换土垫层法
换土垫层法
换土垫层法一、引言换土垫层法是一种常用的土木工程施工技术，它主要用于改善地基土的性质，增加地基的稳定性和承载能力。
本文将从换土垫层法的定义、施工流程、施工工艺、应注意的问题等方面进行全面、详细、深入地探讨。
二、定义换土垫层法是指将原有地基土取出，然后用新的土材料进行填补和加固的一种土木工程施工技术。
它可以修复地基的不平整、缓解地基沉降、加强地基承载能力等。
三、施工流程换土垫层法的施工流程通常包括以下步骤：1. 调查勘测在施工前，需要对地基进行调查和勘测，了解地质地貌情况、地基土的性质和承载能力等信息，以确定施工方案和材料选择。
2. 原土清理将原有地基土进行清理，清除其中的杂质、混凝土碎片等，保证换土垫层与原土之间的紧密结合。
3. 土方开挖根据设计要求，开挖地基土，并将其处理妥善。
同时，需要进行土方测量，确保挖掘的土方符合要求。
4. 新土填充将新的土材料运输至施工现场，按照设计要求进行填充。
在填充过程中，需要控制填充层的厚度和均匀度，以保证换土垫层的质量。
5. 压实与加固填充完成后，对换土垫层进行压实与加固。
常见的加固方式包括振动压实、喷射加固、碾压等，以增加垫层的密实度和稳定性。
6. 验收与监测在施工完成后，需要进行垫层的验收与监测工作。
通过检测和监测，评估垫层的质量和性能，确保其达到设计要求和使用功能。
四、施工工艺换土垫层法的施工工艺与具体工程和要求有关，但通常包括以下几个步骤：1. 材料选择根据地基土的性质和工程要求，选择合适的新土材料。
新土材料应具有一定的稳定性、承载能力和抗沉降能力。
2. 地基处理对地基土进行清理和改良。
清除杂质、混凝土碎块等，同时进行地基加固工作，以提高地基的承载能力。
3. 换土垫层施工按照施工流程进行换土垫层的施工。
控制换土垫层的厚度、填充均匀度和加固程度，确保施工质量。
4. 加固处理施工完成后，对换土垫层进行加固处理，以提高垫层的稳定性和承载能力。
加固方式可以根据具体情况选择，常见的有振动压实、喷射加固和碾压等。
换土垫层法施工工艺流程
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换土垫层法简介
结语
换土垫层法适用范围：对于较深厚的软弱土层，下卧软 弱土层在荷载下的长期变形可能依然很大。采用垫层仅 置换上层软土后，通常可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大对上部建筑 物产生的有害影响。 因此采用换填垫层法时，必须考虑建筑体型、荷载分布、 结构刚度等因素对建筑物的影响。 参考文献 《建筑地基处理技术规范》 《地基处理与基坑支护工程》
捣实方法
平振法
每层铺设 施工最佳含水 厚度（cm） 量（%） 200 - 250 15 - 20
施工说明
备注
插振法
振捣器插入 深度
饱和
⒈用平板式振捣器往复振捣，往复次数以 简易测定密实度合格为准 ⒉振捣器移动时，每行应搭接 1/3 ，以防 振动面积不搭接 ⒈用插入式振捣器 ⒉插入间距可根据机械振幅大小决定 3.不应插至下卧粘性土层 4.插入振捣完毕所留的孔洞，应用砂捣实 5.应有控制的注水和排水
基础施工 在施工中，3:7碎石垫层的砂、碎石重量进行准确称量，采用材料的最优含水量作为施工含水量，大约取 15～20％，由于地下水较丰富，开挖的设集水井进行抽水，土方开挖到指定深度后，要及时回填砂碎石， 由于需用人工局部开挖，对原土产生扰动，故在回填时要先放置尺寸较大的毛石块，形成较硬的底壳，回 填材料的分层厚度不宜大于250mm，并用平板式振动器冲水振动密实，压实系数要求达到0.94，并采用 贯入仪检验垫层质量，通过现场试验以控制压实系数，所对应的贯入度为合格标准。回填厚度达到设计要 求后，要尽量及时浇筑混凝土基础，经现场观测，垫层的密实度达到预期的效果。 