2-2 换填法处理
完整版 换填法地基处理施工方案
换填法地基处理施工方案一、 编制依据二、 施工准备(一) 技术准备换填施工前，根据换填材料对垫层参数进行设计，主要有：垫层的厚度、垫层的宽度、承载力和沉降四个方面。
垫层设4.2.2 条要求。
1、垫层厚度的确定换填垫层厚度一般为 0.5m ~3m 。
太厚施工较困难，太薄则换土垫层的作用不显著。
所垫层厚度的确定，除应满足计算要求外，还应根据当地经验综合考虑。
2、垫层宽度的确定垫层的宽度除应满足基础地面应力扩散的要求外，还应考虑垫层侧面土的强度条件，防止垫层材料由于侧面土的强度不足或由于侧面土的较大变形而向侧边挤出，增大垫层的竖向变形，使建筑物沉降增大。
3、垫层承载力的确定经换填处理后的地基，由于理论计算方法尚不完善，垫层的承载力宜通过现场荷载试验确定，如对于一般工程可直接用标准贯入试验、静力触探和取土分析法等。
4、沉降计算垫层地基的沉降分两部分，一是垫层自身的沉降，二是软弱下卧层的沉降，由于垫层材料模量远大于下卧层模量，所以在一般情况下，软弱下卧层的沉降量占整个沉降量的大部分。
(二) 材料准备在垫层的施工中，填料质量的好坏、是直接影响垫层施工质量的关键因素。
确定换填土的来源、种类、规格等参数。
常见的换填材料有砂石、粉质粘土、灰土、粉煤灰、矿渣、其他工业废渣及土工合成材料，各类换填材料应满足《建筑地基处理技术规范》（JGJ 79-2012）4.2.1 条要求。
(三) 机具准备施工主要机械见下表。
压实机械选用：垫层施工应根据不同的换填材料选择不同的施工机械。
粉质粘土、灰土宜采用平碾、振动碾和羊足碾，中小型工程也可采用蛙式打夯机、柴油夯；砂石等宜采用振动碾；粉煤灰宜用平碾、振动碾、平板式振动器、蛙式夯；矿渣宜采用平碾、振动碾、平板式振动器。
三、工艺流程土方换填施工流程图四、施工要点施工准备1、查明待换填地层土性质及地质现象；2、了解上沟、塘、洞等分布范围和深度及地下管线、防空洞及地下障碍物的分布范围和走向；3、查明填土的成分、范围、厚度、均匀性、填筑年限和方法等；4、查明地下水的埋藏条件、类型、埋深等。
土木工程施工第2章 换填垫层法
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。
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 例是比较大的。以条形基础为例，在相当于基础宽度的
（7）土工合成材料 由分层铺设的土工合成材料与地基土构成加筋垫层。垫 层填料宜用碎石、角砾、砾砂、粗砂、中砂或粉质粘土等材 料。当工程要求垫层具有排水功能时，垫层材料应具有良好 的透水性。在软土地基上使用加筋垫层时，应保证建筑稳定
并满足允许变形的要求。
（8）聚苯乙烯板块垫层EPS
EPS是发泡聚苯乙烯俗名泡沫塑料。这种材料具有超轻 的特点（密度约0.2～0.3kN/m3），仅为普通路堤填料质量
（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。）
答： （1）假定砂垫层的厚度z＝1.6m，并要求分层碾压夯实，干密 度达到大于1.6g/cm3；则应力扩散角θ=30°。 （2）砂垫层厚度验算 基础底面平均压力设计值
F G 150 1.2 1 20 p 145kPa B 1.2
3、垫层承载力的确定
经换填处理后的地基，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。
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பைடு நூலகம்=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，重度γ1＝
换填法在市政工程软土地基处理中的应用
换填法在市政工程软土地基处理中的应用摘要：市政道路是每个城市的基础建设工程，一定程度上反映了我国市政工程的技术水平，也代表了城市形象。
随着我国市场经济的不断发展，以及人们对出行需求的不断提升，对道路质量有了更高的要求。
本文主要对换填法在市政工程软土地基处理中的应用进行论述，详情如下。
关键词：换填法；市政工程；软土地基引言软土地区市政道路因承载力不足极易出现路面不稳定、路基不均匀沉降以及水平位移等问题。
软土地基的处理，常用的技术有换填法、强夯法、化学加固法、堆载预压法等，工程应用中应根据地形地貌、地层成因类型、岩土性质、产状与分布情况、软土地基厚度、地下水类型和分布情况、软土的物理力学性质、材料场地情况以及工程级别等因素，选择合适的软土地基处理方法。
换填法主要包含了挖、填、换 3 种施工工艺。
当软土层较薄、建筑物荷载较小时，可通过直接开挖将建筑物基础埋设到承载力良好的持力层；当软土土层厚度较大，建筑物荷载较小时，可通过在原软土层上方铺设一定厚度的受力性能良好的垫层作为地基持力层；“换”则是“挖”和“填”的综合运用，施工时需要先挖除基础下的部分软土，之后填筑垫层，从而使基础下方的地基具有良好的承载能力。
