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换土垫层一、概述换土垫层法是指将基础底面下一定深度范围内的软弱土层部分或全部挖去，然后换填强度较大的砂、碎石、素土、灰土、粉煤灰、千渣等性能稳定且无侵蚀性的材料，并分层夯压至要求的密实度。
该法又称换填法。
当建筑物基础下的持力层比较软弱，不能满足上部荷载对地基的要求时，常采用换土回填法来处理。
换土回填按其材料分为砂地基、砂石地基、灰土地基等。
二、为什么要进行换土垫层施工在建筑工程实际施工时，如果建筑物的地基土属于不均匀土、冻胀土、软弱土、湿陷性土以及膨胀土等，若对其直接进行建设，则其地基变形以及强度要求都不能满足上部建筑结构所要求的标准，在这种情况下，如果其地基的软土层不是特别厚，就可使用换土垫层施工将其改变。
三、换土垫层的作用1、提高地基的承载力；2、减少地基沉降量；3、加速软土的排水固结；4、防止冻土；5、消除膨胀土的胀缩作用。
6、使底筋和土壤隔离不受污染。
7、找平，使底板受力在一个平面四、垫层的分类垫层分刚性和柔性（又称沸刚性）两类：刚性垫层一般是C7.5-C10的混凝土捣成，它适用于薄而大的整体面层和块状面层；柔性垫层一般是用各种散材料，如砂、炉渣、碎石、灰土等加以压实而成，它适用于较厚的块状面层。
五、换土垫层法原理当软弱土地基的承载力和变形满足不了建筑物要求，而软弱土层的厚度又不很大时，将基础下一定深度内的软弱土层挖去，回填较高强度的砂、碎石或灰土等，并夯至密实六、换土垫层法施工方法与施工过程1、施工方法有：机械碾压法、振动压实法、重锤夯实法（1）机械碾压法：采用各种压实机械来压实地基土。
适用于地下水位以上大面积填土的压实（2）振动压实法：用振动压实机械在地基表面施加振动力以振实浅层松散地基的处理方法。
（3）重锤夯实法：用起重机将夯锤提升到某一高度，然后自由落锤，不断重复夯击以加固地基2、施工过程：在施工时需将建筑基础下的土层挖去，但是挖土深度需控制在一定的范围内。
随后对地基内进行换填较高强度、密度较大的灰土、砂、素土、碎石以及矿渣和粉煤灰等稳定性相对较高、且没有侵蚀性的材料，然后对其进行夯实直到达到建筑设计中所要求的密实度。
换土垫层地基处理方法施工实例地基处理方法是建筑工程中非常重要的一个环节，其质量直接影响着建筑物的安全性和使用寿命。
在这里，我们将介绍一种常用的地基处理方法：换土垫层法，并结合施工实例进行说明。
一、换土垫层法的概念换土垫层法是一种改善地基土质条件，提高地基稳定性的地基处理方法。
换土垫层的目的是通过清除原有松软、有机质含量高的地基土层，采用坚实的砂土或碎石等作为新的地基，从而提高地基的承载力和稳定性。
二、换土垫层法的施工步骤1.现场勘测和设计：地基处理是建筑施工的重要环节之一，因此，在进行换土垫层处理前，需要对施工现场进行详细的勘测和设计。
2.清理原有土层：在施工前，需要将原有的松软、有机质含量高的土层清理干净。
清理后，需要进行地面硬化，保证施工时的平整度和稳定性。
3.选材和运土：在对地面进行硬化后，需要选用坚实的砂土或碎石等作为新的地基。
在运土过程中，需要注意控制运输车辆的速度和质量，避免对地面造成损坏。
4.铺设新的地基：在选材和运土完成后，需要将新的地基均匀地铺设于原有土层之上。
铺设完毕后，需要进行细化压实，保证地基的密实度和稳定性。
5.进行验收和回填：在施工完成后，需要对地基进行验收，并对施工质量进行检查。
在验收合格后，进行回填工作，保持施工现场的整洁和平整。
三、施工实例某工地在进行新建地下停车场工程时，施工现场发现原有土层松软且有机质含量较高，不能满足地下停车场的承载力和稳定性要求，根据现场实际情况，决定采用换土垫层法进行地基处理。
在施工前，进行了详细的勘测和设计，并确定了施工方案和选材方案。
