砂石换填垫层承载力检测方法探讨

换填垫层法静载荷试验探讨徐宜威王加宝(扬州市开元岩土工程检测有限公司)摘要对换填垫层法静载试验依据的规范、压板尺寸的选择、承载力特征值的确定、承重墙压板基准桩三者距离进行了探讨。

关键词地基处理规范1、换填垫层法静载试验依据的规范目前，地基承载力静载试验依据的规范主要有：（1）中华人民共和国行业标准《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2002）附录A“复合地基载荷试验要点”，主要针对水泥土搅拌桩、砂石桩等复合地基。

采用与原地基土质不同的材料的加筋增强体形成加固后的地基，该地基中的增强体与原地基协同工作共同承担外荷载，称为复合地基，所谓加筋体有竖向增强体、水平向增强体和斜向增强体三种形式，竖向增强全以桩（柱）或墩的形式出现，斜向增加体如土钉、斜加筋等，水平向增强体常常是土工聚合物或其他金属杆和板带。

在水平向加筋增加体所加固地基中的土工聚合物、镀锌钢片、铝合金等材料则是充分利用其抗拉性能和与土之间产生的摩擦力承担外荷。

按照复合地基的定义，没有任何形式的加筋增强体的地基就不是复合地基，因此换填垫层法所加固的地基不是复合地基，不能依据此规范进行换填垫层法静载试验。

（2）中华人民共和国国家标准《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2002）附录C“浅层平板载荷试验要点”，主要针对浅层天然地基。

换填垫层法是对浅层软弱土层挖除，填筑易于压实的材料静载荷试验检无专门的检验规范，如果软弱土较厚而全部挖除不合理时，可将其部分挖除，填筑密实的垫层材料，但必须进行换填层以下土层的承载力及变形验算。

换填垫层法的受力特性相当于上硬（处理深度内）下软（软弱下卧层）双层地基，其承载力和变形特性类似于承载力较高的天然地基，其载荷试验可以参照“浅层平板载荷试验要点”，但在压板的选择及承载力特征值的确定上应有所区别。

2、换填垫层法静载试验压板尺寸的选择在现场通过一定尺寸的载荷板对地基直接加荷，根据方形荷载（z等值线图1（b），所测得的成果一般能反映相当于1~2倍压板宽度（或直径）的深度以内土体的平均性质。

浅谈砂石换填垫层法的垫层设计摘要:介绍了砂石垫层法处理地基基础的优点，论述了砂石垫层的适用范围及主要作用，并着重对其处理湿陷性黄土的垫层设计要点进行分析。

关键词:砂石垫层设计地基要点砂石垫层法是地基浅层处理的一种常用方法，是地基浅层处理的一种常用方法，属于换填法。

其原理是先将基础底面以下一定范围内的软弱土层挖去，然后分层换填强度较大的砂(碎石、素土、灰土、高炉下渣、粉煤灰)或其它性能稳定、无侵蚀性的材料，再分层夯实，作为地基持力层。

砂石是良好的换填材料。

砂石垫层材料宜选取碎石、卵石、砾砂、角砾、圆砾、粗砂、中砂或石屑（粒径小于2mm的部分不应超过总重的45%），应级配良好，不含植物残体、垃圾等杂质。

对具有排水要求的砂垫层宜控制含泥量不大于3%。

当使用粉细砂作换填材料时，应改善材料的级配状况，在掺入不少于总重30%的碎石或卵石使其颗粒不均匀系数小于5，并拌合均匀后，方可用于铺填垫层。

砂石的最大粒径不宜大于50mm，并通过试验确定虚铺厚度、振捣遍数、振捣功率等技术参数。

一、砂石垫层的适用范围及主要作用就换填材料的不同而言，砂石垫层是现实施工中最常用换填方法，应用范围广泛，主要适用于中小型建筑工程的塘、浜、沟等的局部处理及一般饱和、非饱和的软弱土和水下黄土地基处理，不宜用于地下水位较高，且地下水流量大、流速快的地基处理及大面积堆载、密集基础和动力基础的软土地基处理。

大量工程实践证明，各种换填材料经过压实换填后都可以提高地基承载力、减少沉降量、加速软弱土层的排水固结、防止冻胀、消除膨胀土的胀缩等作用，是当前地基处理技术中比较经济可行的方法之一。

砂石垫层在浅层地基处理中比由桩体组成的复合地基更快捷、价廉，其作用主要体现在以下三个方面：(1)提高基础底面以下地基浅层的承载力。

地基中的剪切破坏是从基础底面下边角处开始，随基底压力的增大而逐渐向纵深发展的，因此当基底面以下浅层范围内可能被剪切破坏的软弱土为强度较大的垫层材料置换后，可以提高承载能力；(2)减少沉降量。

