关于换填垫层的承载力取值问题

换填垫层法的目的是挖除基础底面下一定深度范围内的软弱土层或不均匀土层，回填其它性能稳定、无侵蚀性、强度较高的材料，并夯压密实形成垫层，从而作为人工地基使用。在施工图审查过程中经常发现勘察技术人员对换填垫层的材料选择盲目、无针对性，对换填垫层的承载力取值不合理，从而造成工程浪费，甚至加大地基不均匀变形，使换填垫层法失去应有的作用。

要合理选择换填垫层的材料及其承载力，我们可以从以下几方面进行分析：

一、影响垫层承载力的因素

（1）垫层材料对其承载力的影响

在垫层压实质量满足规范要求的情况下，垫层自身的承载力是由其材料决定的，不同材料的垫层，其承载力差异较大，常见的垫层材料，一般来说，素土垫层的承载力特征值可按130~180kPa，3∶7灰土、水泥土垫层的承载力特征值可按200~250kPa，中粗砂及砾砂的承载力特征值可按150~200kPa，砂石垫层的承载力特征值可按200~300kPa。而砂石垫层的承载力则由于其碎石含量、级配、风化程度及压实质量的不同，其承载力差异较大，根据大量工程实践，当配合比采用卵石（2～5cm）∶圆砾（0.5～2cm）∶粗砂（＜5cm）=40∶30∶30，其比值为干质量比，其中卵石的岩性为中风化或微风化硬质岩石，使用设备自重18吨以上振动压路机，每层先静压1～2遍，再振压6～7遍，其承载力特征值可达500kPa以上。

（2）下卧层强度的影响

采用换填垫层法进行处理时，垫层的厚度通常控制在3m以内较为经济合理。在垫层厚度一定的情况下，垫层下卧层的强度影响垫层强度的发挥，当下卧层强度较低时，虽然垫层自身的承载能力较高，但受下卧层强度的影响，垫层的承载能力的发挥受到限制，垫层的承载力反而不高。当垫层下卧层的强度较高时，垫层的承载能力可充分发挥，实现较高的承载力。

垫层下卧层强度的验算可按《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012第4.2.2条进行，即下卧层强度应满足规范中式4.2.2-1。

二、几种常见情况下的垫层承载力取值

（1）对整个基底下一定深度内地基土采用换填垫层法进行地基处理

若垫层下卧层地基土承载力较低时，垫层材料可采用灰土、水泥土、中粗砂、砾砂及砂石垫层，不同材料的垫层承载力可按上述的参考值采用，压实系数小的垫层，承载力特征值取低值，反之取高值；对砂石垫层建议根据下卧层强度及垫层厚度将上述参考值降低使用。

若垫层下卧层地基土承载力较高，建筑物荷载较小时，垫层材料可采用灰土、水泥土、中粗砂及砾砂垫层；若建筑物荷载较大时，建议采用级配砂石垫层，以实现较高的地基承载力，从而减小基础尺寸，降低工程造价。

（2）对基底下局部地基土采用换填垫层法进行地基处理

对基底为一般粘性土、粉土地基，对基底下局部分布的填土或软弱土进行换填处理，为调整地基均匀性，使换填垫层的强度尽可能接近天然地基土，建议换填垫层的材料采用1∶9灰土、水泥土或素土垫层。

（3）对土岩组合地基和持力层强度差异较大地基采用换填垫层法对相对软弱层进行地基处理

对土岩组合地基和持力层强度差异较大地基，为调整地基均匀性，减小差异沉降，对软弱土层的换填处理材料，建议采用强度较高的砂石垫层，并且还应根据原地基土的强度调整砂石垫层中碎石的含量及砂石材料的级配。