软弱地基基础工程的换填法基础处理
完整版 换填法地基处理施工方案
换填法地基处理施工方案一、 编制依据二、 施工准备(一) 技术准备换填施工前，根据换填材料对垫层参数进行设计，主要有：垫层的厚度、垫层的宽度、承载力和沉降四个方面。
垫层设4.2.2 条要求。
1、垫层厚度的确定换填垫层厚度一般为 0.5m ~3m 。
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。
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。
4、沉降计算垫层地基的沉降分两部分，一是垫层自身的沉降，二是软弱下卧层的沉降，由于垫层材料模量远大于下卧层模量，所以在一般情况下，软弱下卧层的沉降量占整个沉降量的大部分。
(二) 材料准备在垫层的施工中，填料质量的好坏、是直接影响垫层施工质量的关键因素。
确定换填土的来源、种类、规格等参数。
常见的换填材料有砂石、粉质粘土、灰土、粉煤灰、矿渣、其他工业废渣及土工合成材料，各类换填材料应满足《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2012）4.2.1 条要求。
(三) 机具准备施工主要机械见下表。
压实机械选用：垫层施工应根据不同的换填材料选择不同的施工机械。
粉质粘土、灰土宜采用平碾、振动碾和羊足碾，中小型工程也可采用蛙式打夯机、柴油夯；砂石等宜采用振动碾；粉煤灰宜用平碾、振动碾、平板式振动器、蛙式夯；矿渣宜采用平碾、振动碾、平板式振动器。
三、工艺流程土方换填施工流程图四、施工要点施工准备1、查明待换填地层土性质及地质现象；2、了解上沟、塘、洞等分布范围和深度及地下管线、防空洞及地下障碍物的分布范围和走向；3、查明填土的成分、范围、厚度、均匀性、填筑年限和方法等；4、查明地下水的埋藏条件、类型、埋深等。
地基处理之换填地基
地基处理之换填地基灰土地基灰土地基是将基础底面下要求范围内的软弱土层挖去，用一定比例的石灰与土，在最优含水量情况下，充分拌合，分层回填夯实或压实而成。
灰土地基具有一定的强度、水稳性和抗渗性，施工工艺简单，费用较低，是一种应用广泛、经济、实用的地基加固方法。
适于加固深1〜4m厚的软弱土、湿陷性黄土、杂填土等，还可用作结构的辅助防渗层。
1.材料要求(1)土料采用就地挖出的粘性土及塑性指数大于4的粉土，土内有机质含量不得超过5%。
土料应过筛，其颗粒不应大于15mm。
12)石灰应用III级以上新鲜的块灰，含氧化钙、氧化镁愈高愈好，使用前1〜2d消解并过筛，其颗粒不得大于5mm,且不应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.施工工艺方法要点(1)对基槽(坑)应先验槽，消除松土，并打两遍底夯，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。
(2)灰土配合比应符合设计规定，一般用3：7或2：8 (石灰：土，体积比)。
多用人工翻拌，不少于3遍，使达到均匀，颜色一致，并适当控制含水量，现场以手握成团，两指轻捏即散为宜，一般最优含水量为14%〜18%；如含水分过多或过少时，应稍晾干或洒水湿润，如有球闭应打碎，要求随拌随用。
(3)铺灰应分段分层夯筑，每层虚铺厚度可参见表7-1,夯实机具可根据工程大小和现场机具条件用人力或机械夯打或碾压，遍数按设计要求的干密度由试夯(或碾压)确定，一般不少于4遍。
