换填垫层法的垫层设计
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
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。
2.3 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。
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。
地基加固换填垫层施工方法要点
地基加固换填垫层施工方法要点1、换填垫层适用范围换填垫层适用于浅层软弱土层或不均匀土层的地基处理，厚度宜为0.5m~3.0m。
2、垫层材料（1）砂石：对具有排水要求的砂垫层宜控制含泥量不大于3%；对湿陷性黄土或膨胀土地基，不得选用砂石等透水性材料。
（2）粉质黏土：用于湿陷性黄土或膨胀土地基的粉质黏土垫层，土料中不得夹有砖、瓦或石块等。
（3）灰土：体积配合比宜为2:8或3:7。
（4）粉煤灰：选用的粉煤灰应满足相关标准对腐蚀性和放射性的要求；粉煤灰垫层上宜覆土0.3m~0.5m。
（5）矿渣：对易受酸、碱影响的基础或地下管网不得采用矿渣垫层。
（6）土工合成材料加筋垫层。
3、垫层施工方法（1）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厚度外，其他垫层的分层铺填厚度宜为200mm~300mm。
（2）粉质黏土和灰土垫层土料的施工含水量宜控制在ωop±2%的范围内，粉煤灰垫层的施工含水量宜控制在ωop±4%的范围内。
（3）在碎石或卵石垫层底部宜设置厚度为150mm~300mm的砂垫层或铺一层土工织物，并应防止基坑边坡塌土混入垫层中。
（4）除砂垫层宜采用水撼法施工外，其余垫层施工均不得在浸水条件下进行。
（5）灰土夯压密实后，3d内不得受水浸泡。
（6）土工合成材料铺设顺序应先纵向后横向，应避免暴晒或裸露，阳光暴晒时间不应大于8h。
4、质量检验（1）换填垫层的施工质量检验应分层进行，并应在每层的压实系数符合设计要求后铺填上层。
（2）采用环刀法检验垫层的施工质量时，取样点应选择位于每层垫层厚度的2/3深度处；检验点数量，条形基础下垫层每10m~20m不应少于1个点，独立柱基、单个基础下垫层不应少于1个点，其他基础下垫层每50m2~100m2不应少于1个点；采用标准贯入试验或动力触探法检验垫层的施工质量时，每分层平面上检验点的间距不应大于4m。
（3）竣工验收应采用静载荷试验检验垫层承载力，且每个单体工程不宜少于3个点；对于大型工程应按单体工程的数量或工程划分的面积确定检验点数。
换填垫层法工程实例
3 设计及施工要点：
1、换土层垫层设计 人工设计的换土层要以第四层圆砾土层的力学性质
为依据，两者力学指标越接近效果越对第四层圆砾土层组成 结构进行试验分析，结果如下表：
根据第四层土的情况设计砂砾土的级配方案如下：
根据上表中的级配方案进行压缩试验，分级加压， 其试验结果如下： 最终，根据土工试验规程，该工程采用第六组级配 方案施工。
4）选取若干测点，对换土层进行土工试验和标准 贯入试验，测出其有关物理力学指标，平均指标如 下：
从以上两表的指标比较来看，换土层的物理力学 性质与圆砾层非常接近，这样两层土体结合，较好 的改善了持力土层受力变形特性，满足设计要求。
结语
1）该工程投入使用后，使用情况良好，无明显沉降 和其他变形，这说明在条件适合的情况下，采用 换填垫层法是解决软土地基承载力不足的有效途 径。
2、如果采用混凝土预制桩，则需要穿过平均厚 度为3.65m 的圆砾层，该圆砾层结构紧密，承载力 较高，进桩十分困难，工期可能受到影响；而且预 制桩穿过圆砾层后，还需继续进桩18.8m 才有可塑 性黏土做持力层。该土层k=200kPa，按摩擦桩设 计，承载力显然偏低，因此预制桩施工造价偏高， 无明显优势。
2 设计方案选择：
1、由于地下水位埋深较高，且在含水层内有 3.95m 的粉土细砂，岩层较深。如果采用人工挖 孔桩，则在开挖过程中，由于初始静力平衡遭到 破坏，很可能会出现管涌现象，甚至会造成邻房 开裂。如果采用水泥幕墙挡水方式来解决高水位 问题，其费用又较高，工期较长，所以人工挖孔 桩基不适合该工程。
换填垫层法工程实例
1 工程概况：
某大楼建筑面积8082.5㎡，地上15层，地下1层， 总高度为51.5m，地下水位3.8m。地层分为8层：
3换填法
11.6
kN
/
m3
垫层下淤泥承载力计算根据GB50007-2002查表可知：d 0.5)
65 1.011.6(1.0 2.0 0.5) 94.0 kPa
pcz o (d z) 11.6(1.0 2.0) 34.8 kPa
测资料时，可参见下表估算垫层承载力特征值 。
施工方 法
表3－3各种垫层承载力
压实
换填材料类别
系数
λc
碎石、卵石
承载力特征值fak(kPa) 200～300
砂夹石（其中碎石、卵石占全重
碾 压 或
的30%-50%）
土夹石（其中碎石、卵石占全重 的30%-50%）
0.94～ 0.97
振
中砂、粗砂、砾砂
密
粘性土和粉土（8＜Ip＜14）
70
1.112.
