换填厚度

换填厚度对提高地基承载力的定量分析发布日期：2015-07-09 来源：建材发展导向作者：吕梁浏览次数：1核心提示：地基是建筑工程项目的根基所在，是维持建筑物稳定性的关键，而换填厚度又对地基的承载力具有重要的影响。

因此，文章对换填厚度对提高地基承载力的定量分析进行了研究，以期能够为相关人士提供参考与借鉴。

对软弱地基土进行加固处理常用换填法，这种方法又称换填垫层法，就是先挖除基底下处理范围内的较弱土再分层换强度大、压缩性小、性能稳定的材料，并压实至要求的密实度，作为地基的持力层。

其作用是提高地基承载力，减小地基沉降量，加速土的排水固结，防止冻胀，消除土的胀缩和湿陷性。

这种方法适用范围广，常用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土及暗沟、古井等浅层处理，是一种既安全又经济的处理软弱地基的方法。

由于应用普遍，常常会有人问，换填法提高地基承载力不容置疑，问题是换填多厚，地基承载力能提高多少？它们之间有一种怎样的互动关系？能不能有一个较明确的回答。

这是一个很实际的问题，作者经过生产实践、试验、运用经验与理论分析相结合的方法进行了如下思考和研究。

首先我们先提出一个经验量值范围。

换填垫层厚度按实际经验，通常不应大于3m，否则工程量大，不经济，难施工。

如垫层太薄小于0.5m，则不显著，效果差。

一般换填垫层厚度应掌握在1～2m范围为宜。

软弱地基土的承载力特征值一般为fk=80～90kpa，在1～2m换填厚度前提下，处理后的地基承载力，根据不同的换填材料，也可提出一个经验值范围，天然砂砾石料地基承载力可达fk=200～300kpa；中砂、砾砂fk=150～200kpa。

但由于上述换填厚度与提高的地基承载力经验值范围都较大，运用起来不好操作和掌握，作者运用下述两种方法对换填厚度相对应提高的地基承载力值进行了细分和定量分析：第二，还可运用简便的应力在地基中的扩散原理进行框算。

我们设定一个作用力，作用在换填垫层上，通过力向地基中传递、扩散，逐渐减小，当作用力传到地基产生的地基附加应力随深度逐渐减小到与软弱土承载力特征值接近时，即σz≤fk，此深度就看做是换填土层厚度。

软基路堤换填轻质土厚度确定方法摘要：目前，我国的经济发展十分迅速，对工后沉降超过规范要求、稳定性不足的软基路堤，换填轻质土是一种快捷、可靠、经济、副作用小的处理方案。

现行规范缺少对换填厚度确定方法的规定，或规定方法存在不合理之处。

在分析换填轻质土厚度现有方法缺点的基础上，对有齐全监测资料的路堤提出了固结度法确定轻质土换填厚度，对缺少监测资料的路堤提出利用补充勘察资料确定换填厚度的计算沉降法，对稳定性不足的路堤提出反算强度法确定换填厚度。

最后，通过算例演示了换填轻质土厚度确定过程。

关键词：软基路堤；工后沉降；换填；泡沫轻质土；排水固结；复合地基引言为了更好地控制软土地基中高速公路的沉降量，公路在建设时需要不断优化设计方案和施工技艺。

软土地基一般由淤泥及淤泥质土等软弱土层组成，淤泥及淤泥质土具有高的压缩性、高含水率、低渗透性、低强度等特性。

这些特性是使路面产生过大沉降的主要因素。

施工时路面的沉降过大可导致路堤失稳以及路面开裂等工程现象。

在建设高速公路时往往要对软土地基进行处理，常用的地基处理方法有换填垫层法、轻质路堤法、振密挤密法、排水固结法、置换法、加筋法等。

1换填处置技术1.1软基开挖软土地基换填开挖前由测量员按照地面实际高程及设计高程，采用渐进开挖法进行开挖边线，然后按照路堑开挖边线确定坡顶截水沟位置，并确保在开挖路堑前完成坡顶截水沟施工，以防止降雨时发生坡面冲刷及路堑积水。