灰土最大虚铺厚度表7-1（4）灰土分段施工时，不得在墙角、柱基及承重窗间墙下接缝，上下两层的接缝距离不得小于500mm，接缝处应夯压密实，并作成直槎。
当灰土地基高度不同时，应做成阶梯形，每阶宽不少于500mm；对作辅助防渗层的灰土，应将地下水位以下结构包围，并处理好接缝，同时注意接缝质量，每层虚土从留缝处往前延伸500mm，夯实时应夯过接缝300mm以上；接缝时，用铁锹在留缝处垂直切齐，再铺下段夯实。
换填法处理地基
表2 回填碾压的每层虚铺厚度及压实遍数
施工设备 质量（t）
平碾 羊足碾 蛙式碾 振动碾 振动压实机
8~12 5~16 0.2 8~15 2
每层虚铺厚度 (mm)
200~300 200~350 200~250 600~1500 1200~1500
每层压 实遍数
6~8 8~16 3~4 6~8 10
（2）重锤夯实法 是利用起重机械将重锤提升到一定高度，然后自由 落下，重复夯击加固地基的方法。
换填垫层法分类
按回填材料可分为：砂垫层、砂石垫层，碎石 垫层、素土垫层、灰土垫层、干渣垫层和粉煤灰 垫层。
按施工机械可分：重锤夯实法、机械碾压法和 振动压实法。
适应范围
《建筑地基处理技术规范》中规定：换填垫层 法适用于浅层地基及不均匀地基的处理。工程实 践表明，换填垫层法主要用于淤泥、淤泥质土、 湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘 等的浅层处理。
度可达1m左右(与锤底直径相当)，并可 消 除1.0一1.5m厚度范围土层的湿陷性。 夯实效果和影响深度除与锤重、锤底直 径、夯距有关外．还与夯实工艺、夯击 遍致以及土 的含水量密切相关。
（3）振动压实法 是利用振动机产生的竖向振动力，使土颗粒受振移动至稳固位
置并减小孔隙，而使土层密实的地基加固方法。该法适 用于处理地下水位在0.6m以上 的无粘性土或粘粒含量低、透水性较好的松散杂填土地基。
表1 各种垫层的承载力
材料类别 碎石、卵石 砂夹石（其中碎石、卵石占全重的30%~50%）
承载力的特征值f/kPa 200~300 200~250
土夹石（其中碎石、卵石占全重的30%~50%） 中砂、粗砂、砾砂、角砾、圆砾
150~200 150~200
基础处理的方法
基础处理的方法基础处理可是个很重要的事儿呢，就像盖房子打地基一样，基础处理不好，后面就容易出乱子。
咱先说说土地基础的处理吧。
如果是软土地基，那可不能就这么不管不顾地在上面搞建设。
一种办法是换填法，就好比你有个烂苹果，你把烂的部分挖掉，换上好的果肉一样。
把软土挖走，换上砂石之类结实的材料，这样土地就能承受更大的重量啦。
还有预压法呢，这就像是给土地提前做个减肥计划。
在上面堆上重物，让土地慢慢把水分挤出去，变得更紧实，就像人减肥成功后身体更健康有力气了。
再讲讲混凝土基础处理。
在浇筑混凝土之前呀，要把模板清理得干干净净的，要是模板上有脏东西，就像脸上有泥去化妆一样，肯定不好看，而且会影响混凝土的成型。
振捣这个环节也很关键哦，要让混凝土里的空气都跑出来，就像给它做个全身按摩，这样混凝土才会密实，不容易出现裂缝这些问题。
对于钢结构基础处理也有不少小窍门。
钢结构基础的地脚螺栓一定要安装得稳稳当当的，就像大树的根要扎得深一样。
要保证螺栓的位置准确无误，不然钢结构就像个没站好的人，摇摇晃晃的。
在安装之前，要检查基础的平整度，要是不平，就得想办法找平，就像给地面铺地板前得把地面弄平一样。
