地理處理方法之換填法概述

1、地理處理方法之換填法概述2 .1 概述 2 .2 壓實(shí)原理及壓實(shí)參數(shù)2 .3 砂（砂石、碎石）墊層2 .4 粉煤灰墊層2 .5 干渣墊層2 .6 土（素土）、灰土和二灰土墊層本章目錄 當(dāng)軟弱土地基的承載力和變形滿(mǎn)足不了建筑物的要求，而軟弱土層的厚度又不很大時(shí)，將基礎(chǔ)底面下處理范圍內(nèi)的軟弱土層部分或全部挖去，然后分層換填強(qiáng)度較大的砂、碎石、素土、灰土、二灰、粉煤灰、高爐干渣或其它性能穩(wěn)定、無(wú)侵蝕性等材料，并壓（夯、振）實(shí)至要求的密實(shí)度為止，這種地基處理方法稱(chēng)為換填法。定義：2 .1 換填墊層法哈哈，這不是我想到的嗎？建筑地基處理技術(shù)規(guī)范JGG79-2002中規(guī)定：4.1.1 換填墊層法適用于淺層

2、軟弱地基及不均勻地基的處理。 當(dāng)軟弱土地基的承載力和變形滿(mǎn)足不了建筑物的要求，而軟弱土層的厚度又不很大時(shí)，將基礎(chǔ)底面下處理范圍內(nèi)的軟弱土層部分或全部挖去，然后分層換填強(qiáng)度較大的砂、碎石、素土、灰土、二灰、粉煤灰、高爐干渣或其它性能穩(wěn)定、無(wú)侵蝕性等材料，并壓（夯、振）實(shí)至要求的密實(shí)度為止，這種地基處理方法稱(chēng)為換填法。適用性：2 .1 換填墊層法從定義中找，你能找到嗎？通常基坑開(kāi)挖后，利用分層回填壓實(shí)，也可處理較深的軟弱土層，但經(jīng)常由于地下水位高而需要采用降水措施；坑壁放坡占地面積大或需要基坑支護(hù)；以及施工土方量大，棄土多等因素，從而使處理費(fèi)用增高，工期延長(zhǎng)，因此換填法的處理深度通常宜控制在3米以

3、內(nèi)。但也不應(yīng)小于米，因?yàn)閴|層太薄，則換土墊層的作用也不顯著。在濕陷性黃土地區(qū)或土質(zhì)較好場(chǎng)地，一般坑壁可直立或邊坡穩(wěn)定時(shí)，處理深度可限制在5米以?xún)?nèi)。“軟弱土層的厚度又不很大” 與“淺”-到底是多少米？在實(shí)際工程中，什么情況下優(yōu)先選用該法？適用性：2 .1 換填墊層法哈 哈，問(wèn)題來(lái)了飽和曲線粘性土砂土粘性土在某種壓實(shí)功能下（標(biāo)準(zhǔn)壓實(shí)功能）達(dá)到最密時(shí)的含水量稱(chēng)為最優(yōu)含水量，對(duì)應(yīng)的干密度稱(chēng)為最大干密度砂土：不存在最優(yōu)含水量；在完全風(fēng)干和飽和兩種狀態(tài)下易于擊實(shí)；潮濕狀態(tài)下不易擊實(shí)2 .2 壓實(shí)原理及壓實(shí)參數(shù)土的壓實(shí)機(jī)理 人們很早就用土作為建筑材料，而且知道要把松土擊實(shí)。公元前200多年，我國(guó)秦朝修筑馳實(shí)

4、（行車(chē)大道），就有用“鐵錐筑土堅(jiān)實(shí)”的記載，說(shuō)明那時(shí)人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到土的密度和土的工程特性有關(guān)。 粘土顆粒- - - - - - - - - - - - - - - - - +引力d水分子陽(yáng)離子強(qiáng)結(jié)合水弱結(jié)合水自由水2 .2 壓實(shí)原理及壓實(shí)參數(shù)飽和曲線粘性土粘性土在某種壓實(shí)功能下（標(biāo)準(zhǔn)壓實(shí)功能）達(dá)到最密時(shí)的含水量稱(chēng)為最優(yōu)含水量，對(duì)應(yīng)的干密度稱(chēng)為最大干密度土的壓實(shí)機(jī)理2 .2 壓實(shí)原理及壓實(shí)參數(shù)擊實(shí)試驗(yàn)輕型：粒徑小于5毫米重型：粒徑小于40毫米25下，分三層擊實(shí)56下，分5層擊實(shí)2 .2 壓實(shí)原理及壓實(shí)參數(shù)擊實(shí)試驗(yàn)影響土的壓實(shí)性的因素 含水率的影響對(duì)同一種土料，分別在不同的含水率下，用同一擊數(shù)將他

