一、工程概况
本工程名称广元市儿童福利院，位于广元市利州区莲花村。东临规划环城路。总建筑面积为12037.08m2,1#、2#、3#楼均为四层。1#、2#楼先施工，3#楼待前两栋楼竣工后再行施工。
按设计要求，该工程的独立柱基础持力层为粉质粘土层。设计承
载力特征值f ak=230KPa。基坑开挖后，经过残积土、粉质粘土（图7-0）。
在挖至粉质粘土层后，对基坑进行夹砂卵石换填，并分层夯实。厚度
控制在砂卵石换填最薄处为1300mm，压实系数不小于0.97。
二、夹砂换填施工原则
砂和砂石地基是采用砂、鹅卵石和泥土的混合物，经分层夯（压）实，作为地基的持力层，提高基础下部地基强度，并通过垫层的压力扩散作用，降低地基的压实力，减少变形量，同时垫层可起排水作用，
地基土中孔隙水可通过垫层快速地排出，能加速下部土层的沉降和固结。
由于砂颗粒大，可防止地下水因毛细作用上升，地基不受冻结的影响；能在施工期间完成沉陷；用机械或人工都可使地基密实，施工工艺简单，可缩短工期，降低造价等特点。适于处理3.0m以内的软弱、透水性强的粘性土地基，包括淤泥、淤泥质土；不宜用于加固湿陷性黄土地基及渗透系数小的粘性土地基。
三、施工要求
1．材料要求
（1）砂
宜用颗粒级配良好、质地坚硬的中砂或粗砂，当用细砂、粉砂时，应掺加粒径20~50mm的卵石（或碎石），但要分布均匀。砂中有机质含量不超过5%，含泥量应小于5%，兼作排水垫层时，含泥量不得超过3%。
（2）砂石
用自然级配的砂砾石（或卵石、碎石）混合物，粒级应在50mm 以下，其含量应在50%以内，不得含有植物残体、垃圾等杂物，含泥量小于5%。
2．构造要求
垫层的构造既要求有足够的厚度，以置换可能被剪切破坏的软弱土层，又要有足够的宽度，以防止垫层向两侧挤出。
（1）垫层的厚度
垫层的厚度z 应根据垫层底部软弱土层的承载力确定，即作用在垫层底面处土的自重压力（标准值）与附加压力（设计值）之和大于软弱土层经深度修正后的地基承载力标准值（图7-1），并应符合下式要求：
p z ＋p cz ≤f az （7-2）
图7-1 垫层内应力的分布
1-基础；2-砂垫层；3-回填土
式中 p z ——垫层底面处的附加压力值（kPa ），可根据基础不同形式
分别按以下简化式计算：
条形基础 θztg b p p b p c z 2)(+-=
（7-3） 矩形基础 )
2)(2()(θθztg c ztg b p p bl p c z ++-= （7-4） b ——条形基础或矩形基础底面的宽度（m ）；
l ——矩形基础底面的长度（m ）；
p ——基层底面压力（kPa ）；
p c ——基础底面处土的自重压力值（kPa ）；
z ——基础底面下垫层的厚度（m ）；
θ——垫层的压力扩散角，可按表7-3采用；
p cz——垫层底面处土的自重压力值（kPa）；
f az——经深度修正后垫层底面处土层的地基承载力特征值（kPa）。
压力扩散角θ（°）表7-3
注：1．当z/b＜0.25时，除灰土仍取θ＝30°外，其余材料均取θ＝0°；
2．当0.25＜z/b＜0.5时，θ值可内插求得。
按公式（7-2）确定垫层厚度时，需要用试算法，即预先估计一个厚度，再按式（7-2）校核，如不能满足要求时，再增加垫层厚度，直至满足要求为止。
垫层的厚度一般为0.5~2.5m，不宜大于3.0m，否则费工费料，施工比较困难，也不够经济，小于0.5m则作用不明显。
（2）垫层的宽度
垫层的宽度应满足基础底面应力扩散的要求，可按下式计算：
b'≥b＋2ztgθ（7-5）
式中b'——垫层底面宽度；
θ——垫层的压力扩散角，可按表7-3采用；当z/b＜0.25时，
仍按表中z/b＝0.25取值。
其他符号意义同上。
垫层顶面每边宜超出基础底边不小于300mm，或从垫层底面两侧向上按当地经验的要求放坡。大面积整片垫层的底面宽度，常按自然倾斜角控制（图7-2）适当加宽。
图7-2 砂或砂石垫层
（a）柱基础垫层；（b）设备基础垫层
1-柱基础；2-砂或砂石垫层；3-回填土；4-建筑基础
α-砂或砂石垫层自然倾斜角（休止角）；b-基础宽度垫层的承载力宜通过现场试验确定，当无试验资料时，可按表7-4选用，并验算下卧层的承载力。
各种垫层的承载力表7-4
施工方法换填材料
压实系数
λc
承载力f K（kPa）
碾压或振
密碎石、卵石
0.94~0.97
200~300 砂夹石（其中碎石、卵石占全重的200~250
注：1．压实系数小的垫层，承载力取低值，反之取高值；
2．重锤夯实土的承载力取低值，灰土取高值；
3．压实系数λc为土的控制干密度ρd与最大干密度ρmax的比值；土的最大干密度宜采用击实试验确定，碎石或卵石的最大干密度可取
2.0~2.2t/m3。
四、施工措施
1．施工工艺方法
（1）铺设垫层前应验槽，将基底表面浮土、淤泥、杂物清除干净，两侧应设一定坡度，防止振捣时塌方。
（2）垫层底面标高不同时，土面应挖成阶梯或斜坡搭接，并按先深后浅的顺序施工，搭接处应夯压密实。分层铺设时，接头应做成斜坡或阶梯形搭接，每层错开0.5~1.0m,并注意充分捣实。
（3）人工级配的砂砾石，应先将砂、卵石拌合均匀后，再铺夯压实。
（4）垫层铺设时，严禁扰动垫层下卧层及侧壁的软弱土层，防
