2020地基处理-第四章
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18
第 四 章
4.2.4 质量检验
4.2 换土垫层法
（1） 垫层的施工质量检验必须分层进行。应在每层的压实系数符合设计要求后
铺填上层土。
（2）对粉质粘土、灰土、粉煤灰和砂石垫层的施工质量的检验可用环刀法、贯
4.2
入法、轻型动力触探或标准贯入试验检验；对砂石、矿渣垫层可用重型动力触
换 探检验。并均应通过现场试验以设计压实系数所对应的贯入度为标准检验垫层
4.2
换
s s1 s2
土 垫
( p p)z
层 法
s1
2Es
垫层下卧层的变形量S 2 可按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》 （GB50007—2002）的有关规定计算。
14
第 四
章 4．沉降验算
4.2 换土垫层法
一般垫层地基的沉降中仅考虑下卧层的变形，但对沉降要求较严或垫 层较厚的情况，
200～250
150～200
20
第四章 置换
4.1
概述
4.2
换土垫层法
4.3
强夯置换法
4.4
石灰桩法
4.5
EPS超轻质料填土法
21
目
录
页 21
第 四 章
4.3.1 加固机理和适用范围
4.3 强夯置换法
强夯置换法是指利用强夯施工方法，边夯边填碎
石在地基中设置碎石墩， 在碎石墩和墩间土上铺
4.3
设碎石垫层形成复合地基以提高地基承载力和减
7
第 四 章
4.2.2 设计程序
4.2 换土垫层法
先假设垫层厚度用前面的公式验算，如果不能满足，重
新假设，继续验算。
z
4.2
b
换
土
垫
层
P
法
回填土
θ
砂垫层
Pcz Pz
Bb
zd
pz pcz f az
满足，假设正确
不 满 足 重 新 假 设
8
第 四
章 2．确定垫层铺设范围
4.2 换土垫层法
4.2
换 土 垫 层 法
土
垫 的施工质量。压实系数也可采用环刀法、灌砂法、灌水法或其他方法检验。
层 法
（3）采用环刀法检验垫层的施工质量时，取样点应位于每层厚度的2/3深度处。
检验点数量，对大基坑每50～100m2不应少于1个检验点；对基槽每10～20m不
应少于1个点；每个独立柱基不应少于1个点。采用贯入仪或动力触探检验垫层
夯 置 换
小于3m。 5.垫层
法 在墩间土和墩顶应铺设一厚度不小于300mm的砂石垫层，以协调墩体和墩 间土的
承载效能，在碎石垫层中加铺1—2层土工格栅更好。
6.检测方法的确定：
可通过现场载荷试验测定墩体和复合地基承载力。
在采用强夯置换加固软黏土地基时，为了加速墩间土中超孔隙水压力的消
散，可在强夯置换前，在置换点中间，即墩间土中预先设置排水通道，如预插 塑料
确定，应保证墩体达到设计深度
23
第 四
章 3.夯锤和落距的选用：
4.3 强夯置换法
通过试验确定。
4.夯击范围和置换点布置：
置换点可采用等边三角形或正方形布置。对独立基础可根据基础形状相 应布置。
置换点距离可根据荷载大小和天然地基承载力情况确定，一般可取夯锤直 径的2-3
4.3
倍。
强 强夯置换范围应大于荷载作用范围，一般每边宜超出处理深度的1/3—1/2 ，并不宜
桩 法
3、桩的布置
正方形或等边三角形。
膨胀前的置换率满足：
正方形布置：
m 0.785（ d/L）2
三角形布置：
m 0.907（ d/L）2
29
第 四
章 4、桩距
4.4 石灰桩法
桩距一般选用桩径的2.5～3.5倍。具体尺寸可根据复合地基承载力公式计算。
pcf m ppf (1 m) psf
4.4
石
一、加固机理
灰 桩
（一）桩间土
法
1、成孔挤密
采用振动沉管法成孔，使桩间土产生挤压和排土作用。
2、膨胀挤密
生石灰吸水膨胀，对桩间土产生强大的挤压力。
27
第 四 章
3、脱水挤密
4.4 石灰桩法