基础处理的过程中，还有个很重要的就是检测啦。
就像医生给病人做检查一样，得知道基础处理得是不是合格。
对于土地基础，可以用一些仪器去检测它的密实度、含水量等指标。
混凝土基础呢，要看看强度是不是达到要求了，有没有裂缝之类的。
钢结构基础则要检查螺栓的紧固程度，基础的沉降情况等。
基础处理虽然听起来有点枯燥，但真的是非常关键的一步哦。
每一种基础处理方法都像是一个小魔法，只要用对了，就能给后面的工程建设打下一个超级棒的基础，就像给宝宝的成长铺好了一条平坦又坚实的道路呢。
软土地基处理方法
软土地基处理方法换填垫层法当软弱土层厚度不很大时，可将路基面以下处理范围内的软弱土层部分或全部挖除，然后换填强度较大的土或其它稳定性能好、无侵蚀性的材料(通常是渗水性好的中粗砂)称为换填或垫层法。
此法处理的经济实用高度为2～3m，如果软弱土层厚度过大，则采用换填法会增加弃方与取土方量而增大工程成本。
通过换填具有较高抗剪强度的地基土，从而达到增强地基承载力的目的，满足构筑物对地基的要求。
主要加固方法有换填、抛石挤淤、垫层、强夯挤淤几种。
垫层法根据材料的不同可分为砂(砾石)垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土(灰土、二灰)垫层。
代表方法有砂垫层法及换填法。
砂砾垫层：当路堤高度小于极限高度的2倍，软土层较薄，填筑材料比较困难，或雨季施工时，采用砂砾(砂)垫层，在填土与基底之间设一排水面，从而使地基在受到填土荷载后，迅速地将地基土中的孔隙水排出，加快固结速度，提高地基的承载力，减少沉降，防止地基局部剪切变形。
要注意控制填土速度，所用的材料为含泥量不大于5%的洁净中粗砂，或最大粒径小于5cm的天然级配砂砾。
换填法：在软土厚度不大于2m 时，利用渗水性材料(砂砾或碎石)进行置换填土，可以降低压缩性，提高承载力，提高抗剪强度，减少沉降量，改善动力特性，加速土层的排水固结。
它的特点是施工工艺简单，但费用比较高。
抛石挤淤：当软土或沼泽土位于水下，更换土施工困难，且厚度小于3m，表层无硬壳、基底含水量超过液限、路堤自重可以挤出的软土之上，排水比较困难时，采用抛片石(直径一般不小于30cm)挤淤的方法。
从中部开始抛石，逐渐向两边延伸，挤出淤泥，提高路基强度。
2 深层密实法采用爆破、夯击、挤压和振动及加入抗剪强度高的材料等方法，对地基深层的软弱土体进行振密和挤密的地基加固方法称为深层密实法。
适用于软土厚度3m的中厚软土的加固，分布面积广的软基加固处理，其加固深度可达到30m。
通过振动、挤压使地基中土体密实、固结，并利用加入的具有高抗剪强度的桩体材料置换部分软弱土体中的三相(气相、液相与固相)部分，形成复合地基，达到提高抗剪强度的目的。
公路工程软弱地基浅基础垫层换填法处理设计
条形 粕
＝
（ ～ ３ ２） ４５ ＿
矩 形（ 方形 ） 础 或 基
不作修 正 ， ｆ ＝ｆ］４ ｋ ａ 即【】 ［０ ５ Ｐ 。 ａ＝
。面 。＿ ‘『 一
百 Ｉ 芝｛ —＿ ｔ ＿ 『 丽
（ ．． 。 ４ ３３ ‘。 ５ ＿） 一
基于上述计算结果， ②层粉质黏土持力层承载力容许
Ｄ ３ ２ ０ 第 ３３４条 或 ３３５条 的规定 采用。 ６ — ０ ７） ．． ．．
定：
ｂ ＝ｂ ２ ｔ ｎ ｅ １ ＋ ｚａ
关键词 ： 基础 浅
软基
垫层 换 填 法
０ 引言
垫层 换 填 法是 公 路 工程 软 弱土 地基 上 修 建 桥 涵浅 基
