换土垫层法

换土垫层

一、概述

换土垫层法是指将基础底面下一定深

度范围内的软弱土层部分或全部挖去，然

后换填强度较大的砂、碎石、素土、灰土、

粉煤灰、千渣等性能稳定且无侵蚀性的材

料，并分层夯压至要求的密实度。该法又

称换填法。

当建筑物基础下的持力层比较软弱，不能满足上部荷载对地基的要求时，常采用换土回填法来处理。

换土回填按其材料分为砂地基、砂石地基、灰土地基等。

二、为什么要进行换土垫层施工

在建筑工程实际施工时，如果建筑物的地基土属于不均匀土、冻胀土、软弱土、湿陷性土以及膨胀土等，若对其直接进行建设，则其地基变形以及强度要求都不能满足上部建筑结构所要求的标准，在这种情况下，如果其地基的软土层不是特别厚，就可使用换土垫层施工将其改变。

三、换土垫层的作用

1、提高地基的承载力；

2、减少地基沉降量；

3、加速软土的排水固结；

4、防止冻土；

5、消除膨胀土的胀缩作用。

6、使底筋和土壤隔离不受污染。

7、找平，使底板受力在一个平面

四、垫层的分类

垫层分刚性和柔性（又称沸刚性）两类：

刚性垫层一般是C7.5-C10的混凝土捣成，它适用于薄而大的整体面层和块状面层；

柔性垫层一般是用各种散材料，如砂、炉渣、碎石、灰土等加以压实而成，它适用于较厚的块状面层。

五、换土垫层法原理

当软弱土地基的承载力和变形满足不了建筑物要求，而软弱土层的厚度又不很大时，将基础下一定深度内的软弱土层挖去，回填较高强度的砂、碎石或灰土等，并夯至密实

六、换土垫层法施工方法与施工过程

1、施工方法有：机械碾压法、振动压实法、重锤夯实法

（1）机械碾压法：采用各种压实机械来压实地基土。适用于地下水位以上大面积填土的压实

（2）振动压实法：用振动压实机械在地基表面施加振动力以振实浅层松散地基的处理方法。

（3）重锤夯实法：用起重机将夯锤提升到某一高度，然后自由落锤，不断重复夯击以加固地基

2、施工过程：

在施工时需将建筑基础下的土层挖去，但是挖土深度需控制在一定的范围内。随后对地基内进行换填较高强度、密度较大的灰土、砂、素土、碎石以及矿渣和粉煤灰等稳定性相对较高、且没有侵蚀性的材料，然后对其进行夯实直到达到建筑设计中所要求的密实度。建筑地基换土法在使用的时候，要注意将换土处理深度进行控制，从而使建筑施工过程中相关的经济合理性得到保证，这个深度尽量保持在3米以内。

七、适用范围

1、换土垫层法适用范围：适用于处理浅层软弱土地基、湿陷性黄土地基（只能用灰土垫层）、膨胀土地基、季节性冻土地基。

2、不同换土材料的适用范围：

1)砂土材料

这种换土材料在水下黄土以及一般饱和或是非饱和软弱土等地基处理中比较适用，但是其在实际运用过程中，不适用于面积较大的动力基础、堆载以及密集基础等相关的软土地基的处理。

2)土垫层

在土垫层中可以分为素土垫层以及灰土垫层，其中，素土垫层在一些湿陷性黄土基地、大面积回填以及中小型工程中较为适用；而灰土垫层不仅可以使用在湿陷性黄土地基以及中小型工程的建设中，对膨胀土地基的处理也相对适用

3)粉煤灰材料

粉煤灰材料在实际使用的过程中比较适合机场、堆场、厂房以及港区陆地等相关工程的大面积填筑工程。但是，当其处在地下水位下面时，它的强度会出现30%的下降。

4)矿渣工程

这种材料在中小型建筑工程中比较适用，其中最适合对堆场以及地坪等相关的工程大面积地基处理。但是，由于其自身特性的原因，不能在碱性废水以及酸性等相关的地基处理中。

5)灰土垫层

灰土垫层适用于工业与民用建筑室内地坪、室外散坡、道路的灰土垫层工程。

灰土垫层应采用熟化石灰与粘土（或粉质粘土、粉土）的拌和料铺设，其厚度不应小于100mm

八、工程实例