地基处理3换填垫层法

换填垫层法《建筑地基处理理技术规范》(GB50007—2002)中规定：换填填垫层法适用用于浅层软弱弱地基及不均均匀地基的处处理。换填法适用于于淤泥、淤泥泥质土、湿陷陷性黄土、素素填土、杂填填土地基及暗暗沟、暗塘等等的浅层地基基处理。一换填法的的概念当软弱地基的的承载力和变变形满足不了了建筑物的要要求，而软弱弱层的厚度又又不很大时，，将基础底面面以下处理范范围内的软弱弱土层的部分或全部挖去，然后分分层换填强度度较大的砂(碎石、素土、、灰土、粉煤煤灰)或其它性能稳稳定、无侵蚀蚀性等材料，，并压（夯、、振)实至要求的密密实度为止，，这种地基处处理的方法称称为换填法，，它还包括低低洼地域筑高高(平整场地)或堆填筑高(道路路基)。二分类按回填材料不不同，垫层可可分为：砂垫垫层、砂石垫垫层、碎石垫垫层、素土垫垫层、灰土垫垫层、矿渣垫垫层和粉煤灰灰垫层等。三一些注意意事项1大面积填土产产生的大范围围地面荷载影影响深度较深深，地基土的的压缩变形量量大，沉降延延续时间长，，与换填法浅浅层处理地基基的特点不同同，因而大面面积填土地基基的设计和施施工时，地面面堆载应力求求均衡，避免免大量、迅速速、集中堆载载，并根据使使用要求、堆堆载特点，结结构类型和地地质条件确定定允许堆载的的大小和范围围。堆载不宜宜压在基础上上，应在基础础施工前不少少于三个月完完成大面积填填土。2通常基坑开挖挖后，利用分分层回填压实实，虽也可处处理较深的软软弱土层，但但经常由于地地下水位高而而采取降水措措施。3坑壁放坡，占占地面积大或或需要基坑支支护。4施工土方量大大，弃土多等等因素，从而而使处理费用用增高、工期期拖长，因此此换填法的处处理深度通常常宜控制在3m以内，但也不不宜小于0.5m，因为垫层太太薄，则换土土垫层的作用用并不显著。。换填法在国外外亦有的将它它归属于“压压实”的地基基处理范畴，，“压实”可可认为是由土土排除空气而而使空隙减小小，因此它不不同于“固结”，“固结”是是由于排除孔孔隙水而使孔孔隙体积减少少。换填后将将土层压实，，就增加了土土的抗剪强度度，减少了渗渗透性和压缩缩性，减弱了了液化趋势，，并增加了抗抗冲侧能力。。四勘查1地质情况2地形、地貌、、土的性质等等3地下水位4地下管线，地地下建筑等5换填土的种类类、规格、性性质、来源等等五垫层的作作用1提高地基承载载力2减小沉降量（（减小垫层下下天然土层的的压力）3加速软弱土层层的固结4防止冻胀5消除膨胀土的的胀缩作用6消除或部分消消除黄土的湿湿陷性土的压实机理理当粘性土的土土样含水量较较小时，其粒粒间引力较大大，在一定的的外部压实功功能作用下，，如还不能能有效地克服服引力而使土土粒相对移动动，这时压实实效果就比较较差。当增大大土样含水量量时，结合水水膜逐渐增厚厚，减小了引引力，土粒在在相同压实功功能条件下易易于移动而挤挤密，所以压压实效果较好好。但当土样样含水量增大大到一定程度度后，孔隙中中就出现了自自由水，结合合水膜的扩大大作用不大，，因而引力的的减少就不显显著，此时自自由水填充在在孔隙中，从从而产生了阻阻止土粒移动动的作用，使使压实效果又又趋于下降。。因此在设计计叫要选择一一个“最优含含水量”，这这就是土粒的的压实机理。。击实试验一．砂（砂砂石、碎石））垫层的设计计设计要求强度面积设计内容厚度宽度垫层设计1厚度的确定+<—垫层底面处的的附加压力—垫层底面处土土的自重应力力—经深度修正后后垫层底面处处软弱下卧层层土的地基承承载力特征值值2宽度的确定3承载力确定垫层的承载力力宜通过现场场试验确定，，当无试验资资料时，可按按表4－2（教材51页）选用，并并应验算下卧卧层的承载力力。4沉降计算对于重要的建建筑或垫层下下存在软弱下下卧层的建筑筑，还应进行行地基变形计计算。建筑物物基础沉降等等于垫层自身身的变形量与与下卧土层的的变形量之和和。