1kg生石灰在熟化过程中吸收0.8～0.9kg的水，并放出1172kJ热量。
熟化吸水+汽化脱水----地基土排水固结----抗剪强度提高
垫 层
振动碾、平板振动器、蛙式夯；矿渣宜采用平板振动器、平碾，也可采用振动
法 碾。
② 垫层的施工方法、分层铺填厚度、每层压实遍数等宜通过试验确定。除接 触下卧软土层的垫层底部应根据施工机械设备及下卧层土质条件确定外，一般 情况下，垫层的分层铺填厚度可取200~300mm。为保证分层压实质量，应控制 机械碾压速度。
5
目
录
页5
第 四 章
4.2.1 加固机理和适用范围
4.2 换土垫层法
换土垫层法就是将基础底面以下不太深的一定范围内软弱土层挖去，然后用强度
高、压缩性能好的岩土材料，如砂、碎石、矿渣、灰土、土工格栅加砂石料等材
4.2
料分层填筑，采用碾压、振密等方法使垫层密实。通过垫层将上部荷载扩散。传
换 土
到垫层下卧层地基中，以满足提高地基承载力和减少沉降的要求。
的施工质量时，每分层检验点的间距应小于4m。
（4）竣工验收采用载荷试验检验垫层承载力时，每个单体工程不宜少于3点；
对于大型工程应按单体工程的数量或工程的面积确定检验点数。 19
第 四 章
5、垫层承载力的确定
4.2 换土垫层法
垫层的承载力宜通过现场试验确定，当无试验资料时，可按下表采用，并应进
行下卧层承载力的验算。
换
土 同时还应尽量做到经济合理。
垫
层 法
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。
16
4.2
第 四
章 4.2.3 施工 1、施工方法及设备 ① 机械碾压法
换 土 垫 层 法
4.2 换土垫层法 ② 平板振动法
垫Hale Waihona Puke Baidu层
换土垫层法适用于软弱土层分布在浅层且较薄的各类不良地基的处理。
法
6
第 四 章
4.2.2 设计
4.2 换土垫层法
换土垫层法加固地基设计包括垫层材 2．确定垫层铺设范围
料的选用，垫层铺设范围、厚度的确 （1）换填垫层法适用于处理各类浅层软
定，以及地基沉降计算等。
弱地基。
4.2
换 土 垫 层 法
1．垫层材料选用 采用换土垫层法处理地基，垫层材料可 因地制宜地根据工程的具体条件合理选 用下述材料：
3．确定垫层厚度
4.2 换土垫层法
b
计算公式：
回填土
pk
d
4.2
换
土 垫 层
pz pcz faz
砂垫层
pcz pz
z
法
bB
faz fk b (b 3) d d (d 0.5)
11
第 四
章 3．确定垫层厚度
4.2 换土垫层法
4.2
换 土 垫 层 法
12
第 四 章
3．确定垫层厚度
4.2 换土垫层法
2
目
录
页2
第四章 置换
4.1
概述
4.2
换土垫层法
4.3
强夯置换法
4.4
石灰桩法
4.5
EPS超轻质料填土法
3
目
录
页3
第 四 章
1、定义：
4.1 概述
4.1
置换法是指应用物理力学性质较好的岩土材
概 述
料置换天然地基中的部分或全部软弱土体或不良
土体，形成双层地基或复合地基，以达到提高地
基承载力、减少沉降目的一类地基处理方法。
换作用。
28
第 四
章 二、石灰桩的设计计算
4.4 石灰桩法
1、桩径
根据工程地基条件和采用的施工方法和机具选用，一般300～500mm。
2、填料的选用
4.4
填料选用新鲜的生石灰，其中CaO含量不宜低于70%，生石灰粒径在50mm以
石 灰
下，含粉量不得超过20%，未烧透的石灰块或其他杂物含量不得超过5%。
还应计算垫层自身的变形。
采用垫层法加固地基可采用分层总和法计算沉降量。
4.2
换 土 垫 层 法
15
第 四 章
4.2.2 设计
4.2 换土垫层法
一、一般要求
既要有足够的厚度以置换可能受到剪切破坏的软弱土层，又要满足建筑物地基
4.2
强度和变形的要求，另外，还要有足够的宽度以防止垫层向两侧挤出增加沉降，
排水带、设置普通砂井等。
24
4.3