经济分析与使用效果 采用天然浅基础 (1) 按一个开间计算：V＝1.8×1.8×0.5×3＝4.86m3 C25混凝土基础造价：4.86×500＝2430元 (2)3:7砂碎石垫层（及挖土）：2.4×2.4×1.0×3＝17.3m3 造价：1.73×50＝865元 基础每平方造价：（2430＋865）/（6×26）＝21.1元／m2 采用Φ 300桩基础 Φ300桩，桩长20m，单桩竖向承载力设计值 R＝200kN，二桩承台尺寸1.65×0.6×0.7 (1) 桩：22×2×3＝132m 造价：132×70＝9240元 (2)C25桩承台：1.65×0.6×0.7×3＝2.10m3 造价：2.1×500＝1050元 (3)试验费：200×1.65×6×2＝3960元 (4)桩机进退场费：3000元 基础每平方造价：(9240+1050)/(6×26)+(3960+3000)/1600=70.3元/m2 综合上述经济分析，采用天然浅基础每平方米能节约造价50元，经济效益明显。 该建筑使用至今，通过多次的沉降观测，发现基础沉降均匀，且沉降量很小，约10mm，无出现墙体、梁、 柱开裂等现象，同时，该厂区还有一座二层办公楼，亦采用该基础形式，同样无出现沉、裂现象，效果良 好，得到业主的好评。 高新工业区的地质情况都很相似，存在淤泥层较厚的情况，针对结构形式类似的建筑，采用换填法处理是 很适宜的。
地基处理—换土垫层法(基础工程)
在软土层上回填好土
2.5.1 换填法
软土层较厚时，将基础下面一定范围内的软土挖去, 回填强度高、压缩性低、无侵蚀性的材料作持力层。采用 砂石、灰土、矿渣、素土等材料换土的地基分别称为砂石 地基、灰土地基、粉煤灰地基。
对于解决荷载较大的中小型建筑 物的地基问题比较有效。 处理深度通常控制在3m以内时 较为经济合理。
碾压法 250～350 8～12
60～100kN压路机往复碾压
备注
不宜使用干细砂或含泥 量较大的砂铺筑砂垫层
湿陷性黄土、膨胀土、 细沙地基不得使用
适用于砂石垫层 ①适用大面积砂石垫层 ②不宜用于地下水位以 下的砂垫层
●地基底面标高不同时，边坡应挖成阶梯形（或平缓 斜坡），每层错开0.5~1.0m，按先深后浅的顺序分层铺设， 搭接处充分夯实。
对于承受振动荷载的地基，不应 选择换填垫层法进行处理。
各种换填材料的适用范围
换土种类
适用范围
砂石（砂砾、 碎卵石） 垫层
土 素土垫层 垫 层 灰土垫层
适用于一般饱和、非饱和的软弱土和水下黄土地基处理； 不宜用于湿陷性黄土地基，也不适宜用于大面积堆载、密 集基础和动力基础的软地基处理；可有条件地用于膨胀土 地基；砂垫层不宜用于有地下水且流速快、流量大的地基 处理；不宜采用粉细砂作垫层。
B′
垫层底宽确定后，按照基坑的坡度向上延伸至基础底面。
②砂石垫层材料要求：
●宜选用颗粒级配良好、质地坚硬的中砂、粗砂、砾石、碎石、
石屑等，含泥量不宜超过5%；
●在缺少中粗砂和砾石地区，也可采用细砂，但同时宜掺入最
大粒径不宜大于50mm碎石或卵石，以保证垫层的密实和稳定，其掺 量按设计，不少于总重30%，不大于50%；
地基处理换土垫层法
⑥基础工程
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地基处理概论-排水固结法
中国地质大学(北京)
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China University of Geosciences (Beijing)
垫层的作用
• 提高持力层的承载力，减小基础尺寸， 通 过垫层将基底压力扩散到下层地基许 可承 载力范围内。
地基处理概论-排水固结法
中国地质大学(北京) China University of Geosciences (Beijing)
垫层厚度的计算
回填土
基底
通事基Βιβλιοθήκη 自重压力n，
垫层
b+2ztanθ
，
Pc
P
z
z
N
pz
附加压 力
地基处理概论-排水团结法
2009 中国地质大学(北京)
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c
d max
填土干密度 最大干密度
0.94 ~ 0.97
Foundation Engineering
地基处理概论-排水固结法
中国地质大学(北京) China University of Geosciences (Beijing)
