1、換填墊層法,建筑地基處理技術(shù)規(guī)范(GB500072002)中規(guī)定：換填墊層法適用于淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。 換填法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土地基及暗溝、暗塘等的淺層地基處理。,1,一 換填法的概念 當(dāng)軟弱地基的承載力和變形滿足不了建筑物的要求，而軟弱層的厚度又不很大時(shí)，將基礎(chǔ)底面以下處理范圍內(nèi)的軟弱土層的部分或全部挖去，然后分層換填強(qiáng)度較大的砂(碎石、素土、灰土、粉煤灰)或其它性能穩(wěn)定、無(wú)侵蝕性等材料，并壓（夯、振)實(shí)至要求的密實(shí)度為止，這種地基處理的方法稱為換填法，它還包括低洼地域筑高(平整場(chǎng)地)或堆填筑高(道路路基)。,2,二 分類 按回填材料不同，墊層可分為

2、：砂墊層、砂石墊層、碎石墊層、素土墊層、灰土墊層、礦渣墊層和粉煤灰墊層等。,3,三 一些注意事項(xiàng) 1 大面積填土產(chǎn)生的大范圍地面荷載影響深度較深，地基土的壓縮變形量大，沉降延續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，與換填法淺層處理地基的特點(diǎn)不同，因而大面積填土地基的設(shè)計(jì)和施工時(shí)，地面堆載應(yīng)力求均衡，避免大量、迅速、集中堆載，并根據(jù)使用要求、堆載特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)類型和地質(zhì)條件確定允許堆載的大小和范圍。堆載不宜壓在基礎(chǔ)上，應(yīng)在基礎(chǔ)施工前不少于三個(gè)月完成大面積填土。,4,2 通?；娱_挖后，利用分層回填壓實(shí)，雖也可處理較深的軟弱土層，但經(jīng)常由于地下水位高而采取降水措施。 3 坑壁放坡，占地面積大或需要基坑支護(hù)。 4 施工土方量大，棄土

3、多等因素，從而使處理費(fèi)用增高、工期拖長(zhǎng)，因此換填法的處理深度通常宜控制在3m以內(nèi)，但也不宜小于0.5m，因?yàn)閴|層太薄，則換土墊層的作用并不顯著。,5,換填法在國(guó)外亦有的將它歸屬于“壓實(shí)”的地基處理范疇，“壓實(shí)”可認(rèn)為是由土排除空氣而使空隙減小，因此它不同于“固結(jié)”，“固結(jié)”是由于排除孔隙水而使孔隙體積減少。換填后將土層壓實(shí)，就增加了土的抗剪強(qiáng)度，減少了滲透性和壓縮性，減弱了液化趨勢(shì)，并增加了抗沖側(cè)能力。,6,四 勘查 1 地質(zhì)情況 2 地形、地貌、土的性質(zhì)等 3 地下水位 4 地下管線，地下建筑等 5 換填土的種類、規(guī)格、性質(zhì)、來(lái)源等,7,五 墊層的作用 1 提高地基承載力 2 減小沉降量（減

4、小墊層下天然土層的壓力） 3 加速軟弱土層的固結(jié) 4 防止凍脹 5 消除膨脹土的脹縮作用 6 消除或部分消除黃土的濕陷性,8,土的壓實(shí)機(jī)理,當(dāng)粘性土的土樣含水量較小時(shí)，其粒間引力較大，在一定的外部壓實(shí)功能作用下， 如還不能有效地克服引力而使土粒相對(duì)移動(dòng)，這時(shí)壓實(shí)效果就比較差。當(dāng)增大土樣含水量時(shí)，結(jié)合水膜逐漸增厚，減小了引力，土粒在相同壓實(shí)功能條件下易于移動(dòng)而擠密，所以壓實(shí)效果較好。但當(dāng)土樣含水量增大到一定程度后，孔隙中就出現(xiàn)了自由水，結(jié)合水膜的擴(kuò)大作用不大，因而引力的減少就不顯著，此時(shí)自由水填充在孔隙中，從而產(chǎn)生了阻止土粒移動(dòng)的作用，使壓實(shí)效果又趨于下降。因此在設(shè)計(jì)叫要選擇一個(gè)“最優(yōu)含水量”，

