地基基礎(chǔ)工程：換填地基

1、換填地基1灰土地基灰土地基是將基礎(chǔ)底面下要求范圍內(nèi)的軟弱土層挖去，用一定比例的石灰與土，在最優(yōu)含水量情況下，充分拌合，分層回填夯實或壓實而成?；彝恋鼗哂幸欢ǖ膹姸?、水穩(wěn)性和抗?jié)B性，施工工藝簡單，費用較低，是一種應(yīng)用廣泛、經(jīng)濟、實用的地基加固方法。適于加固深14m厚的軟弱土、濕陷性黃土、雜填土等，還可用作結(jié)構(gòu)的輔助防滲層。1 .材料要求(1)土料采用就地挖出的粘性土及塑性指數(shù)大于4的粉土，土內(nèi)有機質(zhì)含量不得超過5%。土料應(yīng)過篩，具顆粒不應(yīng)大于15mm。(2)石灰應(yīng)用III級以上新鮮的塊灰，含氧化鈣、氧化鎂愈高愈好，使用前12d消解并過篩，其顆粒不得大于5mm,且不應(yīng)夾有未熟化的生石灰塊粒及其他

2、雜質(zhì)，也不得含有過多的水分。2 .施工工藝方法要點(1)對基槽(坑)應(yīng)先驗槽，消除松土，并打兩遍底夯，要求平整干凈。如有積水、淤泥應(yīng)晾干；局部有軟弱土層或孔洞，應(yīng)及時挖除后用灰土分層回填夯實。(2)灰土配合比應(yīng)符合設(shè)計規(guī)定，一般用3:7或2:8(石灰：土，體積比)。多用人工翻拌，不少于3遍，使達到均勻，顏色一致，并適當(dāng)控制含水量，現(xiàn)場以手握成團，兩指輕捏即散為宜，一般最優(yōu)含水量為14%18%;如含水分過多或過少時，應(yīng)稍晾干或灑水濕潤，如有球閉應(yīng)打碎，要求隨拌隨用。(3)鋪灰應(yīng)分段分層夯筑，每層虛鋪厚度可參見表7-1,夯實機具可根據(jù)工程大小和現(xiàn)場機具條件用人力或機械夯打或碾壓，遍數(shù)按設(shè)計要求的干

3、密度由試夯(或碾壓)確定，一般不少于4遍?；彝磷畲筇撲伜穸缺?-1夯實機具種類重量(t)虛鋪厚度(mm)備注后夯、木分0.040.08200250人力送夯，落距400500mm,一夯壓半夯，夯實后約80100mm厚輕型夯實機械0.120.4200250蛙式夯機、柴油打夯機，夯實后約100150mm厚壓路機6-10200300雙輪(4)灰土分段施工時，不得在墻角、柱基及承重窗間墻下接縫，上下兩層的接縫距離不得小于500mm,接縫處應(yīng)夯壓密實，并作成直槎。當(dāng)灰土地基高度不同時，應(yīng)做成階梯形，每階寬不少于500mm；對作輔助防滲層的灰土，應(yīng)將地下水位以下結(jié)構(gòu)包圍，并處理好接縫，同時注意接縫質(zhì)量，每層

4、虛土從留縫處往前延伸500mm,夯實時應(yīng)夯過接縫300mm以上；接縫時，用鐵鍬在留縫處垂直切齊，再鋪下段夯實。(5)灰土應(yīng)當(dāng)日鋪填夯壓，入槽(坑)灰土不得隔日夯打。夯實后的灰土30d內(nèi)不得受水浸泡，并及時進行基礎(chǔ)施工與基坑回填，或在灰土表面作臨時性覆蓋，避免日曬雨淋。雨季施工時，應(yīng)采取適當(dāng)防雨、排水措施，以保證灰土在基槽(坑)內(nèi)無積水的狀態(tài)下進行。剛打完的灰土，如突然遇雨，應(yīng)將松軟灰土除去，并補填夯實；稍受濕的灰土可在晾干后補夯。(6)冬期施工，必須在基層不凍的狀態(tài)下進行，土料應(yīng)覆蓋保溫，凍土及夾有凍塊的土料不得使用；已熟化的石灰應(yīng)在次日用完，以充分利用石灰熟化時的熱量，當(dāng)日拌合灰土應(yīng)當(dāng)日鋪填