5、們分層擊實(shí)，測(cè)定土樣的含水率和密度，然后以含水率為橫坐標(biāo)，干密度為縱坐標(biāo)，繪制擊實(shí)曲線。從圖中可以看出，當(dāng)含水率較小時(shí)，土的干密度隨著含水率的增加而增大，而當(dāng)干密度增加到某一值后，含水率繼續(xù)增加反而使干密度減小。干密度的這一最大值稱(chēng)為該擊數(shù)下的最大干密度，此時(shí)對(duì)應(yīng)的含水率稱(chēng)為最優(yōu)含水率。 2 .2 壓實(shí)原理及壓實(shí)參數(shù)影響土的壓實(shí)性的因素 2 .2 壓實(shí)原理及壓實(shí)參數(shù)擊實(shí)功能的影響 1、實(shí)驗(yàn)室中的擊實(shí)功能是用擊數(shù)來(lái)反映的，對(duì)同一種土，壓實(shí)功能小，則能達(dá)到的最大干密度也小，最優(yōu)含水率大；壓實(shí)功能大，則能達(dá)到的最大干密度也大，最優(yōu)含水率小2、用同一種土料在不同含水率下分別用不同的擊數(shù)進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，就

6、能得到一組隨擊數(shù)而異的含水率與干密度關(guān)系曲線。 施工現(xiàn)場(chǎng)如何控制壓實(shí)程度？ 2 .2 壓實(shí)原理及壓實(shí)參數(shù)壓實(shí)度 現(xiàn)場(chǎng)施工的土料，土塊大小不一，含水量和鋪填厚度又很難控制均勻，因此實(shí)際壓實(shí)土的均質(zhì)性較差，固對(duì)現(xiàn)場(chǎng)土的壓實(shí)，應(yīng)以壓實(shí)系數(shù)來(lái)進(jìn)行檢驗(yàn)。砂（碎石、砂石）墊層的設(shè)計(jì) 2 .3 砂（砂石、碎石）墊層設(shè)計(jì)要求： 既要求有足夠的厚度以置換可能被剪切破壞的軟弱土層，又要求有足夠的寬度以防止砂墊層向兩側(cè)擠出。 排水砂墊層不同于置換墊層，前者主要在基礎(chǔ)底面設(shè)置厚度為30cm的砂（或砂石、碎石）墊層，以利于軟土層的排水固結(jié)注意砂墊層的厚度設(shè)計(jì) 2 .3 砂（砂石、碎石）墊層 砂墊層厚度z應(yīng)根據(jù)砂墊層底面

7、下臥層的承載力及建筑物對(duì)地基變形要求確定。按下臥層的承載力確定b回填土B= b+2ztgdzPZ + pCZ fz填z pCZ pCD各參數(shù)的計(jì)算2 .3 砂（砂石、碎石墊層）PZ + pCZ fz條形基礎(chǔ)矩形基礎(chǔ),平面分布fz-經(jīng)深度修正后的墊層底面處軟弱下臥層土的地基承載力設(shè)計(jì)值2 .3 砂（砂石、碎石墊層）粉質(zhì)粘土和粉土（8換填材料中、粗、礫、碎石土、石屑灰土0.250.50203062328 壓力擴(kuò)散角 注：1、當(dāng)時(shí)，除灰土外，其余材料均取=0； 2、當(dāng)時(shí)，可內(nèi)插求得。 計(jì)算時(shí)，先假設(shè)一個(gè)墊層的厚度，驗(yàn)算。如不合要求，則改變厚度，重新驗(yàn)算，直至滿(mǎn)足為止，一般砂墊層的厚度為12m左右，過(guò)