5、這就是土粒的壓實(shí)機(jī)理。,9,擊實(shí)試驗(yàn),10,一 砂（砂石、碎石）墊層的設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)要求 強(qiáng)度 面積 設(shè)計(jì)內(nèi)容 厚度 寬度,墊層設(shè)計(jì),11,1 厚度的確定,12,+,墊層底面處的附加壓力,墊層底面處土的自重應(yīng)力,經(jīng)深度修正后墊層底面處軟弱下臥層土的地基承載力特征值,13,2 寬度的確定 3 承載力確定 墊層的承載力宜通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，當(dāng)無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)，可按表42（教材51頁(yè)）選用，并應(yīng)驗(yàn)算下臥層的承載力。,14,4 沉降計(jì)算 對(duì)于重要的建筑或墊層下存在軟弱下臥層的建筑，還應(yīng)進(jìn)行地基變形計(jì)算。建筑物基礎(chǔ)沉降等于墊層自身的變形量與下臥土層的變形量之和。 對(duì)超出原地面標(biāo)高的墊層或換填材料的密度高于天然土層

6、密度的墊層，宜早換填并考慮其附加的荷載對(duì)建造的建筑物及鄰近建筑物的影響。,15,二 砂墊層施工 （一）對(duì)材料的要求 砂石墊層材料宜選用碎石、卵石、角礫、圓礫、礫砂、粗砂、中砂或石屑(粒徑小于2mm的部分不應(yīng)超過(guò)總重的45)，應(yīng)級(jí)配良好，不含植物殘?bào)w、垃圾等雜質(zhì)。當(dāng)使用粉細(xì)砂時(shí)，應(yīng)摻入不少于總重30的碎石或卵石。砂石的最大粒徑不宜大于50mm，并通過(guò)試驗(yàn)確定虛鋪厚度、振搗遍數(shù)、振搗器功率等技術(shù)參數(shù)。對(duì)濕陷性黃土地基，不得選用砂石等透水材料。 開挖基坑時(shí)應(yīng)避免坑底土層擾動(dòng)，可保留200 mm厚土層暫不挖去，待鋪砂前再挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高，如有浮土必須清除。當(dāng)坑底為飽和軟土?xí)r，必須在與土面接觸處鋪一層細(xì)砂起

7、反濾作用，其厚度不計(jì)入砂石墊層設(shè)計(jì)厚度內(nèi)。,16,（二）施工機(jī)具及方法 平碾、羊足碾、振動(dòng)碾、振動(dòng)壓實(shí)機(jī)、蛙式夯實(shí)機(jī)、重錘夯實(shí)。 1 機(jī)械碾壓法 機(jī)械碾壓法是采用各種壓實(shí)機(jī)械來(lái)壓實(shí)地基土。此法常用于基坑底面積寬大，開挖土方量較大的工程。,17,18,19,20,21,22,23,24,2 重錘夯實(shí)法 重錘夯實(shí)采用圓臺(tái)形錘(見下圖)，錘重宜大于2t，錘底面的單位靜壓力為1520kPa，夯錘落距宜大于4m。 重錘夯實(shí)宜一夯挨一夯順序進(jìn)行。在獨(dú)立柱基基坑內(nèi)，宜按先外后里順序夯擊。同一基坑底面標(biāo)高不同時(shí)，應(yīng)按先深后淺的順序逐層夯實(shí)，一般累計(jì)夯擊1015次。最后兩擊平均夯沉量，對(duì)砂土應(yīng)不超過(guò)510mm，