5、夯完，表面應(yīng)用塑料面及草袋覆蓋保溫，以防灰土墊層早期受凍降低強度。3 .質(zhì)量控制(1)施工前應(yīng)檢查原材料，如灰土的土料、石灰以及配合比、灰土拌勻程度。(2)施工過程中應(yīng)檢查分層鋪設(shè)厚度，分段施工時上下兩層的搭接長度，夯實時加水量、夯壓遍數(shù)等。(3)每層施工結(jié)束后檢查灰土地基的壓實系數(shù)。壓實系數(shù)入c為土在施工時實際達到的干密度Pd與室內(nèi)采用擊實試驗得到的最大干密度Pdmax之比，即：入c=pd/pdmax(7-1)灰土應(yīng)逐層用貫入儀檢驗，以達到控制(設(shè)計要求)壓實系數(shù)所對應(yīng)的貫入度為合格，或用環(huán)刀取樣檢測灰土的干密度，除以試驗的最大干密度求得。施工結(jié)束后，應(yīng)檢驗灰土地基的承載力。（4）灰土地基的

6、質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)如表7-2所示灰土地基質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)表7-2項序檢查項目允許偏差或允許值檢查方法單位數(shù)值主控1地基承載力設(shè)計要求載荷試驗或按規(guī)定方法項2配合比設(shè)計要求按拌合時的體積比目3壓實系數(shù)設(shè)計要求現(xiàn)場實測一1石灰粒徑mm<5篩分法般2土料有機質(zhì)含量%<5試驗室焙燒法項目3土顆粒粒徑mm<15篩分法4含水量（與要求的最優(yōu)含水量比較）%±2烘干法5分層厚度偏差（與設(shè)計要求比較）mm±50水準(zhǔn)儀2砂和砂石地基砂和砂石地基（墊層）采用砂或砂礫石（碎石）混合物，經(jīng)分層夯（壓）實,作為地基的持力層，提高基礎(chǔ)下部地基強度，并通過墊層的壓力擴散作用，降低地基的壓實力，減少

7、變形量，同時墊層可起排水作用，地基土中孔隙水可通過墊層快速地排出，能加速下部土層的沉降和固結(jié)。砂和砂石地基具有應(yīng)用范圍廣泛；不用水泥、石材；由于砂顆粒大，可防止地下水因毛細(xì)作用上升，地基不受凍結(jié)的影響；能在施工期間完成沉陷；用機械或人工都可使地基密實，施工工藝簡單，可縮短工期，降低造價等特點。適于處理3.0m以內(nèi)的軟弱、透水性強的粘性土地基，包括淤泥、淤泥質(zhì)土；不宜用于加固濕陷性黃土地基及滲透系數(shù)小的粘性土地基。1.材料要求（1）砂宜用顆粒級配良好、質(zhì)地堅硬的中砂或粗砂，當(dāng)用細(xì)砂、粉砂時，應(yīng)摻加粒徑2050mm的卵石（或碎石），但要分布均勻。砂中有機質(zhì)含量不超過5%,含泥量應(yīng)小于5%,兼作排水

8、墊層時，含泥量不得超過3%。（2）砂石用自然級配的砂礫石（或卵石、碎石）混合物，粒級應(yīng)在50mm以下，其含量應(yīng)在50%以內(nèi)，不得含有植物殘體、垃圾等雜物，含泥量小于5%。2.構(gòu)造要求墊層的構(gòu)造既要求有足夠的厚度，以置換可能被剪切破壞的軟弱土層，又要有足夠的寬度，以防止墊層向兩側(cè)擠出。（1）墊層的厚度墊層的厚度z應(yīng)根據(jù)墊層底部軟弱土層的承載力確定，即作用在墊層底面處土的自重壓力（標(biāo)準(zhǔn)值）與附加壓力（設(shè)計值）之和大于軟弱土層經(jīng)深度修正后的地基承載力標(biāo)準(zhǔn)值（圖7-1）,并應(yīng)符合下式要求：Pz+Pcz<faz(7-2)b圖7-1墊層內(nèi)應(yīng)力的分布1-基礎(chǔ)；2-砂墊層；3-回填土式中pz墊層底面處白

