換土墊層法簡(jiǎn)介

1、換土墊層法簡(jiǎn)介 在中國(guó)，每年都有數(shù)以千記的施工項(xiàng)目在進(jìn)行，由于中國(guó)地域遼闊，不同地區(qū)的土質(zhì)狀況都有不同，有些地區(qū)的土質(zhì)狀況良好，只要稍加處理即可作為良好的建筑物基礎(chǔ)，如果天然地基很軟弱，不能滿足地基強(qiáng)度和變形等要求時(shí)，則要對(duì)地基進(jìn)行人工處理后再建造基礎(chǔ)?！皳Q土墊層法”：就是一種快速便捷的方法。其定義為：當(dāng)建筑物基礎(chǔ)下的持力層比較軟弱，不能滿足上部荷載對(duì)地基的要求時(shí)，常采用換土回填法來處理。施工時(shí)先將基礎(chǔ)以下一定深度、寬度范圍內(nèi)的軟土層挖去，然后回填強(qiáng)度較大的砂、石或灰土等，并夯至（或振實(shí)）至要求的密實(shí)度。分類：換土回填按其材料分為：砂墊層、砂石墊層、灰土墊層、素土墊層、干渣墊層粉、煤灰墊層等。

2、 施工時(shí)使用的機(jī)具不同，施工方法可分為：機(jī)械碾壓法、重錘夯實(shí)法、振動(dòng)壓實(shí)法等。概述概述試用范圍：砂地基和砂石地基適用于處理透水性強(qiáng)的軟弱粘性土地基。例如淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土地基及暗溝、暗塘等淺層處理。其主要作用：提高持力層強(qiáng)度減少地基的變形量加速軟土層的排水固結(jié) 防止凍脹消除或部分消除地基土的濕陷性脹縮性。材料要求： 宜采用顆粒級(jí)配良好、質(zhì)地堅(jiān)硬的中砂、粗砂、礫砂、碎石、石屑或其他工業(yè)廢粒料。缺 少中、粗砂和礫砂的地區(qū)，也可采用細(xì)砂，但宜同時(shí)摻入一定數(shù)量的碎石或卵石，其摻量應(yīng)按設(shè)計(jì)規(guī)定（含石量不應(yīng)大于50%）。所用砂石料，不得含有草根、垃圾等有機(jī)雜物。兼起排水固結(jié)作用時(shí)，

3、含泥量不宜超過3%。碎石或卵石最大顆粒不宜大于50mm。施工要點(diǎn)： 施工前應(yīng)驗(yàn)槽，先將浮土清除?；郏樱┑倪吰卤仨毞€(wěn)定，以防止塌土。槽底和兩側(cè)如有孔洞、溝、井和墓穴等，應(yīng)在施工前加以處理。 人工級(jí)配的砂、石材料，應(yīng)按級(jí)配拌合均勻，再進(jìn)行鋪填搗實(shí)。 砂地基和砂石地基的底面宜鋪設(shè)在同一標(biāo)高上，如深度不同時(shí)，施工應(yīng)按先深后淺的程序進(jìn)行。圖面應(yīng)挖成臺(tái)階或斜坡搭接，搭接處應(yīng)注意搗實(shí)。 分段施工時(shí)，接頭處應(yīng)做成斜坡，每層錯(cuò)開0.5-1.0m，并應(yīng)充分搗實(shí)。 采用碎石換填時(shí)，為防止基坑底面的表層軟土發(fā)生局部破壞，應(yīng)在基坑底部及四測(cè)先鋪一層砂，然后再鋪設(shè)碎石墊層。 換填應(yīng)按分層鋪墊，分層夯（壓）實(shí)，每層的鋪

4、設(shè)厚度不宜超過表1-1規(guī)定數(shù)值。分層厚度可用樣樁控制。墊層的搗實(shí)方法可視施工條件按表1-1選用。搗實(shí)砂層應(yīng)注意不要擾動(dòng)基坑底部和四測(cè)的土，以免影響和降低地基強(qiáng)度。每鋪好一層墊層，經(jīng)密實(shí)度檢驗(yàn)合格后方可進(jìn)行上一層施工。 冬季施工時(shí)，不得采用夾有冰塊的砂石做墊層，并應(yīng)采用措施防止砂石內(nèi)水分凍結(jié)。搗實(shí)方法搗實(shí)方法 每層鋪設(shè)厚每層鋪設(shè)厚度（度（cm）施 工 最 佳 含 水施 工 最 佳 含 水量（量（%）施工說明施工說明備注備注平振法平振法200 - 25015 - 20用平板式振搗器往復(fù)振搗，往復(fù)次數(shù)以簡(jiǎn)易測(cè)定密實(shí)度合格為準(zhǔn)振搗器移動(dòng)時(shí)，每行應(yīng)搭接1/3，以防振動(dòng)面積不搭接不宜使用于細(xì)砂或含泥量較大