本文仅对换填法技术用于在市政工程软土地基的处理进行分析。
1软土地基沉降病害分析针对软土地基含水率高、压缩性高以及强度低等工程特点，为克服软弱地基的不良影响，施工过程中往往会采取措施改善其承载力，使其承载能力得到一定程度的提升从而达到施工要求。
但若实际施工过程中采取的处理方式不当，则可能导致结构物在使用期内出现沉降或倾斜等病害。
在桥梁修筑过程中，往往会在桥墩附近进行大量堆载、基坑开挖以及临近打桩等，这些都极有可能导致桩周土体发生沉降；同时土体会产生横向位移与横向变形，进而导致基桩受到不容忽略的横向土压力作用，并在横向土压力作用下发生横向弯曲变形，而桩顶部位所承受的竖向荷载将会使基桩的横向弯曲变形得到较大程度的加剧。
几种常见的地基处理方法
(2)施工车就位，振冲器对准桩位；
(3)启动振冲器，使之徐徐沉人土层，直至加固深度以上30～50cm，记录振冲器经过各深度的电流值和时间，
提升振冲器至孔口。再重复以上步骤1～2次，使孔内泥浆变稀。
施工注意事项：当填料为透水性好的砂及碎石料时，是良好的竖向排水通道。
二、预压法
(1)堆载预压法
在建造建筑物之前，用临时堆载(砂石料、土料、其他建筑材料、货物等)的方法对地基施加荷载，给予一定的预压期。使地基预先压缩完成大部分沉降并使地基承载力得到提高后，卸除荷载再建造建筑物。
(3)降水法
降低地下水位可减少地基的孔隙水压力增加上覆土自重应力，使有效应力增加，从而使地基得到预压。这实际上是通过降低地下水位，靠地基土自重来实现预压目的。
施工要点：一般采用轻型井点、喷射井点或深井井点；当土层为饱和粘土、粉土、淤泥和淤泥质粘性土时，此时宜辅以电极相结合。
2、重锤夯实法
重锤夯实就是利用重锤自由下落所产生的较大夯击能来夯实浅层地基，使其表面形成一层较为均匀的硬壳层，获得一定厚度的持力层。
施工要点：施工前应试夯，确定有关技术参数，如夯锤的重量、底面直径及落距、最后下沉量及相应的夯击遍数和总下沉量；夯实前槽、坑底面的标高应高出设计标高；夯实时地基土的含水量应控制在最优含水量范围内；大面积夯时应按顺序；基底标高不同时应先深后浅；冬季施工时，对土已冻结时，应将冻土层挖去或通过烧热法将土层融解；结束后，应及时将夯松的表土清除或将浮土在接近1m的落距夯实至设填料中进行振实并扩大桩径。重复这一步骤直至该深度电流达到规定的密实电流为止，并记录填料量。
(5)将振冲器提出孔口，继续施工上节桩段，一直完成整个桩体振动施工，再将振冲器及机具移至另一桩位。
换填法地基处理的概念与施工要点
换填法地基处理的概念与施工要点摘要：在现阶段的建筑行业中，建筑物地基施工可以说是整体施工作业中具有举足轻重作用的关键组成部分之一，而换填法地基处理作为地基施工过程中利用最为普遍的方法之一。
虽然其具有施工便捷、投入成本较低等突出优点，但是其在利用过程中还是存在着一定的问题和潜在隐患，因此，建筑企业的管理人员和施工人员一定要对此部分问题抱有高度的重视和关注，从而通过在具体施工中规范化、标准化的开展地基质量管控工作来确保地基工程的品质，这对于提升建筑物的安全性和国民的生活品质有着重要作用。
关键词：换填法；地基处理；施工要点一、地基处理的概念以及作用在目前的建筑行业发展历程中，所谓的换填法地基处理主要指的就是建筑企业将基础底面天然或者后天形成的软弱土层去除，分层回填具有较高强度、压缩性较低以及无腐蚀性的砂石、素土、灰土以及工业废料等材料，将其压实后作为建筑物的基础承力层，现如今利用较为普遍的方法有换填砂卵石法和灰土法。
其关键作用主要展现在以下几个方面：首先换填强度较为优良的垫层材料后，对于提升建筑物地基的承载力有着重要作用。
其次，换填压缩性能较为优良的材料，可以大幅度降低建筑物的沉降量。
与此同时，地基工程换填透水性较为优良的材料，不仅仅可以在一定程度上使得基础层下方的孔隙水压力快速消失，降低基土塑性破坏的可能性，而且其还可以增快垫层下方弱土层的固结速度。
而且地基换填砂石等材料，由于其具有颗粒直径大、孔隙大、无毛细水等特点，使得其可以高效避免材料受冻而导致的冻胀问题的出现。
二、地基处理换填法适用范围以及施工方法随着建筑行业的创新和发展，换填法地基处理技术普遍利用在建筑物地基处理工程中，但是其也具有一定的适用范围。
在建筑企业对地基工程开展施工作业的过程中，假如发现软土层的承载力度和形变特点没有办法达成预期建筑物施工的目标，同时软土层的厚度在规定的范围内，这时就要合理利用换填法地基处理技术来满足软土层的施工需求了。
一级建造师市政考试参考道路之地基处理(换填)
s ψs s ψs
垫层 粉煤灰 砂 碎石、卵石 矿渣 模量
i 1
n
p0 ( zi αi zi 1αi 1 ) Esi
8-20 20-30 30-50 35-70
属于何种 方法？
压缩模量Es（Mpa)
变形模量E0 （Mpa)
注：压实矿渣的E0/Es可按1.5-3.0取用