9、附加壓力值（kPa）,可根據(jù)基礎(chǔ)不同形式分別按以下簡化式計算：條形基礎(chǔ)Pzb(P-Pc)b2ztg(7-3)矩形基礎(chǔ)Pzbl(P-Pc)(b2ztg)(c2ztg)(7-4)b條形基礎(chǔ)或矩形基礎(chǔ)底面的寬度（m）；l矩形基礎(chǔ)底面的長度（m）；P基層底面壓力（kPa）Pc基礎(chǔ)底面處土的自重壓力值（kPa）；z基礎(chǔ)底面下墊層的厚度（m）；0墊層的壓力擴散角，可按表7-3米用；Pcz墊層底面處土的自重壓力值（kPa）；kPa)。faz經(jīng)深度修正后墊層底面處土層的地基承載力特征值（壓力擴散角8（°）表7-3換填材料z/b中砂、粗砂、礫砂、圓礫、角礫、卵石，碎石粘性土和粉土（8<Id14）

10、p灰土0.2520630>0.503023注：1.當(dāng)z/b<0.25時，除灰土仍取0=30°外，其余材料均取0=0°2.當(dāng)0.25vz/bv0.5時，。值可內(nèi)插求得。按公式（7-2）確定墊層厚度時，需要用試算法，即預(yù)先估計一個厚度，再按式（7-2）校核，如不能滿足要求時，再增加墊層厚度，直至滿足要求為止。墊層的厚度一般為0.52.5m,不宜大于3.0m,否則費工費料，施工比較困難，也不夠經(jīng)濟，小于0.5m則作用不明顯。（2）墊層的寬度墊層的寬度應(yīng)滿足基礎(chǔ)底面應(yīng)力擴散的要求，可按下式計算：b'>b+2ztg0(7-5)式中b'墊層底面寬度;9

11、墊層的壓力擴散角，可按表7-3采用；當(dāng)z/b<0.25時，仍按表中z/b=0.25取值。其他符號意義同上。墊層頂面每邊宜超出基礎(chǔ)底邊不小于300mm,或從墊層底面兩側(cè)向上按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗的要求放坡。大面積整片墊層的底面寬度，常按自然傾斜角控制（圖7-2）適當(dāng)加寬。圖7-2砂或砂石墊層（a）柱基礎(chǔ)墊層；（b）設(shè)備基礎(chǔ)墊層1-柱基礎(chǔ)；2-砂或砂石墊層；3-回填土；4-設(shè)備基礎(chǔ)a-砂或砂石墊層自然傾斜角(休止角)；b-基礎(chǔ)寬度墊層的承載力宜通過現(xiàn)場試驗確定，當(dāng)無試驗資料時，可按表7-4選用，并驗算下臥層的承載力。各種墊層的承載力表7-4施工方法換填材料壓實系數(shù)入c承載力fK(kPa)碾壓或振密伸后、

12、卵石0.940.97200300砂夾后(其中碎石、卵石占全重的30%50%)200250土夾心(其中碎石、卵石占全重的30%50%)150200中砂、粗砂、礫砂150200粘性土和粉土(8<Ip<14)p130180灰土0.930.95200250重錘夯實土或灰土0.930.95150200注：1.壓實系數(shù)小的墊層，承載力取低值，反之取高值；2.重錘夯實土的承載力取低值，灰土取高值；3.壓實系數(shù)入c為土的控制干密度Pd與最大干密度pmax的比值；土的最大干密度宜采用擊實試驗確定，碎石或卵石的最大干密度可取2.02.2t/m3。3 .施工工藝方法要點(1)鋪設(shè)墊層前應(yīng)驗槽，將基底表面

