换土垫层法

换土垫层法一、引言换土垫层法是一种常用的土木工程施工技术，它主要用于改善地基土的性质，增加地基的稳定性和承载能力。

本文将从换土垫层法的定义、施工流程、施工工艺、应注意的问题等方面进行全面、详细、深入地探讨。

二、定义换土垫层法是指将原有地基土取出，然后用新的土材料进行填补和加固的一种土木工程施工技术。

它可以修复地基的不平整、缓解地基沉降、加强地基承载能力等。

三、施工流程换土垫层法的施工流程通常包括以下步骤：1. 调查勘测在施工前，需要对地基进行调查和勘测，了解地质地貌情况、地基土的性质和承载能力等信息，以确定施工方案和材料选择。

2. 原土清理将原有地基土进行清理，清除其中的杂质、混凝土碎片等，保证换土垫层与原土之间的紧密结合。

3. 土方开挖根据设计要求，开挖地基土，并将其处理妥善。

同时，需要进行土方测量，确保挖掘的土方符合要求。

4. 新土填充将新的土材料运输至施工现场，按照设计要求进行填充。

在填充过程中，需要控制填充层的厚度和均匀度，以保证换土垫层的质量。

5. 压实与加固填充完成后，对换土垫层进行压实与加固。

常见的加固方式包括振动压实、喷射加固、碾压等，以增加垫层的密实度和稳定性。

6. 验收与监测在施工完成后，需要进行垫层的验收与监测工作。

通过检测和监测，评估垫层的质量和性能，确保其达到设计要求和使用功能。

四、施工工艺换土垫层法的施工工艺与具体工程和要求有关，但通常包括以下几个步骤：1. 材料选择根据地基土的性质和工程要求，选择合适的新土材料。

新土材料应具有一定的稳定性、承载能力和抗沉降能力。

2. 地基处理对地基土进行清理和改良。

清除杂质、混凝土碎块等，同时进行地基加固工作，以提高地基的承载能力。

3. 换土垫层施工按照施工流程进行换土垫层的施工。

控制换土垫层的厚度、填充均匀度和加固程度，确保施工质量。

4. 加固处理施工完成后，对换土垫层进行加固处理，以提高垫层的稳定性和承载能力。

加固方式可以根据具体情况选择，常见的有振动压实、喷射加固和碾压等。

换土垫层法计算及施工要点图片较多

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”。
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击实曲线 d

击实G试s验w
1 w 1e
Gs w
1 Gsw
S
d

1 w
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。
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。
3.3 垫层设计计算
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1. 垫层材料 2. 垫层厚度 3. 垫层宽度 4. 沉降验算
1. 垫层材料
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（1) 砂、碎石或砂石料；（2）灰土；（3）粉煤灰或矿渣；（4）土工合成材料加碎石垫层等。
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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。
3.2 垫层作用机理
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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
振密
土粒相对移动，这时压实效果就比较差。当增大土样含水
机
量时，结合水膜逐渐增厚，减小了引力，土粒在相同压实
理
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

换土垫层法

换土垫层法本章概述1．换土垫层的概念2．换土垫层适用条件3．换土垫层的五个作用4．换土垫层的设计5．换土垫层的施工要点6．换土垫层法的质量检验方法本章重点与难点重点掌握换土垫层的概念、适用条件及其五个作用；对砂垫层厚度、宽度的设计；换土垫层法的质量检验方法。

第二章换土垫层法第一节概述当软弱土地基的承载力和变形满足不了建筑物的要求，而软土层的厚度又不很大时，将基础底面下处理范围内的软弱土层部分或全部挖去，然后分层换填强度较大的砂（碎石、灰土、高炉干渣、粉煤灰）或其它性能稳定、无侵蚀性的材料，并夯压（振实）至要求的密实度为止，这种地基处理方法称为换土垫层法（Replacement Memod）。

换土垫层法常用作为浅层处理地基的方法．而重锤夯实法、机械碾压法和振动压实法，则是换土垫层法中采用不同的压实机具对换填地基土进行夯（压、碾）实的不同施工方法。

换土垫层法还包括低洼地域筑高（平整场地）或道路筑高（道路路基）。

对回填不同材料形成的垫层，可称之为该材料垫层、如碎垫层、干渣垫层、和粉煤灰垫层等。

换土垫层的作用是：（1）提高地基承载力，并通过垫层的应力扩散作用，减少垫层下．天然土层所承受的压力。

从而使地基强度满足要求；（2）垫层置换了软弱土层，从而可减少地基的变形量；（3）加速软土层的排水固结；（4）调整不均匀地基的刚度；（5）对湿陷性黄土、膨胀土或季节性冻土等特殊土，其目的主要是为了消除或部分消除地基土的湿陷性、胀缩性或冻胀性。

换土垫层法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等地等地基土的浅层处理．常用于轻型建筑、地砰、堆料场和道路工程等地基处理工程中。

