【关键词】石粉；换填垫层法；地基处理；应用
1.前言
近些年来，我国大力发展基础设施建设，特别是国家西部大开发政策的实施，对宁夏基础设施建设的飞速发展提供了难得的机遇，大量地基处理技术在拟建建筑物的施工中得到了广泛运用。在软弱地基的浅层处理时，换填垫层法以其经济、安全、施工方便等优点被首先采用。过去垫层材料以河流相的中、粗砂和碎石为主（简称砂夹石），垫层承载力为200KPa左右。近年来，由于垫层材料日益紧张，价格不断上扬，影响了垫层法的应用。为解决这一矛盾，同时也是响应国家行业标准《建筑地基处理技术规范》总则第1.0.3条规定[1]“地基处理除应满足工程设计要求外，尚应做到因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源等”之原则，为此我院选择了采石场中通常被认为是废料的石粉作为垫层材料，成功地设计、使用了石粉垫层，不仅降低了工程造价，而且使垫层的承载力提高到250KPa以上，取得了明显的社会效益和经济效益。
2.工程概况
（1）银川市满春康居工程是银川市2004年安居工程的一个重要组成部分，由银川市康居办（以下简称甲方）承建。小区拟建物为10栋6层砖混结构条形基础住宅楼，要求地基承载力fak=180～200KPa。该场区处于黄河冲积平原之Ⅱ级阶地前缘，场区地层自上而下分别为粘性素填土层（厚约3.0米）、第四系冲积粉质粘土、粉土层和粉细砂层，其中中密状粉细砂层埋深在-8.0米左右。外地来宁的某勘察单位在对场区进行勘察后，认为表层素填土的承载力为fak=90KPa，粉质粘土、粉土的承载力为fak=100KPa，不能满足设计要求，建议采用粉体喷射搅拌桩复合地基，处理深度在8.0米左右。
（2）经甲方预算，该基础方案的造价较高，工期也不能满足要求，即于2004年11月委托我院对场区工程地质条件进行重新评价，提出质量好、造价低、工期短的地基基础方案，并希望在地基处理的过程中提供全方位服务。
（3）根据甲方要求，我院于当月底提交了《银川市满春康居工程补充岩土工程勘察报告》，报告中将表层地基土（素填土）的承载力特征值fak由原来的90KPa提高至110KPa，并建议以本层为下卧层，制作砂夹石垫层人工地基。
（4）甲方按砂夹石20元/m3的价格预算，新方案比原方案节省工程造价150万元，提前工期一个多月，但是由于河砂的过度开采利用，造成材料紧缺，在这种情况下，我院根据银川市白云房地产开发公司长城路住宅楼工程的地基处理经验，大胆提出采用价格低的石粉（10元/m3左右）代替中、粗砂，制作石粉垫层。
3.石粉垫层施工与检测方案
为有效地指导石粉垫层施工，我院对石粉的性质进行了认真研究，提出了石粉垫层的施工与检测方案。
3.1石粉的工程地质性质研究[2]。
（1）石粉，又称石渣、石屑、人造砂，是采石场中筛选碎石后的细粒废弃物，其粒径一般在≤5mm，以往在采石场中堆积如山，用处不大。在银川地区，石粉的母岩一般为石英岩、砂岩，石粉的成分以长石、石英为主，含少量角闪石、黑云母等暗色矿物，石粉颗粒新鲜，呈棱角状，级配良好，其性质接近于砂。
（2）另外，我们取得了大量石粉试样，进行石粉及石粉垫层的物理力学试验，主要包括颗粒分析、击实试验、天然休止角测定、以及不同夯填度下的平板静力载荷试验、重型动力触探试验，并建立相关经验公式。
3.2编写石粉垫层施工指导手册。
为确保石粉垫层的顺利施工，我们先在小区中3号楼基坑内小范围进行现场制作和测试，通过几次试验，取得了成功，在此基础上，我院编写了《银川市满春康居工程石粉垫层施工细则》，对基坑开挖方法、石粉含水量、石粉垫层每层虚铺厚度、夯填度以及出现意外情况如何处理等具体操作方法做出了明确的要求和说明。
3.3确定垫层施工质量的检测方法。
3.3.1按一定的网格布置检测点，分层进行。