5、的砂鋪筑砂地基插振法插振法振搗器插入深度飽和用插入式振搗器插入間距可根據(jù)機(jī)械振幅大小決定3.不應(yīng)插至下臥粘性土層4.插入振搗完畢所留的孔洞，應(yīng)用砂搗實(shí)5.應(yīng)有控制的注水和排水不宜適用于細(xì)砂或含泥量較大的砂鋪筑砂地基水撼法水撼法250飽和1.注水高度略超過鋪設(shè)面層2.用鋼叉搖撼搗實(shí)，插入點(diǎn)間距100mm左右3.有控制的注水和排水4.鋼叉分四齒，齒的間距30mm，長(zhǎng)300mm，木柄長(zhǎng)900mm，重4kg濕陷性黃土、膨脹土、細(xì)砂地基上不得使用夯實(shí)法夯實(shí)法150-2008-121.用木夯或機(jī)械夯2.木夯重40kg，落距400 - 500mm3.一夯壓半夯，全面夯實(shí)適用于砂石地基碾壓法碾壓法150-35

6、08-126 - 10t壓路機(jī)往復(fù)碾壓。碾壓次數(shù)已達(dá)到要求密實(shí)度為準(zhǔn)適用于大面積的砂石地基，不宜用于地下水位以下的砂地基首先我們需要確定墊層的厚度，墊層厚度一般是根據(jù)墊層底部下臥土層的承載力確定，即作用在墊層底面處土的自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和不大于墊層底面下土層的承載力。對(duì)粉質(zhì)粘土，灰土、粉煤灰和砂石墊層的施工質(zhì)量可用環(huán)刀法、貫入儀、靜力觸探、輕型動(dòng)力觸探或標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)；對(duì)砂石、礦渣墊層可用重型動(dòng)力觸探檢驗(yàn)，并均應(yīng)通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)以設(shè)計(jì)壓實(shí)系數(shù)與所對(duì)應(yīng)的貫入度為標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)墊層的施工質(zhì)量。墊層的施工質(zhì)量檢驗(yàn)必須分層進(jìn)行。用環(huán)刀法取樣時(shí)，取樣點(diǎn)應(yīng)位于每層厚度的2/3深度處?？⒐を?yàn)收采用載荷試驗(yàn)檢驗(yàn)

7、墊層承載力時(shí)，每個(gè)單體工程不宜少于3點(diǎn)換土墊層法在某軟弱地基中的應(yīng)用工程概況 江南辦事處單層廠房，位于江南工業(yè)區(qū)九號(hào)街區(qū)臨時(shí)廠區(qū)場(chǎng)地，場(chǎng)地位于江門市中心路北面，緊靠中心路，東寧工業(yè)城東面。廠房面積約1600m2，鋼筋混凝土柱，三角形鋼屋架，屬單層排架結(jié)構(gòu)，墻體材料為粘土磚，屋面為鍍鋅波紋瓦。 根據(jù)鉆孔揭露，自上而下分為4層，填土、松散，厚0.92.2;耕植土，可塑，厚0.61.30m；淤泥質(zhì)土飽和、流塑、厚12.319.1m;強(qiáng)風(fēng)化含礫粉砂巖，揭露厚3.7m。地下水情況，場(chǎng)地存在一定量的地下水，水位標(biāo)高為-0.61.5m之間，平均1.05m。 建筑物安全等級(jí)為二級(jí)，場(chǎng)地類型為三類，按抗震設(shè)防烈

8、度為7度，抗震等級(jí)為三級(jí)，基本風(fēng)壓0.6kN/m2，屋面活載0.3kN/m2。 鋼屋架根據(jù)恒載、活載及風(fēng)荷載的大小，選用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)圖集輕型屋面鋼屋架，排架結(jié)構(gòu)，如圖1所示。柱腳固接，柱頂鉸接，柱距為6m，計(jì)算柱腳內(nèi)力。邊柱腳內(nèi)力設(shè)計(jì)值如下：Fk278kN Vk9kNMk28kNm基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 根據(jù)地質(zhì)資料并考慮上部荷載情況，采用淺基礎(chǔ)。 持力層為耕植土，地基承載力特征值fak160 kN/m2，按埋深仍落在松散填土層，強(qiáng)度顯然不足以支承基礎(chǔ)，因此要換土，換土首先解決地基強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求，所以選用3:7砂碎石作換填材料，基礎(chǔ)底面標(biāo)高1.40m，換土1m，根據(jù)地基基礎(chǔ)規(guī)范,其承載力特征值可達(dá)150200

