最新换填垫层法ppt课件
合集下载
土木工程施工换填垫层法课件
优化施工环境，减少对施工人员身体健康的 危害。
配备急救设备
施工现场应配备急救设备，以便在发生紧急 情况时能够及时救治。
06
工程实例
工程概况
工程名称
某市地铁建设项目
工程地点
某市中心区域
工程规模
全长约20公里，共设20个车站
工程特点
穿越城市繁华地段，施工难度大，安全风险高
施工部署
施工组织
成立专门的项目管理团队，负责 统筹协调各项工作
04
质量标准与质量控制
质量标准Biblioteka 01020304
垫层材料
垫层材料应符合设计要求，严 禁使用不合格材料。
垫层厚度
垫层厚度应符合设计要求，误 差不超过±5%。
垫层压实度
垫层压实度应达到95%以上 ，以满足承载力要求。
表面平整度
垫层表面平整度应符合规范要 求，以保证上部结构的稳定性
。
质量控制措施
材料检验
安装安全设施
根据施工安全要求，安装相应的安 全设施，如安全网、警示标志等。
03
施工工艺流程
砂垫层
一种常见的垫层材料 施工工艺
砂垫层是一种由天然砂或人工砂构成的垫层材料 ，具有良好的透水性和承载能力，适用于一般土 质的地基处理。
砂垫层的施工工艺主要包括铺设砂垫层、压实和 检测。在铺设砂垫层时，应分层铺设并压实，确 保垫层的密实度和稳定性。检测主要包括垫层的 承载能力和稳定性检测。
对进场的垫层材料进行 检验，确保质量合格。
施工工艺控制
严格控制垫层施工工艺 ，确保厚度、压实度等
指标达到要求。
质量检测
施工过程中进行质量检 测，发现问题及时处理
。
成品保护
配备急救设备
施工现场应配备急救设备，以便在发生紧急 情况时能够及时救治。
06
工程实例
工程概况
工程名称
某市地铁建设项目
工程地点
某市中心区域
工程规模
全长约20公里，共设20个车站
工程特点
穿越城市繁华地段，施工难度大，安全风险高
施工部署
施工组织
成立专门的项目管理团队，负责 统筹协调各项工作
04
质量标准与质量控制
质量标准Biblioteka 01020304
垫层材料
垫层材料应符合设计要求，严 禁使用不合格材料。
垫层厚度
垫层厚度应符合设计要求，误 差不超过±5%。
垫层压实度
垫层压实度应达到95%以上 ，以满足承载力要求。
表面平整度
垫层表面平整度应符合规范要 求，以保证上部结构的稳定性
。
质量控制措施
材料检验
安装安全设施
根据施工安全要求，安装相应的安 全设施，如安全网、警示标志等。
03
施工工艺流程
砂垫层
一种常见的垫层材料 施工工艺
砂垫层是一种由天然砂或人工砂构成的垫层材料 ，具有良好的透水性和承载能力，适用于一般土 质的地基处理。
砂垫层的施工工艺主要包括铺设砂垫层、压实和 检测。在铺设砂垫层时，应分层铺设并压实，确 保垫层的密实度和稳定性。检测主要包括垫层的 承载能力和稳定性检测。
对进场的垫层材料进行 检验，确保质量合格。
施工工艺控制
严格控制垫层施工工艺 ，确保厚度、压实度等
指标达到要求。
质量检测
施工过程中进行质量检 测，发现问题及时处理
。
成品保护
《地基处理技术》教学课件—02换填垫层法
2. 垫Байду номын сангаас的作用
任务2.1 换填垫层的选用
（1）提高地基承载力
（2）减小沉降量
（3）加速软弱土层的排水固结
（4）防止冻胀
（5）消除膨胀土的胀缩作用
（6）对于湿陷性黄土地区，设置不透水垫层可防止地下水下渗到湿陷性 黄土层，造成湿陷，所以垫层可起隔水作用。
3. 换填垫层的选用
《建筑地基处理技术规范》 （JGJ79-2012）中规定：
2 换填垫层
基底换填0.6m
灰土垫层施工检验
天津港开发区 铺设砂垫层
抽检砂垫层
路
基
填 土
平整砂垫层
• 地下室底板下的砂垫层、砼垫层、防水层及砼保护层
基础灰土垫层施工阶段 （陕西 杨凌）
项目背景
• 项目背景：砂垫层在某泵房地基处理中的应用
• 某泵房为砖混结构，承重墙下采用钢筋混凝土条形基础，基础宽 b=1．2m，埋深d=1.1m，上部结构作用于基础的荷载为116kN／m。 勘探资料显示，有一条深度为2.4m的废弃河道(已淤积填满)从泵房基 础下穿过，地下水位埋深为0．9m。地基第一层土为洪积土，层厚 2．4m，容重18．8kN／m3；第二层为淤泥质粉质粘土，层厚6.3m， 容重18.0kN／m3，地基承载力标准值 为68kPa；第三层为淤泥质粘 土，层厚8．6m，容重17．3kN／m3；第四层为粉质粘土。由于泵 房基础将坐落在古河道，有必要对地基进行处理。经多方案技术经济 综合比较分析，决定采用砂垫层处理方案。
b z
B= b+2ztg
式中pz --垫层底面处的附加压力值（kPa）；
pc-z-垫层底面处的自重压力值（kP）a ； f az--垫层底面处经深度修正后的地基承载力特征值（kPa）；
