夹砂石换填专项施工方案

广元市儿童福利院灾后重建工程广元市儿童福利院灾后重建工程 四 川 二 夹夹 砂砂 换换 填填 专专 项项 施施 工工 方方 案案 编制 审核 骏 龙 建 设 有 限 公 司 0 一 0 年 八 月 九 日 一、工程概况一、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 7-07-0）。 （） 残积土 粉质粘土 图图 7-07-02楼○B ━○J 轴基础剖面示意图 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 2050mm 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 pz＋pcz≤faz（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pz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 p z  矩形基础 p z  bp  p c （7-3） b  2z tg blp  p c （7-4） b  2ztgc  2ztg 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） ； pc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； pcz垫层底面处土的自重压力值（kPa） ； faz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 换填材料 中砂、粗砂、砾砂、 粘性土和粉土 z/b圆砾、角砾、卵石， 碎石 0.25 ≥0.50 20 30 （8＜Ip＜14） 6 30 23 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 0.52.5m，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， 灰土 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 压实系数 施工方法 碾压或振 碎石、卵石 0.940.97 密砂夹石（其中碎石、卵石占全重的200250 换填材料 λ c fK（kPa） 200300 承载力 3050） 土夹石（其中碎石、卵石占全重的 150200 3050） 中砂、粗砂、砾砂 粘性土和粉土（8＜Ip＜14） 灰土 重锤夯实 土或灰土 150200 130180 0.930.95200250 0.930.95150200 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λ c 为土的控制干密度ρ d 与最大干密度ρ max 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 2.02.2t/m3。 四、施工措施四、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 0.51.0m,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 止被践踏、受冻或受浸泡，降低其强度。如垫层下有厚度较小的淤泥 或淤泥质土层，在碾压荷载下抛石能挤入该层底面时， 可采取挤淤处 理。先在软弱土面上堆填块石、片石等，然后将其压入以置换和挤出 软弱土，再做垫层。 （5） 垫层应分层铺设， 分层历或压实， 基坑内预先安好 5m5m 网格标桩，控制每层砂垫层的铺设厚度。每层铺设厚度、砂石最优含 水量控制及施工机具、方法的选用参见表 7-5。振夯压要做到交叉重 益 1/3，防止漏振、漏压。夯实、碾压遍数、振实时间应通过试验确 定。用细砂作垫层材料时，不宜使用振捣法或水撼法，以免产生液化 现象。 砂垫层和砂石垫层铺设厚度及施工最优含水量表 7-5 施工 每层铺 捣实 设