地基处理 第3章--换填垫层法ppt课件.ppt

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1、3.1概述3.1Introduction当软弱土地基的承载力和变形满足不了设计要求，而软弱土层的厚度又不是很大时，将基础底面下处理范围内的软弱土层部分或全部挖除，然后分层换填强度较大的砂（碎石、素土、灰土、炉渣、粉煤灰）或其他性能稳定、无侵蚀性的材料，并压实至要求的密实度为止，这种地基处理方法称为换填法，它多用于公路构筑物的地基处理。在建筑工程中也有一定范围的应用。加固原理：是根据土中附加应力分布规律，使垫层承受上部较大的应力，软弱土层承担较小的应力，以满足设计对地基的要求。该法常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的回填土方工程，一般适用于处理浅

2、层软弱土层与低洼区域的填筑。一般处理深度为2～3m。处理的对象：淤泥、淤泥质土、湿陷性土、膨胀土、冻胀土、杂填土地基。换填材料：砂垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层、二灰垫层、干渣垫层和粉煤灰垫层等根据实验结果及实测资料可将各种材料的垫层设计都近似地按砂垫层的设计方法进行计算。换土垫层法垫层种类适用范围砂（沙砾、碎石）垫层多用于中小型建筑工程的滨、塘、沟等的局部处理。适用一般饱和、非饱和的软弱土和水下黄土地基处理。不宜适用湿陷性黄土地基，也不适宜大面积堆载。砂垫层不宜用于有地下水且流速快、流量大的地基处理。不宜采用粉细作垫层。素土垫层适用中

3、、小型工程及大面积回填，湿陷性黄土地基处理。灰土或二灰土垫层适用于中小型工程，尤其适用于湿陷性黄土地基的处理，也可用于膨胀土地基的处理。粉煤灰垫层用于厂房、机场、港区陆域和堆场等工程的大面积填筑，粉煤灰垫层在地下水位以下时，强度降低30%左右。干渣垫层地坪、堆物等工程大面积的地基处理和场地平整，铁路、道路地基等，但受酸性和碱性废水影响的地基不得用干渣作垫层。3.2垫层的作用3.2FunctionsofCushion1、提高持力层的强度，将基底压力扩散到垫层以下的软弱地基，使软弱地基土中所受应力减小到该软弱地基土的容许承载力范围内，满足强度要求；

4、2、垫层置换软弱土层，可减少地基的变形量；3、加速软土层的排水固结。垫层材料透水性大，软弱土层受压后，垫层作为良好的排水面，使基础下的孔隙水压力迅速消散，加速垫层下软弱土层的固结和提高其强度；4、防止冻胀。由于粗颗粒的垫层材料孔隙大，不易产生毛细现象，可防止寒冷地区土中结冰造成的冻胀；5、对湿陷性黄土、膨胀土等特殊土，可以消除或部分消除地基土的湿陷性、胀缩性。1普洛特（Proctor）假说当粘性土的含水量较小时，土粒表面的结合水膜很薄（主要是强结合水），颗粒间很大的分子力阻碍着土的压实，这时压实效果就比较差；当含水量增大时，结合水膜逐渐增厚，

5、粒间联结力减弱，水起着润滑的作用，使土粒在相同压实功能条件下易于移动而挤密，所以压实效果较好；但当土样含水量增大到一定程度后，孔隙中就出现了自由水，压实时，孔隙水不易排出，形成较大的孔隙压力，势必阻止土粒的靠拢，所以压实效果又趋下降，这就是土的压实机理。3.3土的压实原理3.3MechanismofSoilCompactness第三节垫层施工2控制压实效果的主要因素（1）最优含水量在一定的压实机械的功能条件下，土最易于被压实、并能达到最大密实度时的含水量，称为最优含水量，相应的干密度称为最大干密度。最优含水量大致为塑限＋2％。土中粘土矿物含量大

6、，则最优含水量越大。（实际干密度比理论值小）（2）压实功能当压实功能较小时，土压实后的最大干密度较小，对应的最优含水量则较大。所以，在压实工程中，若土的含水量较小，则需选用夯实功能较大的机具，才能把土压实至最大干密度。（3）压实条件指压实时被压实土层的特点，所采用压实机械的功能和性能，压实的方法和方式等。室内击实试验的结果只能作为工程实践的参考。（4）其他因素土的颗粒粗细、级配、矿物成分和添加的材料等因素对压实效果是有影响的。颗粒越粗，就越能在低含水量时获得最大的干密度；颗粒级配越均匀，压实曲线的峰值范围就越宽广而平缓；对粘性土，其压实效果与其

7、中的粘土矿物成分含量有关。要求：1）足够的厚度：置换可能受到剪切破坏的软弱土层，满足地基强度和变形的要求2）足够的宽度：防止垫层向两侧挤出增加沉降3）形成一个排水层面，以利于软土的排水固结3.4垫层设计(DesignofCushion)3.4垫层设计(DesignofCushion)1垫层的厚度的确定垫层的厚度z应根据需置换软弱土的深度或下卧土层的承载力确定，并符合下式要求：式中pz－－相应于荷载效应标准组合时，垫层底面处的附加压力值（kPa）；pcz－－垫层底面处土的自重压力值（kPa）；faz－－垫层底面处经深度修正后的地基承载力特征值（k

8、Pa）。垫层厚度不宜小于0.5m，也不宜大于3m。垫层底面处的附加压力值可分别按下两式计算：对条形基础对矩形基础式中b－－矩形基础或条形基础底面的宽度