=150+1.0 17.2(1.0-0.5)
=158.6 kPa
(3) 确定基础宽度b：
换填垫层法 F
垫层承载力特征值须满足：
G
垫层承载力≥基底压力
即：fa≥(F+G)/A
则： b F
200
1.44 m
fa cd 158.6 20 1.0
其中： fa－垫层承载力特征值； F－载荷；
地基承载力特征值faz计算
换填垫层法
faz fak b (b - 3) d m (d - 0.5) （3－5）
faz：垫层底面处修正后的地基承载力特征值，kPa： fak：垫层底面处地基承载力特征值，kPa； γ：垫层底面以下土的天然容重，地下水位以下用浮容重， kN/m3； γm：垫层底面以上土的加权平均容重，kN/m3；地下水位以下用 浮容重，kN/m3；
基础换填垫层设计施工方案
基础换填垫层设计施工方案一、工程概况：1.1工程简介“即墨市南关等14个村（居）城中村改造项目”工程位于青岛即墨市蓝鳌路以南、墨水河以北、大同街以东、东关街以西。
B1-1区地块中11#、12#、14#、15#共有4个楼座需进行换填处理，地基处理后要求承载力特征值不小于350kpa。
1.2工程地质条件地形、地貌:场区地形整体东高西低，勘探孔口标高18.90米～23.00米。
地貌类型：侵蚀堆积缓坡，后经人工回填改造。
工程地质条件：根据钻探揭露，场区第四系厚度中等，以全新统人工填土层和陆相洪冲积层为主，地层结构简单，层序清晰；场区基岩为白垩系莱阳群泥岩，呈岩基产出。
各土层分布特征及其物理力学性质分述如下：第(1)层、杂填土:杂～褐色，稍湿，松散～稍密；以回填粘性土、砂土为主，上部混有较多碎石、碎砖、瓦片等建筑垃圾，粒径约2～6cm，局部见生活垃圾。
第(7)层、粉质粘土:黄褐色～褐色，可塑，具中等压缩性；韧性一般，干强度中等，含铁锰氧化物及结核，切面较光滑，结构性一般，局部夹大量姜石，粒径约2～5cm，含少量粗砂。
第(7-1)层、细砂，黄褐色，饱和，稍密；以长石、石英为主要矿物成分，磨圆一般，分选一般，砂质较纯净.第(9)层、圆砾，黄褐色，饱和，密实；以长石、石英为主要矿物成分，磨圆较好，分选较差，含少量粘性土，含约10%～20%卵石，粒径约3～5cm。
第(16)层、泥岩强风化带:红褐色，泥质结构，层状构造。
以长石、石英及粘土矿物为主要成分，风化程度较高，矿物蚀变强烈，岩芯手搓呈细状，夹角砾状颗粒，手搓易碎。
二、编制依据该施工组织设计的编制主要依据：招标文件及图纸；现行规范、规程以及现场实际情况。
主要规范、规程如下：《即墨市南关等14个村（居）城中村改造项目B-1区岩土工程勘察报告》《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）《建筑地基处理技术规范》（JGJ79-2012)《建筑地基基础施工质量验收规范》(GB50202-2002)三、施工准备3.1 材料及主要机具：3.1.1回填材料：按图纸要求应采用蚀变程度较轻的花岗岩风化碎屑，拌合5%水泥，不能惨杂植物残体、生活垃圾等杂质，不得使用淤泥、耕土以及有机质含量大于5%的土体。
地基处理方法之换填垫层法【最新版】
地基处理方法之换填垫层法垫层法是将基础底面下一定范围内的软弱土层挖去，然后分层填入强度较大的砂、碎石、素土、灰土以及其它性能稳定和无侵蚀性的材料，并夯实(或振实)至要求的密实度。
垫层法分类1.按垫层材料分类:砂垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层、粉煤灰垫层、加筋土垫层等。
2.按垫层所起作用分类:换土垫层、排水垫层、加筋土垫层。
垫层法适用条件: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、暗塘等的浅层处理，且建筑物荷载不太大的地基。
换填法的处理深度通常宜控制在3m以内较为经济合理，但不应小于0.5m。
垫层的作用在各类工程中，垫层所起的主要作用有时是不同的，如建筑物基础下的垫层主要是起换土作用;而在路堤和土坝等工程，主要是利用垫层起排水固结作用。
1. 换土垫层(1)提高地基承载力地基中的剪切破坏是从基础底面开始的，并随着基底压力的增大而逐渐向纵深发展。
因此，若以强度较大的砂或其它填筑材料代替软弱土层，就可提高持力层承载力，从而避免地基破坏。
(2)减少地基沉降量基础下地基浅层部分的应力较大，其沉降量一般在地基总沉降中所占的比例也较大，若以密实的砂或密实填筑材料代替浅层软弱土，就可减少地基的大部分沉降量。