3.3.2采用环刀法、贯入仪、重型动力触探试验检测。并通过现场试验以设计压实系数所对应的贯入度为标准检验垫层的施工质量。在每层的压实系数符合设计要求后铺填上层土。
3.3.3竣工验收时采用平板静力载荷试验检测垫层的承载力，为满足工期要求，也可采用旁压试验和动力触探试验相结合的办法进行承载力评价。
4.石粉垫层检测及监测结果
（1）甲方按照我院提出的施工方法于2005年3月下旬全面展开施工，同时我院进行现场检测并及时处理有关问题，至2005年4月中旬，满春康居工程所有楼座石粉垫层施工全部结束，并通过测试验收。结果表明，石粉垫层的地基承载力（fak）多数在250KPa以上，压缩模量（Es）在20MPa以上，远远超过设计要求，并且比使用中、粗砂垫层材料节省50多万元。
（2）2005年底满春康居小区完全采用石粉垫层人工地基的10个楼座主体全部结束，经跟踪检监测，沉降及不均匀沉降数据均满足设计要求，小区建设顺利完成。
5.本工程的几点收获
5.1经济效益。
本工程为银川市康居办节省造价150多万元，为我院创造产值10万余元。
5.2社会效益。
我院通过本工程的服务，为康居工程做出了贡献，得到了社会的赞誉，并为我院开拓了勘察市场。
本工程石粉垫层的成功实践，为石粉垫层的推广应用打下了基础，到目前为止，我院已指导完成石粉垫层处理软弱地基工程20余个，加固地基面积超过5万平方米，加固效果良好。
5.3技术成果
（1）成功地制作了高强度低压缩性的石粉垫层，填补了石粉利用上的一项空白。
（2）得到了石粉垫层的施工工艺及测试经验，为石粉垫层的推广提供了保障措施。
6.结语
（1）通过石粉垫层在20余个工程中的应用，取得了成功，获得了点滴经验。
（2）通过应用发现，石粉垫层的承载能力可超过传统砂垫层的承载力，从某种意义上讲，是对规范的突破。
（3）为更好地开发和利用石粉垫层，我院目前正在进行深入地研究。
（4）在我区的地基处理技术领域带头创新，变废为宝，与国家行业标准精神保持一致，创建节约型社会做出一点贡献。
参考文献
[1]中国建筑科学研究院.JGJ79-2002《建筑地基处理技术规范》.北京：中国建筑工业出版社，2002.
[2]林宗元主编.简明岩土工程勘察设计手册.北京：中国建筑工业出版社，2003：54-55
一、实验的基本作法
调查研究表明：农村自然教学的不利因素主要是教学仪器设备少。但农村学校也有许多有利的教学条件：得天独厚的自然环境和资源为自然教学提供了丰富的、活生生的教学材料；为开展自然教学提供了观察、考察、饲养、栽培等实践活动的场所；自然课中50％以上的内容都是农村学生所熟悉的事物和现象，学生对农村的自然事物有着丰富的感性认识等等。所以，我们特别注意引导实验教师充分利用这些有利条件。
（一）因地制宜，选择适应教学需要的替代材料。
自然课中的观察、实验材料虽有一定的普遍性，但不可能覆盖所有地区和学校，对于那些当地缺乏的材料怎么办？我们采取的办法是：对教材中与自然条件结合较紧的课文进行系列梳理，列出不易得到的教学材料，选择可以达到的教学目的要求、当地易得的材料替代和补充（如用红薯藤替代天竺葵学习“扦插”，用菜青虫替代蚕学习“养蚕”等），并列成“教学材料结构表”印发给当地乡、村小学自然教师使用，以便教师课前准备和要求学生自带材料，从而使所有学生都能亲自参加观察、实验活动，直接感知各种自然事物。实践证明：这些作法是可行的，效果是好的。广大农村自然教师反映：“教学材料结构表”实用性强，易操作，便于兼职教师课前作准备，同时也改变了因缺乏教学材料，只能靠老师演示实验、学生看的状况，有效地激发了学生学习自然的兴趣，增加了学生了解家乡自然事物特点的机会，培养了学生学科学、用科学的能力。
（二）利用农村土地较多的条件，师生动手建设、管理生物园。其作用是：
1.生物园能为教学提供观察实验的材料。教师指导学生在生物园按教学需要分类、分期栽培植物，饲养小动物，为课堂教学提供丰富的、活生生的教学材料，解决了学生因缺乏实验材料无法亲自观察、实验的矛盾。