4.3 强夯置换法
第 四 章
强 夯 置 换 法
25
第四章 置换
4.1
概述
4.2
换土垫层法
4.3
强夯置换法
4.4
石灰桩法
4.5
EPS超轻质料填土法
26
目
录
页 26
4.4 石灰桩法
第 四 章
石灰桩—是指用人工或机械在地基中成孔后，灌入生石灰块（或在生石灰块 中掺入适量的水硬性掺合料，如粉煤灰、火山灰等），经振密或夯压后形成的 桩柱体。石灰桩桩体与桩间土形成石灰桩复合地基，以达到提高地基承载力、 减小沉降的目的，称为石灰桩法。
b
条形基础：
回填土
pk
d
4.2
换
pz
b( pk pc )
b 2z tan
砂垫层
z
pcz pz
土
b
垫 矩形基础：
层
法
pz
bl( pk pc )
(b 2z tan )(l 2z tan )
换填垫层的厚度不宜小于0.5m，也不宜大于3m。
13
第 四 章
4、沉降计算
4.2 换土垫层法
垫层地基的变形等于垫层自身的变形量S 1 与下卧土层的变形量S 2 之和，可按 下式进行计算：
9
第
4.2 换土垫层法
四
章
材料 Z/b
中砂、粗砂、砾砂、 圆砾、角砾、石屑、
卵石、碎石、矿渣
粉质粘土、 粉煤土
4.2
0.25
20
6
换
土
垫
>0.50
30
23
层
法
注：
1、当z/b<0.25时，除灰土仍取280 ，其余材料均取00 ；
2、 0.25<z/b<0.50时，θ值可内插求得。
灰土 28
10
第 四 章
4.4
式中：pcf—复合地基极限承载力
石
ppf—石灰桩极限承载力
4.2
施工方 法
换
土
垫
层
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
压实系数λc 0.94～0.97
承载力标准值
200～300 200～250 150～200 150～200
粘性土和粉土（8<Ip<14)）
130～180
重锤夯 实
灰土 土或灰土
0.93～0.95 0.93～0.95
强 夯
小沉降 一种地基处理方法。
置 换
碎石墩设置深度一般与夯击能和地基土性质有关，
法
深厚软 黏土地基中碎石墩一般可达5-8m深。
强夯置换法适用于加固粉土地基、黏性土地基等。
强夯置换法常应用于堆场、高等级公路地基处理，
有时也应用于多层住宅地基处理。
22
第 四
章 4.3.2 设计
4.3 强夯置换法
强夯置换法设计包括：
2、主要方法：
换土垫层法、挤扮置换法、褥垫法、强夯置换法
以及碎石桩置换法和砂桩置换法、石灰桩法、气
泡轻质料填土法和EPS超轻质料填土法等。 本章主要介绍换土垫层法、强夯置换法、石灰桩
法和EPS超轻质料填土法。
4
第四章 置换
4.1
概述
4.2
换土垫层法
4.3
强夯置换法
4.4
石灰桩法
4.5
EPS超轻质料填土法
地基处理
中德工程学院 工程管理
1
第四章 置换
本章内容提要： 熟悉基本概念：置换法、换土垫层法、强夯置换法、石灰桩法、
EPS超轻质料填土法； 掌握加固机理及适用范围：换土垫层法、强夯置换法、石灰桩法、
EPS超轻质料填土法； 熟悉不同方法的设计、施工步骤及质量检验：换土垫层法、强夯置
换法、石灰桩法、EPS超轻质料填土法。
应穿透软弱土层到达较硬土层。对深厚软黏土地基墩体设置深度一 般不宜超过7m。
墩体深度国内虽有达到10m，但达到一定深度后，增加墩体深 度需要增加的夯击能
是很大的。
单击夯击能，即锤重和落距需通过试验确定。强夯置换法使用的夯锤与 强夯法使用
的夯锤应有所区别，可采用具有较小的底面积的高夯锤。每夯点夯 击击数通过试验
（2）对于建筑范围内局部存在松填土、 暗沟、暗塘、古井、古墓或拆除旧基础 后的坑穴，均可采用换填法进行地基处 理。
(1)砂、碎石、或砂石料；
(2)灰土；
（3）换填法的处理深度通常控制在3m以
(3)粉煤灰或矿渣；
内较为经济合理。
(4)土工合成材料加碎石垫层等。