地基处理换填垫层法课件
平板振动法
总结词
利用振动平板对土层进行振捣密实。
详细描述
平板振动法使用振动平板对地基土层进行振捣，通过振动平板的垂直和水平振动，使土层颗粒重新排列，达到密 实效果。该方法适用于松散的砂石、碎石等材料的地基处理。
振动压实法
总结词
结合振动和压实两种方式，提高土层的密实度。
详细描述
振动压实法结合了振动和平板压实两种方法，利用振动器产生高频振动，同时利用重型压路机进行压 实，使土层在振动和压力的作用下达到密实状态。该方法适用于处理碎石、砾石等颗粒材料的地基。
砂石垫层
总结词
强度高、稳定性好
详细描述
砂石垫层由级配良好的砂石材料组成，具有较高的承载力和稳定性，能够有效 地分散上部结构的荷载，减少地基沉降。
砂石垫层
总结词
易于获取、价格低廉
详细描述
砂石垫层材料广泛分布，易于获取，且价格相对 较低，能够降低工程成本。
总结词
施工简便、工期短
砂石垫层
详细描述
砂石垫层的施工工艺简单，机械化程度高，能够缩短工期，提高 工程效率。
感谢您的观看
THANKS
05 垫层质量检测与验收
垫层质量检测方法
观察法
通过肉眼观察垫层的表 面，检查其是否平整、 无裂缝、无松散等现象
。
触探法
使用触探仪对垫层进行 触探，检测其密实度和
均匀性。
压实度检测
通过取样测定垫层的压 实度，确保其满足设计
要求。
承载力检测
在垫层上施加一定压力 ，检测其承载力是否符
合设计要求。
垫层质量验收标准
垫层材料通常采用砂、碎石、矿渣、素土等松散材料，根据工程需要进行选择和调 整。
换填法处理模板ppt课件
实能量的改变而产生的 不同压实曲线见图2-2
图2-2 压实功能对压实曲线的影响
三、压实参数的确定
1 室内击实试验操作步聚
压实参数首先通过室内的击实试验初步确定后，再据工程实 际修正室内试验参数，进而指导现场施工。具体步骤如下：
①样料制备：样品风干或在低于600C的温度下烘干并碾散，过5mm 样筛拌匀备用；
含水量wop±2%) 来进行检验。
不同结构对土体密实度的要求
见表2-1
表2-1
图2-3 工地与室内击实试验比较
碾压6(a),12(b),24(c)遍; d-室内击实试验
不同结构对土体密实度的要求
第二章 换填法处理 第三节 施工方法与砂(碎)石垫层设计
一、施工方法 对软土地基，虽然不同材料的垫层其应力分布稍有不同，
(c) 而 当含水量继续增加时(并达到一定程度后) ，孔 隙中水量增加，尤其是饱和度达到85～90%后，孔隙中气体 被水包围，并以微小的封闭气泡形成出现，并由表面张力而 固定，此时，外力的增加反而更加难以挤出这些气体，因而 压实效果越来越差；
(d) 再继续增加含水量时，外力的作用下，仅仅使孔隙 水压增加并阻止土粒的移动，因而土体反而得不到压实，干 实度下降(这也是形成单峰曲线的原因)。
但从试验结果分析，其极限承载力都比较接近。此外，通过 沉降观测资料发现，不同材料垫层的特点基本相似。
因此，各种材料的垫层设计计算方法相同，并按砂(砂 石、碎石)垫层的计算方法进行。
对于特殊土地基，所考虑解决问题的关键不同，故在设 计上有所差异。
一、施工方法
1、机械碾压法
•常用机械：平碾、羊足碾、压路机等（注意适用条件） •适用条件：大面积填土和杂填土等土方量较大的工程。
换填垫层法 ppt课件
3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。
地基处理
• 适用性：
哈 哈，问题 来了……
“软弱土层的厚度不大” ----到底是多少米？在实际工程 中，什么情况下优先选用该法？
• 通常基坑开挖后，利用分层回填压实，也可处理较深的软弱土 层，但经常由于地下水位高而需要采用降水措施；坑壁放坡占 地面积大或需要基坑支护；以及施工土方量大，弃土多等因素， 从而使处理费用增高，工期延长，因此换填法的处理深度通常 宜控制在3米以内。但也不应小于0.5米，因为垫层太薄，则换 土垫层的作用也不显著。在湿陷性黄土地区或土质较好场地， 一般坑壁可直立或边坡稳定时，处理深度可限制在5米以内。
按下
卧层
的承 载力 确定
pzpczfaz
地基处理
(1) 垫层厚度的确定
pzpczfaz
按下
卧层
的承
b
载力
确定 回填土
d
z 砂垫层
p cz
pz
b
地基处理
问题：
如何确定？
pz ──荷载作用下垫层底面处的附件应力
地基处理
[ p k p c ] 基 础 底 面 处 的 附 加 应 力
(1) 垫层厚度的确定
第一层 二 三 ……
第i层
地基处理
土的各种重度
重度又称为容重、体积重量。土的重度通常是
指土的天然重度，即单位体积中土颗粒所受的重 力,是土的有效密度与重力加速度的乘积.
