第二章 换土垫层法

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1、第二章换填法(Replacementmethod)(浅层处理法）换填法的概念换填法适用性换填法的加固机理垫层的作用垫层的设计2021/7/24一、换填法的概念当软弱地基的承载力或变形不能满足建筑物要求且软弱土层的厚度不大时（0-3m)，可将基础下一定深度内的软弱土层挖除，然后分层换填强度较高、压缩性较低且无侵蚀性的散体材料，并夯实或振压至要求的密实度。称为换填法。。压实方法：机械碾压、重锤夯实、平板振动。二、换填法使用性换填法是一种地基浅层处理方法。常用于下列土组成的地基情况：淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、膨胀土、素填土、季

2、节性冻土以及暗沟、暗塘等。2.1概述2021/7/24Smooth-wheelroller平碾压路机2021/7/242021/7/24Sheepsfootroller羊足碾压机2021/7/24气胎碾压机2021/7/24平板振动压路机2021/7/24三、换填法的分类砂垫层砂石垫层碎石垫层素土垫层灰土垫层二灰垫层粉煤灰垫层换填法的处理深度：0.5-3m2.1概述2021/7/24软土垫层b回填土(cushion)2.1概述2021/7/24一、垫层的作用提高地基承载力减小基础沉降量加速软弱土层的排水固结防止季节性冻

3、土的冻胀作用消除地基的湿陷性和胀缩性2.2加固机理由地基土附加应力分布规律，让垫层承受上部较大荷载，软弱层承受较小应力，以满足设计对地基要求。（垫层引起应力扩散）2021/7/24二、换填材料砂和砂石：中粗砂，可掺入一定量的碎（卵）石，含泥量小于3%；灰土：生石灰：Cao含量8%，消解3-4天；土：不含有机质的粘性土；配比：石灰：土=2：8或3：7；碎石：d=5-40mm,含泥量小于5%；2.2加固机理2021/7/242.3换土垫层的设计1、换土垫层的设计主要根据换土作用确定2、设计内容包括：垫层承载力验算、基础沉降验算

4、、下卧层承载力验算等。3、对湿陷性黄土、膨胀土和季节性冻土等某些特殊土，处理主要目的是为了消除或部分消除地基土的湿陷性、胀缩性和冻胀性，在设计时所需考虑的问题与一般垫层有所不同。2021/7/24一、用于提高承载力的垫层设计（一）砂石垫层砂石垫层包括中粗砂垫层和碎石垫层。设计的一般要求是：（1）有足够的厚度以置换可能受到剪切破坏的软弱土层，（2）要有足够的宽度以防止垫层向两侧挤出从而增加沉降（3）做到经济合理。一般将各种材料垫层设计都近似按砂垫层计算方法进行.2.3换土垫层的设计2021/7/241、砂石垫层厚度的确定垫层

5、厚度z：依据垫层底部软弱土层的承载力确定。应符合下列要求：下卧层顶面自重应力与附加应力之和小与软土承载力。2.3换土垫层的设计2021/7/24pz计算工程上常按应力扩散角计算，如《建筑地基处理技术规范》（JGJ79－2002）介绍的用应力扩散角计算公式如下：b回填土b’2.3换土垫层的设计p为基底压力2021/7/24压力扩散角的确定2.3换土垫层的设计2021/7/242、砂石垫层宽度的确定最常用的经验方法是压力扩散角法：整片垫层平面尺寸可根据施工要求适当加宽，垫层顶面每边超出基础边缘不少于30cm，或从垫层底部两

6、侧按当地经验开挖放坡。2.3换土垫层的设计2021/7/243、砂石垫层承载力的确定宜通过现场试验确定。另外，垫层承载力的设计值必须对软弱下卧层的承载力验算后再确定。对一般工程，当无试验资料时，可按表2-4选用，并应验算下卧层的承载力。2.3换土垫层的设计2021/7/242021/7/244、砂石垫层沉降计算沉降量等于垫层自身的变形量与下卧层的变形量之和：垫层的压缩模量应由荷载试验确定。当无试验资料时，砂垫层的压缩模量可选用24～30MPa，其它垫层的压缩模量可查阅相关规范。2.3换土垫层的设计2021/7/242021

7、/7/24（二）干渣垫层干渣也叫高炉重矿渣，简称矿渣，是高炉冶炼过程中产生的固体废渣经自然冷却而成。干渣作为回填材料已广泛应用于土建工程，在工程中均获得成功，并制定了相应的技术规程。经破碎、筛分的干渣称分级干渣（分为8～40mm和40～60mm两级）；未经破碎、筛分的干渣称原状干渣；经破碎但未经筛分的干渣称混合干渣。2.3换土垫层的设计2021/7/24干渣垫层适用于中小型建筑工程，尤其适用于地坪和堆场等工程的大面积地基处理和场地平整，对易受酸性或碱性废水影响的地基不能用干渣作为垫层材料。1．干渣垫层的厚度和宽度的确定干渣

8、垫层的厚度和宽度可按砂石垫层的计算方法确定。2．干渣垫层的承载力和变形模量干渣垫层的承载力和变形模量宜通过现场试验确定。当无现场试验资料时，可按表11－3选用。3．干渣垫层沉降计算干渣垫层沉降计算与砂石垫层的沉降计算相同。2.3换土垫层的设计2021/7/242.3换土垫层的设计2021/7/24（三）