砂垫层的设计及其施工.doc

砂垫层的设计及其施工摘要本文简单介绍了砂垫层的设计及其施工要求和方法关键词地基 砂垫层 设计 施工在工程建设中经常会碰到多种多样的地基土，其中不少为软弱土层，因此对地基进行经济合理的设计，将关系到整个工程的投资和进度。通过砂垫层来改良地基，在设计中常常用到，不仅可提高持力层的强度、速成地基排水固结、均匀地扩散础应力、调节建筑物沉降，而且可以就地取材，极为经济。下面就砂垫层的设计和施工问题进行探讨。1、砂垫层的设计砂垫层的设计不但要求满足建筑物对地基本变形及稳定的要求，而且也应符合经济合理的原则。砂垫层设计的主要问题是确定断面的合理厚度和宽度，对于一般垫层，要求有足够的厚度以防止垫层向两侧挤出；对于排水垫层来说，除要求有一定的厚度和密度外，还要求形成一个排水面，促进软弱土层的固结，提高其抗压强度，以满足支承上部结构荷载的要求。砂垫层设计，常采用的计算理论有三类：第一类，假定砂垫层是基础的一部分，其宽度可根椐垫层下面的土层的承载力和砂的自然安息度来确定。第二类，假定砂垫层是天然地基的一部分，具有与地基土壤完全相同的性质，使砂垫层扩散到下卧土层的压力及土壤自重压力之总和，不超过下卧层的许可耐压力。第三类，把砂垫层和天然下卧土层看成物理性质不同的双层地基，采用弹性地基理论来计算砂垫层传到下卧层的压应力。砂垫层的容许承载力要合理拟定。如定得过高，则换砂的厚度将很深，对施工不利，也不经济。根据荷载试验资料表明，当下卧层软弱土的容许承载力为60-80kPa，压缩模量为3MPa左右，换土厚度为0.5-1.0倍基础宽度时，砂垫层地基的容许承载力大约为140kPa。因此，砂垫层上的基础埋置深度，要根据房屋的构造情况、使用情况和上部结构载来定。一般四、五层的民用建筑，可采取0.7-1.0m；中小型厂房，可采用取1.0-1.5 m。砂垫层的容许承载力如中砂或粗砂，施工达到中密度状态，一般可达到150kPa，砂层厚度以1.0m 左右为宜，最大不应超过3.0 m,太厚施工困难，太薄（0.5）则换砂垫层的作用不显著。砂垫层的宽度，当四周土质较好时，略大于基底宽度即可，当四周土质较好时，为防止土壤变形，向外侧挤动，需由计算确定。总之，砂垫层的宽度除满足应力扩散的要求以外，还要根据垫层侧面土的容许承载力来确定，防止垫层向外两边挤动，如果垫层宽度不足，四周侧面土质又比较软弱时，垫层就有可能部分挤入侧面软弱土中，使基础沉降加大，砂垫层断面确定后，对于比较重要的建筑物还要求按分层总和法计算基础的沉降量，以使建筑物基础的最终沉降值小于相应的容许值。至于垫层的断面形成，习惯的做法大多采用倒梯形，通过实践和分析研究，采用矩形施工较为方便合理。2、砂垫层的施工砂垫层基础的质量好坏，很大程度上决定于砂垫层的施工质量。砂垫层的材料，应采用级配比良好，质地坚硬的材料，其颗粒不均匀系数最好Cu10，用中、粗砂为好，可掺入适量的碎（卵）石，但要分布均匀，细砂也可作为垫层材料，但不易压实，且强度不高，使用时也宜掺入适时的碎（卵）石。砂垫层的用料虽然不是很严格，但含泥量不得超过8%，不得含有草根、垃圾等有机杂物，如果作排水固结地基的砂，含泥量不得超过5%，并且不应夹有过大的石块或碎石，因为碎石过大会导致垫层本身的不均匀压缩，一般要求碎石最大粒径不宜大于50。铺筑前，基础（槽）浮土、塌土应清除，两侧附近如有依附于地基的孔、洞、沟等，应加以填实处理。当砂垫层侧面有较大孔隙时，最好在基槽侧面加抹水泥砂浆，以防止砂子流失。铺设砂垫层时，必须避免扰动基坑软弱土层的表面，对基坑下层的松砂，应夯实，不得使用振捣器，以免破坏基底土层的结构。否则坑底土的结构遭到破坏，强度就会明显降低，以致建筑物将产生很大的附加沉降。砂垫层底面宜铺设在同一标高上，如深度不同时，基坑地基上面应挖成踏步或斜坡搭接，各分层搭接位置应错开0.5-1.0m的距离，搭接处应注意夯实，施工应按先深后浅的顺序进行。砂垫层的施工关键是将砂加密到设计要求的密实度。常用的施工方法有振动法（包括平振、插振、夯实），冲水沉实、碾压法等。要求经适当厚度分层铺砂，可用标桩控制，然后逐层振实或压实。施工时，应将下层密实度经检验合格后，方可进行上层施工。采用细砂作为垫层填料时，应注意地下水的影响，且不宜使用平振法、插振法和水撼法。在施工过程中和施工完成，需做好检查监测工作，经常进行施工质量和处理的检验，以保证工程质量。