砂石墊層法是地基淺層處理的一種常用方法，屬于換填法。當(dāng)軟弱土地基的承載力和變形不能滿足建筑物的要求，厚度又不很大時，常采用強度較高的砂石墊層，換填基礎(chǔ)底面下處理范圍內(nèi)的部分或全部軟弱土層，提高地基承載力，使其滿足建筑物上覆荷載的要求。十幾年來，西北院在西北地區(qū)高（多）層建筑物基礎(chǔ)處理中，逐步推廣應(yīng)用砂石墊層技術(shù)，工程實踐經(jīng)驗表明，該方法成本低，施工簡便、快捷，質(zhì)量易于控制，在砂石料充足的西北地區(qū)已得到廣泛的應(yīng)用。在此，對砂石墊層的作用、工程特性及施工方法等介紹如下。

　　1、砂石墊層的作用

　　砂石墊層所用的砂石料具有強度高、壓縮性小、透水性良好和容易碾壓密實等特點，在工程中主要作用有以下幾點。

　　1.1提高地基承載力由于淺基礎(chǔ)的地基承載力與基礎(chǔ)下臥層的抗剪強度有關(guān)，以抗剪強度較高的砂石墊層置換較軟弱的土層，可提高地基的承載力；另外，砂石墊層密實度大、強度高，可將建筑物基底壓力擴散傳遞到其下方。

　　1.2減少地基沉降量一般地基淺層部分的沉降量在總沉降量中所占的比例都較大，以壓縮模量高、壓縮性小的砂石墊層置換上部軟弱土層，可以顯著的減少這部分的沉降量。此外，由于砂石墊層對應(yīng)力的擴散作用，使作用在其下臥軟土層上的壓力減小，也相應(yīng)減少了下臥層土的沉降量，改善了地基變形條件。

　　1.3加速軟弱土層排水固結(jié)建筑物的不透水基礎(chǔ)直接與軟弱土層相接觸時，在荷載的作用下，軟弱土地基中的水被迫繞出兩側(cè)排出，延長了滲徑，因而使基底下的軟弱土不易固結(jié)，形成較大的孔隙水壓力，還可能導(dǎo)致由于地基強度降低而產(chǎn)生破壞的危險。砂石墊層透水性能好，軟弱土層受壓后，墊層可作良好的排水面，可使基礎(chǔ)下面的孔隙水壓力迅速消散，加速墊層下軟弱土層的固結(jié)和強度的提高，避免地基土破壞。

　　1.4防止凍脹和消除膨脹土的脹縮作用

　　因為粗顆粒的砂石墊層材料孔隙大，不易產(chǎn)生毛細管現(xiàn)象，因此可防止寒冷地區(qū)土中結(jié)冰所造成的凍脹，也可消除膨脹土的脹縮作用。正是由于砂石墊層在地基處理上具有以上諸多作用和優(yōu)點，而且在不少地區(qū)料源也相當(dāng)豐富，所以根據(jù)其所起的不同作用，在各類工程中都得到相當(dāng)廣泛的應(yīng)用。

　　2、砂石墊層料工程特性

　　砂石墊層料可歸于無粘性粗顆粒土。一般砂石墊層填料有天然級配和人工級配2種。國內(nèi)工程習(xí)慣用固定粒徑5mm作為分界粒徑，把小于5mm的顆粒稱為細粒料，把大于5mm的顆粒稱為粗粒料，用P5表示大于5mm粒徑的粗顆粒的百分含量。根據(jù)粗顆粒土有關(guān)理論，結(jié)合西北院多年來在水利水電筑壩技術(shù)中對粗顆粒土工程特性的研究成果，一般認(rèn)為，粗粒料形成骨架，細粒料充填孔隙，充填愈好，整個土體密度愈大，抗剪強度愈高，沉陷變形愈小，承載力愈高。從粗顆粒土粗料含量與干密度的試驗資料表明，盡管粗粒土的產(chǎn)地、礦物成分、顆粒性質(zhì)、顆粒組成等可能不同，但干密度隨粗粒料含量的變化有共同的規(guī)律，即當(dāng)P5約在70％左右時，粗粒料可形成完整骨架，細料又能填滿骨架孔隙，此時粗、細料共同傳遞外力，顆粒間結(jié)合緊密，干密度值最大，土體最密實，壓縮沉降變形也最小。

　　十幾年來，在西北地區(qū)高（多）層建筑物基礎(chǔ)處理中，應(yīng)用砂石墊層的工程實踐經(jīng)驗表明，要使砂石墊層具有較高的壓實密度和承載力，填料應(yīng)滿足以下幾條原則：

　　（1）砂石墊層的填料，應(yīng)選用質(zhì)地堅硬的粒料，不應(yīng)混入風(fēng)化料、軟巖破碎料或其它有機雜物。

　　（2）對于一般建筑物基礎(chǔ)，砂、石材料含泥量（＜0.1 mm顆粒含量）不應(yīng)超過5％，碎卵石最大粒徑可放寬至70 mm；對于用作排水固結(jié)地基或高層建筑物基礎(chǔ)的砂、石材料，含泥量不宜超過3％，碎礫石最大粒徑不宜大于50 mm.

　　（3）當(dāng)采用天然級配的砂礫石時，應(yīng)級配良好，其顆粒的不均勻系數(shù)最好不小于10，曲率系數(shù)Cu＝1～3.當(dāng)采用人工級配砂、礫（碎）石混合料時，應(yīng)通過相對密度試驗對不同的砂、石比例進行試驗，優(yōu)化級配，找出最佳的砂石比，使其干密度達到最大值，粗、細顆粒間結(jié)合緊密，共同傳遞、分散壓力。

　　（4）砂石墊層中的砂，應(yīng)為潔凈的中、粗砂，避免使用細砂。