【关键词】：水工建筑；换土垫层；地基处理
软体地基的主要成分是淤泥杂填土以及淤泥质土等，其抗压能力差、含水量高、压缩性高、稳定性差在荷载的作用下软土地基会呈现严重的变形，久而久之丧失稳定性破坏建筑物的外观缩短其寿命。软土地基不适合大型建筑施工，但是在水工建筑中较为常见。为确保施工安全性，对应的施工单位需要将地基进行人工处理，加强地基的稳定性，让其符合施工设计的要求，最终保证建筑物的安全运行。本文结合水工建筑物的换土垫层地基处理进行分析，对其存在问题、软土地基处理要点进行分析，并提出了对应措施建议，希望能够为对应单位提供帮助。
1.换土垫层地基处理法原理
1.1换土垫层法
垫层的设计不但要满足建筑物对地基变形及稳定性要求,而且还要符合经济合理的原则。通常情况下，为了提高地基整体承载力，可开挖基础，换填垫层加固。垫层设计的主要内容是确定断面的合理厚度和宽度。换土垫层法是一种人工处理浅层淤泥和杂填土软弱地基的方法，其处理步骤如下：先是将基础底部的薄弱软土层清楚换填人工垫层。结合建筑物的特点垫层的材料多选取颗粒级配好质地坚硬的粗砂和卵石等，级配后进行填充更换。
1.2换垫层的作用
更换底部垫层能够改变整个建筑地基的持力程度，经过压实处理后的垫层比原有软土层的强度大、且压缩性好。其主要作用有以下几点：①促进排水优化压缩。因为垫层的透水性强，更换垫层后可以促进排水，帮助整个结构压缩稳定。②优化砂石、碎石提升软土层的强度。更换垫层后所有的垫层结构都更换成了碎石、砂石，可以提升整个软土层的强度和耐久性。③减少沉降，传统的软土垫层的压缩性较差，整个垫层的压缩性不好，经过更换后垫层的质量有变化，能够提升整个垫层压缩质量，减少变化促进软土地基的稳定性，减少沉降量。④提升软土地基的持力。经过更换处理后，原有的地基持力层的强度比软土地基的强度大，整个垫层的稳定性好、耐久性强。
2.换土垫层处理时候要注意的问题
2.1水工建筑的换填深度问题
水工建筑特殊换填时候要根据建筑物的性质以及设计要求，选用合适的更换材料。在保证稳定性的同时，防止基础渗水并减少坍塌问题。很多建筑物软土地基成分多为腐殖土、粉质壤土、淤泥质土等稳定性差的材料，若更换深度不足就会导致上下部持力层坚固，中间层薄弱，会出现严重的渗水问题。对此，对应的施工单位要注意水工建筑的软土地基的深度以及换填设计深度的问题。
2.2换填材料的问题
水工建筑的软土地基的换填材料要具备一定的疏水性以及稳定性，并选用合适的材料设计合理的搭配方案。因为不同的原材料其力学性质也存在差异，后期地基处理的效果会有差异。常见的砂砾石地基中腐殖质土和砂砾石夹砂土含量多，处理难度大。对此，常规的处理方式是将上层的腐殖土清除，掉采用强度为C10的混凝土配合复合土工膜让，其和水工建设形成整体在保证渗透的同时，提升稳定系减少渗流量。
2.3地基处理施工问题
换填软土地基施工中，要注意不同的水工建筑地基的垫层作用，不同例如砂砾石垫层通常是换填土作用，但是在水工建筑中有排水固结的作用。对应的施工单位要注意使用对象以及实用性性能的问题。其次，垫层材料的选取和其发挥对象有关垫层的作用多是有限的更换，并不是一劳永逸的。施工单位要注意水工建筑的使用周期以及对周围环境的影响，合理设计换填材料以及换填深度（如图1所述）。
（图1 某水工建筑的垫层结构）
3.对于优化水工建筑换土垫层地基处理的措施建议
3.1选用性价比好的材料和设备
建议对应施工单位结合施工环境和施工周期，选用合理的建筑材料。可以通过观察沉降观察资料，对比观察不同垫层材料的沉降量，让整个建筑均匀沉降。再者，水工建筑物的不均匀沉降问题，严重要注意选用合适的材料。建议就地取材，选用性价比高施工简单的材料，减少整个地基处理的难度。此外，要注意施工材料的选取，对于不是很薄弱的地区建议采用机械施工，可减少人工量提升施工安全性、缩短施工周期、减少管理费用。最后，要注意质量监督和抽样检查，经过地基处理后整个建筑物的耐久性和持力质量都有改变。建议对应施工单位要对比施工前后质量变化情况，优化施工质量最终发挥建筑的经济、社会效益。
3.2采用高强度的混凝土
目前设计部门在考虑混凝土垫层时，一般多采用C10或C15混凝土。水工混凝土使用的水泥强度等级不得低于42.5Mpa。采用高强度等级的水泥配制低强度等级的混凝土，既要保证水胶比满足规范要求，又要尽量少用水泥使混凝土强度不宜过高，要解决这一矛盾必须掺加粉煤灰等外掺料。这样既保证了混凝土的和易性，又降低了水泥用量。
3.3注意垫层施工顺序
铺设垫层时，应注意避免扰动软弱土层(下卧层)的表面，防止践踏坑底及侧面。对于基坑两侧附近有低于地基的孔洞、沟、井、墓穴等，应在未做垫层前填实并经检验合格后方可铺设垫层。垫层底面宜铺设在同一标高上，如深度不同，基坑底面应挖成踏步搭接，各分层搭接位置应错开0.5m～1.0m距离，施工应按先深后浅的顺序进行。垫层质量检查时一般使用环刀取样法、钢筋贯入测定法(适用于砂垫层)。压实系数为0.93～0.97为合格。
4.结语
综上所述，在水工建筑施工中软土地基的处理难度大，且对后期建筑物的整体性、耐久性、寿命等有影响。因为软土地基的成分、深度、位置不同处理方式存在差异。不同的建筑物对地基基础的要求、地基对整个建筑的影响也有差异。处理软土地基的最常见方式是换土垫层法，其施工方式简单可节约工期、经济实惠在水工建筑处理中最为实用。对此，建议对应的施工单位因地制宜，按照垫层的设计规范和要求，做好施工处理质量监督和管控，最终获得理想的处理效果。
【参考文献】
[1]王国栋.碎石土垫层法在地基处理中的应用[J].江西建材，2014(19):72.
[2]李栋.碎石土垫层法在地基处理中的研究[J].科技传播，2014，6(10):95+98.
[3]张和军，黄海涛.碎石土垫层法在地基处理中的应用[J].西部探矿工程，2013，25(02):27-28+31.
[4]程毅，曹永佳，鲁宏图.刍议素土垫层地基换填处理[J].内蒙古科技与经济，2011(12):85+95.
[5]骆红星，朱跃兴.碎石土垫层处理地基的应用与研究[J].基建优化，2007(03):117-118.
论文作者:陈华勇
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第14期
论文发表时间:2019/12/16
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