（4）换填垫层法常用于处理轻型建筑、
地坪、堆料场及道路工程等。
1.置换材料选用：
级配良好的块石、碎石、矿渣、建筑垃圾等坚硬粗颗粒材料，粒径大于 300mm的颗
4.3
粒含量不宜超过30％；
2.强夯置换碎石墩设置深度和单击夯击能的确定：
强 夯
墩体的设置深度可根据设计承载力要求确定；
置 墩体可能设置的深度主要取决于地基土质条件和单击夯击能量。当软弱 土层不厚时
换 法
③ 重捶夯实法
680 吊环
l=1000
钢板
1430
图2-7 夯锤
17
第 四 章
2、施工要点
4.2 换土垫层法
换土垫层法施工包括开挖换土和铺填垫层两个部分。
开挖换土应注意避免坑底土层扰动，应采用干挖土法。
4.2
① 垫层施工应根据不同的换填材料选择施工机械。粉质粘土、灰土宜采用平
换 土
碾、振动碾或羊角碾，中小型工程也可采用蛙式夯、柴油夯；砂石等宜用平碾、
4.4
4、胶凝、离子交换和钙化作用
石 灰
SiO2、Al2O3与Ca（OH）2反应----生成水化硅酸钙、水化铝酸钙----具胶结作用。
桩 法
Ca2+与Na+、K+等离子交换----扩散双电层变薄，粘粒间结合力增强。最终，在桩
周形成一圈2～10cm的硬壳层。
（二）桩身
桩体具有一定的强度和刚度，可提高地基的承载力和改善地基的变形特性----置
第 四 章
4.2.4 质量检验
4.2 换土垫层法
（1） 垫层的施工质量检验必须分层进行。应在每层的压实系数符合设计要求后
铺填上层土。
（2）对粉质粘土、灰土、粉煤灰和砂石垫层的施工质量的检验可用环刀法、贯
4.2
入法、轻型动力触探或标准贯入试验检验；对砂石、矿渣垫层可用重型动力触
换 探检验。并均应通过现场试验以设计压实系数所对应的贯入度为标准检验垫层
4.2
换
s s1 s2
土 垫
( p p)z
层 法
s1
2Es
垫层下卧层的变形量S 2 可按现行国家标准《建筑地基基础设计规范》 （GB50007—2002）的有关规定计算。
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第 四
章 4．沉降验算
4.2 换土垫层法
一般垫层地基的沉降中仅考虑下卧层的变形，但对沉降要求较严或垫 层较厚的情况，
200～250
150～200
20
第四章 置换
4.1
概述
4.2
换土垫层法
4.3
强夯置换法
4.4
石灰桩法
4.5
EPS超轻质料填土法
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第 四 章
4.3.1 加固机理和适用范围
4.3 强夯置换法
强夯置换法是指利用强夯施工方法，边夯边填碎
石在地基中设置碎石墩， 在碎石墩和墩间土上铺
4.3
设碎石垫层形成复合地基以提高地基承载力和减
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第 四 章
4.2.2 设计程序
4.2 换土垫层法
先假设垫层厚度用前面的公式验算，如果不能满足，重
新假设，继续验算。
z
4.2
b
换
土
垫
层
P
法
回填土
θ
砂垫层
Pcz Pz
Bb
zd
pz pcz f az
满足，假设正确
不 满 足 重 新 假 设
8
第 四
章 2．确定垫层铺设范围
4.2 换土垫层法
4.2
换 土 垫 层 法
土
垫 的施工质量。压实系数也可采用环刀法、灌砂法、灌水法或其他方法检验。
层 法
（3）采用环刀法检验垫层的施工质量时，取样点应位于每层厚度的2/3深度处。
检验点数量，对大基坑每50～100m2不应少于1个检验点；对基槽每10～20m不
应少于1个点；每个独立柱基不应少于1个点。采用贯入仪或动力触探检验垫层
夯 置 换
小于3m。 5.垫层
法 在墩间土和墩顶应铺设一厚度不小于300mm的砂石垫层，以协调墩体和墩 间土的
承载效能，在碎石垫层中加铺1—2层土工格栅更好。