8、薄的墊層(3m)則施工較困難。2 .3 砂（砂石、碎石墊層）砂墊層的寬度確定（JGJ79-2002）2 .3 砂（砂石、碎石墊層）砂墊層承載力的確定墊層的承載力決定于填筑材料的性質(zhì)、施工機(jī)具能量大小及施工質(zhì)量的優(yōu)劣等，一般應(yīng)通過(guò)試驗(yàn)現(xiàn)場(chǎng)確定。另外墊層承載力的設(shè)計(jì)值尚必須對(duì)軟弱下臥層的承載力驗(yàn)算后再確定。2 .3 砂（砂石、碎石墊層）沉降計(jì)算當(dāng)墊層斷面確定后，對(duì)于重要的建筑物或墊層下存在軟弱下臥層的建筑物，還應(yīng)進(jìn)行地基的變形計(jì)算。2 .3 砂（砂石、碎石墊層）砂（砂石、碎石）墊層施工1、選料：2 .3 砂（砂石、碎石墊層）砂（砂石、碎石）墊層施工2、施工參數(shù)2 .3 砂（砂石、碎石墊層）砂（砂石

9、、碎石）墊層施工3、施工要點(diǎn)：砂石宜用振動(dòng)碾 除接觸下臥軟土層的墊層底部應(yīng)根據(jù)施工機(jī)械設(shè)備及下臥層土質(zhì)條件確定厚度外，一般情況下，墊層的分層鋪填厚度可取200-300mm。為保證分層壓實(shí)質(zhì)量，應(yīng)控制機(jī)械碾壓速度。2 .3 砂（砂石、碎石墊層）砂（砂石、碎石）墊層施工3、施工要點(diǎn)：2 .3 砂（砂石、碎石墊層）砂（砂石、碎石）墊層質(zhì)量檢驗(yàn)檢驗(yàn)方法有：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)檢驗(yàn)；另對(duì)砂石墊層也可用重型動(dòng)力觸探檢驗(yàn)，并均應(yīng)能過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)以設(shè)計(jì)壓實(shí)系數(shù)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。壓實(shí)系數(shù)也可用環(huán)刀法，灌砂法等。2.3 換填墊層法例題 :某四層磚混結(jié)構(gòu)的住宅建筑，

10、承重墻下為條形基礎(chǔ)，寬，埋深1m，上部建筑物作用于基礎(chǔ)的荷載每米120kN，基礎(chǔ)的平均重度為20kN/m。地基土表層為粉質(zhì)粘土，厚1m，重度為17 .5kN/m，第二層為淤泥質(zhì)粘土，厚15m，重度為，含水量W=65%,第三層為密實(shí)的砂礫石,地下水距地表為1m.因?yàn)榈鼗凛^軟弱,不能承受建筑物的荷載,試設(shè)計(jì)砂墊層.2.3 換填墊層法【解】:(1)先假設(shè)砂墊層的厚度為1m，并要求分層碾壓夯實(shí)，干密度達(dá)到1.5t/m。(2)砂墊層厚度的驗(yàn)算：根據(jù)題意，基礎(chǔ)底面平均壓力設(shè)計(jì)值為：(3)砂墊層底面的附加應(yīng)力計(jì)算: 2.3 換土墊層法(4)驗(yàn)算:根據(jù)淤泥的含水量W=65%,查規(guī)范得:0=45kPa;因深度

11、大于3m,故不做修正:這說(shuō)明所設(shè)計(jì)的墊層厚度不夠，再假設(shè)墊層厚度為，則:(5)確定砂墊層的底寬:為2.4 粉煤灰墊層粉煤灰簡(jiǎn)介粉煤灰是燃煤電廠排放的工業(yè)廢棄物，每年排放量與日俱增。粉煤灰是電廠在煤粉燃燒過(guò)程中，當(dāng)煤通過(guò)爐膛高溫時(shí)絕大部分礦物雜質(zhì)在高溫下熔化，在被送到低溫區(qū)時(shí)固化成球狀顆粒的玻璃體。粉煤灰的處理與利用已為我國(guó)一個(gè)比較突出的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益問(wèn)題注意粉煤灰的化學(xué)成份可參照課本2.4 粉煤灰墊層粉煤灰簡(jiǎn)介粉煤灰的工程特性及其對(duì)環(huán)境的影響 自重輕 擊實(shí)性能好抗剪強(qiáng)度壓縮性承載能力滲透性抗液化性對(duì)環(huán)境的影響自重輕對(duì)工程來(lái)講是好還是不好？粉煤灰比重比粘性土小得多，一般松散重度在kN/m3間，經(jīng)