大面积填土产生的大范围地面负荷，其影响深度较大，地基土的压缩变形量大，沉降延续时间长，与换土垫层法浅层处理地基的特点不同，因而对大面积填土地基进行设计和施工时，地面堆载要力求均衡，避免大量、迅速、集中堆载，并应根据使用要求、堆载特点、结构类型和地质条件等来确定允许堆载量的大小和范围。

地基处理—换土垫层法(基础工程)

高地基持力层的承载力，减小软土层的承压力。
在软土层上回填好土
2.5.1 换填法
软土层较厚时，将基础下面一定范围内的软土挖去, 回填强度高、压缩性低、无侵蚀性的材料作持力层。采用砂石、灰土、矿渣、素土等材料换土的地基分别称为砂石地基、灰土地基、粉煤灰地基。
对于解决荷载较大的中小型建筑物的地基问题比较有效。处理深度通常控制在3m以内时较为经济合理。
碾压法 250～350 8～12
60～100kN压路机往复碾压
备注
不宜使用干细砂或含泥量较大的砂铺筑砂垫层
湿陷性黄土、膨胀土、细沙地基不得使用
适用于砂石垫层 ①适用大面积砂石垫层 ②不宜用于地下水位以下的砂垫层
●地基底面标高不同时，边坡应挖成阶梯形（或平缓斜坡），每层错开0.5~1.0m，按先深后浅的顺序分层铺设，搭接处充分夯实。
对于承受振动荷载的地基，不应选择换填垫层法进行处理。
各种换填材料的适用范围
换土种类
适用范围
砂石（砂砾、碎卵石）垫层
土素土垫层垫层灰土垫层
适用于一般饱和、非饱和的软弱土和水下黄土地基处理；不宜用于湿陷性黄土地基，也不适宜用于大面积堆载、密集基础和动力基础的软地基处理；可有条件地用于膨胀土地基；砂垫层不宜用于有地下水且流速快、流量大的地基处理；不宜采用粉细砂作垫层。
B′
垫层底宽确定后，按照基坑的坡度向上延伸至基础底面。
②砂石垫层材料要求：
●宜选用颗粒级配良好、质地坚硬的中砂、粗砂、砾石、碎石、
石屑等，含泥量不宜超过5%；
●在缺少中粗砂和砾石地区，也可采用细砂，但同时宜掺入最
大粒径不宜大于50mm碎石或卵石，以保证垫层的密实和稳定，其掺量按设计，不少于总重30%，不大于50%；

第四节换土垫层法第五节排水固结预压法

第五节排水固结预压法
4.稳定性分析 4.稳定性分析由于地基土在预压荷载作用下可能失稳破因此，坏，因此，预压加载过程中必须验算每级荷载下地基的稳定性。级荷载下地基的稳定性。进行稳定性分析时，进行稳定性分析时，通常假定地基的滑动面为圆筒面，可采用圆弧法（条分法）面为圆筒面，可采用圆弧法（条分法）进行分析。进行分析。
& qi α Ut = ∑ [(Ti − Ti −1 ) − e β ∆ i =1 ∑ p
n
βt
(e βTi − e βTi −1 )]
考虑井阻和涂抹的影响，瞬时加载条件下，考虑井阻和涂抹的影响，瞬时加载条件下，固结时间t 固结时间t时竖井地基径向排水平均固结 8C 度可按下式计算：度可按下式计算： − t
σ z + σ cz ≤ f az b( pk − pc ) σ =
z
b + 2z tan θ
lb( pk − pc ) σz = (b + 2 z tan θ )(l + 2 z tan θ )
第四节换土垫层法
压力扩散角θ
z/b
换填材料中砂、粗砂、砾砂、圆粉质粘土、粉粉质粘土、中砂、粗砂、砾砂、角砾、石屑、砾、角砾、石屑、煤灰卵石、碎石、卵石、碎石、矿渣 0.25 ≥0.5 20° 20° 30° 30° 6° 23° 23° 灰土
第五节排水固结预压法
3.排水过程中地基强度增长值的推算在预压荷载作用下，地基土在某一时刻t的抗剪强度τft为:
τ ft = τ f 0 + ∆σ zU t tan φcu
τf0——地基中某点在加荷前的天然土抗
剪强度，kPa。其值可由十字板剪切试验测定； Δσz——预压荷载引起的该点附加竖向压力； Ut——该点土的固结度

