预压法处理，当软土层厚度超过4m时，应采用塑料排水带、砂井等竖向排水预压法处理。对真空预压工程，必须在地基内设置排水竖井。堆载预压法处理深度一般达10m左右，真空预压法处理深度可达15m左右。

对于普遍超挖，主要是因勘察做得不到位或错误引起（因持力层选取和基底埋深，均根据地质报告得来，若与实际情况不符，自然是勘察的问题；或者在实际施工中的测量失误造成）。对于这种情况，可采取两种处理方法：

一、普遍回填

普遍回填，也就是利用一定的回填材料，整体回填至基底标高即可。因为是整体回填，只要用的是单一材料（一般的材料都可），比如砂石、灰土、粉质粘土等。

回填的关键问题是：强度和变形，因是整体的回填，故变形宜满足，只要强度能满足就没问题，若是局部回填，就必须考虑回填材料和原土压缩模量的匹配，基不能相差太多。

此法存在的问题是，若普遍超挖的不多还可，若超挖较多，回填材料用量过大，造价太高。这时就没有用下面的第二种方法方便快捷，但第二种方法需考虑几个问题。

二、降低基地标高

降低基地标高，实质是加高了底层的层高。这里就要分析三个问题，若这三个问题都可以解决，就可采用此法，降低基底标高，同时柱子相应伸长。

需要解决的这三个问题是：

1、基础埋深加大，地基承载力增加；

2、基础的覆土深度增加，对地基承载力有削弱作用，原基础底面积够不够；

3、底层层高加大，原电算是否能过（底层层高一般从基顶算起）。

基础超挖级配砂石回填实例方案

一、原因

我方在高程测量时出现失误造成XX楼基底局部超挖（超挖面积约为950m²，超挖最深处为0.75米）。通过与地基处理设计单位及地勘单位沟通，拟采用：戈壁土分层（不大于300mm）碾压回填至基底标高，压实系数为0.97的处理方法，我单位保证处理质量并经压实度试验合格后进行下道工序，由此产生的相关费用及工期的延误我方自行承担。

二、主要施工方法及施工注意点

1、基槽沙石的回填和拖运

1）、施工运输道路在基坑的东边，回填时自东向西进行回填。

2）、回填基槽时，由于基坑高差太大，大型机械无法进入基坑，为方便运送砂石的机械出入，须在东边打1：5坡度进行压实。

3）先用卷尺测量铲车和手推车的尺寸，算出体积，按车辆承载的体积比3：7进行回填，回填厚度不超过300厚级配沙石，用挖土机进行碾压（挖土机履带凸凹不平），使沙子充分填补石子空隙。

4）在电梯井和周边，大型铲车无法回填和碾压的部位，用人工手推车和打夯机进行回填。

2、操作工艺

1）工艺流程

基槽底清理→运送沙石→分层铺摊→挖土机的碾压→静载试验→修整找平验收

2）回填砂石应分层铺摊，级配沙石回填用挖土机进行碾压，碾压时需洒水使砂子充分填补石子空隙，达到压实系数。回填的砂石每层至少碾压三遍，碾压时挖土机的履带应压前次的一半，次次相接，行行相连。如需要分层分段夯实时，交界处应回填成阶梯型，梯形的高宽比为1：2，接茬应垂直切齐。回填时，为防止周边松软，用人工夯实。沙石每层夯实时，对于打夯机无法夯实的地方（电梯井、外边缘）采用人工夯实。回填砂石完成后，应在表面拉线找平，超高的用铁锹铲平，低的补填碾压。每天收工应注意天气变化，及时做好排水措施。砂石应当日铺填碾压，以防隔日遗漏碾压。人工夯实远不如挖土机碾压的系数，为了保证回填砂石的质量和基础的柔韧稳定性，采取满槽回填，在垫层以外600处，向下呈45°放大回填（详见附图）。周边采用素土，人工回填夯实至回填级配砂石同标高。

三、静载试验

根据基础验收五方会审的内容和图纸的要求，回填基槽应做静载试验，不少于3个点，回填后地基承载力特征值不小于180KPa。

四、质量保证措施

1、严格把好回填沙石的质量关，质量员应对回填沙石的质量进行控制，达到要求方可使用。

2、严格按照施工方案、技术交底及施工要求进行施工。

3、加强施工过程的控制。

4、回填沙石要有妥善的防雨措施。

5、夜间施工要有足够的照明设施，防止铺填超高。

6、保证砂样最佳含土率，含土率控制在14%-18%。

7、砂石按进度的需求和总用量的控制进场。