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文档简介

换土垫层法计算及施工要点基底换填0.6m灰土垫层施工检验铺设砂垫层天津港开发区抽检砂垫层路基填土平整砂垫层地下室底板下的砂垫层、砼垫层、防水层及砼保护层

基础灰土垫层施工阶段定义:当软弱土地基的承载力和变形满足不了建筑物的要求,而软弱土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,压缩性能好的岩土材料(砂、碎石、矿渣、素土、灰土、高炉干渣、粉煤灰)或其它性能稳定、无侵蚀性等材料(土工格栅),并压(碾、夯、振)实至要求的密实度,并形成垫层。3.1概述换土垫层法包括:低洼地域筑高和堆填筑高优点:就地取材、施工简单、机械设备简单、工期短、造价低。处理深度:3~5m以内。

种类:砂垫层、砂石垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层、二灰垫层、矿渣垫层和粉煤灰垫层、土工合成材料加碎石垫层等。3.1.1加固机理和适用范围加固机理:换填、振密、应力扩散。

适用范围:适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。

《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2012)(1)提高地基承载力。(2)减少沉降量。(3)加速软弱土层的排水固结。(4)防止冻胀。(5)消除膨胀土的胀缩作用。(6)消除湿陷性黄土的湿陷作用(7)局部换填处理暗浜和暗沟3.1.2垫层的作用

(1)提高地基承载力。浅基础的地基承载力与持力层的抗剪强度有关。如果以抗剪强度较高的砂或其它填筑材料代替软弱的土,可提高地基的承载力,避免地基破坏。(2)减少沉降量。一般地基浅层部分沉降量在总沉降量中所占的比例是比较大的。以条形基础为例,在相当于基础宽度的深度范围内的沉降量约占总沉降量50%左右。如以密实砂或其它填筑材料代替上部软弱土层,就可以减少这部分的沉降量。由于砂垫层或其它垫层对应力的扩散作用,使作用在下卧层土上的压力较小,这样也会相应减少下卧层土的沉降量。(3)加速软弱土层的排水固结。建筑物的不透水基础直接与软弱土层相接触时,在荷载的作用下,软弱土层地基中的水被迫绕基础两侧排出,因而使基底下的软弱土不易固结,形成较大的孔隙水压力,还可能导致由于地基强度降低而产生塑性破坏的危险。砂垫层和砂石垫层等垫层材料透水性大,软弱土层受压后,垫层可作为良好的排水面,可以使基础下面的孔隙水压力迅速消散,加速垫层下软弱土层的固结和提高其强度,避免地基土塑性破坏。(4)防止冻胀。因为粗颗粒的垫层材料孔隙大,不易产生毛细管现象,因此可以防止寒冷地区土中结冰所造成的冻胀。这时,砂垫层的底面应满足当地冻结深度的要求。(5)消除膨胀土的胀缩作用。在膨胀土地基上可选用砂、碎石、块石、煤渣、二灰或灰土等材料作为垫层以消除胀缩作用,但垫层厚度应依据变形计算确定,一般不少于0.3m,且垫层宽度应大于基础宽度,而基础的两侧宜用与垫层相同的材料回填。振密机理

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就不大了,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,所以压实效果又趋下降,因而设计时要选择一个”最优含水量”。3.2垫层作用机理击实曲线

人工压实不是挤出土中水,而是挤出土中气来达到压实目的的。击实试验土的压实度(或压实系数c),定义为土压实时要求达到的干密度d与室内击实试验所得到的最大干密度dmax之比值,可由下式表示:

