地基处理中换填垫层法

换填垫层法《建筑地基处理技术规范》(GB50007—2002)中规定：换填垫层法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。换填法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等的浅层地基处理。一换填法的概念当软弱地基的承载力和变形满足不了建筑物的要求，而软弱层的厚度又不很大时，将基础底面以下处理范围内的软弱土层的部分或全部挖去，然后分层换填强度较大的砂(碎石、素土、灰土、粉煤灰)或其它性能稳定、无侵蚀性等材料，并压（夯、振)实至要求的密实度为止，这种地基处理的方法称为换填法，它还包括低洼地域筑高(平整场地)或堆填筑高(道路路基)。二分类按回填材料不同，垫层可分为：砂垫层、砂石垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层、矿渣垫层和粉煤灰垫层等。三一些注意事项1大面积填土产生的大范围地面荷载影响深度较深，地基土的压缩变形量大，沉降延续时间长，与换填法浅层处理地基的特点不同，因而大面积填土地基的设计和施工时，地面堆载应力求均衡，避免大量、迅速、集中堆载，并根据使用要求、堆载特点，结构类型和地质条件确定允许堆载的大小和范围。堆载不宜压在基础上，应在基础施工前不少于三个月完成大面积填土。2通常基坑开挖后，利用分层回填压实，虽也可处理较深的软弱土层，但经常由于地下水位高而采取降水措施。3坑壁放坡，占地面积大或需要基坑支护。4施工土方量大，弃土多等因素，从而使处理费用增高、工期拖长，因此换填法的处理深度通常宜控制在3m以内，但也不宜小于0.5m，因为垫层太薄，则换土垫层的作用并不显著。

换填法在国外亦有的将它归属于“压实”的地基处理范畴，“压实”可认为是由土排除空气而使空隙减小，因此它不同于“固结”，“固结”是由于排除孔隙水而使孔隙体积减少。换填后将土层压实，就增加了土的抗剪强度，减少了渗透性和压缩性，减弱了液化趋势，并增加了抗冲侧能力。四勘查1地质情况2地形、地貌、土的性质等3地下水位4地下管线，地下建筑等5换填土的种类、规格、性质、来源等五垫层的作用1提高地基承载力2减小沉降量（减小垫层下天然土层的压力）3加速软弱土层的固结4防止冻胀5消除膨胀土的胀缩作用6消除或部分消除黄土的湿陷性土的压实机理当粘性土的土样含水量较小时，其粒间引力较大，在一定的外部压实功能作用下，如还不能有效地克服引力而使土粒相对移动，这时压实效果就比较差。当增大土样含水量时，结合水膜逐渐增厚，减小了引力，土粒在相同压实功能条件下易于移动而挤密，所以压实效果较好。但当土样含水量增大到一定程度后，孔隙中就出现了自由水，结合水膜的扩大作用不大，因而引力的减少就不显著，此时自由水填充在孔隙中，从而产生了阻止土粒移动的作用，使压实效果又趋于下降。因此在设计叫要选择一个“最优含水量”，这就是土粒的压实机理。

击实试验一．砂（砂石、碎石）垫层的设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+<—垫层底面处的附加压力—垫层底面处土的自重应力—经深度修正后垫层底面处软弱下卧层土的地基承载力特征值2宽度的确定3承载力确定垫层的承载力宜通过现场试验确定，当无试验资料时，可按表4－2（教材51页）选用，并应验算下卧层的承载力。4沉降计算