13、浮土、淤泥、雜物清除干凈，兩側(cè)應(yīng)設(shè)一定坡度，防止振搗時塌方。(2)墊層底面標(biāo)高不同時，土面應(yīng)挖成階梯或斜坡搭接，并按先深后淺的順序施工，搭接處應(yīng)夯壓密實。分層鋪設(shè)時，接頭應(yīng)做成斜坡或階梯形搭接，每層錯開0.51.0m,并注意充分搗實。(3)人工級配的砂礫石，應(yīng)先將砂、卵石拌合均勻后，再鋪夯壓實。(4)墊層鋪設(shè)時，嚴(yán)禁擾動墊層下臥層及側(cè)壁的軟弱土層，防止被踐踏、受凍或受浸泡，降低其強度。如墊層下有厚度較小的淤泥或淤泥質(zhì)土層，在碾壓荷載下拋石能擠入該層底面時，可采取擠淤處理。先在軟弱土面上堆填塊石、片石等，然后將其壓入以置換和擠出軟弱土，再做墊層。(5)墊層應(yīng)分層鋪設(shè)，分層歷或壓實，基坑內(nèi)預(yù)先安好

14、5mx5m網(wǎng)格標(biāo)樁，控制每層砂墊層的鋪設(shè)厚度。每層鋪設(shè)厚度、砂石最優(yōu)含水量控制及施工機具、方法的選用參見表7-5。振夯壓要做到交叉重益1/3,防止漏振、漏壓。夯實、碾壓遍數(shù)、振實時間應(yīng)通過試驗確定。用細(xì)砂作墊層材料時，不宜使用振搗法或水撼法，以免產(chǎn)生液化現(xiàn)象。砂墊層和砂石墊層鋪設(shè)厚度及施工最優(yōu)含水量表7-5搗實力法每層鋪設(shè)厚度(mm)施工時最優(yōu)含水量(%)施，要點備注平振法20025015201 .用平板式振搗器往復(fù)振搗，往復(fù)次數(shù)以簡易測定密實度合格為準(zhǔn)2 .振搗器移動時，每行應(yīng)搭接三分之一，以防振動面積不搭接/、宜使用干細(xì)砂或含泥量較大的砂鋪筑砂墊層插振法振搗器插入深度飽和1 .用插入式振搗

15、器2 .插入間距可根據(jù)機械振搗大小決定3 .不用插至卜臥粘性土層4 .插入振搗完畢，所留的孔洞應(yīng)用砂填實5 .應(yīng)有控制地注水和排水/、宜使用干細(xì)砂或含泥量較大砂鋪筑砂墊層水撼法250飽和1 .注水高度略超過鋪設(shè)面層2 .用鋼叉搖撼搗實，插入點間距100mm左右3 .有控制地注水和排水4 .鋼叉分四齒，齒的間距30mm,長300mm,木柄長900mm濕陷性黃土、膨脹土、細(xì)砂地基上不得使用夯實法1502008-121 .用木分或機械分2 .木夯重40kg,洛品巨400500mm3 .一夯壓半夯，全面夯實適附于砂石墊層碾壓法1503508-12670t壓路機往復(fù)碾壓；碾壓次數(shù)以達到要求密實度為準(zhǔn)，一

16、般不少于4遍，用振動壓實機械，振動35min適用于大面積的砂石墊層，不宜用于地下水位以下的砂墊層(6)當(dāng)?shù)叵滤惠^高或在飽和的軟弱地基上鋪設(shè)墊層時，應(yīng)加強基坑內(nèi)及外側(cè)四周的排水工作，防止砂墊層泡水引起砂的流失，保持基坑邊坡穩(wěn)定；或采取降低地下水位措施，使地下水位降低到基坑底500mm以下。(7)當(dāng)采用水撼法或插振法施工時，以振搗棒振幅半徑的1.75倍為間距(-般為400500mm)插入振搗，依次振實，以不再冒氣泡為準(zhǔn)，直至完成；同時應(yīng)采取措施做到有控制地注水和排水。墊層接頭應(yīng)重復(fù)振搗，插入式振動棒振完所留孔洞應(yīng)用砂填實；在振動首層的墊層時，不得將振動棒插入原土層或基槽邊部，以避免使軟土混入砂墊