c=d/dmax

在工程中,填土的质量标准常以压实度来控制。要求压实度越接近于1,表明对压实质量的要求越高。根据工程性质及填土的受力状况,所要求的压实度是不一样的。在工地上对压实度的检验,一般可用环刀法、灌砂(或水)法、湿度密度仪法或核子密度仪法等来测定土的干密度和含水量,具体选用哪种方法,可根据工地的实际情况决定。垫层材料2.垫层厚度3.垫层宽度4.沉降验算3.3垫层设计计算垫层三材料(1)砂、三碎石三或砂三石料三;(2)灰三土;(3)粉三煤灰三或矿三渣;(4)土三工合三成材三料加三碎石三垫层三等。种类三:砂垫三层、三砂石三垫层三、碎三石垫三层、三素土三垫层三、灰三土垫三层、三二灰三垫层三、矿三渣垫三层和三粉煤三灰垫三层、三土工三合成三材料三加碎三石垫三层等三。换填三法设三计主三要是垫层三厚度z(0.三5~三3m)和三宽度B。原则:三(1)各三种材三料垫三层设三计,三近似三按砂三垫层三计算三方法三进行三设计三(2)砂三垫层三垫层三厚度z,要三求有三足够三深度三,以三置换三可能三被剪三切破三坏的三软弱三土层三;三(3)垫三层上三、下三平面三尺寸三,要三满足三应力三扩散三要求三和砂三垫层三不发三生水三平挤三出b回填土B=b+2ztgdz2.垫层三厚度三(z)垫层三设计三示意三图pbDBzpzpczpczqb+2ztanqpz基础回填土垫层$$$$$$式中pz-垫三层底三面处三的附三加压三力(kP三a)pcz-垫三层底三面处三的自三重压三力(kP三a)faz-垫三层底三面处三经深三度修三正后三的地三基承三载力三特征三值(kP三a),三宜通三过试三验确三定。垫层三厚度z,可根三据下三卧土三层承三载力三确定三,应三符合三地基三承载三力验三算要三求条形三基础三:矩形三基础三:式中b-矩三形基三础或三条形三基础三底面三的宽三度(m);l-矩三形基三础底三面的三长度三(m);p-基三础底三面接三触压三力(kP三a);pc-基三础底三面自三重应三力(kP三a);θ-垫三层材三料的三压力三扩散三角,三在缺三少资三料时三,可三按表3.三2选用三。按均三匀分三布,三条形三基础三和矩三形基三础下三垫层三底面三处附三加压三力pz的简三化计三算

换填材料

z/b中、粗砂、砾石、卵石、碎石粘性土和粉土(8<Ip<14)灰土0.2520628≥0.503023注:三当时z/三b<三0.三25

当0.25<z/b<0.5时,θ可由内插法求得。表3.三2垫层三材料三压力三扩散三角θ(°)地基三承载三力修三正土的类别hbhd淤泥和淤泥质土01.0人工填土,或e或者大于等于0.85的粘土01.0红粘土含水比大于0.8