砂石换填垫层承载力检测方法探讨砂石换填垫层是指通过将原有地面上的泥土、沙石等杂质清除，并将砂石材料填充，形成新的地基层，用于承载重力和传递荷载的一种方法。

在进行砂石换填垫层工程时，需要进行承载力检测，以保证填充的砂石层具有足够的承载能力。

本文将探讨一些常用的砂石换填垫层承载力检测方法。

一、现场静载试验法现场静载试验法是一种直接测定地基承载力的方法，其原理是在地基表面通过加载设备（如静极板、荷载桩等）施加荷载，测定荷载与沉降或变形之间的关系，从而判断砂石换填垫层的承载能力。

在进行现场静载试验时，需要选择一个代表性的试验点，将加载设备直接安装在砂石换填垫层上，并进行适当的加载。

通过测量加载设备的变形或荷载与沉降之间的关系，可以得到砂石换填垫层的变形模量、承载能力等参数。

二、动力触探法动力触探法是一种常用的地基承载力检测方法，其原理是通过将动力探头插入砂石填料中，测定探头在砂石填料中击入的阻力，并根据击入阻力的变化判断砂石换填垫层的承载能力。

在进行动力触探试验时，需要选择一定数量的试验点，将动力探头插入砂石填料中，通过测量击入阻力的变化，可以了解砂石填料的压密程度以及承载能力。

三、静力触探法静力触探法是一种常用的地基承载力检测方法，其原理是通过将静力探头插入砂石填料中，测定探头在砂石填料中的击入阻力，并根据击入阻力的变化判断砂石换填垫层的承载能力。

在进行静力触探试验时，需要选择一定数量的试验点，将静力探头插入砂石填料中，通过测量击入阻力的变化，可以了解砂石填料的承载能力。

四、超声波检测法超声波检测法是一种非破坏性的地基承载力检测方法，其原理是通过超声波的传播速度和幅度等参数，测定砂石填料中的体积改变情况，从而判断砂石换填垫层的承载能力。

在进行超声波检测时，需要选择一定数量的试验点，将超声波检测仪器安装在砂石填料上，通过测量超声波的传播速度和幅度等参数，可以了解砂石填料的压实度以及承载能力。

总结：以上所描述的砂石换填垫层承载力检测方法均是一些常用的方法，在实际工程中可根据具体情况选择合适的方法进行检测。

砂石换填垫层承载力检测方法探讨公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]砂石垫层承载力检测方法探讨鹿逢月淮安市建筑工程检测中心有限公司江苏省淮安市223001【摘要】本文论述了用静载试验检测砂石垫层存在的问题，并提出了用重型动力触探试验方法代替平板静载荷试验。

【关键词】砂石垫层，承载力，静载荷试验，重型动力触探试验。

1 概述在建设工程中对浅层软弱土层或不均匀土层的地基处理常用方法为砂石垫层，用该种方法处理后，应对其施工质量进行检测。

《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012）第4.4.4条规定竣工验收应采用静载荷试验检验垫层承载力，检测方法依据JGJ79-2012附录A的规定采用处理后地基静载荷试验即平板静载荷试验。

2平板静载荷试验存在的问题由于砂石垫层材料存在压力扩散角，导致平板静载荷试验结果的可靠性受荷载板尺寸的影响较大，为保证平板静载荷试验结果较为准确，JGJ79-2012附录A规定平板载荷试验采用的压板面积不应小于1.0m2 ，为满足此要求又比较经济通常采用的压板面积均为1.0m2，则垫层地面处的受压面积相应的扩大为（1+2ztgθ）m2(z 为垫层厚度)。

砂石垫层材料压力扩散角最小为200，砂石垫层处理厚度宜为0.5m～3.0m，一般均大于等于1m，以确保垫层底部在承载力较高的土层上，当承载力检测采用平板载荷试验时，假如承压板的尺寸为1m×1m,压力扩散角为200，砂石垫层处理深度假如为1m，在1m2 的承压板上进行加载经过压力扩散角的扩散传到垫层底部压力影响面积约为3m2,顶部承压板压力传到垫层底部已降低到顶部的1/3，垫层底部即使还是软弱土层，承载力检测仍能满足设计要求，因此平板载荷试验检测砂石垫层承载力时，其检测结果受承压板面积的影响误差较大，承压板面积越大，则垫层底部受压面积相应的扩大越小，检测结果误差越小，对独立基础和条形基础当承压板的宽度采用基础的设计宽度时，平板载荷试验检测结果的误差才能达到最小，此时检测耗时耗力，耗费用，正常情况下是不采用该方法的平板静载荷试验。