2.3.2 素土（灰土、二灰）垫层设计
设置在整个建筑物的平面范围内，每 边超出基底宽度不小于其厚度，并不 得小于2m，用于消除被处理土层的 湿陷量，并防止水从垫层上部或侧向 渗入下部未处理湿陷性土层。
(2)局部垫层一般设置在基础底面下，可消除部分湿陷量，其平面处理范 围每边超出基底宽度，可按下式计算，并不小于垫层厚度一半：
B b 2 z tan θ c
粉煤灰垫层经压实后若遇水其强度会降低，当无试验资料且压实系数为0.9-0.95 时的浸水垫层，其承载力特征值为120-150kPa。
f.渗透性
因粉煤灰组成为近似砂质粉土，故其渗透性较好，但随着龄期的增加，渗透性逐 渐减小。
龄期效应：粉煤灰中细颗粒在有水条件下，在常温下与Ca(OH)2反应，形成具有 胶凝性质的化合物（火山灰反应），填充孔隙，使其强度和抗渗性得到改善。
工程中常按ωop＝ωp±2
干密度d(g/cm3) 2.0
dmax=1.86
塑限等于土样 风干时的含水 量
1.8
1.6
1.4
wop=12.1
0
4
8
12 16 20 含水量w(%)
24 28
3.测定最佳含水量方法：击实试验
试验所用设备：击实仪 轻型击实试验适用于粒径小于5mm的土， 护筒 导筒 击实筒
专题地基处理方法--换填法
击实试验 《土工试验方法标准》（国家标准）
轻型：土d<5mm； V=947cm3, m=2.5kg, 3层, 25击， 落高30.5cm 重型：土d<40mm； V=2104cm3, m=4.5kg, 5层, 56击， 落高47.7cm
击实仪 •19
2 压实原理 质量控制
•17
2 压实原理
压实原理:当粘性土的土样含水量较小时，其粒间引力较大，在一定的外部压实功能
作用下，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。当增大土 样含水量时，结合水膜逐渐增厚，减小了引力，土粒在相同压实功能条件下易于移动 而挤密，所以压实效果较好。但当土样含水量增大到一定程度后，孔隙中就出现了自 由水，结合水膜的扩大作用就不大了，因而引力的减少就显著，此时自由水填充在孔 隙中，从而产生了阻止土粒移动的作用，所以压实效果又趋下降，因而设计时要选择 一个”最优含水量”wop ，这就是土的压实机理。
❖ 粉煤灰可分为湿排灰和调湿灰。按其燃烧后形成玻璃体的粒经分析， 应属粉土的范畴。但由于含有CaO、SO3等成分，具有一定的活性， 当与水作用时，因具有胶凝作用的火山灰反应，使粉煤灰垫层逐渐 获得一定的强度与刚度，有效地改善了垫层地基的承载能力及减小 变形的能力。不同于抗地震液化能力较低的粉土或粉砂，由于粉煤 灰具有一定的胶凝作用，在压实系数大于0.9时，即可以抵抗7度地 震液化。
换填法是浅层软土地基的处理方法。
b
回填土 换填土
•3
2. 换填法处理方法
按施工机械不同，施工方法有： 机械碾压 重锤夯实 平板振动
作为压（夯、振）实垫层的不同机具对待，这些施 工方法不但可处理分层回填土，又可加固地基表层土。 按回填材料不同,垫层(Cushion)可分为： 砂垫层、砂石垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层、 二灰垫层、干渣垫层和粉煤灰垫层等；及土工合成材料 加筋垫层。
《地基处理》第二章
砂垫层的厚度设计
砂垫层厚度z应根据砂垫层底面下卧层的承载力 及建筑物对地基变形要求确定。
垫层的厚度一般不宜大于 3m ,太厚施工较困难,太薄 ( < 0. 5m) 则垫层的作用不 显著。
pz pcz f z
pz—垫层底附加应力设计值（kPa）； pcz—垫层底面处土自重应力标准值 （kPa）； fz—垫层底面处下卧层土经深度修正后 的地基承载力的特征值（设计值）。
砂（碎石、砂石）垫层的设计
设计要求： 既要求有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。 注意 排水砂垫层不同于置换垫层，前者主要在基 础底面设置厚度为30cm的砂（或砂石、碎石）垫 层，以利于软土层的排水固结
设计计算
垫层材料的选用 设计内容 垫层厚度的确定
垫层宽度的确定
垫层承载力的确定 沉降计算
垫层材料选用
采用换填法处理地基，垫层材料可因地制 宜地根据工程的具体条件合理选用，一般为级 配良好的中粗砂，含泥量不超过3%，并应去除 树皮、草皮等杂质。若用细砂，应掺入30%— 50%的碎石，碎石最大粒径不宜大于50mm，并应 通过试验确定虚铺厚度、振捣遍数、振捣器功 率等各项技术参数。
在各种不同类型的工程中，垫层所起的主要作 用有时也是不同的。例如砂垫层可分为换土砂垫层 和排水砂垫层两种。一般工业与民用建筑物基础下 的砂垫层主要起换土的作用；而在路堤及土坝等工 程，主要是利用砂垫层起排水固结作用，提高固结 速率，促使地基土的强度增长。换土垫层视工程具 体情况而异，软弱土层较薄时，常采用全部换土， 软弱土层较厚时，可采用部分换土，并允许有一定 程度的沉降及变形。
