最新第二章-换填法-新修改教学讲义PPT课件.ppt

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1、第二章-换填法-新修改主要内容适用范围加固机理垫层设计垫层施工垫层质量检验工程实例换填垫层法2.1概述1.概念当软弱土地基的承载力和变形满足不了建筑物的要求，而软弱土层的厚度又不很大时，将基础底面以下处理范围内的软弱土层的部分或全部挖去，然后分层换填强度较大的砂（碎石、素土、灰土、高炉干渣、粉煤灰）或其它性能稳定、无侵蚀性等材料，并压（夯、振）实至要求的密实度为止，这种地基处理的方法称为换填法(replacementmethod)。它还包括低洼地域筑高（平整场地）或堆填筑高（道路路基）。换填垫层法b换填土回填土4．垫层的作用提高地基承载力减少沉降量加速软弱土层的排水固结防止冻胀消除地基

2、土的湿陷性、膨胀性作用换填垫层法虽然不同材料的垫层，其应力分布稍有差异，但从试验结果分析其极限承载力还是比较接近的；通过沉降观测资料发现，不同材料垫层的特点基本相似，故可将各种材料的垫层设计都近似的按砂垫层的计算方法进行计算。但对湿陷性黄土、膨胀土、季节性冻土等某些特殊土采用换土垫层处理时，因其主要处理目的是为了消除地基土的湿陷性、膨胀性和冻胀性，所以在设计时需考虑的解决问题的关键也应有所不同。2.2压实原理压实原理:当粘性土的土样含水量较小时，其粒间引力较大，在一定的外部压实功能作用下，不能有效地克服引力而使土粒相对移动，这时压实效果就比较差。当增大土样含水量时，结合水膜逐渐增厚，减小了

3、引力，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，结合水膜的扩大作用就不大了，此时自由水填充在孔隙中，从而产生了阻止土粒移动的作用，所以压实效果又趋下降，因而设计时要选择一个”最优含水量”wop，这就是土的压实机理。换填垫层法a-碾压6遍；b-碾压12遍；c-碾压24遍；d-室内击实试验理论上最大压实曲线-饱和曲线（土中气体被赶走，使土达到饱和）同一种土wop与ρdmax不是恒定值，随压实功能而变化。击实试验换填垫层法土的压实性：指在一定的含水率下，以人工或机械的方法，使土能够压实到某种密实度的性质。填土的密实程度常以干密

4、度ρd表示击实试验《土工试验方法标准》（国家标准）轻型：土d<5mm；V=947cm3,m=2.5kg,3层,25击，落高30.5cm重型：土d<40mm；V=2104cm3,m=4.5kg,5层,56击，落高47.7cm击实仪质量控制换填垫层法（2－1）2.3砂垫层设计设计原则：对垫层的设计，既要求有足够的厚度z以置换可能被剪切破坏的软弱土层，又要求有足够大宽度b′以防止砂垫层向两侧挤出。换填垫层法设计内容垫层厚度z垫层宽度b’垫层压实度λcz1.垫层厚度z的确定垫层厚度z应根据垫层底部下卧土层的承载力确定，并符合下式要求：换填垫层法pz：相应于荷载效应标准组合时，垫层底面处的附加压力（

5、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（kPa）。砂垫层内应力分布示意图z（2－2）垫层厚度的确定换填垫层法条形基础：（仅考虑宽度方向扩散）式中：pk：基础底面压力值（kPa）；pc：基础底面处土的自重压力值（kPa）；b：基础底面宽度（m）；l：矩形基础底面长度（m）；θ：垫层压力扩散角。垫层底面处的附加压力值pz计算（按扩散角θ进行简化计算）pc（2－3）（2－4）Ztanθ基底附加压力z矩形基础：换填垫层法压力扩散角θ确定注：当时z/b<0.25，除灰土取θ=28o外，其余材料θ=0；当0.25

6、内插法求得。压力扩散角θ(单位：度)表2－1地基承载力特征值faz计算换填垫层法faz：垫层底面处修正后的地基承载力特征值，kPa：fak：垫层底面处地基承载力特征值，kPa；γ：垫层底面以下土的天然容重，地下水位以下用浮容重，kN/m3；γm：垫层底面以上土的加权平均容重，kN/m3；地下水位以下用浮容重，kN/m3；ηb，ηd：相应于基础宽度和埋置深度的承载力修正系数，按土类不同可查表3-2得到；b：基础宽度，m。宽度小于3m按3m计算；大于6m按6m计算；d：基础埋深，m。说明：垫层地基承载力特征值faz仅进行深度修正。（2－5）换填垫层法表2－22.垫层宽度的确定垫层的底面宽度应以

7、满足基础底面应力扩散和防止垫层向两侧挤出为原则进行设计。关于宽度计算，一般可按下式计算或根据当地经验确定。矩形基础的垫层底面的长度l′及宽度b′为：l′≥l+2ztgθb′≥b+2ztgθ式中b′、l′——垫层底面宽度及长度；b、l——基础宽度及长度；θ——垫层的压力扩散角。条形基础:b′≥b+2ztgθ换填垫层法ZtanθZtanθ3.垫层承载力的确定垫层的承载力宜通过现场试验确定,对于一般工程，如无实测资料时，可参见