地下水位以上
土的重度=有效重度
土
的
重 度
有效重度=
地下水位以下
土的重度-浮力（水的重度）
地基处理 某条形基础，垫层下为淤泥质土，承载力特征值为 50kPa,试按《理论公式确定修正后的承载力特征值。
地基处理
• 适用性：
哈 哈，问题 来了……
“软弱土层的厚度不大” ----到底是多少米？在实际工程 中，什么情况下优先选用该法？
• 通常基坑开挖后，利用分层回填压实，也可处理较深的软弱土 层，但经常由于地下水位高而需要采用降水措施；坑壁放坡占 地面积大或需要基坑支护；以及施工土方量大，弃土多等因素， 从而使处理费用增高，工期延长，因此换填法的处理深度通常 宜控制在3米以内。但也不应小于0.5米，因为垫层太薄，则换 土垫层的作用也不显著。在湿陷性黄土地区或土质较好场地， 一般坑壁可直立或边坡稳定时，处理深度可限制在5米以内。
按下
卧层
的承 载力 确定
pzpczfaz
地基处理
(1) 垫层厚度的确定
pzpczfaz
按下
卧层
的承
b
载力
确定 回填土
d
z 砂垫层
p cz
pz
b
地基处理
问题：
如何确定？
pz ──荷载作用下垫层底面处的附件应力
地基处理
[ p k p c ] 基 础 底 面 处 的 附 加 应 力
(1) 垫层厚度的确定
第一层 二 三 ……
第i层
地基处理
土的各种重度
重度又称为容重、体积重量。土的重度通常是
指土的天然重度，即单位体积中土颗粒所受的重 力,是土的有效密度与重力加速度的乘积.
地下水位以上
土的重度=有效重度
土
的
重 度
有效重度=
地下水位以下
土的重度-浮力（水的重度）
地基处理 某条形基础，垫层下为淤泥质土，承载力特征值为 50kPa,试按《理论公式确定修正后的承载力特征值。
《换土垫层法》PPT课件
编辑ppt
4
二、填土的压实机理
1、粘性土的压缩有一个最优含水率问题 2、一般的土都含有些细粒，或者粘粒，粘性土的含量的 多少影响到最优含水量的大小，粘粒越多，最优含水量 越大，反之亦然。 3、最优含水率一般是在实验室内的击实实验得到的。 4、对于土的压实，不同的压实功能，也会影响到最优含 水量的值。如对于同种土，压实功能越大，则需要的最 优含水量要相应降低。 5、现场施工的土料，土块大小不一，含水量和铺填厚度很 难控制均匀，实际压实土的均质性差。对现场土的压实，
应与以施压工实含系水数量来检验土 c的控制干密度与最大干密度之比）
编辑ppt
5
三、砂垫层设计
对砂垫层的设计，要求又足够的厚度以置换 可能被剪切破坏的软弱土层，又要求有足够的 宽度以防止砂垫层向两侧挤出。经过换填垫层 法处理后，可将上部荷载传递到下面的下卧层， 以满足建筑物对地基承载力和沉降的要求；当 垫层下面有较软弱土时，也可加速软弱土层的 排水固结和强度的提高。
编辑ppt
11
即使地基处理后，地面水仍能从垫层侧面深入下部未 处理的湿陷性土层引起湿陷，故对有放水要求的建筑不得 采用。
整片垫层一般设置在整个建筑物的平面范围内，每边 超出建筑物外墙基础外缘的宽度不应小于垫层的厚度，并 不小于2m。整片垫层的作用消除被处理土层的湿陷性， 以及防治表水从上部或侧面深入下部未处理的湿陷性土层。
或3：7配合比）在湿陷性黄土地区适用较为广泛，这是一 种以土治土的处理湿陷性的方法，传统厚度一般为1～3m。
素土或灰土垫层可分为局部垫层和整片垫层。当仅要求 消除基底下处理土层的湿陷性时，宜采用素土垫层；当要 求提高地基承载力和水稳定性时宜采用灰土垫层。
局部垫层一般设置在矩形或方形基础或条形基础底面 下，主要用于消除地基的部分湿陷性，并提高承载力。据 工程经验，局部处理的范围，每边超出基础底边的宽度不 应小于其厚度的一半，
[PPT]地基处理方法——垫层法_ppt-PPT文档资料
![[PPT]地基处理方法——垫层法_ppt-PPT文档资料](https://img.taocdn.com/s3/m/d32680e7da38376baf1fae77.png)
适用范围
常用于荷载不大的建筑、场地和道路工程等的地基处理。
适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、填土地基等的浅层处理。
处理深度一般控制在3m以内，也不宜小于0．5m。
5.2.2 换填垫层设计 设计内容：
主要是确定垫层断面的合理厚度与宽度
1．垫层厚度的确定
垫层的厚度z应符合下式要求：
σ σ z c z f az
3. 平板振动法
适用条件
无粘性土或粘粒含量少、透水性较好的松散杂填土地基
主要设备
振动压实机
振动时间
炉渣、石块等，1min以上；细粒土，3~5分钟
手扶式振动压实机
5.2.3 砂和砂砾石垫层
作用
①提高地基承载力； ②通过垫层的压力扩散作用，降低对地基的压应力，减少 沉降； ③由于砂石材料透水性大，可作为良好的排水层，加速软 弱土层的排水固结。
