换填
地基处理(第二章换填)
重型击实试验适用于粒径小于40mm的土，击实筒容积为2104cm3， 击锤质量为4.5kg，击锤落高为45.7cm 。分五层击实，每层56击。 根据击实后土样的密度和实测含水量计算相应的干密度
＊第二章 换填＊
填土的击实特性影响因素★★★
影响土压实性的因素很多，主要有含水量、击实功 能、土的种类和级配等
＊第二章 换填＊
2.4 设计与施工
2.4.1 砂垫层设计
对垫层的设计，即要求有： ★ 1.足够的厚度以置换可能被剪切破坏的软弱土; 2.足够的宽度以防止砂垫层向两侧挤出。
软土
补充知识点：土中的应力 垫层
＊第二章 换填＊
土中自重应力
cz z
＊第二章 换填＊
＊第二章 换填＊
地基附加应力
下卧 层
＊第二章 换填＊
（3）砂垫层承载力确定 垫层的承载力宜通过现场载荷试验确定，并应 进行下卧层承载力的验算。
地基土现场载荷试验
（4）沉降计算 垫层地基的变形由垫层自身变形和下卧层变形 组成。 垫层下卧层的变形量可按现行国家标准《建筑 地基基础设计规范》GB 50007的有关规定计算。 1－载荷板 2－千斤顶 3－百分表
物理状态：无粘性土的工程性质取决于其密实度； 而粘性土的工程性质取决于其软硬状态及土性稳定 性。
＊第二章 换填＊
★对现场土的压实，应以土的压实系数（为土的控制
干密度与最大干密度之比）与施工含水量来进行检 值。 A 最小干密度与最大干密度 B 控制干密度与最大干密度 C 最大干密度与控制干密度 D 控制干密度与最小干密度 例：土的最大干密度宜通过（）确定。 A 环刀取样试验 B触探试验 C击实试验 D压缩试验 答案：B C
＊第二章 换填＊
地基换填方案
地基换填方案地基换填方案是一种常用于建筑工程中的地基处理方法，旨在提升地基的承载能力和稳定性，以确保建筑物的安全性和耐久性。
本文将介绍地基换填方案的原理、实施步骤以及其在工程实践中的应用案例，以期为读者提供实用的知识和指导。
一、地基换填方案的原理地基换填方案的原理是通过移除或加固原有地基材料，并用新的填土材料填充以改变地基的性质和特性。
它可以分为两个主要步骤：清理和处理原有地基以及填充新的土壤。
在清理和处理原有地基时，我们通常会清除不稳定或不适合承重的土层，如松散土壤、有机质堆积、湿软土壤等。
然后，我们会对剩余的地基进行加固和处理，例如利用地基灌浆、增加挤密措施等。
一旦原有地基得到处理和加固，我们便可以进行填充新的土壤。
填充新土的选择取决于具体的工程要求，可以是沙土、砾石、混凝土等，以提高地基的承载力和稳定性。
二、地基换填方案的实施步骤1. 现场勘察：在决定采用地基换填方案之前，需要进行详细的现场勘察和土壤测试，以了解地下土壤的性质和特点。
这样可以帮助工程师确定实施方案的具体步骤和填充材料的选择。
2. 清理原有地基：清理原有地基是地基换填方案中的关键步骤。
根据土壤测试和勘察结果，确定需要清除的土层和需要加固处理的地基部分。
利用机械设备进行土壤的清理和挖掘，并确保清理后的地基表面平整和无杂物。
3. 地基处理和加固：根据土壤测试结果，选择合适的地基处理方法，如地基灌浆、土壤固化、挤密等。
这些方法可以增强地基的稳定性和承载能力，预防地基沉降和移动。
4. 填充新土：在地基清理和加固处理完成后，开始填充新土。
根据工程要求选择合适的填充材料，并进行适当的均匀铺设和压实，确保新土的质量和稳定性。
5. 后续监测和维护：完成地基换填方案后，需要进行后续的监测和维护工作，以确保地基的稳定性和工程的安全性。
定期监测地基沉降和变形情况，并采取适当的维修和加固措施。
