地基处理 换填法共37页
地基处理第二章 换填法
换填法常用作地基的浅层处理， 换填法常用作地基的浅层处理 ， 其主要作用 包括： 包括：（1）提高持力层的强度，并将建筑物基底 ）提高持力层的强度， 压力扩散到垫层以下的软弱地基， 压力扩散到垫层以下的软弱地基 ， 使软弱地基土 中所受应力减少到该软弱地基土的容许承载力范 围内，从而满足强度要求； 围内，从而满足强度要求；（2）垫层置换了软弱 ） 土层，从而可减少地基的变形量； 3） 土层，从而可减少地基的变形量；（3）加速软土 层的排水固结。 层的排水固结 。 砂垫层和砂石垫层等垫层材料透 水性大， 软弱土层受压后， 水性大 ， 软弱土层受压后 ， 垫层可作为良好的排 水面， 使基础下面的孔隙水压力迅速消散， 水面 ， 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； 垫层下软弱土层的固结和提高其强度；
设计考虑: 设计考虑
粉煤灰垫层的设计可参照砂垫层设计方法和有关的技术要 求进行。在缺少资料和没有工程经验的情况下采用粉煤灰垫层， 求进行。在缺少资料和没有工程经验的情况下采用粉煤灰垫层， 应对使用的材料进行物理、化学和力学性质试验， 应对使用的材料进行物理、化学和力学性质试验，为设计提供 资料及技术参数。 资料及技术参数。 在确定粉煤灰垫层厚度时，可取其压力扩散角为22° 在确定粉煤灰垫层厚度时，可取其压力扩散角为 °，计 算方法同砂垫层。 算方法同砂垫层。 粉煤灰垫层的承载力一般应通过现场试验确定， 粉煤灰垫层的承载力一般应通过现场试验确定，当无试验 资料时，可参考以下数据： 资料时 ， 可参考以下数据 ： （ 1）经过人工压实 （ 夯实 ） 的粉 ） 经过人工压实（夯实） 煤灰垫层，当压实系数控制在0.90及其干密度为 ρdmax(t/m3) 及其干密度为0.9 煤灰垫层，当压实系数控制在 及其干密度为 其承载力可达120~150kPa。（2）当压实系数控制在 时，其承载力可达 。 ）当压实系数控制在0.95 及其干密度为0.95ρdmax(t/m3)时，其承载力可达 及其干密度为 时 其承载力可达300kPa，但应 ， 进行下卧层强度验算。 进行下卧层强度验算。
地基处理换填法
机械碾压法是采用各 种压实机械来压实地基土， 此法常用于基坑面积宽大 和开挖土方量较大的工程。 在工程实践中，对垫 层碾压质量的检验，要求 获得填土最大干密度。 施工参数：如施工 机械、铺筑厚度、碾压 遍数与填筑含水量等都 必须由工地试验确定。
土类和场地对碾压设备选用的影响
粘性土等软弱土 平碾或羊足碾 砂土、湿陷性黄土、 杂填土 狭窄场地，边角 碎石土 平碾 振动碾或振动压实机 蛙式夯实机
3.垫层的作用： (1)提高持力层的强度，并将建筑物基础压力扩散到 垫层以下的软弱地基； (2)垫层置换了软弱土层，可以减少地基的变形量； (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， 其处理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。 4. 换填法适用土类：淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素 填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等浅层处理。
2.3 土的压实作用
土一般由固体颗粒、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 实践证明，要使土的压实效果最好，其含水量一 定要适当。对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。
lb(PK - Pc ) 矩形基础：Pz (l 2ztg )(b 2ztg ) b(PK - Pc ) 条型基础： Pz b 2ztg
砂垫层的厚度一般不宜大于3m，太厚则施工困难； 也不宜小于0.5m，太簿则换土垫层的作用不显著。 3.垫层宽度 应根据垫层侧面土的承载力来决定，砂垫层底部宽 度b′可由下式或根据当地经验确定。
换填法处理模板ppt课件
实能量的改变而产生的 不同压实曲线见图2-2
图2-2 压实功能对压实曲线的影响
三、压实参数的确定
1 室内击实试验操作步聚
压实参数首先通过室内的击实试验初步确定后，再据工程实 际修正室内试验参数，进而指导现场施工。具体步骤如下：
①样料制备：样品风干或在低于600C的温度下烘干并碾散，过5mm 样筛拌匀备用；
含水量wop±2%) 来进行检验。
不同结构对土体密实度的要求
