換填墊層法地基處理介紹

換填墊層法《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范中規(guī)定：換填墊層法適用于淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。換填法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土地基及暗溝、暗塘等的淺層地基處理。一換填法的概念當(dāng)軟弱地基的承載力和變形滿足不了建筑物的要求，而軟弱層的厚度又不很大時(shí)，將基礎(chǔ)底面以下處理范圍內(nèi)的軟弱土層的部分或全部挖去，然后分層換填強(qiáng)度較大的砂(碎石、素土、灰土、粉煤灰)或其它性能穩(wěn)定、無侵蝕性等材料，并壓（夯、振)實(shí)至要求的密實(shí)度為止，這種地基處理的方法稱為換填法，它還包括低洼地域筑高(平整場(chǎng)地)或堆填筑高(道路路基)。二分類按回填材料不同，墊層可分為：砂墊層、砂石墊層、碎石墊層、素土墊層、灰土墊層、礦渣墊層和粉煤灰墊層等。三一些注意事項(xiàng)1大面積填土產(chǎn)生的大范圍地面荷載影響深度較深，地基土的壓縮變形量大，沉降延續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，與換填法淺層處理地基的特點(diǎn)不同，因而大面積填土地基的設(shè)計(jì)和施工時(shí)，地面堆載應(yīng)力求均衡，避免大量、迅速、集中堆載，并根據(jù)使用要求、堆載特點(diǎn)，結(jié)構(gòu)類型和地質(zhì)條件確定允許堆載的大小和范圍。堆載不宜壓在基礎(chǔ)上，應(yīng)在基礎(chǔ)施工前不少于三個(gè)月完成大面積填土。2通常基坑開挖后，利用分層回填壓實(shí)，雖也可處理較深的軟弱土層，但經(jīng)常由于地下水位高而采取降水措施。3坑壁放坡，占地面積大或需要基坑支護(hù)。4施工土方量大，棄土多等因素，從而使處理費(fèi)用增高、工期拖長(zhǎng)，因此換填法的處理深度通常宜控制在3m以內(nèi)，但也不宜小于0.5m，因?yàn)閴|層太薄，則換土墊層的作用并不顯著。

換填法在國(guó)外亦有的將它歸屬于“壓實(shí)”的地基處理范疇，“壓實(shí)”可認(rèn)為是由土排除空氣而使空隙減小，因此它不同于“固結(jié)”，“固結(jié)”是由于排除孔隙水而使孔隙體積減少。換填后將土層壓實(shí)，就增加了土的抗剪強(qiáng)度，減少了滲透性和壓縮性，減弱了液化趨勢(shì)，并增加了抗沖側(cè)能力。四勘查

1地質(zhì)情況

2地形、地貌、土的性質(zhì)等

3地下水位

4地下管線，地下建筑等

5換填土的種類、規(guī)格、性質(zhì)、來源等五墊層的作用

1提高地基承載力

2減小沉降量（減小墊層下天然土層的壓力）

3加速軟弱土層的固結(jié)

4防止凍脹

5消除膨脹土的脹縮作用

6消除或部分消除黃土的濕陷性土的壓實(shí)機(jī)理當(dāng)粘性土的土樣含水量較小時(shí)，其粒間引力較大，在一定的外部壓實(shí)功能作用下，如還不能有效地克服引力而使土粒相對(duì)移動(dòng)，這時(shí)壓實(shí)效果就比較差。當(dāng)增大土樣含水量時(shí)，結(jié)合水膜逐漸增厚，減小了引力，土粒在相同壓實(shí)功能條件下易于移動(dòng)而擠密，所以壓實(shí)效果較好。但當(dāng)土樣含水量增大到一定程度后，孔隙中就出現(xiàn)了自由水，結(jié)合水膜的擴(kuò)大作用不大，因而引力的減少就不顯著，此時(shí)自由水填充在孔隙中，從而產(chǎn)生了阻止土粒移動(dòng)的作用，使壓實(shí)效果又趨于下降。因此在設(shè)計(jì)叫要選擇一個(gè)“最優(yōu)含水量”，這就是土粒的壓實(shí)機(jī)理。