三、地基换填方案的应用案例地基换填方案在各类建筑工程中得到广泛应用。
专题地基处理方法--换填法
击实试验 《土工试验方法标准》（国家标准）
轻型：土d<5mm； V=947cm3, m=2.5kg, 3层, 25击， 落高30.5cm 重型：土d<40mm； V=2104cm3, m=4.5kg, 5层, 56击， 落高47.7cm
击实仪 •19
2 压实原理 质量控制
•17
2 压实原理
压实原理: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，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”wop ，这就是土的压实机理。
❖ 粉煤灰可分为湿排灰和调湿灰。按其燃烧后形成玻璃体的粒经分析， 应属粉土的范畴。但由于含有CaO、SO3等成分，具有一定的活性， 当与水作用时，因具有胶凝作用的火山灰反应，使粉煤灰垫层逐渐 获得一定的强度与刚度，有效地改善了垫层地基的承载能力及减小 变形的能力。不同于抗地震液化能力较低的粉土或粉砂，由于粉煤 灰具有一定的胶凝作用，在压实系数大于0.9时，即可以抵抗7度地 震液化。
换填法是浅层软土地基的处理方法。
b
回填土 换填土
•3
2. 换填法处理方法
按施工机械不同，施工方法有： 机械碾压 重锤夯实 平板振动
作为压（夯、振）实垫层的不同机具对待，这些施 工方法不但可处理分层回填土，又可加固地基表层土。 按回填材料不同,垫层(Cushion)可分为： 砂垫层、砂石垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层、 二灰垫层、干渣垫层和粉煤灰垫层等；及土工合成材料 加筋垫层。
换填法施工工艺
换填法施工工艺是一种常用的基础处理方法，其施工工艺主要包括以下几个步骤：
1.基坑开挖：按照设计要求开挖基坑，并清理坑底和坑壁的松散
土壤和碎石。
2.基础处理：在基坑底部铺设一层厚度为10-20厘米的填料，如
沙子或碎石，然后进行压实，以提高基础的稳定性。
3.制备垃圾土：将垃圾进行分类、清理和粉碎，制备成符合要求
的垃圾土。
4.换填施工：将垃圾土倒入基坑中，每倒一层进行压实，直至填
满基坑。
在填充过程中，要注意控制填方坡度和填筑层数，以避免发生坍塌。
5.表层处理：在基坑填筑完成后，进行表层处理，如覆盖一层土
壤或植被，以达到美化环境和保护基础的目的。
需要注意的是，在换填法施工过程中，要严格按照设计要求和安全标准进行操作，确保施工质量和施工安全。
同时，还需要对垃圾土进行处理和监测，以确保其满足环保要求和使用要求。
换填法
5.矿渣垫层
垫层使用的矿渣是指高炉重矿渣，可分为分级矿渣、混 合矿渣及原状矿渣。矿渣垫层主要用于堆场、道路和地 坪，也可用于小型建筑，构筑物地基。选用矿渣的松散 重度不小于11kN/m3，有机质及含泥总量不超过5%。
设计、施工前必须对选用的矿渣进行试验，在确认其性 能稳定并符合安全规定后方可使用。作为建筑物垫层的 矿渣应符合对放射性安全标准的要求。易受酸、碱影响 的基础或地下管网不得采用矿渣垫层。大量填筑矿渣时， 应考虑对地下水和土壤的环境影响。
b’—垫层底面宽度(m)； θ—垫层的压力扩散角（°），可按查表；当<0.25时，
仍按=0.25取值。
注意！
垫层顶面每边宜比基础底面大0.3m，或从 垫层底面两侧向上按当地开挖基坑经验的 要求放坡，整片垫层的宽度可根据施工的 要求适当加宽。
3.垫层承载力的确定