垫层承载力的确定
a.经换填垫层处理的地基其承载力宜通过试验、尤 其是通过现场原位试验（载荷、标贯、触探）确定。中 砂、粗砂、砾砂垫层应控制密实度在中密以上。 b.对于按《建筑地基基础设计规范》划分安全等级 为三级的建筑物及不太重要、小型、轻型或对沉降要求 不高的工程，在无试验资料时可按下表取用承载力特征 值。
换填法施工工艺
换填法施工工艺是一种常用的基础处理方法，其施工工艺主要包括以下几个步骤：
1.基坑开挖：按照设计要求开挖基坑，并清理坑底和坑壁的松散
土壤和碎石。
2.基础处理：在基坑底部铺设一层厚度为10-20厘米的填料，如
沙子或碎石，然后进行压实，以提高基础的稳定性。
3.制备垃圾土：将垃圾进行分类、清理和粉碎，制备成符合要求
的垃圾土。
4.换填施工：将垃圾土倒入基坑中，每倒一层进行压实，直至填
满基坑。
在填充过程中，要注意控制填方坡度和填筑层数，以避免发生坍塌。
5.表层处理：在基坑填筑完成后，进行表层处理，如覆盖一层土
壤或植被，以达到美化环境和保护基础的目的。
需要注意的是，在换填法施工过程中，要严格按照设计要求和安全标准进行操作，确保施工质量和施工安全。
同时，还需要对垃圾土进行处理和监测，以确保其满足环保要求和使用要求。
换填法
5.矿渣垫层
垫层使用的矿渣是指高炉重矿渣，可分为分级矿渣、混 合矿渣及原状矿渣。矿渣垫层主要用于堆场、道路和地 坪，也可用于小型建筑，构筑物地基。选用矿渣的松散 重度不小于11kN/m3，有机质及含泥总量不超过5%。
设计、施工前必须对选用的矿渣进行试验，在确认其性 能稳定并符合安全规定后方可使用。作为建筑物垫层的 矿渣应符合对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。
b’—垫层底面宽度(m)； θ—垫层的压力扩散角（°），可按查表；当<0.25时，
仍按=0.25取值。
注意！
垫层顶面每边宜比基础底面大0.3m，或从 垫层底面两侧向上按当地开挖基坑经验的 要求放坡，整片垫层的宽度可根据施工的 要求适当加宽。
3.垫层承载力的确定
垫层的承载力宜通过现场试验确定，并应验算 下卧层的承载力。
五、垫层的作用
(1)提高地基承载力
(2)减少沉降量
基础
垫层
(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
六、换填法处理地基前的准备工作
查明地层土性质及不良地质现象；查明沟、塘、 洞等分布范围和深度；查明填土的成分、范围、 厚度、均匀性、填筑年限和方法等
垫
垫层宽度的确定
垫
层
层
设
尺
计
垫层承载力的确定
寸
沉降计算
1.垫层厚度的确定
(1).垫层厚度应根据垫层底部下卧土层的承载力确定，并符 合下式要求：
pz pcz f az
pz—垫层底面处的附加应力设计值（kPa）; pcz—垫层底面处土的自重压力值（kPa）； faz—经深度修正后垫层底面处土层的地基承载力特征值（kPa）
换填法地基优缺点 换填法地基施工步骤 换填法地基处理厚度
们都知道建筑在施工前都要先打地基的，但有些地方的土层软土，这样的土不能为地基使用的，这就需要先对地基进行处理再施工，而对软土地基的处理方法有很多种，比如对软土地基进行加固，或进行换填法。
接下来，们就来了解一下换填法地基优缺，换填法地基施工步骤以及换填法地基处理厚度的相关内容，希望可以帮助到家。
一、换填法地基优缺1、换填法也可以叫作换土法，其实就把地基范围内的软土都清出去，然后用稳定性更好的土与石回填到地基处然后进行压实。
2、换填法可以提高地基的承载力，避免地基被破坏，还可以减少沉降量，因为砂垫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减少，以达到减小下卧层土地的沉降量。
3、缺换填法有适用范围的，如荷载小的建筑、地坪、道路工程等，如果建筑面积过，不适用这种方法的，会增加建筑成本，费时费力。
二、换填法地基施工步骤1、施工时要先将建筑物范围一定深度的软土挖走，然后把基坑底部碾压实，再将沙石、素土或灰土等垫层材料分层铺在基坑内，再逐层压实。
2、在分层回填碾压的时候要注意防止基坑内灌水或雨水下渗，还要控制施工含水量，否则积水过多或渗水过多，会影响工程质量。
3、施工方法有三种，分别机械碾压法、重锤夯实法、平板振冲法，其中重锤夯实法就将重机械夯锤提升到一定的高度，然后让其下落，通过重复这个动作来夯实地基。
4、平板振冲法用振动压实机来压实无粘性土或粘料含量少、透水性好的松散杂土地基，振动压实法在操作过程中，要先振基槽两边，后振中间。
三、换填法地基处理厚度1、垫层的厚度普遍根据垫层底面处土的自重应力与附加应力之和不于同一标高处软弱土层的容许承载力。
垫层厚度普通不于3米，不小于0.5米。
2、垫层的宽度除了要满足基础地面应力扩散的要求外，还要考虑垫层侧面土的强度条件，防止垫层材料由于侧面土的强度不够或由于侧面土的较变形而向侧边挤出，增垫层的竖向变形。