6.检测方法的确定：
可通过现场载荷试验测定墩体和复合地基承载力。
在采用强夯置换加固软黏土地基时，为了加速墩间土中超孔隙水压力的消
散，可在强夯置换前，在置换点中间，即墩间土中预先设置排水通道，如预插 塑料
确定，应保证墩体达到设计深度
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第 四
章 3.夯锤和落距的选用：
4.3 强夯置换法
通过试验确定。
4.夯击范围和置换点布置：
置换点可采用等边三角形或正方形布置。对独立基础可根据基础形状相 应布置。
置换点距离可根据荷载大小和天然地基承载力情况确定，一般可取夯锤直 径的2-3
4.3
倍。
强 强夯置换范围应大于荷载作用范围，一般每边宜超出处理深度的1/3—1/2 ，并不宜
桩 法
3、桩的布置
正方形或等边三角形。
膨胀前的置换率满足：
正方形布置：
m 0.785（ d/L）2
三角形布置：
m 0.907（ d/L）2
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第 四
章 4、桩距
4.4 石灰桩法
桩距一般选用桩径的2.5～3.5倍。具体尺寸可根据复合地基承载力公式计算。
pcf m ppf (1 m) psf
4.4
石
一、加固机理
灰 桩
（一）桩间土
法
1、成孔挤密
采用振动沉管法成孔，使桩间土产生挤压和排土作用。
2、膨胀挤密
生石灰吸水膨胀，对桩间土产生强大的挤压力。
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第 四 章
3、脱水挤密
4.4 石灰桩法
1kg生石灰在熟化过程中吸收0.8～0.9kg的水，并放出1172kJ热量。
熟化吸水+汽化脱水----地基土排水固结----抗剪强度提高
垫 层
振动碾、平板振动器、蛙式夯；矿渣宜采用平板振动器、平碾，也可采用振动
法 碾。
② 垫层的施工方法、分层铺填厚度、每层压实遍数等宜通过试验确定。除接 触下卧软土层的垫层底部应根据施工机械设备及下卧层土质条件确定外，一般 情况下，垫层的分层铺填厚度可取200~300mm。为保证分层压实质量，应控制 机械碾压速度。
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第 四 章
4.2.1 加固机理和适用范围
4.2 换土垫层法
换土垫层法就是将基础底面以下不太深的一定范围内软弱土层挖去，然后用强度
高、压缩性能好的岩土材料，如砂、碎石、矿渣、灰土、土工格栅加砂石料等材
4.2
料分层填筑，采用碾压、振密等方法使垫层密实。通过垫层将上部荷载扩散。传
换 土
到垫层下卧层地基中，以满足提高地基承载力和减少沉降的要求。
的施工质量时，每分层检验点的间距应小于4m。
（4）竣工验收采用载荷试验检验垫层承载力时，每个单体工程不宜少于3点；
对于大型工程应按单体工程的数量或工程的面积确定检验点数。 19
第 四 章
5、垫层承载力的确定
4.2 换土垫层法
垫层的承载力宜通过现场试验确定，当无试验资料时，可按下表采用，并应进
行下卧层承载力的验算。
换
土 同时还应尽量做到经济合理。
垫
层 法
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。
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4.2
第 四
章 4.2.3 施工 1、施工方法及设备 ① 机械碾压法
换 土 垫 层 法
4.2 换土垫层法 ② 平板振动法
垫Hale Waihona Puke Baidu层
换土垫层法适用于软弱土层分布在浅层且较薄的各类不良地基的处理。
法
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第 四 章