含水比小于等于0.800.151.21.4填土压实系数大于0.95、粘粒含量大于10%的粉土最大干密度大于2.1t/m3的级配砂石001.52.0粉土粘粒含量大于10%的粉土粘粒含量小于10%的粉土0.30.51.52.0e及IL均小于0.85的粘性土粉砂、细砂(不包括很湿与饱和时的稍密状态)中砂、粗砂、砾砂和碎石土0.32.03.01.63.04.43.垫层三宽度三(B)垫层三的底三面宽三度应三以满三足基三础底三面应三力扩三散和三防止三垫层三向两三侧挤三出为三原则三进行三设计三。关三于宽三度计三算,三目前三还缺三乏可三靠的三方法三。一三般可三按下三式计三算或三根据三当地三经验三确定三:式中B——垫层三底面三宽度(m三);θ——垫层三的压三力扩三散角三(°),可按三表3.三2采用三;当垫层三顶面三(基三础底三面)三每边三宜超三出基三础边三缘不三少于30三cm或从三垫层三底面三两侧三向上三,按三当地三基础三开挖三经验三放坡三。4.沉降三计算一般三垫层三地基三的沉三降仅三考虑三下卧三层(三垫层三下地三基土三)的三变形三,但三对于三沉降三要求三较严三或垫三层较三厚的三情况三,地三基沉三降S,包三括垫三层本三身压三缩沉三降Sm和下三卧层三沉降Sg,即Sm计算三中,三应力三可取三垫层三顶面三和底三面压三力的三平均三值。三一般三砂垫三层Es=三2030三MP三a;粉三煤灰三则Es=三820三MP三a,碎三石、三卵石三为3050三MP三a。无三论是三地基三还是三垫层三,其沉三降计三算均三可传三统分三层总三和法三计算三。施工三包括:(1)开挖三换土三;(2)铺三填垫三层。(1)开三挖换三土:应注三意避三免坑三底土三层的三扰动三,应三采用三干挖三土法三。(2)铺三填垫三层:1)垫三层需三分层三铺填三,并三分层三密实三。分三层厚三度20三~3三0c三m。2)根三据不三同的三换填三材料三选用三不同三的施三工机三械:砂石三垫层宜采三用振三动碾三碾压三;粉煤三灰垫三层宜采三用平三碾、三振动三碾、三平板三振动三器、三蛙式三夯等三碾压三方法三密实三;灰土三垫层三宜采用三平碾三、振三动碾三等方三法密三实。3.三4施工蛙式三打夯三机平板三振动三碾手推三打夯三机静压三路机单钢三轴振三动碾三压机双钢三轴振三动碾三压机轮碾三压分三类振动三碾碾三压法三:机械三碾压三法是三采用三各种三压实三机械三来压三实地三基土三。此三法常三用于三基坑三底面三积宽大开挖三土方三量较大的工三程。三工程三实践三中,三对垫三层碾三压质三量的三检验三,要三求获三得填三土最三大干三密度三。其三关键三在于三施工三时控制三每层三的铺三设厚三度和三最优三含水三量,其三最大三干密三度和三最优三含水三量宜三采用三击实三试验三确定三。所三有施三工参三数(三如施三工机三械、三铺填三厚度三、碾三压遍三数、三与填三筑含三水量三等)三都必三须由三工地三试验三确定三。在三施工三现场三相应三的压三实功三能下三,由三于现三场条三件终三究与三室内三试验三不同三,因三而对三现场三应以三压实三系数三与施三工含三水量三进行三控制三。施工三机械平板振动三法:平板三振动三法是三使用三振动三压实三机来三处理无粘三性土三或粘三粒含三量少三、透三水性三较好三的松三散杂三填土地基三的一三种方三法。振动三压实三的效三果与三填土三成分三、振三动时三间等三因素三有关三,一三般振三动时三间越三长,三效果三越好三,但三振动三时间三超过三某一三值后三,振三动引三起的三下沉三基本三稳定三,再三继续三振动三就不三能起三到进三一步三压实三的作三用。三为此三,需三要施三工前三进行试振,得三出稳三定下三沉量三和时三间的三关系三。对主三要由三炉渣三、碎三砖、三瓦块三组成三的建三筑垃三圾,三振动三时间三约在1m三im以上三;对三含炉三灰等三细粒三填土三,振三动时三间约三为3~5m三im,有三效振三实深三度为1.三2~1.三5m。振实三范围三应从三基础三边缘三放出0.三6m左右三,先振三基槽三两边三,后三振中三间,其三振动三的标三准是三以振动三机原三地振三实不三再继三续下三沉为合三格,三并辅三以轻三便触三探试三验检三验其三均匀三性及三影响三深度三。振三实后三地基三承载三力宜三通过三现场三载荷三试验三确定三。一三般经三振实三的杂三填土三地基三承载三力可三达10三0~12三0k三Pa。(一三)砂石三垫层施工三要点1.三碾压三、密三实;2.三人工三配置三级配三的砂三石应三拌和三均匀三;3.三用碎三石或三卵砾三石作三垫层三材料三时,三基坑三底部三要先三铺填三15三0~三30三0mm厚的三砂垫三层,三并用三木夯三夯实三,不三得使三用振三捣器三,以三防下三部软三弱土三层表三面受三到局三部破三坏。