3、经换填法处理的地基，因为理论计算方法现在还不完善，所以垫层的承载力要现场荷载试验确实，如对于一般工程可直接用标准贯入试验或取土分析法等。
地基基础工程---换填法施工工艺标准
换填法施工工艺标准适用范围本标准适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘的浅层处理。
施工准备砂石换填1. 材料及主要机具：1)天然级配砂石或人工级配砂石：宜采用质地坚硬的中砂、粗砂、砾砂、碎（卵）石、石屑或其他工业废粒料。
在缺少中、粗砂和砾石的地区，可采用细砂，但宜同时掺入一定数量的碎石或卵石，其掺量应符合设计要求。
颗粒级配应良好。
2)级配砂石材料，不得含有草根、树叶、塑料袋等有机杂物及垃圾。
用做排水固结地基时，含泥量不宜超过3%。
碎石或卵石最大粒径不得大于垫层或虚铺厚度的2/3，并不宜大于50mm。
3)主要机具：一般应备有木夯、蛙式或柴油打夯机、推土机、压路机（6～10t）、手推车、平头铁锹、喷水用胶管、2m 靠尺、小线或细铅丝、钢尺或木折尺等。
2. 作业条件：1)设置控制铺筑厚度的标志，如水平标准木桩或标高桩，或在固定的建筑物墙上、槽和沟的边坡上弹上水平标高线或钉上水平标高木橛。
2)在地下水位高于基坑（槽）底面的工程中施工时，应采取排水或降低地下水位的措施，使基坑（槽）保持无水状态。
3)铺筑前，应组织有关单位共同验槽，包括轴线尺寸、水平标高、地质情况，如有无孔洞、沟、井、墓穴等。
应在未做地基前处理完毕并办理隐检手续。
检查基槽（坑）、管沟的边坡是否稳定，并清除基底上的浮土和积水。
灰土换填1. 材料及主要机具：1)土：宜优先采用基槽中挖出的土，但不得含有有机杂物，使用前应先过筛，其粒径不大于15mm。
含水量应符合规定。
2)石灰：应用块灰或生石灰粉；使用前应充分熟化过筛，不得含有粒径大于5mm 的生石灰块，也不得含有过多的水分。
3)主要机具有：一般应备有木夯、蛙式或柴油打夯机、手推车、筛子（孔径6～10mm 和16～20mm两种）、标准斗、靠尺、耙子、平头铁锹、胶皮管、小线和木折尺等。
2. 作业条件：1)基坑（槽）在铺灰土前必须先行钎探验槽，并按设计和勘探部门的要求处理完地基，办完隐检手续。
第2讲-换填法
5.2换填（换土垫层法）砂石垫层一、换填法定义换填法亦称换土垫层法是将基础下一定深度范围内的软弱土层全部或部分挖除，然后分层回填并夯实砂、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。
二、换土垫层法分类当软弱地基的承载力和变形不能满足建筑物要求，且软弱土层的厚度又不很大时，换土垫层法是一种较为经济、简单的软土地基浅层处理方法。
不同的回填材料形成不同的垫层，如砂垫层、碎石垫层、素土或灰土垫层、粉煤灰垫层及煤渣垫层等。
三、换土垫层法适用条件淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟暗塘等不良地基的浅层处理。
换土深度较大时，经常出现开挖过程中因地下水位高而不得不采用降水措施；坑壁放坡占地面积大或需要基坑支护；施工土方量大，弃方多等问题，从而使处理费用高、工期延长，因此换土垫层法的处理深度常控制在3-5米范围以内。
当然，若换土垫层太薄，则其作用不甚明显，因此处理深度也不应小于0.5米。
四、换土垫层法的作用换土垫层处理软土地基，其作用主要体现在以下几个方面：①提高浅层地基承载力；②减小地基沉降量；③加速软弱土层的排水固结，即垫层起排水作用；④防止土的冻胀，即粗粒垫层材料起隔水作用；⑤减少或消除土的胀缩性。
换土垫层法在处理一般软弱地基时，其可起的主要作用为前三种，在某些工程中可能几0 / 61 / 6 种作用同时发挥（如既起提高地基承载力、减小沉降量的作用，也起排水作用）。
限于学时，本节仅介绍砂（石）垫层的设计与施工。
五、砂（石）垫层设计砂（石）垫层的设计内容主要包括垫层厚度和宽度两方面，要求有足够的厚度以置换可条形基础矩形基础 式中 k p —相应于荷载效应标准组合时基础底面处的平均压力值；()2tan k cd z p bb z σσθ-=+()(2tan )(2tan )k cd z p bl b z l z σσθθ-=++2 / 6cz σ—基础底面处土的自重应力；b —矩形基础或条形基础底边的宽度；l —矩形基础底边的长度；z —垫层厚度；θ—垫层的压力扩散角可按表选用。
地基规范处理试题
地基规范处理试题(总19页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--【习题1-15】某拟建场地的地层情况及土层物理力学性质指标如表所示。