开挖前，详细检查、核对设计图表，如有疑问及时复测更改，并根据设计图纸确定出路线中桩、桩界及弃土堆等位置。

开挖位置确定后进行边坡放样，每挖一段距离确定出中线桩，并测定其标高及宽度，以控制路堑开挖面。

软基开挖时应保持开挖边坡稳定，不得对周边建筑物或构造物产生影响，同时需时刻注意路堑边坡的稳定性，如遇到险情应及时报告并处理。

1.2下层土工格栅铺设在回填至一定深度后，为保证回填路基整体性及安全性，应开始在回填碾压面上布设土工格栅。

地基与基础工程施工技术一、常用地基处理方法与施工地基处理就是为提高地基强度，改善其变形性质或渗透性质而采取的技术措施。

处理后的地基应满足建筑物地基承载力、变形和稳定性的要求。

常见的地基处理方式有换填地基、压实和夯实地基、复合地基、注浆加固、预压地基、微型加固等。

1.换填地基换填地基适用于浅层软弱土层或不均匀土层的地基处理。

按其回填的材料不同可分为素土、灰土地基，砂和砂石地基，粉煤灰地基等。

换填厚度由设计确定，一般宜为0.5～3m。

施工要求有：(1)素土、灰土地基：土料可采用黏土或砂质黏土，石灰采用新鲜的消石灰。

灰土体积配合比宜为2:8或3:7。

素土、灰土分层(200～300mm)回填夯实或压实。

(2)砂和砂石地基:宜选用碎石、卵石、角砾、圆砾、砾砂、粗砂、中砂或石屑应级配良好，不含植物残体、垃圾等杂质。

当使用粉细砂或石粉时，应掺入不少于总重30%的碎石或卵石。

砂和砂石地基采用砂或砂砾石(碎石)混合物，经分层夯(压)实。

(3)粉煤灰地基：应选用Ⅲ级以上的粉煤灰级，满足相关标准对腐蚀性和放射性的要求。

粉煤灰地基最上层宜覆盖士300～500mm。

(4)换填地基压实标准要求：换填材料为灰土、粉煤灰时，压实系数为＞0.95；其他材料时，压实系数为＞0.97。

(5)换填地基施工时，不得在柱基、墙角及承重窗间墙下接缝；上下两层的缝距不得小于500mm，接缝处应夯压密实；灰土应拌合均匀并应当日铺填夯压，灰土夯压密实后 3d内不得受水浸泡；粉煤灰垫层铺填后宜当天压实，每层验收后应及时铺填上层或封层，防止干燥后松散起尘污染，同时禁止车辆碾压通行。

2.夯实地基夯实地基可分为强夯和强夯置换处理地基。

强夯处理地基适用于碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基；强夯置换处理地基适用于高饱和度的粉土与软塑～流塑的黏性土等地基上对变形要求不严格的工程。

一般有效加固深度3～10m。

施工要求有：(1)强夯置换处理地基必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。

1.基础数据黄色填充区域为需输入的数据（其中会用到《路面工程》中的诺谟根据路面设计已知：路面设计弯沉为0.32mm ＝0.032cm ，结构层次为：7cm ，1000Mpa 中粒式沥青8cm ，800Mpa 粗粒式沥青36cm ，1300Mpa 水泥稳定碎石15cm ，200Mpa 级配碎石Eo=25Mpa现场取土作CBR 试验，得CBR= 1.2，根据JTJ014-97：土基回弹模量Eo=7.27CBR 0.823＝8.45Mpa因为8.45Mpa<Eo ＝25Mpa ,故该段土基应换填。

2.计算步骤①计算假设：按三层连续体系作为计算体系p ＝0.7Mpad ＝21.3cmδ＝10.65cm②确定上层厚度h 及回弹模量E1(将两层沥青砼换算为一层)h ＝7+8×(800/1000)1/2.4＝14.3cmE1=1000Mpa30Mpah 14.3cm, E1=1000Mpa 上层h236cm, E2o=1300Mpa 中层，经过换算h315cm, E3=200Mpa 厚度为H,回弹模h4cm, E4=30Mpa 量为E2Eo=8.45MPa 地基③计算理论弯沉系数αlF=A F (l R ×Eo/pd)0.38=1.47×[0.032×8.45/(0.7×21.3)]0.38＝0.320.32×1000/(0.7×21.3×0.32)＝ 6.71④换算中层厚度H /＝×+()换算模量E2=500Mpa E2o ＝1300Mpa由E2/E1=500/1000＝0.5h/δ＝14.3/10.65＝ 1.34查表5-12得：a ＝7.8由Eo/E2=8.45/500＝0.0169 h/δ＝ 1.34 查表5-12得：K1＝ 2.06则K2=αl/aK1＝ 6.71/7.8/2.06＝0.42查表5-12得：H/δ＝8.5则H=8.5δ＝90.5cm⑤计算换填厚度h4由中层厚度换算公式路槽底土基换填厚度计算书则路面结构层次为：(设回填材料回填模量为αl ＝l R ×E 1/(pdF)=0.1×可导出＝86cm3.因此，建议换填厚度为0.9m工程》中的诺谟图），其余自动计算。

