第2章换填垫层法要点解析.ppt

* 第2章 换填垫层法 2.1 概述 2.2 换填垫层法设计 2.3 换填垫层法施工 2.4 质量检验 2.1 概述 换填垫层法（cushion） 是指挖去地表浅层软弱土层或不均匀土层，回填坚硬、较粗粒径的材料，并夯压密实，形成垫层的地基处理方法。 2. 适用范围 换填垫层法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理，包括淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、松散素填土、杂填土地基处理以及暗塘、暗浜、暗沟等浅层处理和低洼区域的填筑。换填法还适用于一些地域性特殊土的处理：用于膨胀土地基可消除膨胀土的胀缩作用，用于湿陷性黄土地基可消除黄土的湿陷 性，用于山区地基可用于处理岩面倾斜、破碎、高低差，软硬不均以及岩溶与土洞等，用于冻土地基可消除冻胀力和防止冻胀损坏等。 若在建筑范围内上层软弱土较薄，可采用全部置换处理，对于较深厚的软弱土层，当仅用垫层局部置换上层软弱土时要慎重（持力层承载力提高了，但沉降可能依然很大）。对于体型复杂、整体刚度差、或对差异沉降敏感的建筑，均不得采用浅层局部置换的处理方法。 若换填基坑开挖过深，会使处理工程费用增高、工期拖长、对环境的影响增大。因此，换填法的处理深度通常控制在 以内较为经济合理。 当采用换填法进行地基处理时，应根据建筑体型、结构特点、荷载性质、岩土工程条件、施工机械设备及填料性质和来源等进行综合分析，进行换填垫层的设计和选择施工方法。 对于轻型建筑、地坪、道路或堆场，采用换填垫层处理上层部分软弱土时，由于传递到下卧层顶面的附加应力很小，可取得较好的效果。 对于承受振动荷载的地基不应选择砂垫层进行换填处理; 略超过放射性标准的矿渣可以用于道路或堆场地基的换填，但不得用于建筑换填垫层处理。 2.3 设计 1.垫层的厚度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： (2-1) 式中 --相应于荷载效应标准组合时，垫层底面处的附加压力值（ ）； --垫层底面处的自重压力值（ ）； --垫层底面处经深度修正后的地基承载力特征值（ ）； 垫层底面处的附加压力值 可分别按式(2-2)和式(2-3)计算： (2-2) 式中 --相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压力值（ ）； --基础底面处土的自重压力值（ ）； --矩形基础或条形基础底面的宽度（ ）； --矩形基础底面的长度（ ）； 条形基础 矩形基础 (2-3) --基础底面下垫层的厚度（ ）； --垫层的压力扩散角（ ），宜通过试验确定，当无试验资料时，可按表2-3采用。 表2-3 压力扩散角 23 30 ≥0.50 28 6 20 0.25 灰土 粉质粘土粉煤灰 中砂、粗砂、砾砂、圆砾、角砾、石屑、卵石、碎石、矿渣 注：1 当 时，除灰土取 外，其余材料均取0; 2 当 时， 值可内插求得。 2.垫层底面的宽度应满足基础底面应力扩散的要求，可按下式确定： (2.2-4) 式中 --垫层底面宽度（ ）； --压力扩散角，可按表2-3采用；当 时，仍按表中 取值。 换垫垫层的厚度不宜小于 ，也不宜大于 。 整片垫层底面的宽度可根据施工的要求适当加宽。 垫层顶面的宽度可从垫层底面两侧向上，按基坑开挖期间保持边坡稳定的当地经验放坡确定。垫层顶面每边超出基础底边不宜小于 。 3.垫层的承载力宜通过现场载荷试验确定，并应进行下卧层承载力的验算。当无试验资料时，可按表2-4选用。 表2-4 垫层的承载力 （ ） 200～300 碎石、卵石、矿渣 120～150 石屑、粉煤灰 130～180 粉质粘土 150～200 土夹石（碎石、卵石占全重的30～50%） 中砂、粗砂、砾砂、圆砾、角砾 200～250 砂夹石(碎石、卵石占全重的30～50%)、灰土 （ ） 换填材料 垫层地基的变形由垫层自身变形和下卧层变形组成。当垫层的厚度、垫层底面的宽度及垫层压实质量满足规范要求时，垫层地基的变形可仅考虑其下卧层的变形。对沉降要求严的或垫层厚的建筑，应计算垫层自身的变形。 4.对于垫层下存在软弱下卧层的建筑，在进行地基变形计算时应考虑邻近基础对软弱下卧层顶面应力叠加的影响。当超出原地面标高的垫层或换填材料的重度高于天然土层重度时，宜早换填，并应考虑其附加的