换填法的适用范围
• 换土垫层法适用于处理淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填 土等高压缩性软弱土层及暗沟、暗塘等。对于承受振动荷载的地基不 应选择换土垫层法进行换填处理。
换填法概念
• 将基础底面以下一定范围的软弱土层挖 去 或挤开，然后回填强度较高、压缩性 较低 并且没有侵蚀性的材料（如中粗砂、 碎石 或卵石、灰土、素土、石屑、矿渣 等）， 再分层夯实，作为地基的持力层， 从而将 软弱地基改良成良好地基的方法。
课程设计计算书-换土垫层法
通过三维模型或实体模型展示换土垫层法的施工效果，使观众更加直 观地了解设计成果。
设计成果评价
创新性评价
评价设计成果是否具有创新性，是否采用了 新的设计理念、方法或技术。
实用性评价
评价设计成果是否符合实际需求，是否能够 在实际工程中应用。
可靠性评价
评价设计成果的可靠性，包括结构安全性、 稳定性等方面的评估。
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根据工程地质勘察报告和建筑物荷载 要求，选择合适的垫层材料和厚度， 进行换土垫层法的设计计算。
设计要求
确保换土垫层后的地基承载力满足建 筑物荷载要求；控制地基沉降量在允 许范围内；保证垫层材料的强度和稳 定性。
02 场地工程地质条件分析
场地地形地貌
场地地形
描述场地地形起伏、高程变化、地貌类型（如山 地、丘陵、平原等）。
检验验收
对完成的换土垫层进行检验验收，确保施 工质量符合要求。
测量放线
根据设计图纸，在场地内放出换土垫层的 边线和控制点。
垫层施工
按照设计要求，在开挖后的基坑底部铺设 砂、碎石、素土等垫层材料，并使用压路 机进行压实。
挖掘土方
使用挖掘机进行土方开挖，将不符合要求 的土层挖除。
施工注意事项
安全第一
在施工过程中，要严格遵守安全操作规程，确保 人员和设备安全。
换土垫层法简介
换土垫层法是一种地基处理方法，通过挖除基础底面下一定范围内的软弱土层， 然后回填强度较高、压缩性较低的砂、碎石、素土等材料，并分层夯实至设计要 求的密实度，作为地基的持力层。
换土垫层法适用于浅层地基处理，可有效提高地基承载力，减小沉降量，加速软 弱土层的排水固结。
《地基处理》第二章换土垫层法
土方开挖与运
确定开挖范围
根据施工方案，确定需要 开挖的区域和深度。
土方开挖
使用挖掘机等设备进行土 方开挖，注意保持边坡稳 定。
土方运输
将开挖出的土方运至指定 地点，注意避免对环境造 成污染。
垫层材料选择与处理
选择垫层材料
根据工程要求和地质条件，选择合适的垫层材料，如砂、碎石、 矿渣等。
注浆法
要点一
总结词
将浆液注入地基土层中，通过浆液的凝固作用改善土体的 物理性质。
要点二
详细描述
注浆法是一种常用的地基处理方法，通过将浆液注入地基 土层中，利用浆液的凝固作用改善土体的物理性质，提高 其承载力和稳定性。该方法适用于各种类型的软土地基处 理，特别是对于含水量较高、压缩性较大的软土效果显著 。注浆法可以根据不同的情况选择不同的浆液材料和注浆 方式，以达到最佳的地基处理效果。
ERA
定义与原理
定义
换土垫层法是一种地基处理方法，通过将基础下一定深度范 围内的软弱土层挖除，然后回填坚硬、密实、性能稳定的材 料，如砂、碎石、石渣等，形成垫层，以提高地基承载力和 减少沉降。
原理
换土垫层法的原理是通过换填材料的承载力和扩散作用，将 基础荷载传递到下层土体中，从而减小基础沉降和提高地基 承载能力。
软土地基，存在大量淤泥和腐殖质
建设规模
建筑面积约5万平方米，包括商业楼、 办公楼和地下停车场
工程要求
确保建筑物安全稳定，提高地基承载 力
换土垫层法应用过程
土方开挖
按照设计要求，逐层开挖至预 定深度。
垫层铺设
将垫层材料分层铺设、压实， 确保垫层密实度符合要求。
房屋建筑工程：换土垫层法原理、作用及适用范围.doc
房屋建筑工程：换土垫层法原理、作用及适用范围