垫层的承载力宜通过现场试验确定，并应验算 下卧层的承载力。
五、垫层的作用
(1)提高地基承载力
(2)减少沉降量
基础
垫层
(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
六、换填法处理地基前的准备工作
查明地层土性质及不良地质现象；查明沟、塘、 洞等分布范围和深度；查明填土的成分、范围、 厚度、均匀性、填筑年限和方法等
垫
垫层宽度的确定
垫
层
层
设
尺
计
垫层承载力的确定
寸
沉降计算
1.垫层厚度的确定
(1).垫层厚度应根据垫层底部下卧土层的承载力确定，并符 合下式要求：
pz pcz f az
pz—垫层底面处的附加应力设计值（kPa）; pcz—垫层底面处土的自重压力值（kPa）； faz—经深度修正后垫层底面处土层的地基承载力特征值（kPa）
换填法
换填法又称换土法。
所谓换土法是指将路基范围内的软土清除，用稳定性好的土、石回填并压实或夯实。
在公路施工中，一般采用的是开挖换填天然砂砾,即在一定范围内,把影响路基稳定性的淤泥软土用挖掘机挖除,用天然砂砾进行换置,开挖换填深度在2m以内,采用分层填筑、分层压实、分层检测压实度的方法施工。
从而改变地基的承载力特性，提高抗变形和稳定能力。
在换填过程中，对于换填的天然沙砾中石头的粒径、含量和级配也应充分考虑，最好做试验检测，避免无法压实而引起沉降。
浅层处理和深层处理很难明确划分界限，一般可认为地基浅层处理的范围大致在地面以下5m深度以内。
浅层人工地基的采用不仅取决于建筑物荷载量值的大小，而且在更大程度上与地基土的物理力学性质有关。
地基浅层处理与深层处理相比，一般使用比较简便的工艺技术和施工设备，耗费较少量的材料一、换填法的原理及适用范围换填法(Replacement Method、Cushion)就是将基础底面以下不太深的一定范围内的软弱土层挖去，然后以质地坚硬、强度较高、性能稳定、具有抗侵蚀性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、矿渣等材料分层充填，并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动，使之达到要求的密实度，成为良好的人工地基。
换土垫层与原土相比，具有承载力高、刚度大、变形小等优点。
按换填材料的不同，将垫层分为砂垫层、砂卵石垫层、碎石垫层、灰土或素土垫层、煤渣垫层、矿渣垫层以及用其它性能稳定、无侵蚀性的材料做的垫层等。
换填法适用于浅层地基处理，包括淤泥、淤泥质土、松散素填土、杂填土、已完成自重固结的吹填土等地基处理以及暗塘、暗沟等浅层处理和低洼区域的填筑。
换填法还适用于一些地域性特殊土的处理，用于膨胀土地基可消除地基土的胀缩作用，用于湿陷性黄土地基可消除黄土的湿陷性，用于山区地基可用于处理岩面倾斜、破碎、高低差，软硬不匀以及岩溶等，用于季节性冻土地基可消除冻胀力和防止冻胀损坏等。
垫层的适用范围见表。
二、垫层的作用一提高地基承载力，大家知道，浅基础的地基承载力与基础下土层的抗剪强度有关。
换填法施工工艺标准
换填法施工工艺标准一、适用范围本标准适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘的浅层处理。
二、砂石换填1. 材料及主要机具：天然级配砂石或人工级配砂石：宜采用质地坚硬的中砂、粗砂、砾砂、碎（卵）石、石屑或其他工业废粒料。
在缺少中、粗砂和砾石的地区，可采用细砂，但宜同时掺入一定数量的碎石或卵石，其掺量应符合设计要求。
颗粒级配应良好。