材料要求
一般用粘土或粉质粘土，有机物含量不得超过5%,亦不得含有 冰土或膨胀土
施工要点
一般粘性土的ωop在
19%～21%之间
①含水量应控制在最优含水量ωop ±2％。 ② 小面积填土 人工铺土 人力夯或蛙式打夯机
大面积填土 人力或推土机铺土 碾压机
③夯实必须夯迹叠合一半。 ④分层铺土厚度合夯实（碾压）遍数，一般进行现场夯 实（碾压）试验确定。 ⑤施工中每班所铺平的土料，必须当班夯实(碾压)完毕， 不得隔日夯实。
3．垫层的承载力
宜通过现场试验确定，当无试验资料时，可按表2—2选用， 并验算下卧层的承载力。
压实系数
c
d max
土的最大 干密度
d
土的 干密度
击实试验
最大干密度ρdmax
最优含水量ωo p
换填垫层法
土夹石（碎石、卵石占全重的30～50%） 中砂、粗砂、砾砂、圆砾、角砾
150～200
粉质粘土
130～180
石屑、粉煤灰
2019/5/23
120～150
8
注：压实系数小的垫层，承载力特征值取低值，反之取高值;原 状矿渣垫层取低值，分级矿渣或混合矿渣垫层取高值。
4.对于垫层下存在软弱下卧层的建筑，在进行地 基变形计算时应考虑邻近基础对软弱下卧层顶面 应力叠加的影响。当超出原地面标高的垫层或换填材
2019/5/23
4
条形基础
pz
b pk pc
b 2z tan
(2.2-2)
矩形基础
pz
b
2z
bl pk tan l
pc
2z
tan
(2.2-3)
式中 pk --相应于荷载效应标准组合时，基础底面处 的平均p压c-力-基值础（底k面Pa）处；土的自重压力值（ kPa）；
作为建筑物垫层的矿渣应符合放射性安全标准的 要求。易受酸、碱影响的基础或地下管网不得采用矿 渣垫层。大量填筑矿渣时，应考虑对地下水和土壤的 环境影响。
2019/5/23
17
(6) 其它工业废渣。在有可靠试验结果或成功工程
经验时，对质地坚硬、性能稳定、无腐蚀性和放射性 危害的工业废渣等均可用于填筑换填垫层。被选用工 业废渣的粒径、级配和施工工艺等应通过试验确定。
若换填基坑开挖过深，会使处理工程费用增高、 工期拖长、对环境的影响增大。因此，换填法的处
理深度通常控制在3m 以内较为经济合理。
2019/5/23
2
当采用换填法进行地基处理时，应根据建筑体型 、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进行综合分析，进行换填 垫层的设计和选择施工方法。
地基处理—换填垫层(土力学课件)
换填垫层的质量检验
换填垫层的质量检验
常用的检验方法
常用的检验方法：环刀法、贯入法、静力触探、轻型动力 触探、标准贯入试验、重型动力触探等。 测定压实系数方法：灌砂法、灌水法或其他方法。
换填垫层的质量检验
检验方法的选择
根据填筑材料选择检验方法： （1）粉质粘土、灰土、粉煤灰和砂石垫层应选用：环刀 法、贯入法、轻型动力触探或标准贯入试验 （2）碎石、矿渣垫层应选用：重型动力触探。 以上均应通过现场试验以设计压实系数所对应的贯入度 为标准检验垫层的施工质量。
换填垫层的质量检验
垫层的检验遵从原则
（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）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 程的面遵从的原则：
铺设土工合同材料时，下铺地基土层应平整，防止土工合成 材料被穿刺、顶破。 铺设时应把土工合成材料张拉平直、绷紧，严禁有折皱； 端头应固定或回折锚固；连结宜用搭接法、缝接法和胶结法， 并均应保证主要受力方向的连结强度不低于材料的抗拉强度。 切忌曝晒或裸露。
换填垫层的施工
换填垫层的设计
垫层厚度的确定
b
回填土
pk
d
z 砂垫层
pcz pz
b
换填垫层的设计
垫层厚度的确定
条形基础：
pz
b( pk pc )
b 2z tan
矩形基础：
pz
(b
bl( pk pc )
2z tan )(l 2z tan )
pz pcz faz
换填垫层的厚度不宜小于0.5m，也不宜大于3m， 一般厚度为1～2m。
换填垫层的质量检验
土木工程施工换填垫层法PPT课件
地基承fv载力fk设计B值 B 3 Df 0 Df 0.5 54 17.81 7.51.6 1.1 2.6 0.5 88.4kPa
2
z cz 50.1 29.8 79.9kPa<fv 88.4kPa
地基稳定性
第19页/共40页
（3）确定砂垫层的底宽
B B+2z tan 1.2 21.6 tan30 3.0m
第14页/填处理后的地基，由于理论计算方法尚不够完善， 垫层的承裁力宜通过现场载荷试验确定。当无试验资料时， 可按下表选用，并应验算下卧层的承载力。