擊實(shí)試驗(yàn)一．砂砂（砂石石、碎石石）墊層層的設(shè)計(jì)計(jì)設(shè)計(jì)要求求強(qiáng)度面積設(shè)計(jì)內(nèi)容容厚度寬度墊層設(shè)計(jì)計(jì)1厚度的確確定+<—墊層底面面處的附附加壓力力—墊層底面面處土的的自重應(yīng)應(yīng)力—經(jīng)深度修修正后墊墊層底面面處軟弱弱下臥層層土的地地基承載載力特征征值2寬度的確確定3承載力確確定墊層的承承載力宜宜通過現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)確定，，當(dāng)無試試驗(yàn)資料料時(shí)，可可按表4－2（教材51頁）選用用，并應(yīng)應(yīng)驗(yàn)算下下臥層的的承載力力。4沉降計(jì)算算對(duì)于重要要的建筑筑或墊層層下存在在軟弱下下臥層的的建筑，，還應(yīng)進(jìn)進(jìn)行地基基變形計(jì)計(jì)算。建建筑物基基礎(chǔ)沉降降等于墊墊層自身身的變形形量與下下臥土層層的變形形量之和和。對(duì)超出原原地面標(biāo)標(biāo)高的墊墊層或換換填材料料的密度度高于天天然土層層密度的的墊層，，宜早換換填并考考慮其附附加的荷荷載對(duì)建建造的建建筑物及及鄰近建建筑物的的影響。。二砂墊墊層施工工（一）對(duì)對(duì)材料的的要求砂石墊層層材料宜宜選用碎碎石、卵卵石、角角礫、圓圓礫、礫礫砂、粗粗砂、中中砂或石石屑(粒徑小于于2mm的部分不不應(yīng)超過過總重的的45％)，應(yīng)級(jí)配配良好，，不含植植物殘?bào)w體、垃圾圾等雜質(zhì)質(zhì)。當(dāng)使使用粉細(xì)細(xì)砂時(shí)，，應(yīng)摻入入不少于于總重30％的碎石石或卵石石。砂石石的最大大粒徑不不宜大于于50mm，并通過過試驗(yàn)確確定虛鋪鋪厚度、、振搗遍遍數(shù)、振振搗器功功率等技技術(shù)參數(shù)數(shù)。對(duì)濕濕陷性黃黃土地基基，不得得選用砂砂石等透透水材料料。開挖基坑坑時(shí)應(yīng)避避免坑底底土層擾擾動(dòng)，可可保留200mm厚土層暫暫不挖去去，待鋪鋪砂前再再挖至設(shè)設(shè)計(jì)標(biāo)高高，如有有浮土必必須清除除。當(dāng)坑坑底為飽飽和軟土土?xí)r，必必須在與與土面接接觸處鋪鋪一層細(xì)細(xì)砂起反反濾作用用，其厚厚度不計(jì)計(jì)入砂石石墊層設(shè)設(shè)計(jì)厚度度內(nèi)。（二）施施工機(jī)具具及方法法平碾、羊羊足碾、、振動(dòng)碾碾、振動(dòng)動(dòng)壓實(shí)機(jī)機(jī)、蛙式式夯實(shí)機(jī)機(jī)、重錘錘夯實(shí)。。1機(jī)械碾壓壓法機(jī)械碾壓壓法是采采用各種種壓實(shí)機(jī)機(jī)械來壓壓實(shí)地基基土。此此法常用用于基坑坑底面積積寬大，，開挖土土方量較較大的工工程。2重錘夯實(shí)實(shí)法重錘夯實(shí)實(shí)采用圓圓臺(tái)形錘錘(見下圖)，錘重宜宜大于2t，錘底面面的單位位靜壓力力為15～20kPa，夯錘落落距宜大大于4m。重錘夯實(shí)實(shí)宜一夯夯挨一夯夯順序進(jìn)進(jìn)行。在在獨(dú)立柱柱基基坑坑內(nèi)，宜宜按先外外后里順順序夯擊擊。同一一基坑底底面標(biāo)高高不同時(shí)時(shí)，應(yīng)按按先深后后淺的順順序逐層層夯實(shí)，，一般累累計(jì)夯擊擊10～15次。最后后兩擊平平均夯沉沉量，對(duì)對(duì)砂土應(yīng)應(yīng)不超過過5～10mm，對(duì)細(xì)顆顆粒土應(yīng)應(yīng)不超過過10～20mm。