地基處理中換填墊層法

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?；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、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（砂砂石、碎石））墊層的設(shè)計(jì)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+<—墊層底面處的的附加壓力—墊層底面處土土的自重應(yīng)力力—經(jīng)深度修正后后墊層底面處處軟弱下臥層層土的地基承承載力特征值值2寬度的確定3承載力確定墊層的承載力力宜通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)試驗(yàn)確定，，當(dāng)無(wú)試驗(yàn)資資料時(shí)，可按按表4－2（教材51頁(yè)）選用，并并應(yīng)驗(yàn)算下臥臥層的承載力力。4沉降計(jì)算對(duì)于重要的建建筑或墊層下下存在軟弱下下臥層的建筑筑，還應(yīng)進(jìn)行行地基變形計(jì)計(jì)算。建筑物物基礎(chǔ)沉降等等于墊層自身身的變形量與與下臥土層的的變形量之和和。對(duì)超出原地面面標(biāo)高的墊層層或換填材料料的密度高于于天然土層密密度的墊層，，宜早換填并并考慮其附加加的荷載對(duì)建建造的建筑物物及鄰近建筑筑物的影響。。二砂墊層施施工（一）對(duì)材料料的要求砂石墊層材料料宜選用碎石石、卵石、角角礫、圓礫、、礫砂、粗砂砂、中砂或石石屑(粒徑小于2mm的部分不應(yīng)超超過(guò)總重的45％)，應(yīng)級(jí)配良好好，不含植物物殘?bào)w、垃圾圾等雜質(zhì)。當(dāng)當(dāng)使用粉細(xì)砂砂時(shí)，應(yīng)摻入入不少于總重重30％的碎石或卵卵石。砂石的的最大粒徑不不宜大于50mm，并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)確定虛鋪厚厚度、振搗遍遍數(shù)、振搗器器功率等技術(shù)術(shù)參數(shù)。對(duì)濕濕陷性黃土地地基，不得選選用砂石等透透水材料。開(kāi)挖基坑時(shí)應(yīng)應(yīng)避免坑底土土層擾動(dòng)，可可保留200mm厚土層層暫不不挖去去，待待鋪砂砂前再再挖至至設(shè)計(jì)計(jì)標(biāo)高高，如如有浮浮土必必須清清除。。當(dāng)坑坑底為為飽和和軟土土?xí)r，，必須須在與與土面面接觸觸處鋪鋪一層層細(xì)砂砂起反反濾作作用，，其厚厚度不不計(jì)入入砂石石墊層層設(shè)計(jì)計(jì)厚度度內(nèi)。。（二））施工工機(jī)具具及方方法平碾、、羊足足碾、、振動(dòng)動(dòng)碾、、振動(dòng)動(dòng)壓實(shí)實(shí)機(jī)、、蛙式式夯實(shí)實(shí)機(jī)、、重錘錘夯實(shí)實(shí)。1機(jī)械碾碾壓法法機(jī)械碾碾壓法法是采采用各各種壓壓實(shí)機(jī)機(jī)械來(lái)來(lái)壓實(shí)實(shí)地基基土。。此法法常用用于基基坑底底面積積寬大大，開(kāi)開(kāi)挖土土方量量較大大的工工程。。2重錘夯夯實(shí)法法重錘夯夯實(shí)采采用圓圓臺(tái)形形錘(見(jiàn)下圖圖)，錘重重宜大大于2t，錘底底面的的單位位靜壓壓力為為15～20kPa，夯錘錘落距距宜大大于4m。重錘夯夯實(shí)宜宜一夯夯挨一一夯順順序進(jìn)進(jìn)行。。在獨(dú)獨(dú)立柱柱基基基坑內(nèi)內(nèi)，宜宜按先先外后后里順順序夯夯擊。。