《换土垫层法》PPT课件

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二、填土的压实机理
1、粘性土的压缩有一个最优含水率问题 2、一般的土都含有些细粒，或者粘粒，粘性土的含量的多少影响到最优含水量的大小，粘粒越多，最优含水量越大，反之亦然。 3、最优含水率一般是在实验室内的击实实验得到的。 4、对于土的压实，不同的压实功能，也会影响到最优含水量的值。如对于同种土，压实功能越大，则需要的最优含水量要相应降低。 5、现场施工的土料，土块大小不一，含水量和铺填厚度很难控制均匀，实际压实土的均质性差。对现场土的压实，
应与以施压工实含系水数量来检验土 c的控制干密度与最大干密度之比）
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5
三、砂垫层设计
对砂垫层的设计，要求又足够的厚度以置换可能被剪切破坏的软弱土层，又要求有足够的宽度以防止砂垫层向两侧挤出。经过换填垫层法处理后，可将上部荷载传递到下面的下卧层，以满足建筑物对地基承载力和沉降的要求；当垫层下面有较软弱土时，也可加速软弱土层的排水固结和强度的提高。
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即使地基处理后，地面水仍能从垫层侧面深入下部未处理的湿陷性土层引起湿陷，故对有放水要求的建筑不得采用。
整片垫层一般设置在整个建筑物的平面范围内，每边超出建筑物外墙基础外缘的宽度不应小于垫层的厚度，并不小于2m。整片垫层的作用消除被处理土层的湿陷性，以及防治表水从上部或侧面深入下部未处理的湿陷性土层。
或3：7配合比）在湿陷性黄土地区适用较为广泛，这是一种以土治土的处理湿陷性的方法，传统厚度一般为1～3m。
素土或灰土垫层可分为局部垫层和整片垫层。当仅要求消除基底下处理土层的湿陷性时，宜采用素土垫层；当要求提高地基承载力和水稳定性时宜采用灰土垫层。
局部垫层一般设置在矩形或方形基础或条形基础底面下，主要用于消除地基的部分湿陷性，并提高承载力。据工程经验，局部处理的范围，每边超出基础底边的宽度不应小于其厚度的一半，

《地基处理》第二章换土垫层法

组织专业施工队伍，配备必要的施工设备、检测仪器等。
土方开挖与运
确定开挖范围
根据施工方案，确定需要开挖的区域和深度。
土方开挖
使用挖掘机等设备进行土方开挖，注意保持边坡稳定。
土方运输
将开挖出的土方运至指定地点，注意避免对环境造成污染。
垫层材料选择与处理
选择垫层材料
根据工程要求和地质条件，选择合适的垫层材料，如砂、碎石、矿渣等。
注浆法
要点一
总结词
将浆液注入地基土层中，通过浆液的凝固作用改善土体的物理性质。
要点二
详细描述
注浆法是一种常用的地基处理方法，通过将浆液注入地基土层中，利用浆液的凝固作用改善土体的物理性质，提高其承载力和稳定性。该方法适用于各种类型的软土地基处理，特别是对于含水量较高、压缩性较大的软土效果显著。注浆法可以根据不同的情况选择不同的浆液材料和注浆方式，以达到最佳的地基处理效果。
ERA
定义与原理
定义
换土垫层法是一种地基处理方法，通过将基础下一定深度范围内的软弱土层挖除，然后回填坚硬、密实、性能稳定的材料，如砂、碎石、石渣等，形成垫层，以提高地基承载力和减少沉降。
原理
换土垫层法的原理是通过换填材料的承载力和扩散作用，将基础荷载传递到下层土体中，从而减小基础沉降和提高地基承载能力。
软土地基，存在大量淤泥和腐殖质
建设规模
建筑面积约5万平方米，包括商业楼、办公楼和地下停车场
工程要求
确保建筑物安全稳定，提高地基承载力
换土垫层法应用过程
土方开挖
按照设计要求，逐层开挖至预定深度。
垫层铺设
将垫层材料分层铺设、压实，确保垫层密实度符合要求。

换土垫层法地基处理适用范围及施工技术[优质工程范文]

同层：分段填筑，上下层相错＞1000
边坡应宽填：需修整：宽填0.2m，
不需修整：宽填0.5m。
注意： a. 分层应接近水平
b. 各种土不得混杂使用
c. 透水性小的土应铺在透水性大的
土之上
第三节垫层施工
四、压实方法：
机械碾压法重锤夯实法振动压实法
第三节垫层施工
机械碾压法
采用各种压实机械，如压路机、羊足碾、推土机或其他压实机械来压实地基土的一种压实方法，常用于大面积填土的压实、杂填土地基处理、道路工程及基坑面积较大的换土垫层的分层压实。
时，承载力可达200-300KPa。但应进行下卧层强度验算。
第三节垫层施工
土由固体颗粒、水、空气组成。土中固、液、气三相组成的比例反映干湿、密实程度，对评价土的工程性质有重要意义，是垫层压实参数选择的依据。一、土的压实机理要使土的压实效果最好，其含水量一定要适当。过湿的土进行碾压会出现“橡皮土”，不能增大土的密实度。对很干的土进行碾压，也不能把土充分压实。 1.最优含水量：在干密度—含水量曲线上干密度的峰值即为最大干密度，与之对应的含水量即为最优含水量。
施工顺序：
重锤夯实宜一夯挨一夯顺序进行。在独立柱基基坑内，宜按先外后里的顺序夯击。同一基坑底面标高不同时，应按先深后浅的顺序逐层夯实。
第三节垫层施工
第三节垫层施工
二、土的压实参数
1.压实系数λc
c
d d max
ρd——现场土的实际控制干密度； ρdmax——土的最大干密度。
第三节垫层施工
无资料时：d
max
·
1
pw ·ds
0.01·op
·d s
pw——水的密度（kN/m3） η——经验系数，粘土取0.95，粉质粘土取