8、對(duì)細(xì)顆粒土應(yīng)不超過(guò)1020mm。 重錘夯實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)應(yīng)確定最少夯擊遍數(shù)、最后兩遍平均夯沉量和有效夯實(shí)深度等。有效夯實(shí)深度一般可達(dá)lm左右，并可消除1.01.5m厚濕陷性黃土層的濕陷性。,25,26,3 平板振動(dòng)法 兩個(gè)偏心塊以相同速度反向轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生很大的垂直振動(dòng)力。 對(duì)主要由爐渣、碎磚、瓦塊組成的建筑垃圾，振動(dòng)時(shí)間約在1min以上；對(duì)含爐灰等細(xì)粒填土，振動(dòng)時(shí)間約為35min，有效振實(shí)深度為1.21.5m。,27,28,29,（三）施工要點(diǎn) 1 應(yīng)考慮附加荷載對(duì)鄰近建筑的影響； 2 注意地下水位的要求； 3 嚴(yán)禁擾動(dòng)下臥軟層，留200mm土； 4 墊層鋪填前，應(yīng)做好驗(yàn)槽工作； 5 墊層底面宜設(shè)在

9、同一標(biāo)高上，如深度不同，基坑底面應(yīng)挖成階梯形或斜坡搭接形，各分層搭接位置應(yīng)錯(cuò)開0.51.0m水平距離。搭接處注意夯壓密實(shí)，并按先深后淺的順序進(jìn)行墊層施工。,30,4 水撼法,在基槽兩側(cè)設(shè)置樣樁，控制鋪砂厚度，每層虛鋪25cm。鋪好后，灌水與砂面齊平，然后用鋼叉插入砂中振搖十幾次，如果砂已沉實(shí)，便將鋼叉拔出，在相距10cm處重新插入搖撼，直至這一層全部結(jié)束，經(jīng)檢查合格后鋪第二層。 鋼叉分四齒，齒的間距80mm，長(zhǎng)300mm，木柄長(zhǎng)90mm,31,6 用碎石或卵石、礫石作墊層材料時(shí)，基坑底部要先鋪填一層厚150300mm的砂墊層，并用木夯夯實(shí)。不得使用振搗器，以防下部軟弱土層(特別是淤泥或淤泥質(zhì)土

10、層)表面受到局部破壞。如果淤泥或淤泥質(zhì)土層厚度較小，在碾壓荷載下，拋石能擠入該層底面時(shí)，可采用拋石擠淤處理。即先在軟弱土層上堆填塊石，然后將其壓入以置換和擠出軟弱土。,32,三 質(zhì)量檢驗(yàn) 1 環(huán)刀法 用容積不小于200cm3環(huán)刀壓入墊層中取樣，測(cè)定其干土密度（或壓實(shí)系數(shù)），以不小于填料在中密狀態(tài)時(shí)的干土密度數(shù)值為合格。 2 貫入法 需將表面的填料刮去3cm左右，并用貫入儀、鋼叉或鋼筋等以貫入度大小檢查墊層的質(zhì)量。,33,其他墊層材料,2粉質(zhì)粘土 土料中有機(jī)質(zhì)含量不得超過(guò)5，亦不得含有凍土或膨脹土材料。當(dāng)含有碎石時(shí)，粒徑不宜大于50mm。 3灰土 灰土的體積配合比宜為2：8或3：7。土料宜用粉質(zhì)

11、粘土，不宜使用塊狀粘土和砂質(zhì)粉土，不得含有松軟雜質(zhì)，并應(yīng)過(guò)篩，其顆粒粒徑不得大于15mm。石灰宜用新鮮的消石灰，其顆粒粒徑不得大于5mm。 4礦渣 墊層使用的礦渣是指高爐重礦渣，可分為分級(jí)礦渣、混合礦渣及原狀礦渣。礦渣墊層主要用于堆場(chǎng)、道路和地坪，也可用于小型建筑物、構(gòu)筑物地基。選用礦渣的松散重度不小于11kNm3，有機(jī)質(zhì)及含泥總量不超過(guò)5。設(shè)計(jì)、施工前必須對(duì)選用的礦渣進(jìn)行試驗(yàn)，在確認(rèn)其性能穩(wěn)定并符合安全規(guī)定后方可使用。作為建筑物墊層的礦渣應(yīng)符合對(duì)放射性安全標(biāo)準(zhǔn)的要求。易受酸、堿影響的基礎(chǔ)或地下管網(wǎng)不得采用礦渣墊層。大量填筑礦渣時(shí)應(yīng)考慮對(duì)地下水和土壤的環(huán)境影響。,34,5其他工業(yè)廢渣 在有可靠