式 中 ：， 垫层 底面 宽度（ ） ｂ一 ｍ 。 垫 层 的厚 度 不宜小于 ０５ 且 不宜 大于 ３ ＿ｍ， ｍ。 ３ 工程 实例
值 ４ ｋ ａ小于基 底 附加 压应 力 ２ ４ Ｐ ，则 需作垫层 处理 ５Ｐ ２ ｋａ 设计 。 ３２４ 垫层 厚度 验算 ： －Ｉ
注： 条形 基础 为长 宽 比等于 或大于 １ ０的矩形基 础。
式 中 ：ｏ 垫层 底面 处 的附加压 应力 （ Ｐ ｐ广 ｋａｏ
ｐ厂 垫层 底面 处土 的 自重压应 力（ Ｐ ） 。 ｋ ａ。
下 式要 求 ：
Ｐｋ Ｐｋ ｙＲｆ） ｏ ｇ ＋ ≤ 。 （
（ ．．—１ ４５３ ）
３２３基础底面②层粉质黏土持力层修正后的容许承 ． ． 载 力 ， 《 路桥 涵地 基 与基础 设计 规范》Ｊ Ｇ ６— 按 公 （Ｔ Ｄ ３
２ ０ 式 ３３４规定计 算 ： ０ ７） ．－ 鉴 于基 宽 小于 ２ ， ｍ 基底 埋 置深 度小 于 ３ 则 按上 式 ｍ，
换填法在软弱地基中的应用
换填法在软弱地基中的应用摘要：软弱土一般指土质疏松、压缩性高、抗剪强度低的软土和未经处理的填土。
持力层主要由组成的地基称作软弱地基。
在珠江三角洲地区，最常见的软土主要为淤泥、淤泥质土、泥炭土等，它们有一个共同的特点就是：沉积时间短，含水量高，压缩性高，抗剪强度低，灵敏度高。
在软弱土层上建造建(构)筑物时，采用天然地基其强度往往不能满足设计要求，遇到诸如土体稳定、变形等一系列问题。
于是，需采取措施对软弱地基进行地基处理，以满足设计的要求，确保建筑物的安全与正常使用。
地基处理的对象包括：软弱地基与不良地基。
建设工程越来越多地遇到不良地基。
因此，软弱地基处理问题也就显得更为常见和更加重要。
现就常用的软弱地基处理方法谈点看法与同行作一些探讨。
希望在今后类似工程的施工中得以借鉴，确保工程质量。
关键词：换填法；软弱地基；方法一、换填法是常用的软弱地基处理方法换填法是进行软弱地基处理的方法之一，又名换土垫层法。
本方法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土及暗沟、暗塘等的浅层处理。
换填材料可用中(粗)砂，级配良好的砂石、灰土、素土、石屑或煤渣等。
换填法的作用，是提高持力层的承载力，改善土的压缩性，减小地基变形。
当软弱土较薄时，可全部挖去;当软弱土较厚时，可部分挖去。
填土可采用砂、碎石、素土等。
现行的设计思路是将换填垫层作为基础的持力层，利用基底附加应力在换填垫层中向下扩散时应力不断减小的特点，选择合适的垫层厚度，以达到软弱下卧层顶面所受的压应力不大于其容许应力的目的。
二、换填法在工程实际中的应用【项目简介】：龙山路24m扩宽改造工程位于**州**县城中心至**公路路段,原来老公路为沥青混凝土路面，宽度为6m,长度为1216m，以前是县城通往另外三县城的必经之路。
随着社会经济的发展，老公路已经不能满足社会生产发展和广大人民群众出行的需要。
为此，龙山路24m扩宽改造工程势在必行。
作为龙山路24m扩宽改造工程的项目负责人，对工程的安全、质量、进度等进行全面的管理。
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）
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软弱地基基础工程的换填法基础处理