2.生物园是学生进行栽培、饲养等学习活动的基地。自然教学大纲要求尽可能创造条件，联系实际，让学生直接参与栽培、饲养等实践活动，学习自然知识，这一问题一直未能很好解决。有了生物园地，教师就可以充分利用这一有利条件，引导学生在生物园地中直接参与栽培、饲养等实践活动，如嫁接、扦插、喂养小兔等，从而能更好地在实践中学知识，学技能。
3.生物园的建设能紧密结合当地生产实际，为当地发展经济服务。在生物园的建设中，教师有意识地指导学生结合当地农业生产发展的需要，进行培植花木幼苗、果树、药材等经济作物的实验。例如，荆门市马河镇铁坪小学的实验教师指导学生在生物园扦插葡萄、石榴两万多株，种植香菇45蓬；新州县旧街小学的实验教师指导学生在生物园种植半枝莲、舌干等药材，还进行芽接板栗的实验；利川市黄泥坡小学的实验教师指导学生对珍贵树种“珙桐”、“水杉”进行繁育实验，他们还学习扦插大黄杨树苗，成活率达85％……学生在亲自参与栽培植物的实验活动中，学习兴趣得到了提高，增强了科学种田、科学饲养的意识，学习了一些实用技术，直接或间接地为参加当地经济建设奠定了初步基础。
总之，生物园不只是教学的基地，其功能和作用是多方面的。
（三）充分利用自然环境，开展环境考察和课外自然研究活动。
农村有得天独厚的自然环境，为带领学生走出教室到大自然中去进行考察活动提供了良好的场所。实验教师注意充分利用这一有利条件，带领学生到大自然这个“大课堂”去上课，自然课中凡是适合在当地自然环境中教学的内容，如水域的污染和保护、植物与环境、能源矿产、岩石、土壤等等，尽可能让学生进行实地考察，直接与大自然接触，并注意把爱科学的思想教育和改变当地自然面貌结合起来，把自然课的教学和课外自然研究活动结合起来，从而使自然课取得了综合的教学效益。
（四）结合当地农村经济发展的需要，增补一些有利于学生了解、可以利用家乡自然条件科学致富的教学内容。包括以下几个方面：
1.认识家乡的自然资源──如家乡的地形和作物、家乡的地热资源、家乡的水域、家乡的药材、家乡的茶等。
2.家乡人民对自然界的利用和改造，如柑橘的保藏。
3.科学致富的内容──如池溏的综合利用、兔的饲养、种甘蔗、种菊花、生物防治等。
在学习这些内容时，教师把学生带到田地边、池塘旁、饲养场和农村专业户中，让学生边考察、实践、边学知识，使学生对家乡了解更全面，感情更深厚，并增强了动手能力和科学致富的意识。
二、实验的成效
我省在农村自然教学方面，经过了几年的研究与实验，已初见成效。主要表现在：
（一）提高了教师素质。
教改实验是提高教师教学水平、研究能力最好的培训班。在参与教改实验的过程中，需要教师钻研教育理论，了解教改信息，不断提高自身的素质。据不完全统计：参与实验的260多名教师90％学习了《儿童心理学》、《探究──研讨教学法》、《小学自然教学法》、《教学论》等专著，广泛搜集了有关教改的资料，特别是农村教育、教学改革的资料。至1993年11月，实验教师在市以上公开发行的刊物发表教学论文或经验总结57篇，其中在《课程·教材·教法》、《湖北教育》、《小学自然教学》等省内外刊物上发表13篇，有2篇论文参加了全国小学自然教学研究会农村小学自然教学论文评比，分别获一、二等奖。85％的实验教师承担过省、市、县（区）的公开课、观摩课任务，共100多人次，其中3人获省优秀课奖，60多人获地、市（县）优秀课奖。通过实验，除培养了一批学科带头人外，还促进了当地农村自然教研活动的开展，发现和培养了一批青年教师。据不完全统计：实验前，骨干教师仅占本地任课自然教师的12％左右，到1993年已上升到27％，其中青年骨干自然教师，由占骨干自然教师的15％上升到65％。这样，就充实了骨干教师队伍，较好地解决了困挠学校的自然教师“断层”问题。还有一些教师因在实验中乐于奉献，成绩突出，受到当地教育行政部门的表彰，仅宜昌市就有4名教师的事迹被湖北教育杂志和小学自然教学杂志刊登。