9、kPa，符合設(shè)計(jì)要求?；A(chǔ)底面標(biāo)高1.40m，換土1m，根據(jù)基基礎(chǔ)規(guī)范進(jìn)行深度修正：耕植土fa1fak1dro(d0.5 )d深度修正數(shù)，耕植土取d1.1o土層平均重度，取o16 kN/m3fa1601.116(1.410.5)93 kN/m2 采用換土墊層法進(jìn)行地基處理，換土深度Z1m，置換墊層采用3：7砂碎石墊層，基礎(chǔ)尺寸：1.81.80.5，砂碎石墊層地基承載力特征值fak2100 kN/m，fa2120kN/m2。根據(jù)建筑地基處理技術(shù)規(guī)范。Zb11.80.550.5 b基礎(chǔ)寬度, a基礎(chǔ)另一側(cè)寬度地Es1/Es210，由JGJ79-2002查表得 應(yīng)力擴(kuò)散角為30。基底強(qiáng)度平均壓應(yīng)力p

10、k2Fk/A+Gk/A=114kN/m2最大壓應(yīng)力：pkmax2 = 142kN/m21.2fa2144 kN/m2滿足基礎(chǔ)底平均附加壓應(yīng)力 pz2pk2d114161.492kN/m2墊層底尺寸b1b21.0tg1.821.0tg302.95m墊層底平均附加壓應(yīng)力pz1pz2b2/ b12921.82/2.95234.3kN/m2墊層底有效自重應(yīng)力pczpczr(1.41.0)162.438.4kN/m2pz1pcz34.338.472.7kN/m2 fa193kN/m2 滿足基礎(chǔ)施工 在施工中，3:7碎石墊層的砂、碎石重量進(jìn)行準(zhǔn)確稱量，采用材料的最優(yōu)含水量作為施工含水量，大約取1520，由

11、于地下水較豐富，開挖的設(shè)集水井進(jìn)行抽水，土方開挖到指定深度后，要及時(shí)回填砂碎石，由于需用人工局部開挖，對(duì)原土產(chǎn)生擾動(dòng)，故在回填時(shí)要先放置尺寸較大的毛石塊，形成較硬的底殼，回填材料的分層厚度不宜大于250mm，并用平板式振動(dòng)器沖水振動(dòng)密實(shí)，壓實(shí)系數(shù)要求達(dá)到0.94，并采用貫入儀檢驗(yàn)墊層質(zhì)量，通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)以控制壓實(shí)系數(shù)，所對(duì)應(yīng)的貫入度為合格標(biāo)準(zhǔn)?；靥詈穸冗_(dá)到設(shè)計(jì)要求后，要盡量及時(shí)澆筑混凝土基礎(chǔ)，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)，墊層的密實(shí)度達(dá)到預(yù)期的效果。經(jīng)濟(jì)分析與使用效果采用天然淺基礎(chǔ)(1) 按一個(gè)開間計(jì)算：V1.81.80.534.86m3C25混凝土基礎(chǔ)造價(jià)：4.865002430元(2)3:7砂碎石墊層（及挖土

12、）：2.42.41.0317.3m3造價(jià)：1.7350865元基礎(chǔ)每平方造價(jià)：（2430865）/（626）21.1元m2采用300樁基礎(chǔ) 300樁，樁長(zhǎng)20m，單樁豎向承載力設(shè)計(jì)值R200kN，二樁承臺(tái)尺寸1.650.60.7(1) 樁：2223132m 造價(jià)：132709240元(2)C25樁承臺(tái)：1.650.60.732.10m3 造價(jià)：2.15001050元(3)試驗(yàn)費(fèi)：2001.65623960元(4)樁機(jī)進(jìn)退場(chǎng)費(fèi)：3000元 基礎(chǔ)每平方造價(jià)：(9240+1050)/(626)+(3960+3000)/1600=70.3元/m2綜合上述經(jīng)濟(jì)分析，采用天然淺基礎(chǔ)每平方米能節(jié)約造價(jià)50元，經(jīng)濟(jì)效益明顯。該建筑使用至今，通過多次的沉降觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)沉降均勻，且沉降量很小，約10mm，無出現(xiàn)墻體、梁、柱開裂等現(xiàn)象，同時(shí)，該廠區(qū)還有一座二層辦公樓，亦采用該基礎(chǔ)形式，同樣無出現(xiàn)沉、裂現(xiàn)象，效果良好，得到業(yè)主的好評(píng)。 高新工業(yè)區(qū)的地質(zhì)情況都很相似，存在淤泥層較厚的情況，針對(duì)