基础工程课件第五章__地基处理幻灯片.ppt

换填法 垫层设计 垫层材料 工艺控制 适用范围 淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土 垫层厚度，垫层宽度 砂石、粉质粘土、灰土、粉煤灰、矿渣、工业废渣、土工合成材料 分层夯实，控制含水量 5.2 垫层法 一、垫层法的概念 当建筑物基础下持力土层比较软弱，不能满 足设计荷载或变形的要求时，常在地基表面铺 设一定厚度的垫层，或者把表面部分软弱土层挖 去，置换成强度较大的砂石素土等，处理地基表 层，这类方法称为垫层法。 二、垫层法的分类 按其组成材料分为：砂垫层、碎石垫层、灰土 垫层 和加筋土垫层。 按垫层在地基中的主要作用又分为：换土垫层、 排水垫层和加筋土垫层。 5.2.1 垫层的作用 1．提高地基承载力。 地基中的剪切破坏是从基础底面开始，随着基底 压力的增大，逐渐向纵深发展。故强度较大的砂石等 材料代替可能产生剪切破坏的软弱土，就可避免地基 的破坏。 2．减少地基沉降量。 3．垫层用透水材料可加速软弱土层的排水固结。 固结效果仅限于表层，对深部的影响并不显著。 4. 防止冻胀。 5. 消除膨胀土的胀缩性。 三、垫层法的作用 换填法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等浅层处理。常用于轻型建筑、地坪、堆料场地和道路工程等地基处理。当建筑物荷载不大，软弱土层厚度较小时，采用换填垫层法能取得较好的效果。 四、垫层法的适用范围 垫层设计的主要内容是确定断面的合理宽度和 厚度。设计的垫层不但要求满足建筑物对地基变形 及稳定的要求，而且应符合经济合理的原则。 1．垫层厚度的确定 垫层的厚度必须满足如下要求：当上部荷载通 过垫层按一定的扩散角传至下卧软弱土层时，该下 卧软弱土层顶面所受的自重力与附加应力之和不大 于同一标高处软弱土层的地基承载力设计值，如图 5-1所示。其表达式为： 5.2.2 换土垫层的设计 图5-1 砂垫层剖面图 对于条形基础： 对于矩形基础： b——矩形基础或条形基础底面的宽度（m）； l——矩形基础底面的长度（m）; pk——基础底面压力（kPa）； z——基础底面下垫层的厚度（m）； θ——垫层的压力扩散角（°）; ——基础底面处土的自重压力。 一般砂垫层的厚度约为1-2m左右。砂垫层厚度一般不宜大于3m，太厚施工困难，也不宜小于0.5m，太薄则换土垫层的作用不显著。 关于垫层宽度的计算，目前还缺乏可行的理论 方法，在实践中常常按照当地某些经验数（考虑砂垫层两侧土的性质）或按经验方法确定。常用的经验方法是扩散角法。此时矩形基础的垫层底面的长度l′及宽度b′为： l′≥l+2ztgθ b′≥b+2ztgθ 式中 b′、l′——垫层底面宽度及长度； θ——垫层的压力扩散角，仍按表5-2取值。 条形基础则只计算垫层底面宽度b′。 2．砂垫层底面尺寸的确定 砂垫层法需注意的问题：考虑到工程质量，不应该用浅的垫层来解决加固上部荷载较大、深厚软土的地基问题，在地震区使用砂垫层也应慎重考虑，另外砂垫层法不能解决由于上部荷载不均匀而产生的不均匀沉降。 垫层顶面每边最好比基础底面大300mm，或从垫层底面两侧向上按当地开挖基坑经验的要求放坡延伸至地面。整片垫层的宽度可根据施工的要求适当加宽。当垫层的厚度、宽度和放坡线确定后，即得砂垫层的设计断面。 3.砂石垫层的施工及质量检验 1）砂石垫层施工 材料要求：一般采用级配良好、质地坚硬的粒料，颗粒的不均匀系数不能小于5，以中粗砂为好，可掺入一定量的碎石，但要分布均匀。细沙也可作为垫层材料，但不易压实且强度不高，使用时一般掺入一定数量的碎卵石。 含泥量和水稳定性不良的砂料必须限制在一定范围之内。 在满足垫层材料要求后，尚应注意以下垫 层施工要点： （1）应注意将砂加密到要求的密实度，这是保证砂垫层质量和承载力的关键。要求采用适合的加密方法，采用分层铺砂，然后逐层振密。分层厚度视振动力的大小而定，一般为15-20cm之间。 （2）铺筑垫层前，应先行验槽，清除浮土，保持边坡稳定。若基坑或基槽两侧有低于地基的孔洞、沟、井和墓穴等，应在未做垫层前加以填实。 （3）当采用碎石垫层时，为防止基坑底部 的表层软土发生局部破坏而使建筑物基础 产生附加沉降，最好在基坑底部先铺一