另外，由于密实垫层对应力的扩散作用，使作用在下卧土层上的压力较小，因此也相应减少了下卧土层的沉降量。
(3)加速软弱土层的排水固结由于砂或碎石等垫层材料的透水性大，当软弱土层受压后，垫层可作为良好的排水面，使基础下面的孔隙水压力得以迅速消散，加速垫层下软弱土层的固结，从而提高地基土强度。
(4)防止地基土冻胀由于粗颗粒垫层材料的孔隙较大，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。
2. 排水垫层排水垫层是指软土地基上堤坝或大面积堆载基底等所铺设的水平排水层，一般采用透水性良好的中粗砂或碎石填筑，必要时在垫层底和上表面增设具有反滤性能的土工合成材料，防止砂石垫层被淤堵和拉裂。
其主要作用为:(1)作为水平排水层和下卧软土层的排水通道，加速地基的排水固结，提高浅层地基的抗剪强度，配合砂井，加固深部软土层;(2)约束软弱下卧层的侧向变形，提高地基的稳定性，并改善其变形性质。
3 换填垫层法
山东科技大学 王清标
3.4 换填垫层法施工技术
3.4.1 施工方法 按密实方法和施工机械，换填垫层法分为机械碾压法、重锤夯实法和 振动压实法。应根据不同的换填材料选择施工机械。 1）机械碾压法 常用于基坑底面积宽大开挖土方量较大的工程。 施工设备有平碾、振动碾、羊足碾、振动压实机、蛙式夯、插入式 振动器和平板振动器等。 粉质粘土、灰土宜采用平碾、振动碾或羊足碾，中小型工程也可采 用蛙式夯、柴油夯，砂石等宜用振动碾，粉煤灰宜采用平碾，振动碾、 平板振动器，蛙式夯。 矿渣宜采用平板振动器或平碾，也可采用振动碾。
山东科技大学 王清标
2）最优含水量
工程上，对垫层碾压质量的检验，要求能获得填土的最大干密度 dmax ，一般可通过室 内击实试验确定 dmax 。
粗砂
干密度ρ d /g.cm
干密度ρ d /g.cm
粉质 粘土
c b d a
粘土
最大干密度必须是 针对某一特定的压 实功能而言的。
含水量w/% 含水量w/%
砂土和粘土的压实曲线
现场碾压与室内击实试验的比较
a-碾压6遍；b-碾压12遍；c-碾压24遍； d-室内击实试验 。
山东科技大学 王清标
施工含水量:
w wop (2% ~ 3%)
压实系数:
c d / dmax
dmax w .d s
1 0.01wop .d s
土的最大干密度:
3.2.2 土的压实原理 1）土的压实原理
山东科技大学 王清标
①粘性土含水量（以质量分数计）较小时，水化膜 很薄，颗粒间引力大，压实效果差。
②增加土含水量时，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，土干密度也随之提高。
2_JGJ79-2012_地基处理_换填垫层
质量检验
环刀取样宜在2/3处，基础下检验点不应少于1个点。 验收应采用静载试验，确定承载力，每个单体不少于3 个点 加筋垫层：无破损、锚固劳靠、搭接缝错开
120kPa
1m 15m
基本原理
黏土：结合水膜 砂土：相对密实度
基本原理
1. 最优含水量：塑限+2~4% 2. 最大干密度：与含水量有关。
3. 压实功。含水量越小，夯实功越大。
4. 压实方法：现场确定，室内试验仅参考。 5. 颗粒大小、级配、矿物、填料等均有影响
一般规定
适用浅层软弱土层或不均匀土层 综合分析建筑、结构、荷载、土质条件、设备，进行 换填设计、施工 进行现场实验、确定压实效果
厚度宜为0.5~3.0m
设计-材料选用
1. 砂石：碎石—中砂（0.25mm）。粉细砂应掺30%碎 石。最大粒径不宜大于50mm。 2. 粉质黏土：有机质不得超过5%。 3. 灰土：配合比2：8或3：7，新鲜消石灰。
灰土是将石灰粉和黏 土按一定比例拌和均 匀,在一定含水率条件 下夯实而成。
地基处理—换填垫层
主讲：崔德山
目录
定义 基本原理 一般规定 设计 施工 质量检验
换填垫层(Replacement layer of compacted fill)
挖除基础底面下一定范围内的软弱土层或不均匀土层， 回填其他性能稳定、无侵蚀性、强度高的材料，并夯 压密实形成的垫层。
设计-材料选用
4. 粉煤灰：满足腐蚀性要求，宜覆0.3~0.5m土 5. 矿渣：高炉重矿渣。重度不应小于11kN/m3，含泥 和有机质不超过5%。
换填垫层法参考
根据重庆宏源勘测设计有限公司提供的重庆开县康园自行车有限公司厂房工程地勘报告，本工程基础采用卵石垫层法对地基进行处理，即在基础底面影响范围内（每边宽出柱下独立基础基底各1.5m范围内），挖除素填土层及及局部的冲洪积层，换填1.2m厚的4：3：3的级配卵石层，在卵石层之上做独立基础。