对于重要的建筑或垫层下存在软弱下卧层的建筑，还应进行地基变形计算。建筑物基础沉降等于垫层自身的变形量与下卧土层的变形量之和。对超出原地面标高的垫层或换填材料的密度高于天然土层密度的垫层，宜早换填并考虑其附加的荷载对建造的建筑物及邻近建筑物的影响。二砂垫层施工（一）对材料的要求砂石垫层材料宜选用碎石、卵石、角砾、圆砾、砾砂、粗砂、中砂或石屑(粒径小于2mm的部分不应超过总重的45％)，应级配良好，不含植物残体、垃圾等杂质。当使用粉细砂时，应掺入不少于总重30％的碎石或卵石。砂石的最大粒径不宜大于50mm，并通过试验确定虚铺厚度、振捣遍数、振捣器功率等技术参数。对湿陷性黄土地基，不得选用砂石等透水材料。开挖基坑时应避免坑底土层扰动，可保留200mm厚土层暂不挖去，待铺砂前再挖至设计标高，如有浮土必须清除。当坑底为饱和软土时，必须在与土面接触处铺一层细砂起反滤作用，其厚度不计入砂石垫层设计厚度内。（二）施工机具及方法平碾、羊足碾、振动碾、振动压实机、蛙式夯实机、重锤夯实。1机械碾压法机械碾压法是采用各种压实机械来压实地基土。此法常用于基坑底面积宽大，开挖土方量较大的工程。2重锤或夯实乳法重锤税夯实冻采用骨圆台夫形锤(见下电图)，锤红重宜键大于2t，锤底贼面的单可位静压绣力为15～20猫kP去a，夯极锤落板距宜沸大于4m。重锤夯灵实宜一化夯挨一磨夯顺序袖进行。欠在独立知柱基基土坑内，榜宜按先绕外后里羽顺序夯惧击。同茄一基坑砖底面标帅高不同蠢时，应废按先深灰后浅的凳顺序逐酿层夯实放，一般寄累计夯脱击10～15次。幅最后草两击申平均懒夯沉析量，耗对砂骨土应闲不超蜜过5～10m否m，对饭细颗览粒土蚕应不直超过10～20齐mm。重锤宽夯实笋的现昂场试碑验应确确定脖最少鲜夯击线遍数闭、最吗后两央遍平柄均夯书沉量菊和有螺效夯归实深悄度等辽。有戚效夯窃实深丛度一暑般可耕达lm左右，我并可消才除1.0～1.5嫌m厚湿陷缴性黄土疾层的湿浓陷性。3平板摊振动舍法两个偏赢心块以桃相同速醉度反向季转动而愿产生很晚大的垂垄直振动肺力。对主要破由炉渣温、碎砖灶、瓦块锹组成的砌建筑垃顾圾，振叹动时间往约在1mi焰n以上；书对含炉飞灰等细贫粒填土辨，振动所时间约聚为3～5m亚in，有镇效振殖实深迅度为1.2～1.5钳m。（三）维施工要爱点1应考弓虑附谨加荷供载对庆邻近厘建筑约的影兔响；2注意淡地下据水位纪的要限求；3严禁吨扰动企下卧部软层勺，留200板mm土；4垫层铺户填前，爷应做好霉验槽工泉作；5垫层底庙面宜设杆在同一柏标高上株，如深予度不同浓，基坑诵底面应仪挖成阶薪梯形或牌斜坡搭扔接形，幼各分层侄搭接位储置应错芝开0.乡丰5～1.陆0m水平党距离马。搭付接处券注意宏夯压霞密实视，并赔按先厨深后住浅的浅顺序炎进行壮垫层触施工辉。4水撼得法在基巡寿槽两病侧设仍置样撞桩，捞控制氧铺砂羽厚度索，每突层虚帽铺25c俱m。铺券好后烂，灌书水与阔砂面字齐平廊，然绿后用袭钢叉裁插入胶砂中弯振摇笑十几茅次，亏如果系砂已答沉实笨，便底将钢依叉拔慰出，照在相帜距10贵cm处重新枝插入摇必撼，直以至这一蛙层全部璃结束，工经检查享合格后邀铺第二舌层。钢叉他分四高齿，婚齿的垫间距80今mm，长30勿0m锯m，木柄形长90m泄m6用碎石剩或卵石虏、砾石小作垫层逝材料时燃，基坑哭底部要刮先铺填垮一层厚15井0～300赞mm的砂抽垫层科，并基用木哭夯夯桌实。类不得醉使用灿振捣厦器，掉以防饮下部桃软弱肝土层(特别贿是淤联泥或顺淤泥胜质土省层)表面魔受到渗局部殖破坏模。如菠果淤卧泥或老淤泥险质土际层厚掏度较该小，达在碾凳压荷桨载下旁，抛鹊石能捞挤入问该层皆底面乳时，轧可采瓦用抛取石挤爪淤处显理。授即先顷在软埋弱土抚层上母堆填吵块石社，然垒后将宣其压巴入以洒置换淹和挤兆出软砍弱土躁。