第15页/共40页
第16页/共40页
例题：某五层砖石混合结构的住宅建筑，墙下为条形基础，
宽B＝1.2m，埋深d=1m，上部建筑物作用于基础上的 荷载F=150kN/m。地基土表层为粉质粘土，厚h1=1m，
第33页/共40页
2）击实性能好。
粉煤灰的颗粒组成特点，使它具有可振实或碾压的条 件，击实试验曲线峰值段比天然土具有相对宽度的最优含 水量区间，粉煤灰的最优含水量变动幅度是±4％，大于 土的±2％的变动幅度。因此，物煤灰在回演施工过程中 达到设计密实皮要求的含水量容易控制，施工质量容易得 到保证。
换填法多用于公路构筑物的地基处理，在建筑工程中也有一定范围的 应用。换填法的加固原理是根据土中附加应力分布规律，让垫层承受上部 较大的应力，软弱层承担较小的应力，以满足设计对地基的要求。
第1页/共40页
2、垫层的作用
（1）提高持力层的承载力 通过扩散作用使传到垫层下软弱土层的应力减小。
（2）减小沉陷量 一般地基浅层部分的沉降量在总沉降量中所占的比
（应力扩散角θ=30°，z/B>0.5）
（基础及其上填土平均重度γG=20kN/m3。）
2
z cz 50.1 29.8 79.9kPa<fv 88.4kPa
地基稳定性
第19页/共40页
（3）确定砂垫层的底宽
B B+2z tan 1.2 21.6 tan30 3.0m
第14页/填处理后的地基，由于理论计算方法尚不够完善， 垫层的承裁力宜通过现场载荷试验确定。当无试验资料时， 可按下表选用，并应验算下卧层的承载力。
第15页/共40页
第16页/共40页
例题：某五层砖石混合结构的住宅建筑，墙下为条形基础，
宽B＝1.2m，埋深d=1m，上部建筑物作用于基础上的 荷载F=150kN/m。地基土表层为粉质粘土，厚h1=1m，
第33页/共40页
2）击实性能好。
粉煤灰的颗粒组成特点，使它具有可振实或碾压的条 件，击实试验曲线峰值段比天然土具有相对宽度的最优含 水量区间，粉煤灰的最优含水量变动幅度是±4％，大于 土的±2％的变动幅度。因此，物煤灰在回演施工过程中 达到设计密实皮要求的含水量容易控制，施工质量容易得 到保证。
换填法多用于公路构筑物的地基处理，在建筑工程中也有一定范围的 应用。换填法的加固原理是根据土中附加应力分布规律，让垫层承受上部 较大的应力，软弱层承担较小的应力，以满足设计对地基的要求。
第1页/共40页
2、垫层的作用
（1）提高持力层的承载力 通过扩散作用使传到垫层下软弱土层的应力减小。
（2）减小沉陷量 一般地基浅层部分的沉降量在总沉降量中所占的比
（应力扩散角θ=30°，z/B>0.5）
（基础及其上填土平均重度γG=20kN/m3。）
换填垫层法课件
3.3.5 垫层材料的选用
1）砂石
宜用碎石、卵石、角砾、圆砾、砾砂、粗砂、中砂或石屑（粒径小于2mm部分 不超过总重45%），应级配良好，不含植物残体、垃圾等杂质。当使用粉细砂或石 粉（粒径小于0.075mm部分不超过总重9%）时，应掺入不少于总重30%碎石或卵 石。
砂石最大粒径不宜大于50mm。对湿陷性黄上地基，不得选用砂石等透水材料。
垫层表的2.5每垫层层铺的填每层厚铺度填和厚度压及实压遍实遍数数
施工设备
每层铺填厚度/mm
平碾（8～12t）
200～300
羊足碾（5～16t）
200～350
蛙式夯（200kg）
200～250
振动碾（8～15t）
600～1300
振动压实机（2t，振动力 98kN）
1200～1500
插入式振动器
200～500
换填垫层法
3.1 概述 3.1.1换填垫层法概念与应用
换填垫层法也称为换填法，是指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是很大时，将基础底面以下处理 范围内的软弱土层部分或全部挖除，然后分层换填强度较大的砂、碎石、 素土、灰土、粉煤灰、高炉干渣等强度较大、性能稳定和无侵蚀性的材料，
b2z.tan
图3.3 垫层内应力分布
矩形基础：
pz(b2zb t(alp k)n l(p c2 )ztan )
3.3.4 沉降计算
ssdse[s]
sd 1E.s5i(z mhi)
se e11ee12hi
m1 3(xyz)
式中 [ s ]——建筑物的允许沉降量；
sd ——地基瞬时沉降，； se ——地基主固结沉降； hi ——各分层土的厚度； e1 ——自重作用下土的孔隙比； e2 ——加上部荷载作用后土的孔隙比； Esi ——土层的压缩模量；
第3章__换填垫层法
§3 .3 压实原理及压实参数
• 土的压实机理
人们很早就用土 作为建筑材料， 而且知道要把松 土击实。公元前 200多年，我国 秦朝修筑驰实 （行车大道）， 就有用“铁锥筑 土坚实”的记载， 说明那时人们已 经认识到土的密 度和土的工程特 性有关。