换填卵石层置于粘土层上，粘土层地基基础承载力特征值不小于160 kPa。
具体要求及计算：一、卵石填料的标准要求：要求采用级配卵石，其配比关系宜为4：3：3即：卵石4（砾径50≥d≥20mm）:圆砾3（砾径20≥d≥2m m）:中粗砂3（砾径2≥d≥0.25mm）。
最大粒径不超过50mm，含泥量﹙＜0.1mm颗粒含量﹚不超过3%。
二、施工参数：①、使用18-24吨振动压路机；②、压路机行驶度≤50m/min；③、毎层压实填料虚铺厚度≤40cm；④、毎层先静压2遍，再振压8遍。
的确定三、卵石垫层承载力特征值fak由静载荷试验确定或由N超重型动力触探试验确定。
由灌水、灌砂法确定其压120实系数后，根据压实系数按JGJ79-2002表4.2.6确定：当压实系数在0.94-0.97时，对于地基基础设计等级为丙级的建筑，其承载力特征值可取250kPa。
四、卵石垫层的计算：1、依据JGJ79-2002规范第4.2.1条，垫层的厚度Z应根据下卧层的承载力确定，并符合下式：Pz+Pcz≤faz式中：Pz-垫层底面处的附加压力Pcz-垫层底面处土的自重压力f-垫层底面处土层的地基承载力特征值（深度修正后）。
az2、灰土垫层的承载力卵石垫层的承载力宜通过现场载荷试验确定，本工程的地基础设计等级为丙级，当4:3:3卵石垫层的压实系数不小于0.95时，其承载力特征值f a 可采用250kPa 。
3、计算基础底面面积A ：卵石垫层的地基承载力特征值﹙不做深度修正﹚f a =250kPa ，单柱荷重标准值F k =2400kN ，基础埋深d=2.50m ，基础及上覆土的平均重度γ=20kN/m 3。
换填垫层法
◆2．I．3换填垫层法适用范围《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002，以下简称地基处理规范)中规定：换填垫层法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。
工程实践表明，换填垫层法主要用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等的浅层处理。
换土垫层法的处理深度常控制在3～5 m范围以内。
若换土垫层太薄,其作用不甚明显，因此处理深度也不应小于0.5 m。
换填法各种垫层的适用范围见表2.1。
◆2．2．i垫层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：I)提高浅层地基承载力浅基础的地基承载力与持力层的抗剪强度有关。
如果以抗剪强度较高的砂或其他填筑材料代替软弱的土，可提高地基承载力，并将建筑物基础压力扩散到垫层以下的软弱地基避免地基破坏。
2)减少地基的变形量一般地基浅层部分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深度范围内的沉降量约占总沉降量50％。
如以密实砂或其他填筑材料代替上部软弱土层，就可以减少这部分的沉降量。
由于砂垫层或其他垫层的应力扩散作用，使作用在下卧层土上的压力较小，会相应减少下卧层土的沉降量。
3)加速软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，在荷载的作用下，软弱土层地基中的水被迫绕基础两侧排出，因而使基底下的软弱土不易固结，形成较大的孔隙水压力，还可能导致由于地基强度降低而产生塑性破坏的危险。
砂垫层和砂石垫层等垫层材料透水性大，软弱土层受压后，垫层可作为良好的排水面，可以使基础下面的孑L隙水压力迅速消散，加速垫层下软弱土层的固结和提高其强度，避免地基土塑性破坏。
用透水材料做垫层相当于增设了一层水平排水通道，起到排水作用。
在建筑物施工过程中，孔压消散加快，有效应力增加也加快，有利于提高地基承载力，增加地基的稳定性，加速施工进度以及减小建筑物建成后的工后沉降。
4)防止土的冻胀因粗颗粒的垫层材料孔隙大，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。
换填垫层法设计法
筑龙网WW W.ZH UL ON G.COM换填垫层法设计方法1.1.1 基本概念当建筑物基础下的持力层比较软弱、不能满足上部结构荷载对地基的要求时，常采用换填土垫层来处理软弱地基。
即将基础下一定范围内的土层挖去，然后回填以强度较大的砂、砂石或灰土等，并分层夯实至设计要求的密实程度，作为地基的持力层。
换填法适于浅层地基处理，处理深度可达2～3米。