12、試驗(yàn)結(jié)果或成功工程經(jīng)驗(yàn)時(shí)，對(duì)質(zhì)地堅(jiān)硬、性能穩(wěn)定、無(wú)腐蝕性和放射性危害的工業(yè)廢渣等均可用于填筑換填墊層。被選用工業(yè)廢渣的粒徑、級(jí)配和施工工藝等應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)確定。 6土工合成材料 由分層鋪設(shè)的土工合成材料與地基土構(gòu)成加筋墊層。所用土工合成材料的品種與性能及填料的土類應(yīng)根據(jù)工程特性和地基土條件，按照現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)土工合成材科應(yīng)用技術(shù)規(guī)范GB5029098的要求，通過(guò)設(shè)計(jì)并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)后確定。 作為加筋的土工合成材料應(yīng)采用抗拉強(qiáng)度較高、受力時(shí)伸長(zhǎng)率不大于4%5%、耐久性好、抗腐蝕的土工格柵、土工墊或土工織物等土工合成材料；墊層填料宜用碎石、角礫、礫砂、粗砂、中砂或粉質(zhì)粘土等材料。當(dāng)工程要求墊層具有排水功能

13、時(shí)，墊層材料應(yīng)具有良好的透水性。在軟土地基上使用加筋墊層時(shí)，應(yīng)保證建筑穩(wěn)定并滿足允許變形的要求。,35,36,粉煤灰墊層,粉煤灰是燃煤電廠的工業(yè)廢棄物，實(shí)踐證明，粉煤灰是一種良好的地基處理材料資源，具有良好的物理、力學(xué)性能，能滿足工程設(shè)計(jì)的技術(shù)要求,37,一工程特性及對(duì)環(huán)境的影響 1自重輕 2擊實(shí)性好 3抗剪強(qiáng)度（與土相當(dāng)） 4壓縮性 5承載能力 6滲透性 7抗液化性 8對(duì)環(huán)境的影響,38,二設(shè)計(jì)和施工 1、材料要求 粉煤灰可采用濕排灰、調(diào)濕灰和干排灰。不含有機(jī)物、垃圾和有機(jī)質(zhì)等雜物。運(yùn)輸時(shí)粉煤灰含水量不宜過(guò)多或過(guò)少，過(guò)多會(huì)在運(yùn)輸過(guò)程中造成滴水，過(guò)少會(huì)造成揚(yáng)塵，污染環(huán)境。灑水的水質(zhì)不應(yīng)含油質(zhì)，PH在69之間。,39,2、施工要點(diǎn) （1）粉煤灰應(yīng)預(yù)先進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，確定其最大干密度和最優(yōu)含水量，由此確定的施工碾壓（或夯實(shí)）時(shí)所采用的含水量應(yīng)為最優(yōu)含水量4%范圍內(nèi)，用此作粉煤灰墊層的分層碾壓（或夯實(shí)）質(zhì)量控制指標(biāo)和施工結(jié)束后質(zhì)量驗(yàn)收的控制指標(biāo)。,40,（2）粉煤灰墊層的最大干密度和最優(yōu)含水量因粉煤灰形態(tài)結(jié)構(gòu)、地域、粉質(zhì)差異以及壓實(shí)密度而不同。其指標(biāo)應(yīng)因地制宜地制定。分層攤鋪煤灰時(shí)，分層厚度、壓實(shí)遍數(shù)