三质海量检验1环刀红法用容积肠不小于20明0c倒m3环刀励压入践垫层野中取羊样，皱测定海其干胶土密愤度（饼或压柱实系乳数）括，以席不小轿于填第料在飘中密奖状态掉时的贼干土些密度犯数值基为合长格。2贯入厨法需将表集面的填巴料刮去3cm左右，红并用贯喇入仪、粥钢叉或指钢筋等郊以贯入符度大小托检查垫亚层的质贪量。其他垫串层材料2．粉榆质粘搏土土料侄中有牛机质莫含量穿不得活超过5％，亦那不得含遇有冻土置或膨胀喉土材料开。当含灵有碎石届时，粒荐径不宜士大于50魂mm。3．灰土灰土踪蝶的体猎积配迅合比拌宜为2：8或3：7。土料临宜用粉属质粘土佩，不宜鸡使用块偏状粘土拘和砂质资粉土，准不得含躺有松软翠杂质，喊并应过咳筛，其如颗粒粒汪径不得茄大于15铸mm。石灰画宜用新哄鲜的消贤石灰，葬其颗粒逮粒径不允得大于5m秆m。4．矿传渣垫层使瘦用的矿云渣是指类高炉重苦矿渣，裁可分为分级矿现渣、混合矿垦渣及原状松矿渣。矿渣向垫层主扁要用于葵堆场、趴道路和滑地坪，绣也可用皇于小型描建筑物鄙、构筑郊物地基雾。选用商矿渣的素松散重羊度不小滋于11狡kN／m3，有机坟质及含仍泥总量狮不超过5％。塔设计搅、施搜工前崇必须消对选涛用的莲矿渣至进行诊试验推，在双确认汪其性揉能稳慢定并春符合域安全晨规定望后方蚁可使诉用。况作为详建筑那物垫娱层的跟矿渣供应符什合对咱放射境性安殊全标麦准的果要求滩。易扛受酸度、碱念影响芳的基准础或塑地下枣管网剥不得竖采用滴矿渣馆垫层巴。大葡量填戴筑矿拘渣时井．应更考虑死对地稼下水寒和土俊壤的克环境句影响附。5．其他搅工业废葛渣在有讨可靠烂试验屡结果午或成沙功工当程经凭验时镜，对饺质地客坚硬蛙、性如能稳攻定、肌无腐吹蚀性蜡和放最射性院危害采的工睡业废宗渣等麦均可犬用于喘填筑抬换填悼垫层坚。被胞选用寇工业砌废渣资的粒梢径、势级配兼和施触工工软艺等吊应通泪过试叨验确贫定。6．土稀工合语成材毕料由分唯层铺砍设的伙土工坚合成澡材料耗与地狸基土阳构成算加筋快垫层今。所乌用土杆工合汁成材狐料的己品种茫与性茂能及毫填料昏的土帐类应伸根据腔工程抱特性梁和地类基土侵条件塘，按禽照现圆行国售家标删准《土工普合成树材科吵应用清技术胸规范》G户B5贩02蔬90－98的要待求，联通过疏设计捡并进衬行现刚场试留验后周确定扔。作为加距筋的土旺工合成裁材料应化采用抗穗拉强度街较高、旨受力时竞伸长率计不大于4%～5%、耐久旬性好、按抗腐蚀桑的土工技格栅、帅土工垫联或土工普织物等目土工合海成材料败；垫层隐填料宜版用碎石游、角砾撑、砾砂核、粗砂怒、中砂裕或粉质巨粘土等劣材料。梢当工程佛要求垫乓层具有粗排水功疯能时，疗垫层材识料应具篇有良好购的透水菊性。在量软土地座基上使独用加筋补垫层时酒，应保剧证建筑松稳定并杨满足允西许变形遮的要求铅。粉煤询灰垫色层粉煤灰棵是燃煤亮电厂的蝴工业废毛弃物，广实践证曲明，粉旋煤灰是鸣一种良桂好的地烟基处理殊材料资定源，具营有良好饶的物理届、力学扒性能，川能满足区工程设胞计的技虎术要求一．魂工程镜特性硬及对泥环境昨的影差响1自重轻2击实够性好3抗剪强骡度（与唐土相当玩）4压缩怜性5承载恭能力6渗透跌性7抗液采化性8对环境高的影响二．设谜计和施惹工1、材第料要老求粉煤播灰可鲁采用魄湿排商灰、弊调湿循灰和比干排翁灰。速不含疑有机迈物、而垃圾黑和有弃机质卖等杂霜物。侨运输磁时粉倒煤灰电含水卷量不虚宜过避多或揪过少脾，过疾多会南在运熊输过项程中台造成火滴水眯，过递少会左造成日扬尘呀，污岭染环复境。违洒水旷的水适质不腊应含裁油质掉，PH在6～9之间捎。2、施工问要点（1）粉貌煤灰灵应预丸先进衰行击史实试愚验，姿确定脚其最警大干短密度科和最渠优含电水量垄，由境此确枯定的创施工鸭碾压端（或厅夯实纸）时夸所采挖用的伸