三如果三淤泥三或淤三泥质三土层三厚度三较小三,可三采用三抛石三挤淤三处理三;4.三基坑三开挖三施工三时及三施工三后均三严禁三扰动三软弱三下卧三层;5.三垫层三铺填三前,三应做三好验三槽工三作;施工三要点(二三)素土施工三要点1.三基坑三(槽三)在三铺设三素(三灰)三土前三必须三先进三行验槽。2.三碾压三前土三料的三含水三率应接近三最优三含水三率。3.三灰土三应拌和三均匀,拌三好后三应及时三铺好三压实,灰三土压三实后3天三内不三能受三水浸三泡。4.三灰土三的虚铺三厚度,可三根据三不同三的施三工方三法按三下表三选用三。每三层灰三土的三夯打三遍数三,应三根据三设计三要求三的干三密度三在现三场试三验确三定。5.三在地三下水三位以三下的三基坑三施工三时,三应采三取排三水措三施。6.三垫层三分段三施工三时,三不能三在桩三基、三墙角三及承三重墙三下接三缝,三接缝三处上三下两三层的三缝距三不能三大于三50三0mm三,接缝三处应三夯压三密实三。7.三垫层三施工三结束三后及三时进三行基三础施三工和三基坑三回填三。(三三)粉煤三灰垫层三施工三要点1.三粉煤三灰垫三层压三实可三用平三板振三动器三、蛙三式打三夯机三、压三路机三或振三动压三路机三等。2.三粉煤三灰垫三层施三工应三分层三压实三。3.三过湿三的粉三煤灰三要沥三干装三运,装运三时含三水率三宜为三15三~2三5%三。4.三垫层三施工三时要设置三泄水三沟或三排水三盲沟,垫三层四三周要三设置三具有三防冲三刷功三能的三帷幕三,垫三层底三层的三粉煤三灰要三选用三较粗三的灰三,并三使含三水率三稍低三于最三优含三水率三。20三23三年5三月3三日(四三)干渣垫层三施工三要点1.三干渣三垫层三压实三可采三用碾三压法三或平三板振三动法三。2.三干渣三垫层三施工三应分三层压三实。3.三小面三积施三工宜三用平三板振三动器三振实三,电三机功三率大三于1三.5kW三,每层三虚铺三厚度三20三0~三25三0mm三,振动三遍数三由试三验确三定,三以达三到设三计密三实度三为准三。4.三大面三积施三工宜三用推三土机三或8三~1三2t压路三机碾三压,三每层三虚铺三厚度三不大三于3三00mm三。也可三用2三~4t振动三压路三机碾三压,三每层三虚铺三厚度三不大三于3三50mm三,单位三面积三振动三时间三不少三于6三0s,碾压三遍数三由现三场试三验确三定。5.三每层三虚铺三厚度三和碾三压遍三数应三通过三现场三碾压三试验三确定三。若三无试三验资三料,三可选三用虚三铺厚三度为三20三0~三30三0mm三,碾压三后的三压实三厚度三为1三50三~2三00mm三。6.小型三工程三可采三用人三工分三层摊三铺,三整平三后用三平板三振动三器或三蛙式三打夯三机进三行压三实。三大中三型工三程可三采用三机械三摊铺三,整三平后三用履三带式三机具三初压三两遍三,再三用中三、重三型压三路机三碾压三。7.三施工三时宜三当天三摊铺三当天三压实三。若三压实三时呈三松散三状,三则要三洒水三湿润三后再三压实。若出三现“橡皮三土”,则三应暂三缓碾三压,三并采三取开三槽、三翻开三晾晒三或换三灰等三方法三处理三。(1)三分层三施工三质量三检验三标准三是压三实系三数≥0.三90。可三以用环刀三法或三钢筋三贯入三法检验三。(2)三换填三后,三可以三通过载荷三试验,或标准三贯入三、静三力触三探试三验、三轻型三动力三触探三、重三型动三力触三探(三对于三砂石三、矿三渣垫三层)。3.三5质量三检验某挡三土墙三,条三形基三础,三宽1.三2m,埋三深1.三0m,作三用于三基础三底面三上的三荷载三为12三0k三N/三m,基三础及三基础三上土三的平三均重三度为20三kN三/m3。土三层为三:第三一层三粉质三粘土三,层三厚1.三0m,重三度17三.5三kN三/m3;第三二层三为淤三泥质三粘土三,层三厚15三.0三m,重三度为17三.8三kN三/m3,含水三量为65%,三承载三力特三征值三为45三kP三a;第三三层三为密三实砂三砾层三。地三下水三位距三地表1.三0m。采用三换土三垫层三处理三,试三确定三砂垫三层厚三度和三宽度三(先三假定三砂垫三层厚三度为1m进行三试算)。工程三实例(1三)假定三砂垫三层厚三度为1.三0m,要求三分层三碾压三夯实三,干三密度三要求三大于1.三6t三/m3。(2三)基础三底面三压力三平均三值P=(F三+G三)/三A=三(F三+γG·b·d)三/b=(12三0+三1.三2×三1×三20)/1三.2=1三20三kP三a(3三)砂垫三层底三面处三附加三应力三与自三重应三力Pz=b*三(Pk-Pc)/三[b三+2三*z三*t三an三(q)三]

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