现要求31、该地基可采用哪些方法进行处理?(A)排水固结法 (B)碎(砂)石桩法 (C)水泥土搅拌桩法 (D)强夯法【正确答案】A C【解】方案设计根据场地土层特点及拟建工程性质，该场地路基以下存在高含水量、高压缩性、低承载力的淤泥，其承载力特征值为50kPa，而拟建路堤填筑土体荷载为19kN/m3×7m=133kPa。
由此可见地基承载力满足不了要求，必须进行地基加固。
可选择两种地基处理方案进行加固，a.排水固结法；b.水泥土搅拌桩复合地基。
其加固原理、特点及达到的效果分述如下：a.排水固结法：其原理是当淤泥在荷载作用下，孔隙中的水慢慢排出，孔隙体积慢慢减小，地基发生固结变形，随着超静孔隙水压力逐渐消散，有效应力逐渐提高，地基土的强度逐渐增长。
为了加速孔隙水压力的排出，在地基土中增设竖向排水通道(如砂井、袋装砂井、塑料排水带等)，缩短孔隙水排出时间，加快地基土固结。
排水固结法的特点：工程造价比较低廉，可利用路堤的填筑荷载作为预压荷载，设计预压时间需6个月，路堤的固结沉降估计在左右，之后沉降可满足要求。
经地基处理后可达到以下两方面效果：a)加速地基土的抗剪强度增长，从而提高地基的承载力和稳定性；b)使地基在加载预压期间沉降大部分或基本完成，使路堤建成后在使用期间不致产生不利的沉降或沉降差。
b.水泥土搅拌桩复合地基加固：其原理是通过搅拌机械将水泥浆(粉)和被加固土强制拌和，通过水泥的水解、水化反应所生成的水泥水化物与土颗粒发生一系列的物理化学作用，形成具有一定强度和水稳定性的水泥桩体，水泥桩体与原地基土组成复合地基，共同承担外荷载。
该加固方案的特点是加固后形成的复合地基，可直接承受上部荷载，荷载可以一次性施加，因此工期比较短，采用复合地基加固其变形量少，且比较均匀，但造价比较高。
地基处理之换填法PPT
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§2.3 换填垫层法
仁者乐山 智者乐水
例题 :某四层砖混结构的住宅建筑，承重墙下为条形基础， 宽1.2m，埋深1m，上部建筑物作用于基础的荷载每米120kN， 基础的平均重度为20kN/m³ 。地基土表层为粉质粘土，厚1m， 重度为17 .5kN/m³ ，第二层为淤泥质粘土，厚15m，重度为 17.8kN/m³ ，含水量W=65%,第三层为密实的砂砾石,地下水 距地表为1m.因为地基土较软弱,不能承受建筑物的荷载,试 设计砂垫层.
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§2 .2 压实原理及压实参数
仁者乐山 智者乐水
• 土的压实机理
d d
粘性土
砂土
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。
• 砂（砂石、碎石）垫层施工
1、选料：
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§2 .3 砂（砂石、碎石垫层）
仁者乐山 智者乐水
• 砂（砂石、碎石）垫层施工 2、施工参数
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§2 .3 砂（砂石、碎石垫层）
仁者乐山 智者乐水
• 砂（砂石、碎石）垫层施工 3、施工要点：
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建筑工程软土地基处理措施
建筑工程软土地基处理措施发布时间：2021-06-22T09:32:18.320Z 来源：《基层建设》2021年第8期作者：付坤端[导读] 摘要：施工项目必须在施工前做好基础桩工作，其中最重要的是打好基础。
身份证号：37232419920227XXXX摘要：施工项目必须在施工前做好基础桩工作，其中最重要的是打好基础。
然而，由于疲软的中国土壤地质的一部分，承载能力差，如果不及时治疗，容易出现裂缝，地面沉降和建筑物变形现象，严重影响建筑物的使用寿命和整体质量，威胁到居民和用户的人身安全，建设单位和企业造成巨大损失。
因此，一定要做好建筑施工前的软基处理等准备工作，从根本上提高建筑的整体质量。
因此，软土地基的处理尤为重要。
关键词：建筑工程；软土地基；处理措施1建筑工程中软土地基的特征软土地基的特点主要就是土质松软以及黏性大，含水量较高和负荷容量比较低等特点。
软土地基会导致建筑工程出现不均匀沉降问题，对混凝土结构强度会产生一定的破坏，造成混凝土结构产生裂缝等问题，对建筑工程有着很大的安全隐患。
软土地基除了上述这些特点之外，还有相应的有机物质，对于建筑基础当中的钢筋会产生一定的腐蚀性，从而将建筑结构基础的稳定性产生影响。
因此，在对软土地基处理当中，需要对建筑工程结构性能加强思考，采用换填施工中，地基换填材料对于建筑整体力学性能不能产生太大的影响。
设计单位在对于软土地基处理方案的制定当中，尽可能的选取较为容易采购的材料，以此将地基换填成本降低。
因为软土地基含水量较高，蓄水性能也比较强，但是其结构稳定性较为差，将建筑基础的腐蚀性增加，从而会对建筑基础稳定性产生损坏。