级配砂石材料，不得含有草根、树叶、塑料袋等有机杂物及垃圾。
用做排水固结地基时，含泥量不宜超过3%。
碎石或卵石最大粒径不得大于垫层或虚铺厚度的2/3，并不宜大于50mm。
主要机具：一般应备有木夯、蛙式或柴油打夯机、推土机、压路机（6～10t）、手推车、平头铁锹、喷水用胶管、2m 靠尺、小线或细铅丝、钢尺或木折尺等。
2. 作业条件：设置控制铺筑厚度的标志，如水平标准木桩或标高桩，或在固定的建筑物墙上、槽和沟的边坡上弹上水平标高线或钉上水平标高木橛。
在地下水位高于基坑（槽）底面的工程中施工时，应采取排水或降低地下水位的措施，使基坑（槽）保持无水状态。
铺筑前，应组织有关单位共同验槽，包括轴线尺寸、水平标高、地质情况，如有无孔洞、沟、井、墓穴等。
应在未做地基前处理完毕并办理隐检手续。
检查基槽（坑）、管沟的边坡是否稳定，并清除基底上的浮土和积水。
三、灰土换填1. 材料及主要机具：土：宜优先采用基槽中挖出的土，但不得含有有机杂物，使用前应先过筛，其粒径不大于15mm。
含水量应符合规定。
石灰：应用块灰或生石灰粉；使用前应充分熟化过筛，不得含有粒径大于5mm 的生石灰块，也不得含有过多的水分。
主要机具有：一般应备有木夯、蛙式或柴油打夯机、手推车、筛子（孔径6～10mm 和16～20mm两种）、标准斗、靠尺、耙子、平头铁锹、胶皮管、小线和木折尺等。
2. 作业条件：基坑（槽）在铺灰土前必须先行钎探验槽，并按设计和勘探部门的要求处理完地基，办完隐检手续。
基础外侧打灰土，必须对基础，地下室墙和地下防水层、保护层进行检查，发现损坏时应及时修补处理，办完隐检手续。
常见换填方法
常见换填方法挖除换填片石或土、灰土垫层、素土换填、砂和砂石垫层、抛石挤淤、粉喷桩等。
下面对工程中运用较多的几种方法做个介绍。
1．挖除换填碎片石方法：当淤土层厚度在 4m 以内时，将需要处理的软土挖除，动力触探合格后，用碎片石换填，可采用分段挖除，分段分层回填的方法。
用于换填的石料强度应不小于 15MPa，分层厚度不宜大于 30cm，石料最大粒径不应大于层厚的 2／3，依据规范，分层回填的碎片石应碾压合格，表面石块嵌挤紧密无松动，用镐刨不动，一般采用激震力 320kN 以上的压路机强震碾压无轮迹。
鉴于换砂不利于防渗，且工程造价较高，故一般应就地取材，以换填粘土为宜。
挖出换填片石处置软基，效果较好，由于完全挖开处理，不会留有隐蔽危害，但是费用也较大，因此一般换填至超过地下水位 30cm 即可采用回填素土的方法，所回填的素土应满足 CBR>8％，低液限，如果有条件设置渗沟、盲沟，对于路基的稳定会大有好处。
2．灰土垫层：灰土垫层常适用于处理 1～4m 厚的软弱土层。
管道的基础是条形基础，作用于地基上的力也比其它建筑物小，而且是基槽开挖后埋人地下，表面的软弱土一部分已被去掉，所以在管道施工中常用灰土(或素土)垫层来处理软弱性地区的管道基础，以提高承载力，减少沉降力。
灰土垫层是将基础下面一定范围内的弱土层挖去，用一定体积比配合的灰土在最优含水量情况下分层回填夯实或压实。
3．素土换填：是先挖去基坑下的部分或全部软弱土，然后回填素土分层夯实，处理非自重性软土，管径不大的管道基础常采用素土垫层。
素土垫层的土料一般以粘性土为宜，填土必须在无水的管沟(基坑)中进行。
夯(压)实施工时，应使土的含水量接近于最佳含水量，填土的夯(压)实应分层进行。
4．砂和砂石垫层：当管道的不透水性基础与软土层相接触时，在荷载的作用下，软弱土地基中的水被迫从基础两侧排出，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。