摘要：本文主要介绍了软弱地基基础换填法施工的应用及换填才料，并扼要地对几种常见的换填才料进行了分析和比较。
关键词：换填法软弱地基垫层
一般情况下建筑物的基础直接座落在开挖后的天然土层上，最为简捷、经济。
但是在一些工程中浅层土比较松软，地基承载力满足不了基础的设计要求。
此时便可通过适当的浅层土处理，使基础座落在经过加固的人工地基上，换填法在实际中比较普遍，它施工方法简便、快捷经济有效。
1、常见的换填材料
(1)砂石：换填材料应采用级配良好，不含杂质的中、粗砂砾石，碎石等。
(2)素土：可使用基槽开挖后的原槽土，但土中有机杂质不应大于8%，不得有冻土及冰雪。
土中夹杂有碎石、碎砖时基粒径不得大于200mm，用于湿陷性黄土的素土垫层，土料中不得夹有碎砖、石块等杂物。
(3)灰土：可采用原槽土，过筛。
粒径不大于15mm，不含有有机杂质及冰雪。
熟石灰过筛，粒径不大于5mm，含水量不宜过大，灰土比例以2～3:8～7为宜（体积比）。
2、设计
经换填处理后，形成了具有一定厚度，能扩散附加应力的较为坚硬的垫层。
在不同材料的垫层中，应力分布稍有不同，但在压实条件相同时，其极限承载力是相近的。
所以，各种材料的垫层可近似的按砂垫层计算方法进行设计。
2.1 垫层厚度的确定
垫层厚度必须满足软弱下卧层强度的要求。
即：Pz+Pcz≤fz
式中Pz－垫层底面处附加应力值。
Pcz－垫层底面处自重应力值。
fz－垫层底面处，经深度修正后的下卧层土的承载力值。
垫层底面附加应力Pz可按弹性理论的应力公式计算，但是可使用方便简单的应力扩散图形计算。
对条形基础:
Pz＝b(P-Pc)/(b+2Ztgθ)
对矩形独立基础:
Pz＝bL(p-Pc)/(b+2Ztgθ)(L+2Ztgθ)
式中b—基础底面宽度
L—基础底面长度
P—基础底面压力
Pc—基础底面土自重
Z—基础底面下的垫层厚度
θ—垫层压力扩散角，碎石土，砾砂，粗中砂可取θ=30°其它较细材料取θ＝22°;当Ｚ小于等于b／4时取θ＝0°
一般情况下先根据垫层的容许承载力确定基底宽度及基底压力,再根据软弱下卧层的容许承载力计算所需换填层的厚度，但垫层厚度不宜大于3m和小于0.5m。
2.2 垫层宽度的确定
垫层必须拥有一定的宽度才能满足在应力扩散作用下垫层材料向两边挤动，在软弱土层中的垫层倘若宽度不足,将会由于侧向挤动而增加基础下沉,实践中常用经验方法确定垫层的宽度。
(1)砂垫层常用的经验方法是扩散法。
垫层宽度b可按下列公式计算:
b`≥b+2Ztgθ
但是垫层顶面宜比基础底面每边大出200～400mm
(2)素土垫层宽度b`计算公式:
b`=b+2/3Z且b`≥b+0.6M
当Z>2M时b`≥b+1.4M
(3)灰土垫层宽度b`计算公式:
b`=b+2.5M
2.3 垫层的承载力
垫层的承载力一般应通过现场试验确定，对于一般性的及较轻型的建筑物（单层工业厂房或四层以下的民用建筑）无现场试验条件也可参照当地经验取值或通过施工控制的压实系数或干容量指标参照下表选用。
表1
3、施工
应针对不同的材料，压实系数采用相适应的工程设备及正确的施工方法。
以确定有效的韧度按〈〈施工验收规范〉〉做好施工验收工作以确保换填垫层达到设计要求。
参考文献
[1]张俊艳.浅谈软土地基的处理[J].油气田地面工程,2006,09．
[2]王文涛.换填法在软弱地基基础工程中的应用[J].林业科技情报,2006,03．
[3]郝玉昭.换填垫层法在浅层地基处理中的应用[J].中华建设,2011,09．。