砂石桩处理地基效果检测和评价方法的探讨[[ [XX] [XX] [XX]1009-9646(20XX)09-0056-02 20世纪50年代开始我国已经将砂石桩技术应用到加固地基的施工中,在实践过程中应用广泛,技术也日趋成熟,但是效果仍然到不到预期的要求,这是因为在施工中不断的遇到新的问题。

经过多年的施工和实践积存,今天的砂石桩施工技术已经成为一种相对成熟的地基处理方法。

应用的范围是松散砂土、粉土、填土等地基的处理。

砂石桩作用的机理是:利用桩体的密度不断增加增加对周围土层的挤压,在辅以机械振动,实际上增加了周围土层的密实度,从而提高了地基的承载力。

最终达到降低压缩性,降低、消除液化性的目的。

目前,在砂石桩的施工中对于其作用效果的检测技术也随着砂石桩的普及而逐步进展完善。

因为,对砂石桩处理地基的效果的检测是保证施工质量的重要手段,如果检测的方案、测试方法、评价标准等出现偏差,将会给后续施工带来潜在的风险,本文将在后面对砂石桩的施工、效果检测、评价等问题进行探讨。

一、检测方法的探讨1 载荷实验的探讨砂石桩检测中,载荷试验是一种主要的形式。

其主要反应的是地基的承载力。

这种方法是比较直观的方法,具体的检测方式通常有三种:一是单桩地基单元测试;二是多桩地基单元测试;三是单桩和桩间土组合单元测试。

(1)单桩地基单元测试对单桩的单元化测试,具体的操作方法是以一个砂石桩为测试对象,测试处理的单位面积的承载能力。

以此反应施工情况。

例如,按三角形布桩,一个桩径为500mm的砂石桩,设计桩距是1.2m,置换率m=0.157,一个桩体所代表的地基平面单元面积为1.25m2。

砂石桩的作用方式是一种作用力以柱心向四周发散性递减的形式。

所以周围的土体密度也是由里向外、由强到弱的规律,因此在单元测试中选用圆形的承载压板,承压板的直径以单桩所代表的单位面积换算出来的。

通过换算,上例的等效圆直径de=1.26m。

单桩测试的优点是:测试对砂石桩所增加的载荷总量小,测试的费用较低。

砂石垫层承载力的初步探讨王海奥【摘要】结合工程实例,从砂石垫层的选材、现场施工控制入手进行了论述,通过载荷试验结果分析,确定了砂石垫层的承载力,从而满足了目前甲类建筑物的设计荷载要求.【期刊名称】《山西建筑》【年(卷),期】2011(037)019【总页数】2页(P60-61)【关键词】砂石垫层;压实系数;地基承载力【作者】王海奥【作者单位】机械工业第四设计研究院,河南,洛阳,471039【正文语种】中文【中图分类】TU753洛阳洛南新区地貌单元属于洛河河漫滩或一级阶地，上部地基土层承载力较低，下部卵石层承载力较高，而砂石垫层具有承载力高、变形小、施工周期快、与下部卵石层材质一致等特点，因此建筑物常常采用砂石对基底下浅部承载力较低的土层进行换填处理，砂石垫层的应用越来越广泛。

但砂石垫层的承载力难于通过计算准确确定[1］，也无相关规范和资料可供参考，仅在JGJ 2002建筑地基处理技术规范4.2.3条条文说明中对安全等级为三级的建筑物当施工压实系数为0.93～0.97时，砂石垫层的承载力标准值可按200 kPa～300 kPa取用。

但高层建筑物一般平均基底压力较大，30层以上的甲类建筑物平均基底压力大多在500 kPa以上，砂石垫层的承载力是否能满足要求，只能通过最终静载荷试验结果确定。

但在施工图设计阶段，砂石垫层的承载力如何取值、砂石垫层的现场施工如何控制就成了亟待解决的问题。

本文通过工程实践，表明只要对砂石垫层的砂石料选材和现场施工全过程进行控制，当施工压实系数不小于0.97时，砂石垫层的承载力特征值可达550 kPa～650 kPa，均能满足目前30层～33层左右的甲类建筑物的设计荷载要求。