换填施工方针
换填施工方针引言本文档旨在提供有关换填施工方针的详细信息和准则。
换填是一种常见的施工行为，用于移动土方与填充土方的交换，以满足建设项目的要求。
本文档将介绍换填的目的、程序和注意事项。
目的换填施工的目的是在建设项目中调整地面的高程，以适应设计要求。
通过移动土方和填充土方的交换，可以实现对地形进行调整、平整道路、修建建筑等。
程序换填施工的程序如下：1. 地质调查：进行地质勘察和土壤测试，了解地表和地下情况，确定合适的换填策略。
2. 地形测量：对施工区域进行地形测量，确定需要进行换填的区域和土方及填方的数量。
3. 施工计划：制定换填施工计划，包括施工时间、工序安排、资源调配等。
4. 土方移动：根据施工计划，进行土方的挖掘和移动，并将其运输到需要填方的区域。
5. 填方施工：将填方材料填充到需要填方的区域，进行均匀压实，以确保土方的稳定性。
6. 扫尾工作：检查施工质量，进行必要的修正和整理。
注意事项在进行换填施工时，需要注意以下事项：- 合理利用土方：尽量将移动的土方用于填方，以减少浪费和环境影响。
- 施工安全：采取必要的施工安全措施，保障施工人员的安全。
- 施工质量：保证换填施工的质量，包括土方稳定性、填方均匀性等方面。
- 环境保护：遵守环境保护法律法规，确保施工不对环境造成损害。
结论本文档介绍了换填施工方针的相关内容，包括目的、程序和注意事项。
在进行换填施工时，需要充分考虑工程要求、土方移动和填方施工等因素，以确保施工质量和工程安全。
地基换填施工方案
地基换填施工方案一、概述地基换填施工方案是指在建筑工程中，对原有土壤进行挖除，然后填充新的土壤，以改善地基的承载能力或者结构稳定性的一种施工方法。
地基换填施工方案通常在以下情况下使用：1.地基承载能力不足：原有土壤的承载能力不足以支撑建筑物或其他重要结构物。
2.地基不稳定：原有土壤的结构性能不稳定，容易发生沉降或倾斜。
3.地基不适宜：原有土壤的性质不适宜建筑工程所需，例如含有过多的有机物、腐殖质等。
本文将对地基换填的施工方案进行详细地介绍，包括施工步骤、设备材料以及注意事项等。
二、施工步骤地基换填施工可以分为以下几个步骤：1.地基勘察：在进行地基换填施工前，必须对原有土壤进行详细的勘察，包括土壤的种类、厚度、含水量等参数的测量和分析，以确定填料的种类和填充层的厚度。
2.地基清理：在施工前，必须清除地表的杂物和废弃物，确保施工区域的干净整洁。
3.地基开挖：根据设计要求和勘察结果，在施工区域进行地基的开挖，将原有土壤挖除。
4.填料处理：将筛分后符合要求的填料运输到施工现场，进行处理后储存备用。
5.压实填料：将填料按照设计要求分层填充到开挖区域，使用压路机或振动器对填料进行压实。
6.水平调整：在填充过程中，要根据检测结果进行水平调整，确保填充层的平整度。
7.技术交底：对施工过程中的关键节点和技术要点进行交底，确保操作人员清楚施工要求。
8.环境保护：施工期间要注意保护周边环境，防止扬尘、污染等不良影响。
三、设备和材料进行地基换填施工需要使用一些设备和材料，包括：1.挖掘机：用于地基的开挖和土壤的挖除。
2.运输车辆：用于将填料从堆料场运输到施工现场。
3.压路机或振动器：用于对填料进行压实，提高填充层的密实度。
4.填料：可以使用河沙、碎石、砂土等作为填料，根据地基的要求选择合适的填料种类。
5.清洁设备：清除施工现场的杂物和废弃物，保持施工现场的整洁。