对超出原地面面标高的垫层层或换填材料料的密度高于于天然土层密密度的垫层，，宜早换填并并考虑其附加加的荷载对建建造的建筑物物及邻近建筑筑物的影响。。二砂垫层施施工（一）对材料料的要求砂石垫层材料料宜选用碎石石、卵石、角角砾、圆砾、、砾砂、粗砂砂、中砂或石石屑(粒径小于2mm的部分不应超超过总重的45％)，应级配良好好，不含植物物残体、垃圾圾等杂质。当当使用粉细砂砂时，应掺入入不少于总重重30％的碎石或卵卵石。砂石的的最大粒径不不宜大于50mm，并通过试验验确定虚铺厚厚度、振捣遍遍数、振捣器器功率等技术术参数。对湿湿陷性黄土地地基，不得选选用砂石等透透水材料。开挖基坑时应应避免坑底土土层扰动，可可保留200mm厚土层暂不挖挖去，待铺砂砂前再挖至设设计标高，如如有浮土必须须清除。当坑坑底为饱和软软土时，必须须在与土面接接触处铺一层层细砂起反滤滤作用，其厚厚度不计入砂砂石垫层设计计厚度内。（二）施工机机具及方法平碾、羊足碾碾、振动碾、、振动压实机机、蛙式夯实实机、重锤夯夯实。1机械碾压法机械碾压法是是采用各种压压实机械来压压实地基土。。此法常用于于基坑底面积积宽大，开挖挖土方量较大大的工程。2重锤夯实法重锤夯实采用用圆台形锤(见下图)，锤重宜大于于2t，锤底面的单单位静压力为为15～20kPa，夯锤落距宜宜大于4m。重锤夯实宜一一夯挨一夯顺顺序进行。在在独立柱基基基坑内，宜按按先外后里顺顺序夯击。同同一基坑底面面标高不同时时，应按先深深后浅的顺序序逐层夯实，，一般累计夯夯击10～15次。最后两击击平均夯沉量量，对砂土应应不超过5～10mm，对细颗粒土土应不超过10～20mm。重锤夯实的现现场试验应确确定最少夯击击遍数、最后后两遍平均夯夯沉量和有效效夯实深度等等。有效夯实实深度一般可可达lm左右，并可消消除1.0～1.5m厚湿陷性黄土土层的湿陷性性。3平板振动法两个偏心块以以相同速度反反向转动而产产生很大的垂垂直振动力。。对主要由炉渣渣、碎砖、瓦瓦块组成的建建筑垃圾，振振动时间约在在1min以上；对含炉炉灰等细粒填填土，振动时时间约为3～5min，有效振实深（三三））施施工工要要点点1应考考虑虑附附加加荷荷载载对对邻邻近近建建筑筑的的影影响响；；2注意意地地下下水水位位的的要要求求；；3严禁禁扰扰动动下下卧卧软软层层，，留留200mm土；；4垫层层铺铺填填前前，，应应做做好好验验槽槽工工作作；；5垫层层底底面面宜宜设设在在同同一一标标高高上上，，如如深深度度不不同同，，基基坑坑底底面面应应挖挖成成阶阶梯梯形形或或斜斜坡坡搭搭接接形形，，各各分分层层搭搭接接位位置置应应错错开开0.5～1.0m水平平距距离离。。搭搭接接处处注注意意夯夯压压密密实实，，并并按按先先深深后后浅浅的的顺顺序序进进行行垫垫层层施施工工。。4水撼撼法法在基基槽槽两两侧侧设设置置样样桩桩，，控控制制铺铺砂砂厚厚度度，，每每层层虚虚铺铺25cm。铺铺好好后后，，灌灌水水与与砂砂面面齐齐平平，，然然后后用用钢钢叉叉插插入入砂砂中中振振摇摇十十几几次次，，如如果果砂砂已已沉沉实实，，便便将将钢钢叉叉拔拔出出，，在在相相距距10cm处重重新新插插入入摇摇撼撼，，直直至至这这一一层层全全部部结结束束，，经经检检查查合合格格后后铺铺第第二二层层。。钢叉叉分分四四齿齿，，齿齿的的间间距距80mm，长长300mm，木木柄柄长长90mm6用碎碎石石或或卵卵石石、、砾砾石石作作垫垫层层材材料料时时，，基基坑坑底底部部要要先先铺铺填填一一层层厚厚150～300mm的砂砂垫垫层层，，并并用用木木夯夯夯夯实实。。不不得得使使用用振振捣捣器器，，以以防防下下部部软软弱弱土土层层(特别别是是淤淤泥泥或或淤淤泥泥质质土土层层)表面面受受到到局局部部破破坏坏。。如如果果淤淤泥泥或或淤淤泥泥质质土土层层厚厚度度较较小小，，在在碾碾压压荷荷载载下下，，抛抛石石能能挤挤入入该该层层底底面面时时，，可可采采用用抛抛石石挤挤淤淤处处理理。。