在饱和软土上换填砂垫层时，砂垫层具有提高地基承载力，减小沉降量，防止冻胀和加速软土排水固结的作用。
工程实践表明，在合适的条件下，采用换填垫层法能有效地解决中小型工程的地基处理问题。
本法的优点是：可就地取材，施工方便，不需特殊的机械设备，既能缩短工期，又能降低造价，因此，得到较为普遍的应用。
1.1.2 适用范围换填法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等浅层软弱地基及不均匀地基的处理。
但在用于消除黄土湿陷性时，尚应符合国家现行标准《湿陷性黄土地区建筑规范》中的有关规定。
在采用大面积填土作为建筑地基时，应符合国家标准《建筑地基基础设计规范》(GB50007)的有关规定。
换填时应根据建筑体型、结构特点、荷载性质和地质条件，并结合施工机械设备与当地材料来源等综合分析，进行换填垫层的设计，选择换填材料和夯压施工方法。
1.1.3 加固机理(1)置换作用。
将基底以下软弱土全部或部分挖出，换填为较密实材料，可提高地基承载力，增强地基稳定。
(2)应力扩散作用。
基础底面下一定厚度垫层的应力扩散作用，可减小垫层下天然土层所受的压力和附加压力，从而减小基础沉降量，并使下卧层满足承载力的要求。
(3)加速固结作用。
用透水性大的材料作垫层时，软土中的水分可部分通过它排除，在建筑物施工过程中，可加速软土的固结，减小建筑物建成后的工后沉降。
筑龙网WW W.ZH UL ON G.COM(4)防止冻胀。
由于垫层材料是不冻胀材料，采用换土垫层对基础地面以下可冻胀土层全部或部分置换后，可防止土的冻胀作用。
基础换填垫层设计施工方案
基础换填垫层设计施工方案基础换填垫层是指在建筑基础施工过程中，为了加强基础承载能力和提高地基稳定性而采取的一种修补措施。
在基础施工过程中，由于各种原因，基础尺寸或者土层的厚度不能满足设计要求，此时就需要进行基础换填垫层的设计与施工。
1.土层分析：首先对原有土层进行分析，了解土层的构成、性质和特点。
通过试验和实地勘察，获取土壤的物理力学特性等数据，为换填垫层设计提供参考。
2.基础换填高度确定：根据土层分析的结果以及设计要求，确定基础换填的高度。
一般情况下，基础换填高度应当满足基础的稳定性和承载能力要求。
需要根据实际情况判断垫层的厚度，以充分发挥垫层的加固作用。
3.垫层材料的选取：根据所在地的地质条件、工程要求和经济效益等方面的考虑，选择合适的垫层材料。
常用的垫层材料有砂土、砾石、碎石等。
4.垫层施工工艺：确定垫层的施工工艺和方法。
通常采用机械碾压和挖填法进行施工。
在施工过程中，需要注意保证垫层的均匀性和密实度，以确保垫层的稳定性和承载能力。
5.施工控制：根据设计要求，进行施工进度和质量的控制。
施工过程中需要进行现场监测和测试，及时调整施工方法和工艺，确保换填垫层的施工质量。
1.施工准备：根据设计要求进行施工现场的准备工作，包括清理施工区域、铺设防护网等。
2.土层分析：进行土层的勘察和试验，获取土壤的物理力学特性数据，为施工方案的制定提供依据。
3.设计方案制定：根据土层分析的结果和设计要求，确定基础换填垫层的高度和材料。
4.打桩：根据设计要求，进行基础的打桩工作。
打桩可以改善土壤密实度、增加土层的承载能力。
5.垫层施工：根据基础换填垫层的设计方案，选取合适的材料进行施工。
根据设计要求控制垫层的厚度和密实度，确保垫层的稳定性和承载能力。
6.施工质量控制：通过现场监测和测试，及时调整施工方法和工艺，确保换填垫层的施工质量。
以上是基础换填垫层的设计施工方案，通过认真的土层分析和施工控制，可以保证基础换填垫层的稳定性和承载能力，并确保施工质量。
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
地基处理 换填法
• The laboratory test generally used to obtain the maximum dry unit weight of compaction and the optimum moisture content is called Proctor compaction test(Proctor,1933)
Structure of compacted clay soil
Effect of soil type
Effect of compaction effort
Compaction effort increases, the maximum dry unit weight increases.