4.2.2 设计
4.2 换土垫层法
换土垫层法加固地基设计包括垫层材 2．确定垫层铺设范围
料的选用，垫层铺设范围、厚度的确 （1）换填垫层法适用于处理各类浅层软
定，以及地基沉降计算等。
弱地基。
4.2
换 土 垫 层 法
1．垫层材料选用 采用换土垫层法处理地基，垫层材料可 因地制宜地根据工程的具体条件合理选 用下述材料：
3．确定垫层厚度
4.2 换土垫层法
b
计算公式：
回填土
pk
d
4.2
换
土 垫 层
pz pcz faz
砂垫层
pcz pz
z
法
bB
faz fk b (b 3) d d (d 0.5)
11
第 四
章 3．确定垫层厚度
4.2 换土垫层法
4.2
换 土 垫 层 法
12
第 四 章
3．确定垫层厚度
4.2 换土垫层法
2
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第四章 置换
4.1
概述
4.2
换土垫层法
4.3
强夯置换法
4.4
石灰桩法
4.5
EPS超轻质料填土法
3
目
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第 四 章
1、定义：
4.1 概述
4.1
置换法是指应用物理力学性质较好的岩土材
概 述
料置换天然地基中的部分或全部软弱土体或不良
土体，形成双层地基或复合地基，以达到提高地
基承载力、减少沉降目的一类地基处理方法。
换作用。
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第 四
章 二、石灰桩的设计计算
4.4 石灰桩法
1、桩径
根据工程地基条件和采用的施工方法和机具选用，一般300～500mm。
2、填料的选用
4.4
填料选用新鲜的生石灰，其中CaO含量不宜低于70%，生石灰粒径在50mm以
石 灰
下，含粉量不得超过20%，未烧透的石灰块或其他杂物含量不得超过5%。
还应计算垫层自身的变形。
采用垫层法加固地基可采用分层总和法计算沉降量。
4.2
换 土 垫 层 法
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第 四 章
4.2.2 设计
4.2 换土垫层法
一、一般要求
既要有足够的厚度以置换可能受到剪切破坏的软弱土层，又要满足建筑物地基
4.2
强度和变形的要求，另外，还要有足够的宽度以防止垫层向两侧挤出增加沉降，
排水带、设置普通砂井等。
24
4.3
4.3 强夯置换法
第 四 章
强 夯 置 换 法
25
第四章 置换
4.1
概述
4.2
换土垫层法
4.3
强夯置换法
4.4
石灰桩法
4.5
EPS超轻质料填土法
26
目
录
页 26
4.4 石灰桩法
第 四 章
石灰桩—是指用人工或机械在地基中成孔后，灌入生石灰块（或在生石灰块 中掺入适量的水硬性掺合料，如粉煤灰、火山灰等），经振密或夯压后形成的 桩柱体。石灰桩桩体与桩间土形成石灰桩复合地基，以达到提高地基承载力、 减小沉降的目的，称为石灰桩法。
b
条形基础：
回填土
pk
d
4.2
换
pz
b( pk pc )
b 2z tan
砂垫层
z
pcz pz
土
b
垫 矩形基础：
层
法
pz
bl( pk pc )
(b 2z tan )(l 2z tan )
换填垫层的厚度不宜小于0.5m，也不宜大于3m。
13
第 四 章
4、沉降计算
4.2 换土垫层法
垫层地基的变形等于垫层自身的变形量S 1 与下卧土层的变形量S 2 之和，可按 下式进行计算：
9
第
4.2 换土垫层法
四
章
材料 Z/b
中砂、粗砂、砾砂、 圆砾、角砾、石屑、
卵石、碎石、矿渣
粉质粘土、 粉煤土
4.2
0.25
20
6
换
土
垫
>0.50
30
23
层
法
注：