即即先先在在软软弱弱土土层层上上堆堆填填块块石石，，然然后后将将其其压压入入以以置置换换和和挤挤出出软软弱弱土土。。三质质量量检检验验1环刀刀法法用容容积积不不小小于于200cm3环刀刀压压入入垫垫层层中中取取样样，，测测定定其其干干土土密密度度（（或或压压实实系系数数）），，以以不不小小于于填填料料在在中中密密状状态态时时的的干干土土密密度度数数值值为为合合格格。。2贯入入法法需将将表表面面的的填填料料刮刮去去3cm左右右，，并并用用贯贯入入仪仪、、钢钢叉叉或或钢钢筋筋等等以以贯贯入入度度大大小小检检查查垫垫层层的的质质量量。。其他他垫垫层层材材料料2．粉粉质质粘粘土土土料料中中有有机机质质含含量量不不得得超超过过5％，，亦亦不不得得含含有有冻冻土土或或膨膨胀胀土土材材料料。。当当含含有有碎碎石石时时，，粒粒径径不不宜宜大大于于50mm。3．灰灰土土灰土土的的体体积积配配合合比比宜宜为为2：8或3：7。土土料料宜宜用用粉粉质质粘粘土土，，不不宜宜使使用用块块状状粘粘土土和和砂砂质质粉粉土土，，不不得得含含有有松松软软杂杂质质，，并并应应过过筛筛，，其其颗颗粒粒粒粒径径不不得得大大于于15mm。石石灰灰宜宜用用新新鲜鲜的的消消石石灰灰，，其其颗颗粒粒粒粒径径不不得得大大于于5mm。4．矿矿渣渣垫层层使使用用的的矿矿渣渣是是指指高高炉炉重重矿矿渣渣，，可可分分为为分级级矿矿渣渣、混合合矿矿渣渣及原状状矿矿渣渣。矿矿渣渣垫垫层层主主要要用用于于堆堆场场、、道道路路和和地地坪坪，，也也可可用用于于小小型型建建筑筑物物、、构构筑筑物物地地基基。。选选用用矿矿渣渣的的松松散散重重度度不不小小于于11kN／m3，有机质质及含泥泥总量不不超过5％。设计计、施工工前必须须对选用用的矿渣渣进行试试验，在在确认其其性能稳稳定并符符合安全全规定后后方可使使用。作作为建筑筑物垫层层的矿渣渣应符合合对放射射性安全全标准的的要求。。易受酸酸、碱影影响的基基础或地地下管网网不得采采用矿渣渣垫层。。大量填填筑矿渣渣时．应应考虑对对地下水水和土壤壤的环境境影响。。5．其他工工业废渣渣在有可靠靠试验结结果或成成功工程程经验时时，对质质地坚硬硬、性能能稳定、、无腐蚀蚀性和放放射性危危害的工工业废渣渣等均可可用于填填筑换填填垫层。。被选用用工业废废渣的粒粒径、级级配和施施工工艺艺等应通通过试验验确定。。6．土工合合成材料料由分层铺铺设的土土工合成成材料与与地基土土构成加加筋垫层层。所用用土工合合成材料料的品种种与性能能及填料料的土类类应根据据工程特特性和地地基土条条件，按按照现行行国家标标准《土工合成成材科应应用技术术规范》GB50290－98的要求，，通过设设计并进进行现场场试验后后确定。。作为加筋筋的土工工合成材材料应采采用抗拉拉强度较较高、受受力时伸伸长率不不大于4%～5%、耐久性性好、抗抗腐蚀的的土工格格栅、土土工垫或或土工织织物等土土工合成成材料；；垫层填填料宜用用碎石、、角砾、、砾砂、、粗砂、、中砂或或粉质粘粘土等材材料。当当工程要要求垫层层具有排排水功能能时，垫垫层材料料应具有有良好的的透水性性。在软软土地基基上使用用加筋垫垫层时，，应保证证建筑稳稳定并满满足允许许变形的的要求。。粉煤灰垫垫层粉煤灰是是燃煤电电厂的工工业废弃弃物，实实践证明明，粉煤煤灰是一一种良好好的地基基处理材材料资源源，具有有良好的的物理、、力学性性能，能能满足工工程设计计的技术术要求一．工程程特性及及对环境境的影响响1自重轻2击实性好好3抗剪强度度（与土土相当））4压缩性5承载能力力6渗透性7抗液化性性8对环境的的影响二．设计计和施工工1、材料要要求粉煤灰可可采用湿湿排灰、、调湿灰灰和干排排灰。不不含有机机物、垃垃圾和有有机质等等杂物。。运输时时粉煤灰灰含水量量不宜过过多或过过少，过过多会在在运输过过程中造造成