Effect of soil type
thicknesswidth24constructioncontrol换填法设计主要是垫层厚度t?3m和宽度bm各种材料垫层设计近似按砂垫层计算方法进行设计砂垫层垫层厚度t要求有足够深度以置换可能被剪切破坏的软弱土层垫层上下平面尺寸要满足应力扩散要求和砂垫层不发生水平挤出砂垫层厚度的确定pbdbmtpzpczpc?b2ttan?pz砂垫层设计示意图式中pz垫层底面处的附加压力kpapcz垫层底面处的自重压力kpafz垫层底面处地基承载力kpa垫层厚度t可根据下卧土层承载力确定应符合地基承载力验算要求zczzfpp??各种垫层承载力施工方法材料压实系数容许承载力kpa碾压或者振密碎石卵石094097200300砂夹石200250土夹石150200中砂粗砂砾砂150200粘土和粉土ip814130180灰土093095200250重锤夯实土或灰土093095150200地基承载力修正5
• When water is added to the soil during compaction, it acts as a softening agent on the soil particles.
- 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)。
砂、砺砂、角砾石屑、卵 粉质粘土、 石、碎石、矿渣 粉煤灰
灰土
f a基承载 η 50
b
η 0
D
1
20 30
6 23
28
灰土取φ =28° 外，其余材料φ =0° ，必要时1 垫层厚度确定
图3 垫层宽度B确定
图2 垫层宽度确定
c. 按b z=b +2z /3决定宽度，且b z ≥b +0.6m 8.8 ≥ 8.6 z ＞2m，b z适当加宽 b z ≥b +1.4m ≥ 垫层厚度一般可取 b z ≥b +2.5z z= 9.4 0.32
图3 垫层宽
L 基础长 F 轴力
γ 土容重 D 基埋深 f a基承载 η
b
η
D
17.5 5600 18 0.1 40 0 1 f az基承修=f a+η bγ (b -3)+η Dγ m(D -0.5) 地基基础设计规范表5.2.4 40
20 30
注：1.当z /b ＜0.25，除灰土取φ =28° 外，其余材料 2.当0.25＜z /b ＜0.5，φ 值可内插值求得。
8.6 ~ 8
8.8
b. 参照垫层侧面土的承载力决定垫层宽度B 。 40 B ≥b +（0~0.36）z f 侧≥200kPa B ≥b +（0.6~1.0）z 200kPa＞ f 侧≥120kPa f 侧＜120kPa B ≥b +（0.6~2.0）z 8.72 ~ 10.4
中砂、粗砂、砺砂、角砾石屑、卵 石、碎石、矿渣
z 垫层厚 φ 扩散角 b 基础宽 1.2 14.5 40 30 21.6 8 23.4 15.7 p 基底压 p 0基底土 p cz垫底土
三、垫层宽度 宽度定为 8.80 b '≥b +2z tanφ ≥ 1、按公式计算 9.39 2、按经验 a. 参照垫层厚度 z 决定垫层尺寸 一般垫层厚度为1~1.5m，不宜大于3m和小于0.5m。 b' =b +2（300~400）mm = 当z≤1.2m b z =b = 当z＞1.2m b z=b +2z tanφ =