12、輕型擊實(shí)試驗(yàn)后干密度為0.921.35t/m3;比土要輕的多，產(chǎn)生差別的原因在于粉煤灰主要是以硅，鋁為主的非晶態(tài)玻璃球體組成，結(jié)晶礦物含量較少。而粘性土礦物都由石英、長(zhǎng)石和粘土礦物等晶體組成。2.4 粉煤灰墊層粉煤灰簡(jiǎn)介粉煤灰的工程特性及其對(duì)環(huán)境的影響 自重輕 擊實(shí)性能好抗剪強(qiáng)度壓縮性承載能力滲透性抗液化性對(duì)環(huán)境的影響粉煤灰的顆粒組成特點(diǎn)，使它具有可振實(shí)或碾壓的條件，擊實(shí)試驗(yàn)曲線峰值段比天然土具有相對(duì)較寬的最優(yōu)含水量區(qū)間。粉煤灰的最優(yōu)含水量變動(dòng)幅度是，大于土的的變動(dòng)幅度。因此，粉煤灰在回填過(guò)程中達(dá)到設(shè)計(jì)密實(shí)度要求的含水量容易控制，施工質(zhì)量容易得到保證。2.4 粉煤灰墊層粉煤灰簡(jiǎn)介粉煤灰的工程特

13、性及其對(duì)環(huán)境的影響 自重輕 擊實(shí)性能好抗剪強(qiáng)度壓縮性承載能力滲透性抗液化性對(duì)環(huán)境的影響c，應(yīng)通過(guò)室內(nèi)土工試驗(yàn)確定。當(dāng)無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)，可定為當(dāng)壓實(shí)系數(shù)為時(shí)，c=5-30kPa2.4 粉煤灰墊層粉煤灰簡(jiǎn)介粉煤灰的工程特性及其對(duì)環(huán)境的影響 自重輕 擊實(shí)性能好抗剪強(qiáng)度壓縮性承載能力滲透性抗液化性對(duì)環(huán)境的影響粉煤灰的壓縮性能與擊實(shí)功能、密實(shí)度和飽和程度等因素有關(guān)。上海規(guī)范指出應(yīng)通過(guò)土工試驗(yàn)確定，當(dāng)無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)，在壓實(shí)系數(shù)為時(shí)，Espa2.4 粉煤灰墊層粉煤灰簡(jiǎn)介粉煤灰的工程特性及其對(duì)環(huán)境的影響 自重輕 擊實(shí)性能好抗剪強(qiáng)度壓縮性承載能力滲透性抗液化性對(duì)環(huán)境的影響粉煤灰墊層經(jīng)壓實(shí)后承載能力的試驗(yàn)結(jié)果可知，具有

14、遇水后強(qiáng)度降低的特性。當(dāng)無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)，壓實(shí)系數(shù)為時(shí)的浸水墊層，其容許承載力可采用120200kPa,但尚應(yīng)滿(mǎn)足軟弱下臥層的強(qiáng)度和地基變形要求。2.4 粉煤灰墊層粉煤灰簡(jiǎn)介粉煤灰的工程特性及其對(duì)環(huán)境的影響 自重輕 擊實(shí)性能好抗剪強(qiáng)度壓縮性承載能力滲透性抗液化性對(duì)環(huán)境的影響粉煤灰顆粒組成近似砂質(zhì)粉土，壓實(shí)過(guò)程中與壓實(shí)初期具有較大的滲透系數(shù)，但隨著齡期的增加，滲透性能逐漸減弱。粉煤灰有火山灰反應(yīng)齡期效應(yīng)2.4 粉煤灰墊層粉煤灰簡(jiǎn)介粉煤灰的工程特性及其對(duì)環(huán)境的影響 自重輕 擊實(shí)性能好抗剪強(qiáng)度壓縮性承載能力滲透性抗液化性對(duì)環(huán)境的影響粉煤灰在壓實(shí)后不會(huì)發(fā)生液化2.4 粉煤灰墊層粉煤灰簡(jiǎn)介粉煤灰的工程特性及其對(duì)環(huán)境的影響 自重輕 擊實(shí)性能好抗剪強(qiáng)度壓縮性承載能力滲透性抗液化性對(duì)環(huán)境的影響粉煤灰的PH值較高，大于土壤本底值，但隨著時(shí)間的推移，實(shí)