（1）垫层法其基本原理是挖除浅层软弱土或不良土，分层碾压或夯实土，按回填的材料可分为砂（或砂石）垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土（灰土、二灰）垫层等。
干渣分为分级干渣、混合干渣和原状干渣。
粉煤灰分为湿排灰和调湿灰。
换土垫层法可提高持力层的承载力，减少沉降量。
常用机械碾压、平板振动和重锤夯实进行施工。
该法常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的回填土方工程，一般适用于处理浅层软弱土层（淤泥质土、松散素填土、杂填土、浜填土以及已完成自重固结的冲填土等）与低洼区域的填筑。
一般处理深度为2～3m.适用于处理浅层非饱和软弱土层、素填土和杂填土等。
（2）强夯挤淤法采用边强夯、边填碎石、边挤淤的方法，在地基中形成碎石墩体。
可提高地基承载力和减小变形。
适用于厚度较小的淤泥和淤泥质土地基，应通过现场试验才能确定其适应性。
《地基处理》第二章 换土垫层法
B为需处理土层底的宽度
b为条基短边宽度 c为考虑机具影响而增设的附加宽度0.2m θ为基底压力扩散角，宜为22-30o，用素 土时取小值，灰土时取大值
(3)整片垫层的处理范围每边超出建筑物外墙基础外缘的宽度，且不应小 于垫层厚度，并不小于2m；
2.3.3粉煤灰垫层设计
(1)粉煤灰简介
粉煤灰是燃煤电厂排放的工业废弃物，其排放堆积不仅占用土地资源，对 生态环境也构成了不同程度的危害，但粉煤灰是一种良好的软土换填材料， 可用于加固软土地基。 a.粉煤灰种类 按排放系统分：干排灰、湿排灰、调湿灰 按含钙量分：高钙灰（CaO≥10%） 低钙灰（CaO<10%） b.粉煤灰换填法适用范围 厂房、机场、港区陆域和堆场等大面积 填筑工程。
压实系数λc
承载力特征值fak/kPa 200-300
砂夹石（碎、卵石占30%-50%）
碾 压 或 振 密
200-250
0.94-0.97 150-200 150-200 130-180 0.93-0.95 200-250
土夹石（碎、卵石占30%-50%） 中砂、粗砂、砾砂 粘性土和粉土（8<IP<14） 灰土
振实效果与填土成份、振 动时间等因素有关
注： 1、施工前需试振，得到稳定下沉量与时间的关系（建筑垃圾 振动时间约在1min以上，细粒填土振动时间约在3-5min，有
效振深为1.2-1.5m）
2、振实范围应从基础边缘放出0.6m左右，先振基槽两侧，后 振中间； 3、振动合格标准为振动机原地振实不再继续下沉，并辅以轻 便触探检验其均匀性与影响深度。
W较小时，其粒间引力较大，在一定的外部压实功能作用下，还不 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。
换土垫层法
3.3 换土垫层法3.3.1 换土垫层法的原理换土垫层法是将基础下一定深度内的软弱土层挖去，回填强度较高的砂、碎石或灰土等，并夯至密实的一种地基处理方法。
常用的垫层有：砂垫层、砂卵石垫层、碎石垫层、灰土或素土垫层、煤渣垫层、矿渣垫层以及用其它性能稳定、无侵蚀性的材料做的垫层等。
换土垫层法的作用：①提高浅层地基承载力。
因地基中的剪切破坏从基础底面开始，随应力的增大而向纵深发展。
故以抗剪强度较高的砂或其它建筑材料置换基础下较弱的土层，可避免地基的破坏。
②减少沉降量。
一般浅层地基的沉降量占总沉降量比例较大。
加以密实砂或其它填筑材料代替上层软弱土层，就可以减少这部分的沉降量。
由于砂层或其它垫层对应力的扩散作用，使作用在下卧层土上的压力较小，这样也会相应减少下卧层土的沉降量。
③加速软弱土层的排水固结。
砂垫层和矽石垫层等垫层材料透水性强，软弱土层受压后，垫层可作为良好的排水面，使基础下面的孔隙水压力迅速消散，加速垫层下软弱上层的固结和提高其强度，避免地基发生塑性破标。
④防止冻胀。
因为粗颗粒的垫层材料fL隙大，不易产生毛细管现象，因此可以防止寒冷地区中结冰所造成的冻胀。
⑤消除膨胀土的胀缩作用。
3．3．2 垫层的设计要点垫层的设计不但要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。
其设计内容主要是确定断面的合理厚度和宽度。