见表2-1
表2-1
图2-3 工地与室内击实试验比较
碾压6(a),12(b),24(c)遍; d-室内击实试验
不同结构对土体密实度的要求
第二章 换填法处理 第三节 施工方法与砂(碎)石垫层设计
一、施工方法 对软土地基，虽然不同材料的垫层其应力分布稍有不同，
(c) 而 当含水量继续增加时(并达到一定程度后) ，孔 隙中水量增加，尤其是饱和度达到85～90%后，孔隙中气体 被水包围，并以微小的封闭气泡形成出现，并由表面张力而 固定，此时，外力的增加反而更加难以挤出这些气体，因而 压实效果越来越差；
(d) 再继续增加含水量时，外力的作用下，仅仅使孔隙 水压增加并阻止土粒的移动，因而土体反而得不到压实，干 实度下降(这也是形成单峰曲线的原因)。
但从试验结果分析，其极限承载力都比较接近。此外，通过 沉降观测资料发现，不同材料垫层的特点基本相似。
因此，各种材料的垫层设计计算方法相同，并按砂(砂 石、碎石)垫层的计算方法进行。
对于特殊土地基，所考虑解决问题的关键不同，故在设 计上有所差异。
一、施工方法
1、机械碾压法
•常用机械：平碾、羊足碾、压路机等（注意适用条件） •适用条件：大面积填土和杂填土等土方量较大的工程。
37灰土换填施工方案
铁建所养路机械事业部车间改造加固工程地基灰土换填施工方案２0１5年4月10日一、工程概况：本工程采用三七灰土处理地基，基础下-５.0米~-3．0米采用三七灰土换填，换填范围为独立基础外2米，压实系数不小于0.95，处理后复合地基承载力特征值不小于160kpａ。
三七灰土底标高为-５．０米。
二、施工准备1、材料准备1.1、土料：采用就地挖出的粘性土,不得含有有机杂质；土料应过筛，其颗粒不应大于15mm，如挖出的土不符合换填要求则需从场外购置运至场内。
1．2、石灰:采用同产地、同品种、同规格的熟石灰,并过筛,其颗粒不得大于５mm。
石灰陈伏期不小于7天，不得夹有未熟化的生石灰块粒及其他杂质，也不得含有过多的水分。
2、主要机具设备2.１、机械设备:旋耕机１台、装载机1台、蛙式打夯机１台。
运输设备有：翻斗汽车３辆、1.５t机动翻斗车１辆。
2．2、主要工具：铁锨、铁耙、量斗、水桶、喷壶、胶管、铁筛（孔径为5mm、１５mｍ）以及手推胶轮车等。
3、人员组织３．1、现场管理人员：技术员1人,施工员1人，质检员1人,实验员1人，安全员１人。
３.2、现场施工人员:队长１人,旋耕机司机1人，装载机司机1人,汽车司机1人,翻斗车司机1人,普工１0人。
4、作业条件4.1、验槽后原土碾压并办完隐蔽检查手续。
４．２、根据本工程的特点、填料种类、设计要求的压实系数及施工条件,确定填料含水量控制范围在１4~18%、虚铺厚度30cm、碾压遍数为4遍。
含水率控制现场以手握成团，两指轻捏即碎为宜。
4.3、做好测量放线等技术准备工作，在基坑的边坡上每隔２0米钉好水平木桩,配合钢筋钢尺，层层拉线，以便施工过程中控制每层标高。
4.4、施工用水、用电引至施工现场，具备施工条件。
三、操作工艺１、工艺流程基底清理→灰土拌和→分层摊铺→分层夯(压）→分层检测→修整找平２、基底清理对基坑应先验槽,清除松土，要求平整干净。
如有积水、淤泥,应晾干;局部有软弱土层或孔洞，应及时挖除后用灰土分层回填夯实。
地基处理-换填法
地基处理-换填法换填法原理及适用范围换填法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。
3.4 垫层的设计垫层的设计主要是确定以下四个参数：1、垫层的厚度2 、垫层的宽度3 、承载力4 、沉降1、垫层厚度的确定垫层的厚度一般根据垫层底面处土的自重应力与附加应力之和不大于同一标高处软弱土层的容许承载力。
具体计算时，一般是先初步拟定的一垫层厚度，再验算，直到满足要求为止。
垫层厚度一般不宜大于3m，也不宜小于0.5m。
太厚施工较困难，太薄则换土垫层的作用不显著。
所垫层厚度的确定，除应满足计算要求外，还应根据当地的经验综合考虑。
2、垫层宽度的确定垫层的宽度除应满足基础地面应力扩散的要求外，还应考虑垫层侧面土的强度条件，防止垫层材料由于侧面土的强度不足或由于侧面土的较大变形而向侧边挤出，增大垫层的竖向变形，使建筑物沉降增大。
垫层宽度的取值，可按两种方法计算：一种是扩散角法；另一种是按垫层侧面土的地基承载力设计值确定垫层的宽度3、垫层承载力的确定经换填处理后的地基，由于理论计算方法尚不完善，垫层的承载力宜通过现场荷载试验确定，如对于一般工程可直接用标准贯入试验、静力触探和取土分析法等。
专题地基处理方法--换填法
❖ (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。