重錘夯實(shí)實(shí)的現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)試驗(yàn)應(yīng)應(yīng)確定最最少夯擊擊遍數(shù)、、最后兩兩遍平均均夯沉量量和有效效夯實(shí)深深度等。。有效夯夯實(shí)深度度一般可可達(dá)lm左右，并并可消除除1.0～1.5m厚濕陷性性黃土層層的濕陷陷性。3平板振動(dòng)動(dòng)法兩個(gè)偏心心塊以相相同速度度反向轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)產(chǎn)生很大大的垂直直振動(dòng)力力。對(duì)主要由由爐渣、、碎磚、、瓦塊組組成的建建筑垃圾圾，振動(dòng)動(dòng)時(shí)間約約在1min以上；對(duì)對(duì)含爐灰灰等細(xì)粒粒填土，，振動(dòng)時(shí)時(shí)間約為為3～5min，有效振振實(shí)深度度為1.2～1.5m。（三）施施工要點(diǎn)點(diǎn)1應(yīng)考慮附附加荷載載對(duì)鄰近近建筑的的影響；；2注意地地下水水位的的要求求；3嚴(yán)禁擾擾動(dòng)下下臥軟軟層，，留200mm土；4墊層鋪鋪填前前，應(yīng)應(yīng)做好好驗(yàn)槽槽工作作；5墊層底底面宜宜設(shè)在在同一一標(biāo)高高上，，如深深度不不同，，基坑坑底面面應(yīng)挖挖成階階梯形形或斜斜坡搭搭接形形，各各分層層搭接接位置置應(yīng)錯(cuò)錯(cuò)開0.5～1.0m水平距距離。。搭接接處注注意夯夯壓密密實(shí)，，并按按先深深后淺淺的順順序進(jìn)進(jìn)行墊墊層施施工。。4水撼法法在基槽槽兩側(cè)側(cè)設(shè)置置樣樁樁，控控制鋪鋪砂厚厚度，，每層層虛鋪鋪25cm。鋪好好后，，灌水水與砂砂面齊齊平，，然后后用鋼鋼叉插插入砂砂中振振搖十十幾次次，如如果砂砂已沉沉實(shí)，，便將將鋼叉叉拔出出，在在相距距10cm處重新新插入入搖撼撼，直直至這這一層層全部部結(jié)束束，經(jīng)經(jīng)檢查查合格格后鋪鋪第二二層。。鋼叉分分四齒齒，齒齒的間間距80mm，長(zhǎng)300mm，木柄柄長(zhǎng)90mm6用碎石石或卵卵石、、礫石石作墊墊層材材料時(shí)時(shí)，基基坑底底部要要先鋪鋪填一一層厚厚150～300mm的砂墊墊層，，并用用木夯夯夯實(shí)實(shí)。不不得使使用振振搗器器，以以防下下部軟軟弱土土層(特別是是淤泥泥或淤淤泥質(zhì)質(zhì)土層層)表面受受到局局部破破壞。。如果果淤泥泥或淤淤泥質(zhì)質(zhì)土層層厚度度較小小，在在碾壓壓荷載載下，，拋石石能擠擠入該該層底底面時(shí)時(shí)，可可采用用拋石石擠淤淤處理理。即即先在在軟弱弱土層層上堆堆填塊塊石，，然后后將其其壓入入以置置換和和擠出出軟弱弱土。。三質(zhì)質(zhì)量檢檢驗(yàn)1環(huán)刀法法用容積積不小小于200cm3環(huán)刀壓壓入墊墊層中中取樣樣，測(cè)測(cè)定其其干土土密度度（或或壓實(shí)實(shí)系數(shù)數(shù)），，以不不小于于填料料在中中密狀狀態(tài)時(shí)時(shí)的干干土密密度數(shù)數(shù)值為為合格格。2貫入法法需將表表面的的填料料刮去去3cm左右，，并用用貫入入儀、、鋼叉叉或鋼鋼筋等等以貫貫入度度大小小檢查查墊層層的質(zhì)質(zhì)量。。其他墊墊層材材料2．粉質(zhì)質(zhì)粘土土土料中中有機(jī)機(jī)質(zhì)含含量不不得超超過5％，亦亦不得得含有有凍土土或膨膨脹土土材料料。當(dāng)當(dāng)含有有碎石石時(shí)，，粒徑徑不宜宜大于于50mm。3．灰土土灰土的的體積積配合合比宜宜為2：8或3：7。土料料宜用用粉質(zhì)質(zhì)粘土土，不不宜使使用塊塊狀粘粘土和和砂質(zhì)質(zhì)粉土土，不不得含含有松松軟雜雜質(zhì)，，并應(yīng)應(yīng)過篩篩，其其顆粒粒粒徑徑不得得大于于15mm。