17、層而降低砂墊層的強度。(8)墊層鋪設(shè)完畢，應(yīng)即進行下道工序施工，嚴(yán)禁小車及人在砂層上面行走，必要時應(yīng)在墊層上鋪板行走。4 .質(zhì)量控制(1)施工前應(yīng)檢查砂、石等原材料質(zhì)量及砂、石拌合均勻程度。(2)施工過程中必須檢查分層厚度，分段施工時搭接部分的壓實情況、加水量、壓實遍數(shù)、壓實系數(shù)。(3)施工結(jié)束后，應(yīng)檢查砂及砂石地基的承載力。(4)砂及砂石地基的質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)如表7-6所示砂及砂石地基質(zhì)量檢驗標(biāo)準(zhǔn)表7-6項序檢查項目允許偏差或允許值檢查方法單位數(shù)值主1地基承載力設(shè)計要求載荷試驗或按規(guī)定方控項目2配合比設(shè)計要求法檢查拌合時的體積比或重量比3壓實系數(shù)設(shè)計要求現(xiàn)場實測一1砂石料有機質(zhì)含量%<5焙

18、燒法般項目2砂石料含泥量%<5水洗法3石料粒徑mm100篩分法4含水量(與最優(yōu)含水量比較)%±2烘干法5分層厚度(與設(shè)計要求比較)mm±50水準(zhǔn)儀3粉煤灰地基粉煤灰是火力發(fā)電廠的工業(yè)廢料，有良好的物理力學(xué)性能，用它作為處理軟弱土層的換填材料，已在許多地區(qū)得到應(yīng)用。它具有承載能力和變形模量較大，可利用廢料，施工方便、快速，質(zhì)量易于控制，技術(shù)可行，經(jīng)濟效果顯著等優(yōu)點?？捎糜谧鞲鞣N軟弱土層換填地基的處理，以及作大面積地坪的墊層等。1.粉煤灰墊層的特性根據(jù)化學(xué)分析，粉煤灰中含有大量SiO2、AI2O3、Fe2O3(表7-7),有類似火山灰的特性，有一定活性，在壓實功能作用下能

19、產(chǎn)生一定的自硬強度。粉煤灰的化學(xué)成分()表7-7編SiO2A12O3Fe2O3CaOMgOK2OSO3Na2O燒失量151.127.67.82.91.01.20.40.47.1251.430.97.42.80.70.70.40.34.9352.330.98.02.71.10.70.20.33.5注：1.編號1為國內(nèi)百多個電廠粉煤灰化學(xué)成分的平均值；2.編號2為上海地區(qū)粉煤灰化學(xué)成分平均值；3 .編號3為寶鋼電廠粉煤灰化學(xué)成分。粉煤灰墊層具有遇水后強度降低的特性，其經(jīng)驗數(shù)值是：對壓實系數(shù)Xc=0.900.95的浸水墊層，具容許承載力可采用120200kPa,可滿足軟弱下臥層的強度與地基變形要求；

20、當(dāng)入c>0.90時，可抗地震液化。4 .粉煤灰質(zhì)量要求用一般電廠III級以上粉煤灰，含SiO2、AI2O3、F及O3總量盡量選用高的，顆粒粒徑直0.0012.0mm,燒失量宜低于12%,含SO3宜小于0.4%,以免對地下金屬管道等產(chǎn)生一定的腐蝕性。粉煤灰中嚴(yán)禁混入植物、生活垃圾及其他有機雜質(zhì)。粉煤灰進場，具含水量應(yīng)控制在土2%范圍內(nèi)。5 .施工工藝方法要點(1)鋪設(shè)前，應(yīng)清除地基土垃圾，排除表面積水，平整場地，并用8t壓路機預(yù)壓兩遍，使密實。(2)墊層應(yīng)分層鋪設(shè)與碾壓，鋪設(shè)厚度用機械夯為200300mm,夯完后厚度為150200mm；用壓品&機為300400mm,壓實后為250mm左右。對小面積墓坑、槽墊層，可用人工分層攤鋪，用平板振動器或蛙式打夯機進行振(夯)實，每次振(夯)板應(yīng)重疊1/21/3板，往復(fù)壓實，由兩側(cè)或四側(cè)向中間進行，夯實不少于3遍。大面積墊層應(yīng)采用推土機攤鋪，先用推土機預(yù)壓二遍，然后