1 工程条件及设计要求1.1 场地工程地质条件根据勘察结果，拟建场区地层分布呈河流阶地“二元”结构，上覆为黄土状粉土及粉质粘土层，下伏为卵石层。

地基土自上而下分述如下:①杂填土():杂色，主要由建筑垃圾与粉土混杂而成，土质不均，结构性差。

红庙子污水厂二期扩建工程地基基础砂石换填检测方案编号：版本：受控号：修改状态：编制：复核：审核：批准：有效状态：中铁上海局集团市政工程有限公司二O一六年九月四号目录一、编制依据 (3)二、工程概况 (3)三、实验目的及内容 (7)3-1.试验目的及内容 (7)3-2.试验位置 (8)3-3.试验准备 (8)3-4.试验方法的选择 (8)3-5.其他注意事项 (10)四、压实度实验方案 (10)4-1.挖坑灌砂法 (10)4-2.环刀法 (19)五、平板静载荷实验方案 (28)六、地基系数K30 (29)七、砂石级配的配合比 (31)八、动力触探试验方案 (32)7-1.试验目的及内容 (34)7-2.设备 (35)7-3.试验方法与要点 (35)7-4.资料整理 (35)九、检测任务量统计 (34)十、设备配备统计 (37)一、编制依据1、北方时代建筑勘察设计研究相关勘察资料；2、行业现行有关技术规范、规程及标准；3、《建筑地基基础设计规范》GB50007-20114、《地基与基础工程施工质量验收规范》GB50202-20025、《建筑结构荷载规范》GB50009-20156、《建筑地基基础工程施工规范(正式版) 》GB51004－20157、《建筑地基检测技术规范》JGJ 340-20158、《建筑地基处理技术规范》JGJ 79-2012二、工程概况1. 建筑物名称：赤峰市红庙子污水处理二期扩建工程2. 建、构筑物层数及高度：详见附表3. 厂区室外地坪±0.000地面相当于绝对标高约526.50，室内±0.000地面相当于绝对标高约526.80。

4. 建筑物类别、耐火等级详见附表。

5. 地震设防烈度7度。

6. 结构形式：见附表7. 各构筑物、建筑物布置情况参见总图。

8. 基础形式见附表。

9.地基为砂石换填，设计承载力特征值均为140kPa。

10.场地内工程地质条件：10-1：拟建场地内地质条件较为复杂，局部存在中砂夹层，具体见剖面图和钻孔柱状图。

1 前⾔ 在路基⼯程中，⼟⽅路基压实度是⼀个⾮常重要的质量评定指标。

但对于⽆凝聚性的纯砂或略具粘性的砂性⼟来说，压实度的检测却往往不做，有些⼯程技术⼈员认为纯砂的ρdmax确定不易，很难对其压实度进⾏检测，因⽽普遍凭经验施⼯，没有进⾏压实度检测。

这其实是路基施⼯中的⼀个误区。

笔者结合⼴和⼤桥桥头引道(⼴州段)的⼯程实践，着重谈谈换填砂压实质量的控制及其检测⽅法，以供同⾏参考。

⼴和⼤桥桥头引道（⼴州段）⼯程K27+700～K28+100段左幅为旧路排⽔沟，长400⽶，宽4⽶左右，沟中多为腐殖质淤泥。

在路基施⼯中，采⽤换填砂⽅法进⾏处理，所填砂为附近流溪河中的河砂，略具粘聚性。

因换填⾯积较⼤，为保证该段路基的施⼯质量，并针对换填河砂不同于普通回填⼟施⼯的特点，经过分析研究，我们尝试了⼀些⽐较适合⽆粘性砂⼟施⼯、检测的⽅法，取得了较好的施⼯效果。

下⾯结合实际情况作简要的介绍。

2 换填砂路基的碾压⽅法 对于⼀般路基，通常采⽤压路机进⾏碾压即可达到预期效果。

但对于纯砂或⼏乎⽆粘性的砂性⼟来说，由于砂是⼀种散状材料，通常由固态（砂）、⽓态（空⽓）、液态（⽔）三相组成，其突出特点是凝聚性极差，过分碾压容易产⽣砂⼟液化，影响碾压效果。

因此⽤常规压实⽅法很难使纯砂达到较理想的压实效果，针对这种情况，在实际施⼯中，经不断尝试，我们采⽤了下列⽅法和措施：⾸先⽤⽔冲密实法，使砂基本处于饱⽔状态，然后在其附近开挖试坑，坑内可放有过滤性作⽤的状过滤层（如箩筐等），再⽤⼩型抽⽔机将其中多余⽔往上抽，直⾄⽔抽不上为⽌。

过⼀、⼆天稳定后，为达到更理想效果，亦可采⽤轻型振动式压路机进⾏碾压，碾压含⽔量可控制在10%左右，压实遍数视具体情况⽽定。

如果⼯期允许的话，上述⽅法可反复进⾏，效果更佳。

经过我们的实践和观察⽐较证明，采⽤此种⽅法，对于纯砂或粘聚性差的砂性⼟路基是⾮常适⽤的。

实践证明，其压实度也可满⾜规定要求。

3 压实度检测⽅法 通过试验⽐较，压实后采⽤常规的检测⽅法——灌砂法，饱⽔时⽤环⼑法是可⾏的，但如何获得砂的⼲密度ρdmax，即检测标准是关键。