1、当z/b<0.25时，除灰土仍取280 ，其余材料均取00 ；
2、 0.25<z/b<0.50时，θ值可内插求得。
灰土 28
10
第 四 章
4.4
式中：pcf—复合地基极限承载力
石
ppf—石灰桩极限承载力
4.2
施工方 法
换
土
垫
层
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
压实系数λc 0.94～0.97
承载力标准值
200～300 200～250 150～200 150～200
粘性土和粉土（8<Ip<14)）
130～180
重锤夯 实
灰土 土或灰土
0.93～0.95 0.93～0.95
强 夯
小沉降 一种地基处理方法。
置 换
碎石墩设置深度一般与夯击能和地基土性质有关，
法
深厚软 黏土地基中碎石墩一般可达5-8m深。
强夯置换法适用于加固粉土地基、黏性土地基等。
强夯置换法常应用于堆场、高等级公路地基处理，
有时也应用于多层住宅地基处理。
22
第 四
章 4.3.2 设计
4.3 强夯置换法
强夯置换法设计包括：
2、主要方法：
换土垫层法、挤扮置换法、褥垫法、强夯置换法
以及碎石桩置换法和砂桩置换法、石灰桩法、气
泡轻质料填土法和EPS超轻质料填土法等。 本章主要介绍换土垫层法、强夯置换法、石灰桩
法和EPS超轻质料填土法。
4
第四章 置换
4.1
概述
4.2
换土垫层法
4.3
强夯置换法
4.4
石灰桩法
4.5
EPS超轻质料填土法
地基处理
中德工程学院 工程管理
1
第四章 置换
本章内容提要： 熟悉基本概念：置换法、换土垫层法、强夯置换法、石灰桩法、
EPS超轻质料填土法； 掌握加固机理及适用范围：换土垫层法、强夯置换法、石灰桩法、
EPS超轻质料填土法； 熟悉不同方法的设计、施工步骤及质量检验：换土垫层法、强夯置
换法、石灰桩法、EPS超轻质料填土法。
应穿透软弱土层到达较硬土层。对深厚软黏土地基墩体设置深度一 般不宜超过7m。
墩体深度国内虽有达到10m，但达到一定深度后，增加墩体深 度需要增加的夯击能
是很大的。
单击夯击能，即锤重和落距需通过试验确定。强夯置换法使用的夯锤与 强夯法使用
的夯锤应有所区别，可采用具有较小的底面积的高夯锤。每夯点夯 击击数通过试验
（2）对于建筑范围内局部存在松填土、 暗沟、暗塘、古井、古墓或拆除旧基础 后的坑穴，均可采用换填法进行地基处 理。
(1)砂、碎石、或砂石料；
(2)灰土；
（3）换填法的处理深度通常控制在3m以
(3)粉煤灰或矿渣；
内较为经济合理。
(4)土工合成材料加碎石垫层等。
（4）换填垫层法常用于处理轻型建筑、
地坪、堆料场及道路工程等。
1.置换材料选用：
级配良好的块石、碎石、矿渣、建筑垃圾等坚硬粗颗粒材料，粒径大于 300mm的颗
4.3
粒含量不宜超过30％；
2.强夯置换碎石墩设置深度和单击夯击能的确定：
强 夯
墩体的设置深度可根据设计承载力要求确定；
置 墩体可能设置的深度主要取决于地基土质条件和单击夯击能量。当软弱 土层不厚时
换 法
③ 重捶夯实法
680 吊环
l=1000
钢板
1430
图2-7 夯锤
17
第 四 章
2、施工要点
4.2 换土垫层法
换土垫层法施工包括开挖换土和铺填垫层两个部分。
开挖换土应注意避免坑底土层扰动，应采用干挖土法。
4.2
① 垫层施工应根据不同的换填材料选择施工机械。粉质粘土、灰土宜采用平
换 土
碾、振动碾或羊角碾，中小型工程也可采用蛙式夯、柴油夯；砂石等宜用平碾、
4.4
4、胶凝、离子交换和钙化作用
石 灰
SiO2、Al2O3与Ca（OH）2反应----生成水化硅酸钙、水化铝酸钙----具胶结作用。
桩 法
Ca2+与Na+、K+等离子交换----扩散双电层变薄，粘粒间结合力增强。最终，在桩
周形成一圈2～10cm的硬壳层。
（二）桩身
桩体具有一定的强度和刚度，可提高地基的承载力和改善地基的变形特性----置