同一一基坑坑底面面標(biāo)高高不同同時(shí)，，應(yīng)按按先深深后淺淺的順順序逐逐層夯夯實(shí)，，一般般累計(jì)計(jì)夯擊擊10～15次。最最后兩兩擊平平均夯夯沉量量，對(duì)對(duì)砂土土應(yīng)不不超過(guò)過(guò)5～10mm，對(duì)細(xì)細(xì)顆粒粒土應(yīng)應(yīng)不超超過(guò)10～20mm。重錘夯夯實(shí)的的現(xiàn)場(chǎng)場(chǎng)試驗(yàn)驗(yàn)應(yīng)確確定最最少夯夯擊遍遍數(shù)、、最后后兩遍遍平均均夯沉沉量和和有效效夯實(shí)實(shí)深度度等。。有效效夯實(shí)實(shí)深度度一般般可達(dá)達(dá)lm左右，，并可可消除除1.0～1.5m厚濕陷陷性黃黃土層層的濕濕陷性性。3平板振振動(dòng)法法兩個(gè)偏偏心塊塊以相相同速速度反反向轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)而而產(chǎn)生生很大大的垂垂直振振動(dòng)力力。對(duì)主要要由爐爐渣、、碎磚磚、瓦瓦塊組組成的的建筑筑垃圾圾，振振動(dòng)時(shí)時(shí)間約約在1min以上；；對(duì)含含爐灰灰等細(xì)細(xì)粒填填土，，振動(dòng)動(dòng)時(shí)間間約為為3～5min，有效效振實(shí)實(shí)深度度為1.2～1.5m。（三））施工工要點(diǎn)點(diǎn)1應(yīng)考慮慮附加加荷載載對(duì)鄰鄰近建建筑的的影響響；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(kāi)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。鋪鋪好好后后，，灌灌水水與與砂砂面面齊齊平平，，然然后后用用鋼鋼叉叉插插入入砂砂中中振振搖搖十十幾幾次次，，如如果果砂砂已已沉沉實(shí)實(shí)，，便便將將鋼鋼叉叉拔拔出出，，在在相相距距10cm處重重新新插插入入搖搖撼撼，，直直至至這這一一層層全全部部結(jié)結(jié)束束，，經(jīng)經(jīng)檢檢查查合合格格后后鋪鋪第第二二層層。。鋼叉叉分分四四齒齒，，齒齒的的間間距距80mm，長(zhǎng)長(zhǎng)300mm，木木柄柄長(zhǎng)長(zhǎng)90mm6用碎石或或卵石、、礫石作作墊層材材料時(shí)，，基坑底底部要先先鋪填一一層厚150～300mm的砂墊層層，并用用木夯夯夯實(shí)。不不得使用用振搗器器，以防防下部軟軟弱土層層(特別是淤淤泥或淤淤泥質(zhì)土土層)表面受到到局部破破壞。如如果淤泥泥或淤泥泥質(zhì)土層層厚度較較小，在在碾壓荷荷載下，，拋石能能擠入該該層底面面時(shí)，可可采用拋拋石擠淤淤處理。。即先在在軟弱土土層上堆堆填塊石石，然后后將其壓壓入以置置換和擠擠出軟弱弱土。三質(zhì)量量檢驗(yàn)1環(huán)刀法用容積不不小于200cm3環(huán)刀壓入入墊層中中取樣，，測(cè)定其其干土密密度（或或壓實(shí)系系數(shù)），，以不小小于填料料在中密密狀態(tài)時(shí)時(shí)的干土土密度數(shù)數(shù)值為合合格。2貫入法需將表面面的填料料刮去3cm左右，并并用貫入入儀、鋼鋼叉或鋼鋼筋等以以貫入度度大小檢檢查墊層層的質(zhì)量量。其他墊層層材料2．粉質(zhì)粘粘土土料中有有機(jī)質(zhì)含含量不得得超過(guò)5％，亦不不得含有有凍土或或膨脹土土材料。。當(dāng)含有有碎石時(shí)時(shí)，粒徑徑不宜大大于50mm。3．灰土灰土的體體積配合合比宜為為2：8或3：7。土料宜宜用粉質(zhì)質(zhì)粘土，，不宜使使用塊狀狀粘土和和砂質(zhì)粉粉土，不不得含有有松軟雜雜質(zhì)，并并應(yīng)過(guò)篩篩，其顆顆粒粒徑徑不得大大于15mm。