粘性土在某种压实功能下 （标准压实功能）达到最 密时的含水量称为最优含 水量，对应的干密度称为 最大干密度
要求：pZ + pCZ fz+d
( p pC )b pz b 2 ztg F G F db p b b
pcz pCD 填 z
垫层底面处的附加压力值可分别按下两式计算： 对条形基础 pz b( pk pc ) bl ( p p ) k c b 2z tg p z 对矩形基础 ( b 2 z tg )( l 2 z tg ) 式中 b－－矩形基础或条形基础底面的宽度（m）； l －－矩形基础底面的长度（m）； pk －－相应于荷载效应标准组合时，基础底 面处的平均压力值（kPa）； pc－－基础底面处土的自重压力值（kPa）； z －－基础底面下垫层的厚度（m）； θ－－垫层的压力扩散角，宜通过试验确定， 当无试验资料时，可按下表采用。
ＢＣＤ
３.４ 垫层设计的步骤
垫层厚度的确定
垫 层 设 计
垫层宽度的确定
垫层承载力的确定
垫 层 尺 寸
沉降计算
3.4 垫层设计(DesiLeabharlann n of Cushion)
垫层的厚度的确定 垫层的厚度z应根据需置换软弱土的深度或下卧 土层的承载力确定，并符合下式要求：
1
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3）加速软弱土层的排水固结：建筑物的不透水基 础直接与软弱土层相接触时，不利于地基中水 的排出。换填用的垫层透水性强，能加速基础 下面的孔隙水压力消散。
Henan Polytechnic Universi ty
4）防止冻胀：垫层材料孔隙大，不易产生毛细管现 象，因此可以防止寒冷地区土中结冰所造成的 冻胀。
f az ：经深度修正后垫层底面处土层的地基承载力特征值（kPa）
垫层底面处的附加压力值 p z 可按压力扩散角进行简化计算
条形基础：Biblioteka pzb(pk pc)
b2ztg
矩形基础： pz(b2zbtl(g p)k l(p2 c)ztg )
Henan Polytechnic Universi ty
pk p cz p z
计算步骤： 1）计算基础宽度和基底附加压力 2）确定垫层底面淤泥的承载力 3）计算垫层底面处的自重应力和附加压力 4）验算垫层厚度 5）确定垫层宽度
基础宽度b
Henan Polytechnic Universi ty
1.0m 垫层厚度Z d=0.8m
1.2m
杂填土 γ=17.5kN
θ
地下水位
淤泥
1.2m
2014年换填垫层法
Henan Polytechnic Universi ty
第2章 换填垫层法
2.1 概述（垫层法 ，褥垫法） 2.2 换填垫层设计 2.3 垫层碾压施工 2.4 质量检验 2.5 换填垫层法处理地基工程实例
Henan Polytechnic Universi ty
Henan Polytechnic Universi ty
：基底压力扩散系数
Henan Polytechnic Universi ty
例子2-1 某4层混合结构，承重墙240mm厚的砖墙，传至基 础顶部的竖向力Fk=180kN,地基的表层为1.2m厚的杂填土， 重度 17.5kN/m3；其下为7.8m厚的淤泥，含水量w=50%， 承载力特征值fak=75kPa.地下水位深度为1.0m,基础埋深 d=0.8m,试设计该墙基的砂垫层。
5）消除地基的湿陷性和胀缩性：对与湿陷性黄土地 基，采用灰土或素土置换可消除或减轻地基的 湿陷变形。同理非膨胀性材料置换膨胀土，可 消除或减轻地基的胀缩性。
垫层法适用于适用于浅层地基处理，包括淤泥、 杂填土、等地基处理以及暗塘、暗沟等浅层处 理和低洼区域的填筑。还适用于一些地域性特 殊土的处理：用于消除膨胀土地基的胀缩作用， 可消除湿陷性黄土的湿陷性。
1）计算基础宽度和基底压 a)垫层的修正力承载力特征值
Henan Polytechnic Universi ty
f a f a k b ( b 3 ) d m ( d 0 .5 )
1）提高地基承载力：浅基础地基承载力与基础下 土层的抗剪强度有关。换填法以抗剪强度较高的 砂或其他填筑材料代替较软弱的土。
Henan Polytechnic Universi ty
2）减少沉降量：一般地基浅层部分的沉降量在总 沉降量中所占的比例较大的。条形基础在相当 于基础宽度的深度范围内的沉降量约占总沉降 量的50%左右。采用换填法可减少这部分的沉 降量。此外垫层对应力的扩散作用，也会减小 下卧土层的沉降量。
垫层宽度b'
条形基础是基础的长度大于或等
含水量w=50%
于10倍基础宽度的一种基础形式，
承载力特征值fak=75kPa 按上部结构分为墙下条形基础和
重度：20kN/m3
柱下条形基础.