对于垫层，既要求有足够的厚度来置换可能被剪切破坏的软弱土层，又要有足够的宽度以防止垫层向两侧挤出。
3．3．2 垫层的设计要点垫层的设计不但要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。
其设计内容主要是确定断面的合理厚度和宽度。
对于垫层，既要求有足够的厚度来置换可能被剪切破坏的软弱土层，又要有足够的宽度以防止垫层向两侧挤出。
3．3．2．1 垫层厚度的确定fz—垫层底面处软弱土层承载力特征值 kPa pcz—垫层底面处上的自重应力，kPapz—垫层底面处土的附加应力，kPa。
换土垫层法
这类方法是将基础底面下处理范围内厚度不很大的软弱土层部分或全部挖去，然后分层换层填强度较大的砂、碎石、素土、灰土、炉渣、粉煤灰等，并加以压（夯、振）实至要求的密实度。
这类方法主要用于加固地基表层土和回填土等。
按回填不同材料形成的垫层，命名为该种材料的垫层，如砂垫层、碎石垫层、素土垫层、干渣垫层和粉煤灰垫层。
设计垫层时，垫层顶面每边宜比基础底面大300mm。
垫层底面宽度为b/（以米计），应满足基础底面应力扩散的要求，可按下式计算：1、素土（或灰土、二灰）垫层素土垫层（简称土垫层）或灰土垫层（石灰与土的配合比一般为2：8或3：7）在湿陷性黄土地区较为广泛，这是一种以土治土的处理湿陷性黄土地基的传统方法，处理厚度一般为1~3m 。
通过处理基底下的部分湿陷性土层，可达到减小地基的总湿陷量，并控制未处理土层湿陷量的处理效果。
如仅要求消除基底下处理土层的湿陷性时，宜采用素土垫层；除上述要求外，并要求提高土的承载力或水稳性时，宜采用灰土垫层。
素土（或灰土）垫层分为局部垫层和整片垫层。
局部垫层一般设于矩形或条形基础底面下，主要用于消除地基的部分湿陷量，并提高地基承载力。
整片垫层一般设于整个建（构）筑物的平面范围内，用以消除上层的湿陷量，并防止水从垫层上部或侧向渗入下部未处理的湿陷性土层。
素土（或灰土等）垫层材料的含水量宜控制在最优含水量W op±2％范围内。
分段施工时，不得在柱基、墙角、窗间墙下接缝。
上下两层的缝距不小于500mm。
灰土应拌合均匀，当日铺填夯实，压实后3d内不得受水浸泡。
二、粉煤灰垫层粉煤灰是燃煤电厂的废弃物，用于软弱土的换填材料属废物利用，上海一些工程已用于垫层，证明能满足工程设计要求。
粉煤灰的最大干密度ρdmax和最优含水量W op，在设计、施工前应按击实试验法测定。
粉煤灰垫层遇水后强度有所降低，上海的经验数值是：对压实系数λc=0.90～0.95的浸水垫层，其容许承载力可采用120～200kPa，但仍应满足软弱下卧层的强度与地基变形要求。
置换41换土垫层法
4.1.1 概述
一、定义
换土垫层法——又称开挖置换法、换填垫层法、换填法等。 通常指当软弱土地基的承载力和变形满足不了建（构） 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、矿渣、粉 煤灰）或其它性能稳定、无侵蚀性的材料，并压（夯、 振）实至要求的密实度。它包括低洼地域筑高（平整场 地）或堆填筑高（道路路基）。
4.1 换土垫层法
4.1.1 概述
二、原理 （3）防止冻胀
粗颗粒的垫层材料孔隙大，不易产生毛细现象，因此可以防 止在寒冷地区土中结冰造成的冻胀。
（4）对湿陷性黄土、膨胀土等特殊土，处理的目的是为了 消除或部分消除地基土的湿陷性。
4.1 换土垫层法
4.1.1 概述
三、适用范围
1、换填垫层法适用于处理各类浅层软弱地基。 2、对于建筑范围内局部存在松填土、暗沟、暗塘、古井、
施工 方法
碾压 或振
密
换填材料类别
碎石、卵石 砂夹石 土夹石
中砂、粗砂、砾砂 粘性土和粉土（8<Ip<14)）
压实系数λc 0.94～0.97
承载力标准值
200～300 200～250 150～200 150～200 130～180
重锤 夯实
灰土 土或灰土
0.93～0.95 0.93～0.95
200～250 150～200
二、垫层设计的主要内容
确定垫层的合理厚度和宽度。应根据建（构）筑物体形、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 来源等综合考虑。