在施工过程中，按照施工步骤进行操作，清理了原有松软、有机质较高的土层，选择了坚实的砂土作为新的地基，运输车辆严格按照规定的速度和质量进行运输，确保土壤不会出现松散现象。
在铺设新的地基过程中，施工人员进行了细化压实，保证地基的密实度和稳定性。
在施工完成后，进行了严格的验收和检查，并对施工现场进行了回填处理。
换土垫层法在水闸工程软土地基处理中的应用摘要：软土地基处理的好坏，不仅关系到工程建设的速度，而且关系到工程建设的质量，过大的沉降及不均匀的沉降造成软土地区大量的工程事故，因此提高软土地基处理方法具有重要的价值和意义。
文章介绍了软土地基处理方法之一的换土垫层法施工的具体措施，并指出该法具有施工工艺简单、工期短、成本低等优点，是一种常用的地基处理方法。
关键词：水闸工程；软土地基；基础；换土垫层；处理方法在沿海、沿湖和河流中、下游的河漫滩等地段附近，经常遇到软粘土、淤泥或粉砂夹淤土等地基。
这几类地基的土质很差，孔隙比和天然含水量大，压缩性强，透水性弱，强度低，地基稳定性差，表现在贯入击数小。
对于这类地基，如不进行人工处理，不宜作为水闸工程的天然地基。
但是采用人工地基，常会增大工程造价和施工工程量，故在实际设计中应先考虑使用天然地基，只有经过方案比较，证明人工处理地基更为经济合理时，才对软基进行人工处理。
软土地基处理的方法很多，本文主要介绍换土垫层法施工，该法具有施工工艺简单、工期短、成本低等优点，是一种常用的地基处理方法。
换土垫层法是将水闸基底附近一定深度范围内的软弱土层挖除，换以人工回填土料作为地基持力层。
1.换土垫层的作用。
换土垫层的主要作用有以下几个方面。
（1）改善地基应力的分布，适当提高地基稳定性。
垫层一方面以强度较高的压实土料代替闸底受力较大的部分软土，同时也提高了闸室沿地表的抗滑稳定性；一方面又起筏基作用，将闸的荷载通过垫层扩散到下卧的较大面积的软土层上去。
由于底板底面较大，垫层厚度较薄，软土层面上的单位压力有所减小，减小的幅度虽不大，但压力分布的改善则比较明显。
（2）垫层材料如采用中、粗砂，由于这种材料透水性强，可以改善下卧软土层的排水条件，缩短软土层的固结时间，使软土层的强度在施工期得到一定程度的提高，从而增加了地基的稳定性。
但是正因为改善了软土层的排水条件，压密渗透坡降增加，超过软粘土起始坡降的压密区域加大，故沉降量也是比较大的。
砂石垫层换土法在220kV xx变电所地基处理中的应用工作体会xx 220kVxx变电所工程，其主控制楼为二层框架结构，柱下交叉条形基础，檐高9.5m，建筑面积835.5㎡。
根据设计文件要求，地基承载力标准值f k≥90kPa。
而岩土工程勘测报告表明：场区层①粉质粘土地基承载力特征值fa1=85kPa，压缩模量Es1-2,1=4.5MPa，不能满足设计地基承载力要求和沉降变形限值；层②粉质粘土地基承载力特征值fa2=200kPa，压缩模量Es1-2,2=7.0MPa，地质条件较好。
经过对多种地基处理技术方案进行分析比较，决定采用以层②粉质粘土作为下卧层、砂石垫层换土回填的方法。
1.天然地基地质条件该场区地形平坦，地势较低，自然地面高程：1.53～2.18m（1985国家高程基准），地下水位埋深：0.80～1.50m，自上而下各层土的性状分述如下：层①粉质粘土：厚度2.5～3.3m，呈黄灰色，等级中～重，湿～很湿，可塑～软塑，干强度中等，韧性中等，表层约0.5m为耕土；本层土层位较稳定，层厚小，为高压缩性、低承载力土层；压缩模量4.5 MPa，地基承载力特征值85kPa。
层②粉质粘土：厚度3.1～4.2m，呈黄灰色，等级中～重，稍湿，硬塑，干强度中等～高，韧性中等～高；本层土层位稳定，层厚较大，为中等压缩性、较高承载力土层；压缩模量7.0MPa，地基承载力特征值200kPa。