Henan Polytechnic Universi ty
建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）
Henan Polytechnic Universi ty
Henan Polytechnic Universi ty
垫层的分类及适用范围
垫层分类
适用范围
多用于中小型建筑工程的浜、塘、沟等的局部处 砂(砂石、碎石)垫层 理，适用于一般饱和、非饱和的软弱土和水下黄土
地基处理
素土垫层
适用于中小型工程及大面积回填、湿陷性黄土地 基的处理
灰土垫层
适用于中小型工程，尤其适用于湿陷性黄土地基 的处理
Henan Polytechnic Universi ty
3) 垫层承载力的确定
4) 沉降计算
对于重要的建筑或垫层下存在软弱下卧层的建筑，还
应进行地基变形计算。
建筑物基础沉降等于垫层自身的变形量S1与下卧土层
的变形量S2之和。
s1
(
pp)z
2Es
p
Fk A
Gd
P :基地平均有效压力（kPa) Fk :基础顶面的竖向承载力值（kN） A : 基底面积（m2) d ：基础埋深（m） G：回填土与基础的混合重度
Henan Polytechnic Universi ty
垫层法
当软弱土地基的承载力和变形无法满足工程要求， 且软弱土层的厚度不大时，将软弱土层部分或全 部挖去，然后分层换填强度较大的砂石、素土等 性能稳定、无侵蚀性的材料，并压（夯、振）实 至要求密实度的地基处理，又称为换土填层法。
垫层法的作用：
图2-1 砂垫层内应力分布
2.垫层宽度的确定
Henan Polytechnic Universi ty
垫层宽度应满足基础底面应力扩散和防止向两侧挤出的要求。
b' b2ztg
b :垫层底面宽度(m)；
:垫层的压力扩散角，可按表2.1-1采用
满足基底应力扩散要求，垫层顶面每边宜超出基础 300mm, 按经验从垫层底面两侧向上放坡。
要求有足够的厚度以置H换en可a能n P被o剪ly切te破ch坏ni的c U软n弱iv土ersi 层，又要求有足够大宽ty度以防止砂垫层向两侧挤出。
2.2.1 砂垫层厚度的设计
1.垫层厚度确定
pzpcz faz
p z ：垫层底面处的附加应力设计值（kPa）;
p cz ：垫层底面处土的自重压力值（kPa）；
粉煤灰垫层
适用于厂房、机场、港区陆域和堆场等大、中、小 型工程的大面积填筑。
矿渣垫层
适用于中小型建筑工程，尤其适用于地坪、堆场等 工程大面积的地基处理和场地平整。但对于受酸性 或碱性废水影响的地基不得采用矿渣垫层。
Henan Polytechnic Universi ty
2.2 换填垫层的设计
2.2.1 砂垫层设计 2.2.2 素土和灰土层垫层设计 2.2.3 褥垫层设计 2.2.4 垫层材料的选用
Henan Polytechnic Universi ty
4）防止冻胀：垫层材料孔隙大，不易产生毛细管现 象，因此可以防止寒冷地区土中结冰所造成的 冻胀。
f az ：经深度修正后垫层底面处土层的地基承载力特征值（kPa）
垫层底面处的附加压力值 p z 可按压力扩散角进行简化计算
条形基础：Biblioteka pzb(pk pc)
b2ztg
矩形基础： pz(b2zbtl(g p)k l(p2 c)ztg )
Henan Polytechnic Universi ty
pk p cz p z
计算步骤： 1）计算基础宽度和基底附加压力 2）确定垫层底面淤泥的承载力 3）计算垫层底面处的自重应力和附加压力 4）验算垫层厚度 5）确定垫层宽度
基础宽度b
Henan Polytechnic Universi ty
1.0m 垫层厚度Z d=0.8m
1.2m
杂填土 γ=17.5kN
θ
地下水位
淤泥
1.2m
2014年换填垫层法
Henan Polytechnic Universi ty
第2章 换填垫层法
2.1 概述（垫层法 ，褥垫法） 2.2 换填垫层设计 2.3 垫层碾压施工 2.4 质量检验 2.5 换填垫层法处理地基工程实例
Henan Polytechnic Universi ty
Henan Polytechnic Universi ty
：基底压力扩散系数
Henan Polytechnic Universi ty