石灰宜宜用新鮮鮮的消石石灰，其其顆粒粒粒徑不得得大于5mm。4．礦渣墊層使用用的礦渣渣是指高高爐重礦礦渣，可可分為分級(jí)礦渣渣、混合礦渣渣及原狀礦渣渣。礦渣墊墊層主要要用于堆堆場(chǎng)、道道路和地地坪，也也可用于于小型建建筑物、、構(gòu)筑物物地基。。選用礦礦渣的松松散重度度不小于于11kN／m3，有機(jī)質(zhì)及含含泥總量不超超過(guò)5％。設(shè)計(jì)、施施工前必須對(duì)對(duì)選用的礦渣渣進(jìn)行試驗(yàn)，，在確認(rèn)其性性能穩(wěn)定并符符合安全規(guī)定定后方可使用用。作為建筑筑物墊層的礦礦渣應(yīng)符合對(duì)對(duì)放射性安全全標(biāo)準(zhǔn)的要求求。易受酸、、堿影響的基基礎(chǔ)或地下管管網(wǎng)不得采用用礦渣墊層。。大量填筑礦礦渣時(shí)．應(yīng)考考慮對(duì)地下水水和土壤的環(huán)環(huán)境影響。5．其他工業(yè)廢廢渣在有可靠試驗(yàn)驗(yàn)結(jié)果或成功功工程經(jīng)驗(yàn)時(shí)時(shí)，對(duì)質(zhì)地堅(jiān)堅(jiān)硬、性能穩(wěn)穩(wěn)定、無(wú)腐蝕蝕性和放射性性危害的工業(yè)業(yè)廢渣等均可可用于填筑換換填墊層。被被選用工業(yè)廢廢渣的粒徑、、級(jí)配和施工工工藝等應(yīng)通通過(guò)試驗(yàn)確定定。6．土工合成材材料由分層鋪設(shè)的的土工合成材材料與地基土土構(gòu)成加筋墊墊層。所用土土工合成材料料的品種與性性能及填料的的土類應(yīng)根據(jù)據(jù)工程特性和和地基土條件件，按照現(xiàn)行行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《土工合成材科科應(yīng)用技術(shù)規(guī)規(guī)范》GB50290－98的要求，通過(guò)過(guò)設(shè)計(jì)并進(jìn)行行現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)后后確定。作為加筋的土土工合成材料料應(yīng)采用抗拉拉強(qiáng)度較高、、受力時(shí)伸長(zhǎng)長(zhǎng)率不大于4%～5%、耐久性好、、抗腐蝕的土土工格柵、土土工墊或土工工織物等土工工合成材料；；墊層填料宜宜用碎石、角角礫、礫砂、、粗砂、中砂砂或粉質(zhì)粘土土等材料。當(dāng)當(dāng)工程要求墊墊層具有排水水功能時(shí)，墊墊層材料應(yīng)具具有良好的透透水性。在軟軟土地基上使使用加筋墊層層時(shí)，應(yīng)保證證建筑穩(wěn)定并并滿足允許變變形的要求。。粉煤灰墊層粉煤灰是燃煤煤電廠的工業(yè)業(yè)廢棄物，實(shí)實(shí)踐證明，粉粉煤灰是一種種良好的地基基處理材料資資源，具有良良好的物理、、力學(xué)性能，，能滿足工程程設(shè)計(jì)的技術(shù)術(shù)要求一．工程特性性及對(duì)環(huán)境的的影響1自重輕2擊實(shí)性好3抗剪強(qiáng)度（與與土相當(dāng)）4壓縮性5承載能力6滲透性7抗液化性8對(duì)環(huán)境的影響響二．設(shè)計(jì)和施施工1、材料要求粉煤灰可采用用濕排灰、調(diào)調(diào)濕灰和干排排灰。不含有有機(jī)物、垃圾圾和有機(jī)質(zhì)等等雜物。運(yùn)輸輸時(shí)粉煤灰含含水量不宜過(guò)過(guò)多或過(guò)少，，過(guò)多會(huì)在運(yùn)運(yùn)輸過(guò)程中造造成滴水，過(guò)過(guò)少會(huì)造成揚(yáng)揚(yáng)塵，污染環(huán)環(huán)境。灑