4.1 换土垫层法
b
4.1.2 设计
三、垫层厚度的确定
换土垫层法
气胎碾压机
2020年5月9日
平板振动压路机
2020年5月9日
2.1 概述
三、换填法的分类 砂垫层 砂石垫层 碎石垫层 素土垫层 灰土垫层 二灰垫层 粉煤灰垫层 换填法的处理深度：0.5-3m
2020年5月9日
2.1 概述
软土
垫层
(cushion)
2020年5月9日
回填土
b
2.2 加固机理
2.1 概述
一、换填法的概念 当软弱地基的承载力或变形不能满足建筑物要求且软弱土
层的厚度不大时（0-3m)，可将基础下一定深度内的软弱土 层挖除，然后分层换填强度较高、压缩性较低且无侵蚀性的 散体材料，并夯实或振压至要求的密实度。称为换填法。。 压实方法：机械碾压、重锤夯实、平板振动。 二、换填法使用性
有相邻基础时，应加相邻基础传来的附加应力。
2020年5月9日
回填土 砂垫层
Pcz Pz b'
2.3 换土垫层的设计
2.2 加固机理
二、换填材料
•砂和砂石： 中粗砂，可掺入一定量的碎（卵）石，含泥量小于3%； •灰土： 生石灰：Cao含量8%，消解3-4天； 土：不含有机质的粘性土； 配比：石灰：土=2：8或3：7； •碎石：d=5-40mm,含泥量小于5%；
2020年5月9日
2.3 换土垫层的设计
1、换土垫层的设计主要根据换土作用确定
pz
pcz
f z
pz ——垫层底面处土的附加压力； 回填土
pcz ——垫层底面处土的自重应力；
砂垫层
f ——垫层底面（d+z）处土层的 z 2020年5月地9日基承载力设计值。
Pcz Pz b'
2.3 换土垫层的设计
地基处理之换土垫层法(内容丰富)[详细]
![地基处理之换土垫层法(内容丰富)[详细]](https://img.taocdn.com/s3/m/77c8b47508a1284ac85043d4.png)
自重轻 击实性能好 抗剪强度 压缩性 承载能力 渗透性 抗液化性 对环境的影响
粉煤灰比重比粘性土小得多，一般 松散重度在６－７kN/m3间，经轻 型击实试验后干密度为 0.92~1.35t/m3;比土要轻的多，产 生差别的原因在于粉煤灰主要是以 硅，铝为主的非晶态玻璃球体组成， 结晶矿物含量较少。而粘性土矿物 都由石英、长石和粘土矿物等晶体 组成。
砂（砂石、碎石垫层）
• 砂（砂石、碎石）垫层施工 1、选料：
砂垫层和砂石垫层的材料，宜采用题起级配良好 ，质地坚硬的中砂、粗砂、砾砂、卵石或碎石，石 子的粒径不宜大于50mm，砂、石料中不得含有杂 物，含泥量不应超过5％。对用作排水固结的砂垫层 ，其含泥量不宜大于3％。粉细砂也可以作为垫层的 材料，但因其不易压实，而且强度也不高，此时宜 掺入25％～30％的碎（卵）石，以保证垫层的密实 度和稳定性。
粉煤灰垫层
粉煤灰简介
粉煤灰是燃煤电厂排放的工业废弃物，每年排放量与日俱 增。粉煤灰是电厂在煤粉燃烧过程中，当煤通过炉膛高温时 绝大部分矿物杂质在高温下熔化，在被送到低温区时固化成 球状颗粒的玻璃体。
注意
粉煤灰的处理与利用已为我国一个比较突出的经济 和社会效益问题
粉煤灰垫层
粉煤灰简介
粉煤灰的工程特性及其对环境的影响
换土垫层法
本章目录
2 .1 概述 2 .2 压实原理及压实参数 2 .3 砂（砂石、碎石）垫层 2 .4 粉煤灰垫层 2 .5 干渣垫层 2 .6 土（素土）、灰土垫层
换土垫层法
• 定义：
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， 将基础底面下处理范围内的软弱土层部分或全 部挖去，然后分层换填强度较大的砂、碎石、 素土、灰土、二灰、粉煤灰、高炉干渣或其它 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，这种地基处理方法称 为换填法。
换土垫层法
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
粉煤灰材 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 料