（二）提高了自然教学质量。
随着实验的深入，这些地方自然课的实验教学、实验园地的建设与利用、课外实践活动等都有了明显的提高，从而增加了学生接触社会的机会和对家乡的资源、环境、经济的了解，增强了学生学习自然、研究自然的兴趣，提高了学生观察和动手能力，还有效地激发了学生热爱农村、热爱劳动、立志建设家乡的思想感情。这些地方的“四小”活动（小论文、小制作、小发明、小实验）空前活跃，一些学生撰写的小论文在报刊上发表，自制学具被教学仪器部门推广。仅宜昌市和荆门市的小学生就撰写考察报告、观察日记和小论文800多篇，自制学具、标本几千件，40多篇调查报告和观察日记在省、市（县）一级刊物上发表。
（三）学生能运用所学的知识，为当地经济建设服务。
实验点的教师注意引导学生把在种植、饲养等实践活动中学到的科学知识，掌握的先进技术介绍给农民，帮助农民拓宽经济发展的路子，使庭院经济和农业生产取得良好的效益。例如：荆门市马河镇铁坪村小学地处山区，临近的8个村都有煤窑，农民的经济收入较高，生活富裕。铁坪村却一个煤窑也没有，村里虽然也挖了几口矿井，但都没有找到煤。1993年元月，实验教师在教学《能源矿产》一课时，把学生带到马河煤矿井下参观，学生对煤的形成、煤的地质环境以及开采方法有了一定的了解。回校后，他们制定了考察铁坪村两座山的计划。通过三次课外考察活动，同学们发现小林湾这个地方的岩石层分布很有规律，岩石的颗粒粗糙、均匀、表面松散，一些岩石黄中带黑，夹有闪光的黑色物质，此外，还发现了大量物化石，上面有植物叶的痕迹。学生根据这些发现，联系自然课本中关于煤的形成的知识，推想小林湾可能有煤。为了进一步证实推想，学生们把采集的黑石头和黑土带到学校，做成煤块放在炉子里烧，发现重量减少了35％，进一步证实了这些黑色土石里含有煤。同学们把这次考察的情况写成《小林湾矿产资源考察报告》交给了村委，引起了高度重视。1993年3月，村里请湖北省勘测院在这个地方进行勘探，证实这里确有丰富的煤。
这个学校的实验教师还把学生带到青峰寨上《植物与环境》这一课，通过实地考察，同学们发现流传中的山青水秀、树木参天的青峰寨，如今已名不符实，水土流失非常严重。这主要是当地农民乱砍滥伐树木造成的。同学们把考察的情况和建议写成考察报告，交给村委。村委及时采取补救措施，1993年修拦沙坝七座，并在山边种植了根系发达的树木，有效地防止了水土进一步流失。同学们还把这些情况向农民宣传，增强农民保护环境意识。
钟祥市张湾小学的实验教师带领学生到附近的林场，聘请技术员讲解植物怎样过冬的知识，并结合实际在生物园进行柑橘过冬的实验，取得了较好的效果。之后，学生及时把保护柑橘过冬的方法介绍给家长，帮助家长和邻近农民用科学的办法保护柑橘过冬。1992年冬季，邻近村因没有采取措施保护柑橘，柑橘树冻死了80％，而这个村仅冻死了17％。农民们说：“娃娃们帮了我们。”
新州县旧街小学实验教师带学生到生物园进行种植药材的实验取得成功，学生掌握了种植、管理半枝莲、舌干、白钱草三种中药材的方法。实验班51名学生有45名和家长一起在自家田地种植这三种药材，都获得成功，取得了投资少、见效快的经济效益。如今，这个村家家户户都种植了舌干、半枝莲、白钱草、药用菊花等药材。
枝江县东林小学的实验教师在生物园和学生一道进行芽接板栗，扦插葡萄、大黄杨，嫁接梨树苗的实验，都获成功，直接经济收入一千余元。他们及时把这些技术介绍给农民，受到农民的欢迎。
在学习有关动物知识的课文时，一些实验点的教师还聘请当地兽医和饲养员给学生讲解家禽、家畜常见病的防治方法。学生通过实践，也能在家给家禽、家畜看病了。特别是春秋两季鸡、猪瘟发病季节，学生还主动到农民家协助农民为猪、鸡治病，宣传预防的方法，减少了经济损失，受到了农民的赞扬。