四、注意事项在进行地基换填施工时，需要注意以下几个事项：1.施工前要进行详细的地基勘察，确定填料的种类和填充层的厚度，避免因填料选择不当或厚度不足导致施工质量问题。
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1、施工前准备工作
①机械设备组合搭配
采用挖掘机装填料，自卸式汽车运输填料，推土机整平作业，压路机碾压作业。
②施工测量
用全站仪采用坐标法恢复中线桩，按断面法测量原始地面线，绘制路基横断面图，根据实测断面图确定出路槽开挖边线；
为防止已挖好的路槽受到雨水浸泡及冲刷，应修建临时排水设施，以保持施工场地处于良好的排水状态，临时排水设施应与永久性排水设施相结合；
将软土全部清除，直到取得监理工程师认可为止，并将其运到临时堆放地集中存放，用于将来弃土场的复耕。
2、清除软土
软土清除完成后，对回填路基范围内进行轻型动力触探试验初步确定软土深度。
并测量原地面高程，填写三方联测资料。
清除前也要进行动力触探试验，初步确定清除软土的深度。
软土在地基坡脚范围以内全部清除，边部挖成台阶状再回填。
路基穿过大面积软土区时需清除路基范围以内的软土。
用挖掘机将路槽中的软土及淤泥挖除，并运至指定位置留存备用。
清理软土完成后，检测基底承载力并测量清除软土的基底标高，如果承载力达不到规范要求，再次用轻型动力触探仪确定清软土深度，直到承载力达到要求为止。
地基承载力合格后，进行基底标高测量，填写三方联测资料。
3、换填
①施工准备
施工前应对换填的范围和深度进行核实，当采用机械挖除换填时，应预留30～50cm的保护层由人工清理。
收集场地工程地质资料和水文地质资料。
施工前应合理确定填料的粒径大小、铺料厚度和碾压遍数等参数。
②测量放样
根据设计图纸要求，放出软土地基处理地段各点（起点、终点桩号，两侧宽度），并复核处理宽度和原地表标高。
画好平面图，经监理工程师和现场技术人
员认可后，方可进行开挖施工。
③基底清理
施工前清除坑内浮土、积水和泥浆，基坑边缘必须稳定，防止塌方。
开挖采用半幅施工半幅通车法，根据地基实际情况，先让一幅换填到原地面标高后，再进行另外一幅的施工。
在挖除基础下一定深度内的软弱土层时，应避免坑底原状土层受扰动，为此可保留30～50cm厚土层暂不挖去，待换填料前再挖至施工图标示高程。
必须防止基坑边坡坍土混入填层。
4、基坑检查
检查基坑开挖是否达到设计要求，基坑基础承载力是否达到设计要求，基坑开挖尺寸是否满足施工要求。
5、换填材料检验
本合同段软土地基基础处理方法为换填砾石及碎石，试验室应先测出换填石料的强度，必须达到规范和设计要求。
路基换填采用透水性材料，换填所用石料的粒径不小于10cm，并不大于碾压层厚的2/3，石料应采用岩性均匀，无裂纹，遇水不软化崩解的硬质岩石，浸水后抗压强度不得小于30mpa，软化系数大于0.8。
6、分层换填铺料
采用水平分层填筑、分层压实方法施工。
在软基处理前将路基表土及淤泥清除干净后，先用透水性材料回填做好路拱，然后进行回填合适填料。
并控制松铺厚度30cm左右，如遇地下渗水可适当加厚填料厚度。
如果用推土机进行摊铺，回填材料地基底面宜铺设在同一高程上，如深度不同时，基土面应按施工图挖成台阶或斜坡搭接，搭接处应夯实，施工应按先深后浅的顺序进行。
7、分层压实
为保证换填料压实的均匀性和密实度，在重型碾压机碾压前，应整平面层。
控制碾压机械的速度，经静压2遍后，采用强振8～10遍。
换填材料粒径太大时，应破碎，以保证上下材料结合良好。
夯实先四周后中间。
8、找平验收
最后一层碾压完成后，需检查高层和平整度。
各项指标符合规范要求。
低洼处及时补充填料。