換填墊層法地基處理工藝

換填墊層法《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(GB50007—2002)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(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(lèi)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(lèi)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?；娱_(kāi)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(lèi)、規(guī)格、性質(zhì)、來(lái)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（砂石、碎石）墊層的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)要求強(qiáng)度面積設(shè)計(jì)內(nèi)容厚度寬度墊層設(shè)計(jì)1厚度的確定+<—墊層底面處的附加壓力—墊層底面處土的自重應(yīng)力—經(jīng)深度修正后墊層底面處軟弱下臥層土的地基承載力特征值2寬度的確定3承載力確定墊層的承載力宜通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，當(dāng)無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)，可按表4－2（教材51頁(yè)）選用，并應(yīng)驗(yàn)算下臥層的承載力。4沉降計(jì)算

對(duì)于重要的建筑或墊層下存在軟弱下臥層的建筑，還應(yīng)進(jìn)行地基變形計(jì)算。建筑物基礎(chǔ)沉降等于墊層自身的變形量與下臥土層的變形量之和。對(duì)超出原地面標(biāo)高的墊層或換填材料的密度高于天然土層密度的墊層，宜早換填并考慮其附加的荷載對(duì)建造的建筑物及鄰近建筑物的影響。二砂墊層施工（一）對(duì)材料的要求砂石墊層材料宜選用碎石、卵石、角礫、圓礫、礫砂、粗砂、中砂或石屑(粒徑小于2mm的部分不應(yīng)超過(guò)總重的45％)，應(yīng)級(jí)配良好，不含植物殘?bào)w、垃圾等雜質(zhì)。當(dāng)使用粉細(xì)砂時(shí)，應(yīng)摻入不少于總重30％的碎石或卵石。砂石的最大粒徑不宜大于50mm，并通過(guò)試驗(yàn)確定虛鋪厚度、振搗遍數(shù)、振搗器功率等技術(shù)參數(shù)。對(duì)濕陷性黃土地基，不得選用砂石等透水材料。開(kāi)挖基坑時(shí)應(yīng)避免坑底土層擾動(dòng)，可保留200mm厚土層暫不挖去，待鋪砂前再挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高，如有浮土必須清除。當(dāng)坑底為飽和軟土?xí)r，必須在與土面接觸處鋪一層細(xì)砂起反濾作用，其厚度不計(jì)入砂石墊層設(shè)計(jì)厚度內(nèi)。（二）施工機(jī)具及方法平碾、羊足碾、振動(dòng)碾、振動(dòng)壓實(shí)機(jī)、蛙式夯實(shí)機(jī)、重錘夯實(shí)。1機(jī)械碾壓法機(jī)械碾壓法是采用各種壓實(shí)機(jī)械來(lái)壓實(shí)地基土。此法常用于基坑底面積寬大，開(kāi)挖土方量較大的工程。2重錘三夯實(shí)三法重錘三夯實(shí)三采用三圓臺(tái)三形錘(見(jiàn)下三圖)，錘三重宜三大于2t，錘三底面三的單三位靜三壓力三為15～20三kP三a，夯三錘落三距宜三大于4m。重錘三夯實(shí)三宜一三夯挨三一夯三順序三進(jìn)行三。在三獨(dú)立三柱基三基坑三內(nèi)，三宜按三先外三后里三順序三夯擊三。同三一基三坑底三面標(biāo)三高不三同時(shí)三，應(yīng)三按先三深后三淺的三順序三逐層三夯實(shí)三，一三般累三計(jì)夯三擊10～15次。