例子2-1 某4层混合结构，承重墙240mm厚的砖墙，传至基 础顶部的竖向力Fk=180kN,地基的表层为1.2m厚的杂填土， 重度 17.5kN/m3；其下为7.8m厚的淤泥，含水量w=50%， 承载力特征值fak=75kPa.地下水位深度为1.0m,基础埋深 d=0.8m,试设计该墙基的砂垫层。
5）消除地基的湿陷性和胀缩性：对与湿陷性黄土地 基，采用灰土或素土置换可消除或减轻地基的 湿陷变形。同理非膨胀性材料置换膨胀土，可 消除或减轻地基的胀缩性。
垫层法适用于适用于浅层地基处理，包括淤泥、 杂填土、等地基处理以及暗塘、暗沟等浅层处 理和低洼区域的填筑。还适用于一些地域性特 殊土的处理：用于消除膨胀土地基的胀缩作用， 可消除湿陷性黄土的湿陷性。
1）计算基础宽度和基底压 a)垫层的修正力承载力特征值
Henan Polytechnic Universi ty
f a f a k b ( b 3 ) d m ( d 0 .5 )
1）提高地基承载力：浅基础地基承载力与基础下 土层的抗剪强度有关。换填法以抗剪强度较高的 砂或其他填筑材料代替较软弱的土。
Henan Polytechnic Universi ty
2）减少沉降量：一般地基浅层部分的沉降量在总 沉降量中所占的比例较大的。条形基础在相当 于基础宽度的深度范围内的沉降量约占总沉降 量的50%左右。采用换填法可减少这部分的沉 降量。此外垫层对应力的扩散作用，也会减小 下卧土层的沉降量。
垫层宽度b'
条形基础是基础的长度大于或等
含水量w=50%
于10倍基础宽度的一种基础形式，
承载力特征值fak=75kPa 按上部结构分为墙下条形基础和
重度：20kN/m3
柱下条形基础.
Henan Polytechnic Universi ty
建筑地基基础设计规范（GB50007-2002）
Henan Polytechnic Universi ty
Henan Polytechnic Universi ty
垫层的分类及适用范围
垫层分类
适用范围
多用于中小型建筑工程的浜、塘、沟等的局部处 砂(砂石、碎石)垫层 理，适用于一般饱和、非饱和的软弱土和水下黄土
地基处理
素土垫层
适用于中小型工程及大面积回填、湿陷性黄土地 基的处理
灰土垫层
适用于中小型工程，尤其适用于湿陷性黄土地基 的处理
Henan Polytechnic Universi ty
3) 垫层承载力的确定
4) 沉降计算
对于重要的建筑或垫层下存在软弱下卧层的建筑，还
应进行地基变形计算。
建筑物基础沉降等于垫层自身的变形量S1与下卧土层
的变形量S2之和。
s1
(
pp)z
2Es
p
Fk A
Gd
P :基地平均有效压力（kPa) Fk :基础顶面的竖向承载力值（kN） A : 基底面积（m2) d ：基础埋深（m） G：回填土与基础的混合重度
Henan Polytechnic Universi ty
垫层法
当软弱土地基的承载力和变形无法满足工程要求， 且软弱土层的厚度不大时，将软弱土层部分或全 部挖去，然后分层换填强度较大的砂石、素土等 性能稳定、无侵蚀性的材料，并压（夯、振）实 至要求密实度的地基处理，又称为换土填层法。
垫层法的作用：
图2-1 砂垫层内应力分布
2.垫层宽度的确定
Henan Polytechnic Universi ty
垫层宽度应满足基础底面应力扩散和防止向两侧挤出的要求。
b' b2ztg
b :垫层底面宽度(m)；
:垫层的压力扩散角，可按表2.1-1采用
满足基底应力扩散要求，垫层顶面每边宜超出基础 300mm, 按经验从垫层底面两侧向上放坡。
要求有足够的厚度以置H换en可a能n P被o剪ly切te破ch坏ni的c U软n弱iv土ersi 层，又要求有足够大宽ty度以防止砂垫层向两侧挤出。
2.2.1 砂垫层厚度的设计
1.垫层厚度确定
pzpcz faz
p z ：垫层底面处的附加应力设计值（kPa）;
p cz ：垫层底面处土的自重压力值（kPa）；
粉煤灰垫层
适用于厂房、机场、港区陆域和堆场等大、中、小 型工程的大面积填筑。
矿渣垫层
适用于中小型建筑工程，尤其适用于地坪、堆场等 工程大面积的地基处理和场地平整。但对于受酸性 或碱性废水影响的地基不得采用矿渣垫层。
Henan Polytechnic Universi ty
2.2 换填垫层的设计
2.2.1 砂垫层设计 2.2.2 素土和灰土层垫层设计 2.2.3 褥垫层设计 2.2.4 垫层材料的选用