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
矿渣工程 最适合对堆场以及地坪等相关的工程大面积地基处理，不能在碱性废水以及酸性等相关的地 基处理中
二、进行换土垫层施工的原因
当建筑物基础下的持力层比较软弱ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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。
三、换土垫层的作用
01 提高地基的承载力 02 减少地基沉降量
03 加速软土的排水固结 04 防止冻土
05 消除膨胀土的胀缩作用 06 使底筋和土壤隔离不受污染
四、垫层的分类
材料
（含水量 分层夯实）
回填
夯实
六、适用范围
换土垫层法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。不同换土材料的适用范围不同，具体情况见下表：
砂土材料 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
土垫层
素土垫层： 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
处理方法。
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。
五、施工过程
准备工作：垫层尺寸设计
五、施工过程
将建筑基础下的土层挖 去，注意：换土深度需 控制在一定的范围内。
（0.5—3m）
挖土
稳定性相对较高、且 没有侵蚀性的材料， 比如灰土、碎石以及
矿渣和粉煤灰等
达到建筑设计中所 要求的密实度
换土垫层法
换土垫层法
换土垫层法本章概述1．换土垫层的概念2．换土垫层适用条件3．换土垫层的五个作用4．换土垫层的设计5．换土垫层的施工要点6．换土垫层法的质量检验方法本章重点与难点重点掌握换土垫层的概念、适用条件及其五个作用；对砂垫层厚度、宽度的设计；换土垫层法的质量检验方法。
第二章换土垫层法第一节概述当软弱土地基的承载力和变形满足不了建筑物的要求，而软土层的厚度又不很大时，将基础底面下处理范围内的软弱土层部分或全部挖去，然后分层换填强度较大的砂（碎石、灰土、高炉干渣、粉煤灰）或其它性能稳定、无侵蚀性的材料，并夯压（振实）至要求的密实度为止，这种地基处理方法称为换土垫层法（Replacement Memod）。
换土垫层法常用作为浅层处理地基的方法．而重锤夯实法、机械碾压法和振动压实法，则是换土垫层法中采用不同的压实机具对换填地基土进行夯（压、碾）实的不同施工方法。
换土垫层法还包括低洼地域筑高（平整场地）或道路筑高（道路路基）。
对回填不同材料形成的垫层，可称之为该材料垫层、如碎垫层、干渣垫层、和粉煤灰垫层等。
换土垫层的作用是：（1）提高地基承载力，并通过垫层的应力扩散作用，减少垫层下．天然土层所承受的压力。
从而使地基强度满足要求；（2）垫层置换了软弱土层，从而可减少地基的变形量；（3）加速软土层的排水固结；（4）调整不均匀地基的刚度；（5）对湿陷性黄土、膨胀土或季节性冻土等特殊土，其目的主要是为了消除或部分消除地基土的湿陷性、胀缩性或冻胀性。
换土垫层法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等地等地基土的浅层处理．常用于轻型建筑、地砰、堆料场和道路工程等地基处理工程中。
大面积填土产生的大范围地面负荷，其影响深度较大，地基土的压缩变形量大，沉降延续时间长，与换土垫层法浅层处理地基的特点不同，因而对大面积填土地基进行设计和施工时，地面堆载要力求均衡，避免大量、迅速、集中堆载，并应根据使用要求、堆载特点、结构类型和地质条件等来确定允许堆载量的大小和范围。
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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。