三最后三兩擊三平均三夯沉三量，三對(duì)砂三土應(yīng)三不超三過(guò)5～10三mm，對(duì)三細(xì)顆三粒土三應(yīng)不三超過(guò)10～20三mm。重錘三夯實(shí)三的現(xiàn)三場(chǎng)試三驗(yàn)應(yīng)三確定三最少三夯擊三遍數(shù)三、最三后兩三遍平三均夯三沉量三和有三效夯三實(shí)深三度等三。有三效夯三實(shí)深三度一三般可三達(dá)lm左右三，并三可消三除1.三0～1.三5m厚濕三陷性三黃土三層的三濕陷三性。3平板三振動(dòng)三法兩個(gè)三偏心三塊以三相同三速度三反向三轉(zhuǎn)動(dòng)三而產(chǎn)三生很三大的三垂直三振動(dòng)三力。對(duì)主三要由三爐渣三、碎三磚、三瓦塊三組成三的建三筑垃三圾，三振動(dòng)三時(shí)間三約在1m三in以上三；對(duì)三含爐三灰等三細(xì)粒三填土三，振三動(dòng)時(shí)三間約三為3～5m三in，有三效振三實(shí)深三度為1.三2～1.三5m。（三三）施三工要三點(diǎn)1應(yīng)考三慮附三加荷三載對(duì)三鄰近三建筑三的影三響；2注意三地下三水位三的要三求；3嚴(yán)禁三擾動(dòng)三下臥三軟層三，留20三0m三m土；4墊層三鋪填三前，三應(yīng)做三好驗(yàn)三槽工三作；5墊層三底面三宜設(shè)三在同三一標(biāo)三高上三，如三深度三不同三，基三坑底三面應(yīng)三挖成三階梯三形或三斜坡三搭接三形，三各分三層搭三接位三置應(yīng)三錯(cuò)開(kāi)0.三5～1.三0m水平三距離三。搭三接處三注意三夯壓三密實(shí)三，并三按先三深后三淺的三順序三進(jìn)行三墊層三施工三。4水撼三法在基三槽兩三側(cè)設(shè)三置樣三樁，三控制三鋪砂三厚度三，每三層虛三鋪25三cm。鋪三好后三，灌三水與三砂面三齊平三，然三后用三鋼叉三插入三砂中三振搖三十幾三次，三如果三砂已三沉實(shí)三，便三將鋼三叉拔三出，三在相三距10三cm處重三新插三入搖三撼，三直至三這一三層全三部結(jié)三束，三經(jīng)檢三查合三格后三鋪第三二層三。鋼叉三分四三齒，三齒的三間距80三mm，長(zhǎng)30三0m三m，木三柄長(zhǎng)90三mm6用碎三石或三卵石三、礫三石作三墊層三材料三時(shí)，三基坑三底部三要先三鋪填三一層三厚15三0～30三0m三m的砂三墊層三，并三用木三夯夯三實(shí)。三不得三使用三振搗三器，三以防三下部三軟弱三土層(特別三是淤三泥或三淤泥三質(zhì)土三層)表面三受到三局部三破壞三。如三果淤三泥或三淤泥三質(zhì)土三層厚三度較三小，三在碾三壓荷三載下三，拋三石能三擠入三該層三底面三時(shí)，三可采三用拋三石擠三淤處三理。三即先三在軟三弱土三層上三堆填三塊石三，然三后將三其壓三入以三置換三和擠三出軟三弱土三。三三質(zhì)量三檢驗(yàn)1環(huán)刀三法用容三積不三小于20三0c三m3環(huán)刀三壓入三墊層三中取三樣，三測(cè)定三其干三土密三度（三或壓三實(shí)系三數(shù)）三，以三不小三于填三料在三中密三狀態(tài)三時(shí)的三干土三密度三數(shù)值三為合三格。2貫入三法需將三表面三的填三料刮三去3c三m左右三，并三用貫三入儀三、鋼三叉或三鋼筋三等以三貫入三度大三小檢三查墊三層的三質(zhì)量三。其他三墊層三材料2．粉三質(zhì)粘三土土料三中有三機(jī)質(zhì)三含量三不得三超過(guò)5％，三亦不三得含三有凍三土或三膨脹三土材三料。三當(dāng)含三有碎三石時(shí)三，粒三徑不三宜大三于50三mm。3．灰三土灰土三的體三積配三合比三宜為2：8或3：7。土三料宜三用粉三質(zhì)粘三土，三不宜三使用三塊狀三粘土三和砂三質(zhì)粉三土，三不得三含有三松軟三雜質(zhì)三，并三應(yīng)過(guò)三篩，三其顆三粒粒三徑不三得大三于15三mm。石三灰宜三用新三鮮的三消石三灰，三其顆三粒粒三徑不三得大三于5m三m。4．礦三渣墊層三使用三的礦三渣是三指高三爐重三礦渣三，可三分為分級(jí)三礦渣、混合三礦渣及原狀三礦渣。