一些实验点的师生，还把在实验中总结的利用当地条件科学种植、科学饲养的经验，以及从报刊杂志上搜集的科技兴农信息，编成“信息小报”，印发给农民，为农民拓宽了经济发展的路子，增强了农民科技兴农的意识。仅荆门市马河镇铁坪村小学的同学，1993年就自办“信息小报”8期，提供科学种植、饲养的经验和信息100多则。
以上事例说明，尽管自然是小学教学中一门“小学科”，但只要我们认真从农村的需要出发，研究和改进教学，也是能为当地社会主义经济建设服务的。
三、几点体会
几年的农村自然教学研究与实验，有以下几点体会：
依循“由大变强、靠新出强”战略走新型墙材发展之路
节能促进低碳发展创新推动行业进步——2010年中国砖瓦工业协会年会、2010年中国(南昌)国际砖瓦节能论坛在南昌市召开
行业展会彰显创新气象精英聚首共谋低碳发展——第24届中国墙体屋面材料、设备暨配套产品博览会在南昌召开
坚持技术创新促进节能减排坚持服务宗旨推动行业进步——在2010年中国砖瓦工业协会年会、2010年中国(南昌)国际砖瓦节能论坛上的讲话
图书是弘扬新科技的载体——《烧结砖瓦技术350问》、《烧结砖瓦产品的制造及其产品性能》首发式讲话
行业展会公平竞争相互学习共谋发展——第24届博览会参展单位代表致辞
《烧结砖瓦技术问答350问》、《烧结砖瓦产品制造及其产品性能》新书首发式、大型绿色砖瓦宣传片《走进绿色砖世界》新片首映式在中国南昌举行
2010年第3季度新型墙体材料产品质量国家监督抽查结果的报告
关于2010年度墙体屋面及道路用建筑材料产品质量国家监督抽查、重点企业检查达标企业的通报
关于授予“2010年度中国墙体屋面及道路用建筑材料产品质量信誉模范企业”称号的通报
关于2010年度质量管理先进单位、优秀厂长、经理和质量管理先进工作者的通报
锥套在联轴器中的应用
荷兰发明自动铺砖机
《砖瓦世界》2010年总目录
2010中国砖瓦工业协会年会2010中国(南昌)国际砖瓦节能论坛在南昌隆重召开!
行业展会彰显创新气象——第24届中国墙体屋面材料、设备暨配套产品博览会在南昌隆重开幕!
精英聚首共谋低碳发展——第24届中国墙体屋面材料、设备暨配套产品博览会企业风采
《烧结砖瓦生产技术350问》《烧结砖瓦产品的制造及其产品性能》新书首发式《走进绿色的砖世界》大型砖瓦文化宣传片首映式
行业盛会谱写节能减排新篇章——2009年中国砖瓦工业协会年会、2009年中国(合肥)国际砖瓦节能高层论坛、第23届中国墙体屋面材料、设备暨配套产品博览会在合肥市召开
维护当前较好局面促进砖瓦行业健康发展——在2009年中国砖瓦工业协会年会暨2009年中国(合肥)国际砖瓦节能高层论坛上的讲话
墙材革新政策导向和发展现状
墙材革新的战略思考
雨中兼程考察兴林——中国建筑材料联合会党委书记、常务副会长、中国砖瓦工业协会会长孙向远考察安徽兴林机械集团公司
装备升级引领砖瓦工业新方向——第23届中国墙体屋面材料、设备暨配套产品博览会侧记
2009年欧洲砖瓦技术市场考察报告
新型墙材发展怎样突破当前困境
《烧结多孔砖和多孔砌块》新行业标准的探讨
煤矸石理化性能对烧结砖质量的影响
石膏砌块的发展现状及研究进展
工业废渣混凝土多孔砖的试制
轻集料混凝土空心隔墙板裂纹的成因及对策
节能保温墙体施工应用11问(四)
美国烧结砖的生产与应用
《砖瓦世界》2009年总目录
答卷
以党员的名誉——写在中国共产党成立87周年之际
孙向远会长参加山东矿机迈科建材机械有限公司全自动切码运产品下线仪式
中砖协字[2008]20号关于召开砖瓦高层论坛暨五届三次理事会议的通知
抗震救灾重建家园全力支援灾区灾后重建工作
中砖协字【2008】21号关于征订《推进墙体材料革新》文件汇编的通知
首批投资灾区建设新型节能墙体屋面材料生产线框架协议在成都签订
唐山灾后重建中的一点启示利用建筑垃圾生产墙材制品
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