软土地基当中物质含量丰富，并且有相应的不可预测性。
若是其外界环境产生变化，软土地基结构也会相应的产生变化，对于建筑结构安全有着很大的影响，导致和建筑稳定性以及安全性不能获得良好的保障。
软土地基自身的土质比较特殊，压缩性非常强，所以就会造成建筑后期出现不均匀沉降问题，对建筑结构的稳定性有着一定的影响。
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CaO+MgO含量不高时，应相应增加石灰用量。
(2) 土料 灰土中的土不仅作为填料，而且参与化学反应，尤其
是土中的黏粒 (d<0.005mm) 或胶粒 (d<0.002mm) ，具有一
定活性和胶结性，含量越多，土的塑性指数越高，则灰土 的强度越高。 在施工现场常采用就地基坑 ( 槽 ) 中挖出的黏性土和粉 土(塑性指数 Ip>8)拌制灰土。淤泥、耕土、冻土、膨胀土
海地区提出的数值 lC ＝ 0.9～ 0.95 时， φ＝ 23 ～ 30o, c
＝5~30kPa，Es ＝8~20kPa, k ＝ 2×10－4 ~ 9×10－5
cm/s； 4) 对于lC＝0.9～0.95的浸水垫层，承载力特征值 可取120～200kPa, 但仍应满足软弱下卧层的强度与 变形要求。
土层的表面。否则，坑底土的结构在施工前就遭到破坏， 其强度就会显著降低，以致在建筑物荷载作用下，将会 产生很大的附加沉降。因此，基坑开挖后应及时回填， 不应暴露过久或浸水，并防止践踏坑底。
4)
砂、砂石垫层底面宜铺设在同一标高上。如果深度不同
时，基坑地基土面应挖成踏步或斜坡搭接，各分层搭接位置应 错开 0.5～ 1.0m 的距离，搭接处应注意捣实，施工应按先深后 浅的顺序进行。 5) 人工级配的砂石垫层，应将砂石拌和均匀后，再进行铺 填捣实。 6) 捣实砂石垫层时，应注意不要破坏基坑底面和侧面原状 土。尤其是对基坑下灵敏度大的地基土，在垫层最下一层宜先
第二章
换填法处理 第五节 垫层施工要点
一 砂和砂石垫层施工
1) 砂垫层施工中的关键: 是将砂加密到设计的密实度。加
密的方法常用的有振动法 (包括平振、插振、夯实)、水撼法 和碾压法等 ( 表 2-5-1) 。这些方法要求在基坑内分层铺砂，然 后逐层振密或压实，分层的厚度视振动力的大小而定，一般 为15～20cm。
地疏松化为粉末状所致。
施工现场，用于灰土的熟石灰要求过筛，其粒径不得大于
5mm，且其中不得夹有生石灰块，也不得含有过多的水分。
石灰的性质取决于其活性物质的含量， CaO 与 MgO 含量越
高，活性越大，胶结力越强。常用的熟石灰粉末其质量应符合
Ⅲ级以上的标准，CaO+MgO含量不低于50％，如果要拌制强
铺设一层 15 ～ 20cm 的松砂，只用木夯夯实，不得使用振捣器，
以免破坏基底土的结构。
7) 采用细砂作为垫层的填料时，应注意地下水的影响， 且不宜使用平振法、振捣法和水撼法。 8) 水撼法施工时，在基槽两侧设置样桩，控制铺砂厚 度，每层虚铺 25cm。铺好后，灌水与砂面齐平，然后用 钢叉插入砂中振摇十几次，如果砂已沉实，便将钢叉拔 出，在相距10m处重新插入摇撼，直至这一层全部结束， 经检查合格后铺第二层(不合格时需要再插撼)。每铺一次、 灌水一次进行摇撼，直至设计标高为止。
达±4%的变动幅度，因此，施工中容易控制设计密度所 要求的含水量，施工质量易保证)；
③
抗剪强度：与灰种、压实系数，龄期长短有关。无试
验资料时：在压实系λc 为 0.9 ～ 0.95 时， Φ=23 ～ 30 ，
C=5~30kPa；
2)工程特性
④ 压缩性：与击实能量、密实度、饱和度有关。无试验 资料时，在压实系lc =0.9～0.95 时，Es=8～20Mpa； ⑤ 承载能力：在lC =0.9～0.95 时，允许承载力可采用 120～200kPa；
是指燃煤电厂排放的工业废弃物。根据一些地区的工程 实践证明，粉煤灰是一种良好的地基处理材料来源，具有良 好的物理力学性能，能满足工程设计的技术要求。 表2-4-3 粉煤灰的化学组成
2) 工程特性 ① 自重轻：击实后的干密度 0.92～1.5g/cm3(做垫层有利
于减轻下卧土层的压力 减少沉降); ② 击实性能好：最优含水量 (WOP) 变动幅度大于±2%，
1.1g/cm3，泥土－有机质成分≤5%为宜。
(1) 稳定性 表 2-4-2 为国内各钢厂重矿渣化学成分分析。
表2-4-2 国内各钢厂重矿渣化学成分
从表2-4-2可看出，重矿渣的主要成分为CaO、SiO2、Ai2O3、 MgO和Fe2O3等，其含量大致接近，但宝钢的成分相对稳定，尤
其是CaO含量少于45％，大大减少了裂胀分解的可能性。
垫层设计
(1) 承载力特征值的确定。经过人工压实的 ( 或夯实 ) 的 3:7灰
土垫层，当其压实系数 λc 控制在 0.97 及干土重度不小于 14.5 ～ 15.0 kN／m3时，其承载力特征值最大可达300 kPa。 对于2:8的灰土垫层，当压实系数控制在0.95～0.97及干土重 度 不 小 于 14.8 ～ 15.5kN ／ m3 时 ， 其 承 载 力 特 征 值 最 大 可 达