软基路堤换填轻质土厚度确定方法摘要：目前，我国的经济发展十分迅速，对工后沉降超过规范要求、稳定性不足的软基路堤，换填轻质土是一种快捷、可靠、经济、副作用小的处理方案。

现行规范缺少对换填厚度确定方法的规定，或规定方法存在不合理之处。

在分析换填轻质土厚度现有方法缺点的基础上，对有齐全监测资料的路堤提出了固结度法确定轻质土换填厚度，对缺少监测资料的路堤提出利用补充勘察资料确定换填厚度的计算沉降法，对稳定性不足的路堤提出反算强度法确定换填厚度。

最后，通过算例演示了换填轻质土厚度确定过程。

关键词：软基路堤；工后沉降；换填；泡沫轻质土；排水固结；复合地基引言为了更好地控制软土地基中高速公路的沉降量，公路在建设时需要不断优化设计方案和施工技艺。

软土地基一般由淤泥及淤泥质土等软弱土层组成，淤泥及淤泥质土具有高的压缩性、高含水率、低渗透性、低强度等特性。

这些特性是使路面产生过大沉降的主要因素。

施工时路面的沉降过大可导致路堤失稳以及路面开裂等工程现象。

在建设高速公路时往往要对软土地基进行处理，常用的地基处理方法有换填垫层法、轻质路堤法、振密挤密法、排水固结法、置换法、加筋法等。

1换填处置技术1.1软基开挖软土地基换填开挖前由测量员按照地面实际高程及设计高程，采用渐进开挖法进行开挖边线，然后按照路堑开挖边线确定坡顶截水沟位置，并确保在开挖路堑前完成坡顶截水沟施工，以防止降雨时发生坡面冲刷及路堑积水。

开挖前，详细检查、核对设计图表，如有疑问及时复测更改，并根据设计图纸确定出路线中桩、桩界及弃土堆等位置。

开挖位置确定后进行边坡放样，每挖一段距离确定出中线桩，并测定其标高及宽度，以控制路堑开挖面。

软基开挖时应保持开挖边坡稳定，不得对周边建筑物或构造物产生影响，同时需时刻注意路堑边坡的稳定性，如遇到险情应及时报告并处理。

1.2下层土工格栅铺设在回填至一定深度后，为保证回填路基整体性及安全性，应开始在回填碾压面上布设土工格栅。

74Research papers研究论文1不同等级城市道路的荷载取值荷载取值及布置参照《城市桥梁设计规范》（CJJ11-2011）。

快速路为城-A 、B 级，主干路为城-A 级，次干路为为城-A 、B 级，支路为城-B 级；城-A 荷载为5轴加载，总重700KN ，城-B 荷载为3轴加载，总重300KN ；每组车轮横向中距1.8m ，车轮着地面积为0.6×0.25m 。

2常用城市道路路面结构主干路：5cm 厚细粒式沥青玛蹄脂碎石+8cm 厚粗粒式沥青混凝土+20cm 厚水泥稳定碎石+20cm 厚水泥稳定砂砾+30cm 厚级配碎石。

次干路：4cm 厚细粒式沥青混凝土+6cm 厚中粒式沥青混凝土+20cm 厚水泥稳定碎石+20cm 厚水泥稳定砂砾+30cm 厚级配碎石。

支路：4cm 厚细粒式沥青混凝土+5cm 厚中粒式沥青混凝土+15cm 厚水泥稳定碎石+15cm 厚水泥稳定砂砾+30cm 厚级配碎石。

3软弱下卧层验算公式根据《公路桥涵地基与基础设计规范》，垫层厚度应根据下卧土层的承载力确定，并应符合：城市道路路基换填深度的计算文｜汉中市城乡规划市政工程设计院 赵育军【摘要】换土垫层法在处理城市道路湿软路基时经常使用，它具有造价低、施工速度快、难度小、质量易于控制等优点，但相应的设计规范中对于换填厚度的计算均未提及，本文通过验算软弱下卧层计算湿软路基换填厚度，供大家在工程实践中使用。