礦三渣墊三層主三要用三于堆三場(chǎng)、三道路三和地三坪，三也可三用于三小型三建筑三物、三構(gòu)筑三物地三基。三選用三礦渣三的松三散重三度不三小于11三kN／m3，有三機(jī)質(zhì)三及含三泥總?cè)坎蝗^(guò)5％。三設(shè)計(jì)三、施三工前三必須三對(duì)選三用的三礦渣三進(jìn)行三試驗(yàn)三，在三確認(rèn)三其性三能穩(wěn)三定并三符合三安全三規(guī)定三后方三可使三用。三作為三建筑三物墊三層的三礦渣三應(yīng)符三合對(duì)三放射三性安三全標(biāo)三準(zhǔn)的三要求三。易三受酸三、堿三影響三的基三礎(chǔ)或三地下三管網(wǎng)三不得三采用三礦渣三墊層三。大三量填三筑礦三渣時(shí)三．應(yīng)三考慮三對(duì)地三下水三和土三壤的三環(huán)境三影響三。5．其三他工三業(yè)廢三渣在有三可靠三試驗(yàn)三結(jié)果三或成三功工三程經(jīng)三驗(yàn)時(shí)三，對(duì)三質(zhì)地三堅(jiān)硬三、性三能穩(wěn)三定、三無(wú)腐三蝕性三和放三射性三危害三的工三業(yè)廢三渣等三均可三用于三填筑三換填三墊層三。被三選用三工業(yè)三廢渣三的粒三徑、三級(jí)配三和施三工工三藝等三應(yīng)通三過(guò)試三驗(yàn)確三定。6．土三工合三成材三料由分三層鋪三設(shè)的三土工三合成三材料三與地三基土三構(gòu)成三加筋三墊層三。所三用土三工合三成材三料的三品種三與性三能及三填料三的土三類(lèi)應(yīng)三根據(jù)三工程三特性三和地三基土三條件三，按三照現(xiàn)三行國(guó)三家標(biāo)三準(zhǔn)《土工三合成三材科三應(yīng)用三技術(shù)三規(guī)范》G三B5三02三90－98的要三求，三通過(guò)三設(shè)計(jì)三并進(jìn)三行現(xiàn)三場(chǎng)試三驗(yàn)后三確定三。作為三加筋三的土三工合三成材三料應(yīng)三采用三抗拉三強(qiáng)度三較高三、受三力時(shí)三伸長(zhǎng)三率不三大于4%～5%、耐三久性三好、三抗腐三蝕的三土工三格柵三、土三工墊三或土三工織三物等三土工三合成三材料三；墊三層填三料宜三用碎三石、三角礫三、礫三砂、三粗砂三、中三砂或三粉質(zhì)三粘土三等材三料。三當(dāng)工三程要三求墊三層具三有排三水功三能時(shí)三，墊三層材三料應(yīng)三具有三良好三的透三水性三。在三軟土三地基三上使三用加三筋墊三層時(shí)三，應(yīng)三保證三建筑三穩(wěn)定三并滿三足允三許變?nèi)蔚娜笕?。粉煤三灰墊三層粉煤三灰是三燃煤三電廠三的工三業(yè)廢三棄物三，實(shí)三踐證三明，三粉煤三灰是三一種三良好三的地三基處三理材三料資三源，三具有三良好三的物三理、三力學(xué)三性能三，能三滿足三工程三設(shè)計(jì)三的技三術(shù)要三求一．三工程三特性三及對(duì)三環(huán)境三的影三響1自重三輕2擊實(shí)三性好3抗剪三強(qiáng)度三（與三土相三當(dāng)）4壓縮三性5承載三能力6滲透三性7抗液三化性8對(duì)環(huán)三境的三影響二．三設(shè)計(jì)三和施三工1、材三料要三求粉煤三灰可三采用三濕排三灰、三調(diào)濕三灰和三干排三灰。三不含三有機(jī)三物、三垃圾三和有三機(jī)質(zhì)三等雜三物。三運(yùn)輸三時(shí)粉三煤灰三含水三量不三宜過(guò)三多或三過(guò)少三，過(guò)三多會(huì)三在運(yùn)三輸過(guò)三程中三造成三滴水三，過(guò)三少會(huì)三造成三揚(yáng)塵三，污三染環(huán)三境。三灑水三的水三質(zhì)不三應(yīng)含三油質(zhì)三，PH在6～9之間三。2、施三工要三點(diǎn)（1）粉三煤灰三應(yīng)預(yù)三先進(jìn)三行擊三實(shí)試三驗(yàn)，三確定三其最三大干三密度三和最三優(yōu)含三水量三，由三此確三定的三施工三碾壓三（或三夯實(shí)三）時(shí)三所采三用的三含水三量應(yīng)三為最三優(yōu)含三水量±4三