換土墊層軟弱下臥層驗算的一點體會

王德勝 王雄飛

湖南省地質(zhì)工程勘察院，湖南，株洲 412003

換土墊層軟弱下臥層驗算的一點體會

王德勝 王雄飛

湖南省地質(zhì)工程勘察院，湖南，株洲 412003

換填地基處理在淺基礎設計中經(jīng)常用到，但在地基換填后的軟弱下臥層驗算中的一些細節(jié)易使人疏忽，并導致計算結(jié)果出現(xiàn)一定的偏差。本文通過軟弱下臥層驗算工程實例，說明對一些細節(jié)的疏忽可能導致截然相反的判定結(jié)果。

換填墊層；地基處理；軟弱下臥層承載力驗算

Replacement cu；shfoiounndation treat；mwenetak underlying layer of Bearing Capacity

1 前言

換填墊層是一種直接置換地基持力層軟弱土的處理方法，適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土地基及暗溝、暗塘等。該處理方法簡便易行，對于提高地基持力層的承載力、減少基礎的沉降量、加速地基的排水固結(jié)有一定的作用。施工時將基底下一定深度的軟弱土層挖除，分層回填砂、碎石、灰土等強度較大的材料，并加以夯實振密。換土可用于單獨的基坑、基槽，也可用以滿堂式置換。

筆者以一工程實例，采用不同的參數(shù)值進行軟弱下臥層承載力驗算計算，并對計算結(jié)果做了簡要的分析與評述，供工程設計者參考。

2 工程實例

某工程地基土層分布情況如圖1所示。地層為淤泥質(zhì)土，重度γ0=18kN/m3，壓縮模量Es=1.8MPa，承載力特征值fak=80kPa。現(xiàn)修一條形基礎，基礎頂面軸心荷載設計值F=300kN/m，基礎埋深0.5m，底寬2.0m，基礎覆土容重為20kN/m3，采用礦渣換填，重度γ1=20kN/m3，壓力擴散角為30°，換填層厚度為2.0m，不考慮地下水，驗算軟弱下臥層的承載力。

圖1

2.1 計算公式

2.1.1 基礎底面平均壓力：

Pk=F/b+20d（1）

式中：Pk

2.1.2 基礎底面處土的自重壓力：

Pc=γd（2）

2.1.3 墊層底面處的附加壓力：

Pz= [b(Pk-Pc)]/(b+2z tanθ)（3）

2.1.4 墊層底面處的自重壓力：

Pcz=γH（4）

2.1.5 墊層底面處經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值：

faz=fak+ηdγ(H-0.5)（5）

式（1）～（5）中各參數(shù)的物理意義如下：

b——基礎地面寬度（m）。

d——基礎埋深（m）。

z——基礎底面下墊層的厚度（m）。

H——墊層底面以上的厚度（m）。

F——上部結(jié)構作用至基礎頂面的豎向力值（kN/m ）。

Pk——基礎底面處的平均壓力值（kPa）。

Pc——基礎底面處土的自重壓力（kPa）。

Pz——墊層底面處的附加壓力值（kPa）。

Pcz——墊層底面處土的自重壓力值（kPa）。

faz——墊層底面處經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值（kPa）。

fak——地基承載力特征值（kPa）。

γ——土的容重（γ0為換填前土的重度，γ1為換填土的重度）（kN/m3）。

ηd——基礎埋深的地基承載力修正系數(shù)。

θ——地基壓力擴散角（o）。

2.2 計算結(jié)果

將巖土參數(shù)代入式（1）～（5），對換填地基的軟弱下臥層進行承載力驗算計算，結(jié)果見表1。

表1 換填地基軟弱下臥層承載力驗算計算一覽表

2.3 分析與討論

表1顯示：墊層底面處的自重力若用換填前土的容重計算，Pz+Pcz＜faz，換填地基軟弱下臥層的承載力滿足要求；若用換填土的容重計算，Pz+Pcz＞faz，換填地基軟弱下臥層的承載力不滿足要求。

采用換填土的容重計算與工程實際工況相符，是正確的。但若疏忽大意而錯用巖土參數(shù)，將得出錯誤的結(jié)果，并導致錯誤的判定，從而使建筑物偏于不安全，給擬建物建成后留下安全隱患。

3 結(jié)語

上述分析可得出如下結(jié)論：在進行換填墊層設計的軟弱下臥層承載力驗算時，要認真仔細，否則將出現(xiàn)失之毫厘、差之千里的錯誤，并可能導致重大的人員傷亡和財產(chǎn)損失，因此需引起設計人員的特別重視。

[1] 中華人民共和國建設部. 建筑地基處理技術規(guī)范.JGJ79-2002.中國建筑工業(yè)出版社.2002年12月第一版。

[2] 中華人民共和國建設部. 建筑地基基礎設計規(guī)范.GB5007-2002.中國建筑工業(yè)出版社.2002年3月第一版。

Weak underlying soil replacement cushion layer of checking the little experience

Wang Deshe n gWang Xiongfei
Exploration Institute of Geological Engineering of Hunan Province Zhuzhou City of Hunan Province in China 41

The paper discussed the suitabiity of use pile diameter to determine the thickness of bearing layer, based on the change in concrete strength causing change of pile diameter that leads to variation in thickness of bearing layer. Concluson was drawn that it is suitable to use equivalent pile diameter rather than pile diameter to define the thickness of bearing layer during pile foundation design.

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.09.011

王德勝（1956—），男，漢族，湖南雙峰人，工程師，長期從事水文地質(zhì)工程地質(zhì)生產(chǎn)研究工作。

王雄飛（1972—），男，漢族，湖南株洲人，高級工程師，注冊巖土工程師，從事巖土工程生產(chǎn)研究工作。