【关键词】路基换填深度计算P ok +P gk ≤r R f a式中：P ok 为垫层底面处的附加压应力，P gk 为垫层底面处的自重压应力，r R 为地基承载力容许值抗力系数，f a 为垫层底面处地基的承载力容许值。

4验算路基软弱下卧层确定换填深度4.1荷载选取按照《城市桥梁设计规范》要求选取荷载，主干道选用城-A 荷载，最大轮载P=100KN ，次干道分别按照城-A 、城-B 荷载取值，最大轮载分别为P=100KN 和P=60KN ，支路按城-B 荷载的70%取值，最大轮载P=42KN 。

管底换填厚度管底换填是指利用沉管的原理，将管底中央填料替换，从而达到加固管道底部的目的。

管底换填厚度是指填料的厚度，它对管道底部的加固效果有着重要的影响。

管底换填是一种常见的基础加固方法，它可以有效地提高管道的承载能力和稳定性。

填料的厚度对管道的加固效果有着重要的影响，过大或是过小的填料厚度都会影响工程的稳定性和安全性。

首先，管底换填的厚度需要考虑到填料的力学性质和工程环境的影响。

填料的厚度过大，会增加填料的重量，从而增加管道底部的承载压力，可能导致管道发生沉陷或是破损。

填料的厚度过小，则无法达到预期的加固效果，不能提供足够的支撑力，同样会导致管道的失稳。

其次，填料的厚度还需根据管道的使用情况和周围土壤的承载能力进行合理设计。

在设计实施前，需要对地质条件进行详细的调查和分析，确定土壤的承载能力和抗沉降能力。

基于这些数据进行计算和评估，确定填料的厚度，保证填料能够有效地支撑和加固管道，并满足安全使用的要求。

此外，填料的厚度还需根据施工方法和资源情况进行考虑。

一般来说，填料的厚度越大可以提供的支撑力越强，但同时也会增加填料的消耗量和施工成本。

在实际工程中，需综合考虑资源的可获得性和成本，从经济和技术角度来确定填料的厚度。

在进行管底换填工程时，还需注意填料的选择和掺配。

填料除了具备良好的力学性能外，还需要具备较好的抗沉降性能和排水性能，以保证填料不会出现大幅度沉降或堵塞现象。

通常使用的填料有砂石、混凝土、灰渣等，根据工程要求和填料特性，进行合理的配比和选择。

总之，管底换填是一种常见的管道加固方法，填料的厚度对加固效果具有重要影响。

填料的厚度需要根据填料力学性质、工程环境、土壤承载能力、施工方法及资源情况等进行合理设计。

合理选择填料和掺配，保证填料的抗沉降性能和排水性能，以确保管道加固工程的稳定性和安全性。

块石换填控制标准
1、材料要求:片块石换填主要材料为片块石，石料最大粒径不得超过层厚的2/3，进场材料少部分超粒径的较大片块石，采用挖掘机或人工进行破解。

2、人员、设备配置:采用人工配合挖掘机及推土机进行片块石铺砌，20T以上的压路机进行碾压成型。

3、确定填料运输路线，专人指挥车辆，在铲运工作中，注意粗细料的均匀搭配，避免出现大粒径石料集中的现象。

4、换填片块石填筑:
(1)、换填片石总厚度为150cm，施工采用分层填筑(每层厚度为50cm)，分层压实。

当填筑料级配较差、粒径较大石块间隙较大时，可在每层表面空隙间填入石渣、石屑。

(2)、施工合理搭配人工配合挖掘机及推土机铺砌施工，铺砌时，石料大面朝下，用小粒径石料填充空隙，超大粒径石料人工采用施工锤进行解小。

(3)、为保证石料运输车辆能够进入施工现场，此段软基换填。

根据石料粒径大小及组成采用相应的摊铺方法:下层大粒径石料人工配合机械采用渐进式摊铺法铺筑，上面层细料含量较多的石料采取后退法铺料。