地
基
处
理
2.换 填
第二章
换填法处理 第四节 其他类地基土中垫层设计要点
1．灰土垫层
一、灰土和素土垫层
Hale Waihona Puke 1) 灰土垫层及其原材料 灰土垫层：是将基础底面下一定深度范围内的软弱土挖 去，用一定体积比配合的灰土，在最优含水量情况下分层夯 实或压实。适用于处理1～4m厚的软弱土层。
灰土原材料：石灰和土。
2)
⑥ 渗透性：粉煤灰渗透系数较大，但随时间推移会逐步 降低； ⑦ 击实之后的抗液化性好； ⑧ 对环境影响随时间推移而下降，整体上对环境影响不 大。
三 粉煤灰垫层
2、粉煤灰垫层设计
1) 厚度与宽度的基本计算方法与砂垫层一样，粉
煤灰垫层的压力扩散角θ ＝22o；
2)
粉煤灰的最大干土密度rdmax和最优含水量WOP
煅烧后生成的石灰是质地较轻的块状物，颜色自白至灰或
黄绿色，主要成分为氧化钙，其次为氧化镁。
石灰(指生石灰)在使用前，一般用水熟化。生石灰的熟化 是碳化作用，同时也是放热反应，可用下式表示： CaO+H2O→Ca(OH)2+65.3 kJ／mol 生石灰加水后放出热量，形成蒸气，同时体积膨胀。当质 纯及煅烧良好时，其体积可增大1.5~2.0倍。体积增大是由于其 相对密度减小 ( 生石灰相对密度 3.1 ，熟石灰相对密度 2.1) 和质
5)
二灰土垫层强度特征
用石灰、粉煤灰按适当比例加水拌和，分层夯实的垫层，称
“二灰垫层”。“二灰垫层”与灰土垫层相似，但强度较灰土垫
层高，见表2-4-1最优含水量比灰土大，干土重度较灰土小。压 。
实系数在0.94～0.97时，干土重度为9.4～9.7 kN／m3，施工最 优含水量为50％左右，石灰掺入量以15％～20％为宜。
(2) 松散密度
根据《混凝土用高炉重矿渣碎石技术条件》(YBJ205—84)的
规定，重矿渣的强度可用松散密度指标表示，对分级矿渣松散 密度要求不小于 1.lt／ m3。经测定分析，松散密度与粒径有关，
粒径小则轻，粒径大则重。但粒径较小的矿渣砂 ( 粒径在 0 ～
8mm之间)，其密度可达1.4t／m3。 (3) 变形模量 一般工程中，不论是分级矿渣或混合矿渣，压实后的变形模 量都大于或等于砂、碎石等垫层材料的变形模量。当符合一定 的压实标准的话，压实后的矿渣垫层(分级或混合)的变形模量 E0可达35MPa以上。
以及有机物含量超过 8％的土料，都不得使用。土料应予
过筛，其粒径不得大于15mm。
4) 石灰用量对灰土强度的影响
灰土中石灰的用量在一定的范围内时，其强度随用灰 量的增大而提高。但是，当超过一定限值后则强度增加很 小，并有逐渐减小的趋势。
例如，1：9的灰土，强度很低，只能改善土的压实性能；
2：8和3： 7的灰土，一般作为最佳含灰率，但与石灰的等 级有关。通常应以灰土中CaO+MgO所含总量达到8％左右 为佳。 石灰应以生石灰块消解(闷透)3~4d后过筛使用。
二、碎石和矿渣垫层
2 对矿渣垫层材料的要求
矿渣是高炉冶炼生铁过程中所产生的固体废渣经自 然冷却而成的垫层材料。材料要求：矿石类型不同， 来源不同，干渣成分不同，其稳定性、侵蚀性、环
境危害、变形模量不同。一般要求质地坚硬，性能稳
定，无侵蚀性的矿渣为基本原料，经适当破碎获得良
好做配并要求最大粒径不超过 200mm 。松散密度大于
300kPa。
(2) 垫层厚度的确定。计算方法同砂垫层。 (3) 垫层宽度的确定。灰土垫层的宽度一般为灰土顶面基础
砌体宽度加2.5倍灰土厚度之和。
3) 灰土的材料特点及要求 (1) 石灰 石灰是一种无机的 (矿物的)胶结材料，它不但能在空气硬 化，而且还能更好地在水中硬化，建筑工程中常用的熟石灰， 其原料是石灰石，含碳酸镁的为白云石。 石灰生产时，将石灰石在煅烧窑内加热到900℃以上(常达 1100～1200℃)，碳酸钙分解后放出碳酸气(CO2)而得到氧化钙 (CaO)，即 CaCO3→CaO+CO2↑
在设计和施工前应按《土工试验方法标准》
(GB/T50123-1999) 由室内击实试验确定，压实系数 lC
一般取0.9～0.95。垫层的碾压次数，铺垫厚度以现场
试验为准；
3) 粉煤灰的内摩擦角φ、黏聚力c、压缩模量Es及 渗透系数k与粉煤灰的材质和压实密度有关，故应通
过室内土工试验确定。当无试验资料时，可参照上
每层铺筑厚度不超过表 2-5-1 所规定的数值。分层厚度可
用样桩控制。施工时，应将下层的密实度经检验合格后，方 可进行上层施工。
表2-5-1 砂和砂石垫层每层铺筑厚度及最优含水量
注：在地下水位以下的垫层其最下层的铺筑厚度可比上表增加50mm
2) 铺筑前，应先进行验槽。浮土清除，边坡必须稳定， 防止塌土。基坑 ( 槽 ) 两侧附近如有低于地基的孔洞、沟、 井和墓穴，应在未做垫层前加以填实。 3) 开挖基坑铺设砂垫层时，必须避免扰动下卧软弱