石灰灰宜用用新鮮鮮的消消石灰灰，其其顆粒粒粒徑徑不得得大于于5mm。4．礦渣渣墊層使使用的的礦渣渣是指指高爐爐重礦礦渣，，可分分為分級(jí)礦礦渣、混合礦礦渣及原狀礦礦渣。礦渣渣墊層層主要要用于于堆場(chǎng)場(chǎng)、道道路和和地坪坪，也也可用用于小小型建建筑物物、構(gòu)構(gòu)筑物物地基基。選選用礦礦渣的的松散散重度度不小小于11kN／m3，有機(jī)機(jī)質(zhì)及及含泥泥總量量不超超過5％。設(shè)設(shè)計(jì)、、施工工前必必須對(duì)對(duì)選用用的礦礦渣進(jìn)進(jìn)行試試驗(yàn)，，在確確認(rèn)其其性能能穩(wěn)定定并符符合安安全規(guī)規(guī)定后后方可可使用用。作作為建建筑物物墊層層的礦礦渣應(yīng)應(yīng)符合合對(duì)放放射性性安全全標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的要要求。。易受受酸、、堿影影響的的基礎(chǔ)礎(chǔ)或地地下管管網(wǎng)不不得采采用礦礦渣墊墊層。。大量量填筑筑礦渣渣時(shí)．．應(yīng)考考慮對(duì)對(duì)地下下水和和土壤壤的環(huán)環(huán)境影影響。。5．其他工業(yè)業(yè)廢渣在有可靠試試驗(yàn)結(jié)果或或成功工程程經(jīng)驗(yàn)時(shí)，，對(duì)質(zhì)地堅(jiān)堅(jiān)硬、性能能穩(wěn)定、無無腐蝕性和和放射性危危害的工業(yè)業(yè)廢渣等均均可用于填填筑換填墊墊層。被選選用工業(yè)廢廢渣的粒徑徑、級(jí)配和和施工工藝藝等應(yīng)通過過試驗(yàn)確定定。6．土工合成成材料由分層鋪設(shè)設(shè)的土工合合成材料與與地基土構(gòu)構(gòu)成加筋墊墊層。所用用土工合成成材料的品品種與性能能及填料的的土類應(yīng)根根據(jù)工程特特性和地基基土條件，，按照現(xiàn)行行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)《土工合成材材科應(yīng)用技技術(shù)規(guī)范》GB50290－98的要求，通通過設(shè)計(jì)并并進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)試驗(yàn)后確確定。作為加筋的的土工合成成材料應(yīng)采采用抗拉強(qiáng)強(qiáng)度較高、、受力時(shí)伸伸長(zhǎng)率不大大于4%～5%、耐久性好好、抗腐蝕蝕的土工格格柵、土工工墊或土工工織物等土土工合成材材料；墊層層填料宜用用碎石、角角礫、礫砂砂、粗砂、、中砂或粉粉質(zhì)粘土等等材料。當(dāng)當(dāng)工程要求求墊層具有有排水功能能時(shí)，墊層層材料應(yīng)具具有良好的的透水性。。在軟土地地基上使用用加筋墊層層時(shí)，應(yīng)保保證建筑穩(wěn)穩(wěn)定并滿足足允許變形形的要求。。粉煤灰墊層層粉煤灰是燃燃煤電廠的的工業(yè)廢棄棄物，實(shí)踐踐證明，粉粉煤灰是一一種良好的的地基處理理材料資源源，具有良良好的物理理、力學(xué)性性能，能滿滿足工程設(shè)設(shè)計(jì)的技術(shù)術(shù)要求一．工程特特性及對(duì)環(huán)環(huán)境的影響響1自重輕2擊實(shí)性好3抗剪強(qiáng)度（（與土相當(dāng)當(dāng)）4壓縮性5承載能力6滲透性7抗液化性8對(duì)環(huán)境的影影響二．設(shè)計(jì)和和施工1、材料要求求粉煤灰可采采用濕排灰灰、調(diào)濕灰灰和干排灰灰。不含有有機(jī)物、垃垃圾和有機(jī)機(jī)質(zhì)等雜物物。運(yùn)輸時(shí)時(shí)粉煤灰含含水量不宜宜過多或過過少，過多多會(huì)在運(yùn)輸輸過程中