层③粉质粘土夹粉土：厚度1.2～2.6m，粉质粘土呈灰黄色，等级中～轻，很湿，可塑为主，干强度中等，韧性中等，岩性接近粉土；粉土呈褐黄色，很湿，稍密为主，颗粒组成中等均匀，干强度中等，韧性中等；本层土层位较稳定，层厚较小，为中等压缩性、中等偏高承载力土层；压缩模量9.5MPa，地基承载力特征值170kPa。
层④粉砂：厚度1.8～3.2m，呈灰黄色，饱和，稍密，成份以石英、长石为主，云母次之，颗粒组成中等均匀，具水平层理，夹薄层粉质粘土，局部岩性接近或为粉土；本层土层位稳定，层厚较小，为中等偏高压缩性、中等承载力土层；压缩模量6.0MPa，地基承载力特征值140kPa。
某高层建筑软土地基换土垫层处理技术实例作者：何文熙来源：《中国新技术新产品》2013年第12期摘要：本文对高层建筑的软土地基的处理作了研究，结合工程实例，着重阐述了换土垫层地基处理技术。
关键词：软土地基；换土垫层；处理技术中图分类号：TU75 文献标识码：A一、概述在广东省湛江市高层建筑的地基基础设计与施工时，常常遇到软土地基问题，软弱土强度低、渗透性差、灵敏度高，不能直接作为建筑物的地基，因此要求对软弱土地基进行处理。
本文介绍换土垫层地基处理技术。
二、换土垫层法换填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、高炉矿渣等强度较大、性能稳定和无侵蚀性的材料。
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是很大时，换填垫层法是一种较为经济、简单的软土地基浅层处理方法。
换填垫层法的处理深度常控制在3-5m 范围以内。
当然，若换填垫层太薄，则其作用不甚明显，因此处理深度也不应小于0.5m。
换填垫层法的作用如下。
1 提高浅层地基承载力。
因地基中的剪切破坏从基础底面开始，随应力的增大而向纵深发展，故以抗剪强度较高的砂或其他建筑材料置换基础下较弱的土层，可避免地基的破坏。
2 减少沉降量。
一般浅层地基的沉降量占总沉降量比例较大。
加以密实砂或其他填筑材料代替上层软弱土层，就可以减少这部分的沉降量。
3 加速软弱土层的排水固结。
砂垫层和砾石垫层等垫层材料透水性强，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，避免地基发生塑性破坏。
4 防止冻胀。
因为粗颗粒的垫层材料孔隙大，不易产生毛细管现象，防止冻胀。
5 消除膨胀土的胀缩作用。
三、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。
地层分为8层：①杂填土，覆盖厚度为1.3m；②黏土层，湿润，平均厚度为2.1m，承载力 k=100～200kPa；③粉质湿润黏土，平均厚度为3.95m，承载力为 k=80～200kPa；④圆砾层，圆砾成分以矿岩、石英岩为主，粒径为5～25mm，最大粒径达到70mm，其中含有15%的黏土及细砂填充物，平均厚度为3.65m，承载力为 k=200～300kPa；⑤粉质黏土，颜色为灰褐色且夹有粉砂、细砂及黏土，且平均厚度在8m左右，承载力 k=100～200kPa；⑥圆砾层夹细砂，平均厚度为2.6m，承载力 k=200～300kPa；⑦黏土层且夹有少量砾石，平均厚度为7.8m，⑧岩石层，地下水位3.8m。
换填垫层法第三讲地基处理技术---换填垫层法、预压法3.1? 换填垫层法3.1.1 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。
3.1.2 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。
3.1.3? 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。
(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。