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8．垫层的作用
提高地基承载力 减少沉降量 加速软弱土层的排水固结 防止冻胀 消除地基土的湿陷性、膨胀性作用
虽然不同材料的垫层，其应力分布稍有差异，但从试验结果分析其 极限承载力还是比较接近的；通过沉降观测资料发现，不同材料垫层的 特点基本相似，故可将各种材料的垫层设计都近似的按砂垫层的计算方 法进行计算。但对湿陷性黄土、膨胀土、季节性冻土等某些特殊土采用 换土垫层处理时，因其主要处理目的是为了消除地基土的湿陷性、膨胀 性和冻胀性，所以在设计时需考虑的解决问题的关键也应有所不同。
分
类
砂垫层 粉质粘土垫层
灰土垫层 粉煤灰垫层
粉煤灰，干渣（高炉重矿渣）
矿渣垫层
土工合成材料：
其他工业废渣垫层
土工合成材料加筋垫层、
土工合成材料垫层
土工合成材料轻质垫层（聚苯乙烯板块垫层）
•7
7.垫层材料的分类
1）砂垫层
❖ 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。当使用粉细砂或石粉（粒径小于0.075mm的 部分不超过总重的9%）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。对湿陷性黄上地基，不得选用砂 石等透水材料。
地基处理换填土法
§2.1 概 述 §2.2 垫层土的压实原理 §2.3 垫层设计 §2.4 垫层施工 §2.5 质量检验 §2.6 砂垫层设计实例
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§2.1 概 述
2.1.1 定义及适用范围 2.1.2 垫层材料、压实方式和设计方法 2.1.3 换填法的加固原理及垫层的作用
灰土
0.25 ≥0.50
20° 30 °
28° 23°
注： z/b < 0.25时，除灰土仍取θ＝28°外，其余均取θ ＝0°； 0.25 < z/b < 0. 5时，θ 值可内插求得。
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5、沉降计算
根据下卧土层的Es 按分层总和法计算
土层名称 淤泥 粘土夹砂 淤泥质土 粉质粘土 层厚 (m) 重度 (kN/m3) 压缩模量 (MPa) 承载力 (kPa)
2.5 2.5 10.6 未贯穿
18.5 18.6 17.5 18.7
－ 3.90 2.25 4.85
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2.3.4 矿渣垫层设计 自 学
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§2.4 垫 层 施 工
2.4.1 施工机具与方法 2.4.2 不同填料垫层施工方法
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4、振动压实法施工
用振动压实机处理无粘性土或粘粒含量少、透水性好的杂填 土地基的一种方法。振动压实机的工作原理如 图 2-5 。
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45、自己的饭量自己知道。——苏联
专题：地基处理方法--换填法
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
60、人民的幸福是至高无个的法。— —西塞 罗
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
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16、业余生活要有意义，不要越轨。——华盛顿 17、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。——罗素·贝克 18、最大的挑战和突破在于用人，而用人最大的突破在于信任人。——马云 19、自己活着，就是为了使别人过得更美好。——雷锋 20、要掌握书，莫被书掌握；要为生而读，莫为读而生。——布尔沃
地基处理 换填法
36、“不可能”这个字(法语是一个字 )，只 在愚人 的字典 中找得 到。--拿 破仑。 37、不要生气要争气，不要看破要突 破，不 要嫉妒 要欣赏 ，不要 托延要 积极， 不要心 动要行 动。 38、勤奋，机会，乐观是成功的三要 素。(注 意：传 统观念 认为勤 奋和机 会是成 功的要 素，但 是经过 统计学 和成功 人士的 分析得 出，乐 观是成 功的第 三要素 。