地基处理换填法

机械碾压法是采用各 种压实机械来压实地基土， 此法常用于基坑面积宽大 和开挖土方量较大的工程。 在工程实践中，对垫 层碾压质量的检验，要求 获得填土最大干密度。 施工参数：如施工 机械、铺筑厚度、碾压 遍数与填筑含水量等都 必须由工地试验确定。
土类和场地对碾压设备选用的影响
粘性土等软弱土 平碾或羊足碾 砂土、湿陷性黄土、 杂填土 狭窄场地，边角 碎石土 平碾 振动碾或振动压实机 蛙式夯实机
B b 2 z tan c
（三）平面处理范围 素土垫层或灰土垫层可分为局部垫层和整片垫层。
（三）、粉煤灰垫层 1.化学性质 粉煤灰和天然土中的化学成分具有很大的相似性， 具有火山灰的特性，在潮湿条件下具有凝硬性，与二 氧化硅，三氧化二铝等物质进行水化反应，生成水化 产物，使碾压密实的粉煤灰颗粒胶结固化形成块状结 构，可提高粉煤灰的强度，降低压缩变形，增强抗渗 性和水稳定性。 2.物理性质 粉煤灰的压实曲线与粘性土相似，具有相对较宽 的最优含水量区间，其干密度对含水量的敏感性比粘 性土小，最优含水量易于控制。
2.干密度—含水量曲线的物理意义 ⑴当粘性土的含水量较小时，水化膜很薄，以结 合水为主，颗粒间引力大，在一定的外部压实功作用 下，还不能克服这种引力而使土粒相对移动，压实效 果差，土的干密度较小； ⑵当增加土的含水量时，结合水膜逐渐增厚，颗 粒间引力减弱，土粒在相同的压实功能下易于移动而 挤密，压实效果提高，土的干密度也随之提高； ⑶当土中含水量增大到一定程度后，孔隙中开始 出现自由水，结合水膜的扩大作用并不明显，颗粒间 引力很弱，但自由水充填在孔隙中，阻止了土粒间的 移动，并随着含水量的继续增大，移动阻力逐渐增大， 压实效果反而下降，土的干密度随之减少。
lb(PK - Pc ) 矩形基础：Pz (l 2ztg )(b 2ztg ) b(PK - Pc ) 条型基础： Pz b 2ztg
砂垫层的厚度一般不宜大于3m，太厚则施工困难； 也不宜小于0.5m，太簿则换土垫层的作用不显著。 3.垫层宽度 应根据垫层侧面土的承载力来决定，砂垫层底部宽 度b′可由下式或根据当地经验确定。
3.垫层的作用： (1)提高持力层的强度，并将建筑物基础压力扩散到 垫层以下的软弱地基； (2)垫层置换了软弱土层，可以减少地基的变形量； (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， 其处理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。 4. 换填法适用土类：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。
2.2、垫层的设计 (一)砂垫层的设计 1.垫层的设计原则 ⑴足够的厚度以置换可能受剪破坏的软弱土层；⑵ 足够的宽度以防止砂垫层向两侧挤出；⑶设计垫层为排 水垫层。 2.砂垫层的厚度z的确定
Pz Pcz f z
f Z f ak b (b - 3) d m (d - 0.5)
2.3 土的压实作用
土一般由固体颗粒、水、空气组成。土中固、液、 气三相组成的比例反映干湿、密实程度，对评价土的工 程性质有重要意义，是垫层压实参数选择的依据。
一、土的压实机理 实践证明，要使土的压实效果最好，其含水量一 定要适当。对过湿的土进行碾压会出现“橡皮土”，不 能增大土的密实度。对很干的土进行碾压，也不能把土 充分压实。 1.最优含水量：在干密度—含水量曲线上干密度 的峰值即为最大干密度，与之对应的含水量即为最优含 水量。
（一）厚度确定 软土地基上土垫层厚度的确定与砂垫层相同。 1. 对非自重湿陷性黄土地基上的垫层厚度应保证 天然黄土层所受的压力小于其湿陷起始压力值。 2. 对自重湿陷性黄土地基上，垫层厚度应大于非 自重湿陷性黄土地基上垫层的厚度，或控制剩余湿陷 量不大于20cm才能取得好的效果。 （二）宽度确定：灰土垫层的宽度可取
2.施工要点
⑴现场试夯 ⑵夯击前应检查坑中土的含水量 ⑶施工夯打工艺 ⑷现场有边坡或邻近建筑物时，应当采用必 要的防护措施。
3.质量检验
不仅要检查施工记录及试夯最后下沉量， 而且要检查加固质量。基槽每30m一点，整片 地基每100m22点以上
(三)平板振动法 振动压实法是利用各种 振动压实机，将松散土振 压密实。 适用于处理无粘性土 或粘粒含量少，透水性较 好的松散杂填土地基。 振动压实机的工作原理 是由电动机带动两个偏心 块以相同速度反向转动而 产生很大的垂直振动力。 压实效果：一般杂填土 经振实后，地基承载力特征 值可达100～120kPa。
质量检验 施工中，随层检验平均干密度、含水量。 采用环刀法或贯入测定法。每个基坑或100～ 500m2设一个检验点。
(二)重锤夯实法 重锤夯实法是用起重机械 将夯锤提升到一定高度，然后 自由落锤，不断重复夯击以加 固地基。
施工顺序 重锤夯实宜一夯挨一夯顺 序进行。在独立柱基基坑内， 宜按先外后里的顺序夯击。同 一基坑底面标高不同时，应按 先深后浅的顺序逐层夯实。
2.4 垫层施工
一、垫层施工方法
机械碾压法、重锤夯实法和振动压实法三种。 （一）机械压实法 机械碾压法是采用压路机、推土机、羊足碾、 振动碾或其它压实界些来压实软弱地基土或分层填土 垫层。 施工步骤 1.现将拟建范围内一定深度内的软弱土挖出至设 计要求，2.再将底部土体碾压加固，3.然后分层填筑 ，逐层加密。
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(二 ) 素土、灰土、二灰土垫层总称土垫层。适于处理 1～4m厚的软弱土层。 灰土垫层即通常讲的2：8或3：7灰土。垫层强度随 灰量的增加而提高。 二灰垫层是将石灰和粉煤灰两种材料按2：8或3：7 体积比加适当水拌和均匀后分层夯实。其强度比灰土垫 层高得多，常用于处理湿陷性黄土。
二、土的压实系数
1.压实系数λc
d c d max
d max
pw · ds · 1 0.01· op · ds
室内击实试验：
ρd——现场土的实际控制干密度；ρdmax— —土的最大干密度。 压实系数可参考表2-4选用。
2.含水量 施工含水量应尽量接近最优含水量。 3.铺填厚度及压实遍数 应通过现场试验确定，可参考表2-11、2-12。 采用不同的施工机械，要选择与之相应的 参数。