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换填垫层法案例计算分析
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广东城协建筑规划设计院有限公司东莞分公司
摘要：主要介绍换填垫层法的概念，适用范围，并结合具体工程进行垫层承载力计算和垫层下软弱土层的沉降变形验算。
关键词：垫层承载力计算；沉降变形验算
1.引言
换填法就是将基础底面以下不太深的一定范围内的软弱土层挖去，然后以质地坚硬、强度较高、性能稳定、具有抗侵蚀性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、矿渣等材料分层充填，并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动，使之达到要求的密实度，成为良好的人工地基。
2.适用范围
换填法适用于浅层地基处理，包括淤泥、淤泥质土、松散素填土、杂填土、已完成自重固结的吹填土等地基处理以及暗塘、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地基土的胀缩作用，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，软硬不匀以及岩溶等，用于季节性冻土地基可消除冻胀力和防止冻胀损坏等。
3.工程案例
本工程位于某市工业园，结构体系为轻型门式刚架结构，建筑高度10.0m，最大跨度为30.0m，柱距为8.0，基本风压为0.30KN/m2，本工程建筑抗震设防类别为丙类.抗震设防烈度为六度；设计基本加速度为0.05g，所在场地设计地震分组为第一组，场地类别为Ⅲ类。
3.1、垫层承载力计算
（1）根据岩土工程勘察报告，土层分布分别为：（1）素填土、（2）淤泥质粉质黏土、（3）黏土、（4）粉质黏土、（5）黏土。
（2）根据工程勘察报告，室外地面以下存在较厚软弱层（淤泥质粉质黏土），本层土工程性能差，力学强度低，承载力较低，不能作为持力层。鉴于轻型门式刚架结构竖向轴力不大，本工程采用换填垫层法进行地基处理，垫层的承载力特征值fak=100Kpa，垫层的承载力宜通过现场载荷试验确定。
（3）基础的尺寸为2600X2600，基础埋深为1.0m，砂垫层厚度为1.5m，竖向轴力标准值为286KN，砂垫层剖面示意图详图1。
满足规范要求。
4、结语当采用换填垫层法置换软弱土地基的上层时，必须考虑建筑体型、荷载分布、结构刚度等因素的影响。对于建筑体型复杂、荷载大、整体刚度差或者对差异变形敏感的建筑，不应采用浅层局部置换的处理方法。对于深厚软弱土地基（如淤泥或淤泥质土地基），采用换填垫层法仅置换上层软土后，通常可以提高持力层的承载力，但不能解决由于深层土质软弱而造成地基变形量过大对上部建筑结构产生的有害影响，因此也不应采用局部换填垫层法进行处理，但对轻型建筑、地坪、道路或堆场，采用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，可以取得较好的效果。
Reference：
[1]建筑地基处理技术规范JGJ79-2012
[2]建筑地基基础设计规范GB5007-2011
张锡辉，建筑结构中级工程师，专业：土木工程，毕业时间：2007年6月，工作：从事建筑结构设计8年以上，任职公司：广东城协建筑设计院有限公司东莞分公司
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-全文完-
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