地基处理换填法共23页文档

地基处理之换填地基灰土地基灰土地基是将基础底面下要求范围内的软弱土层挖去，用一定比例的石灰与土，在最优含水量情况下，充分拌合，分层回填夯实或压实而成。

灰土地基具有一定的强度、水稳性和抗渗性，施工工艺简单，费用较低，是一种应用广泛、经济、实用的地基加固方法。

适于加固深1〜4m厚的软弱土、湿陷性黄土、杂填土等，还可用作结构的辅助防渗层。

1.材料要求(1)土料采用就地挖出的粘性土及塑性指数大于4的粉土，土内有机质含量不得超过5%。

土料应过筛，其颗粒不应大于15mm。

12)石灰应用III级以上新鲜的块灰，含氧化钙、氧化镁愈高愈好，使用前1〜2d消解并过筛，其颗粒不得大于5mm,且不应夹有未熟化的生石灰块粒及其他杂质，也不得含有过多的水分。

2.施工工艺方法要点(1)对基槽(坑)应先验槽，消除松土，并打两遍底夯，要求平整干净。

如有积水、淤泥应晾干；局部有软弱土层或孔洞，应及时挖除后用灰土分层回填夯实。

(2)灰土配合比应符合设计规定，一般用3：7或2：8 (石灰：土，体积比)。

多用人工翻拌，不少于3遍，使达到均匀，颜色一致，并适当控制含水量，现场以手握成团，两指轻捏即散为宜，一般最优含水量为14%〜18%；如含水分过多或过少时，应稍晾干或洒水湿润，如有球闭应打碎，要求随拌随用。

(3)铺灰应分段分层夯筑，每层虚铺厚度可参见表7-1,夯实机具可根据工程大小和现场机具条件用人力或机械夯打或碾压，遍数按设计要求的干密度由试夯(或碾压)确定，一般不少于4遍。

灰土最大虚铺厚度表7-1（4）灰土分段施工时，不得在墙角、柱基及承重窗间墙下接缝，上下两层的接缝距离不得小于500mm，接缝处应夯压密实，并作成直槎。

当灰土地基高度不同时，应做成阶梯形，每阶宽不少于500mm；对作辅助防渗层的灰土，应将地下水位以下结构包围，并处理好接缝，同时注意接缝质量，每层虚土从留缝处往前延伸500mm，夯实时应夯过接缝300mm以上；接缝时，用铁锹在留缝处垂直切齐，再铺下段夯实。

地基处理-换填法换填法原理及适用范围换填法就是将基础底面以下不太深的一定范围内的软弱土层挖去，然后以质地坚硬、强度较高、性能稳定、具有抗侵蚀性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、矿渣等材料分层充填，并同时以人工或机械方法分层压、夯、振动，使之达到要求的密实度，成为良好的人工地基。

换土垫层与原土相比，具有承载力高、刚度大、变形小等优点。

按换填材料的不同，将垫层分为砂垫层、砂卵石垫层、碎石垫层、灰土或素土垫层、煤渣垫层、矿渣垫层以及用其它性能稳定、无侵蚀性的材料做的垫层等。

换填法适用于浅层地基处理，包括淤泥、淤泥质土、松散素填土、杂填土、已完成自重固结的吹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。

换填法还适用于一些地域性特殊土的处理，用于膨胀土地基可消除地基土的胀缩作用，用于湿陷性黄土地基可消除黄土的湿陷性，用于山区地基可用于处理岩面倾斜、破碎、高低差，软硬不匀以及岩溶等，用于季节性冻土地基可消除冻胀力和防止冻胀损坏等。

3.4 垫层的设计垫层的设计主要是确定以下四个参数：1、垫层的厚度2 、垫层的宽度3 、承载力4 、沉降1、垫层厚度的确定垫层的厚度一般根据垫层底面处土的自重应力与附加应力之和不大于同一标高处软弱土层的容许承载力。

具体计算时，一般是先初步拟定的一垫层厚度，再验算，直到满足要求为止。

垫层厚度一般不宜大于3m，也不宜小于0.5m。

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，还应根据当地的经验综合考虑。

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。

垫层宽度的取值，可按两种方法计算：一种是扩散角法；另一种是按垫层侧面土的地基承载力设计值确定垫层的宽度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。

换填法地基处理换填法地基处理是一项地基加固技术，用于解决地基可能出现的稳定性问题。

换填法是一种加固地基的方法，其中包括分层改善地基质量，以及在改善后的地基上安装夹层材料的过程。

此外，换填法地基处理还可以用来改善质量不佳或具有屈服应力的土壤。

换填法地基处理的原理是通过在地基上填入合适的材料来改善质量，这些材料可以是砂、砾石、颗粒或其他类型的材料，以达到改善地基性能的目的。

由于填入材料的性质和大小不同，因此可选用不同的改善方法。

例如，在沥青、混凝土地基上填入细砂质合适的材料，可以改善地基的稳定性和抗滑性能；而在砂土地基上填入碎石和颗粒粒度合适的材料，可以改善地基的抗滑性能和抗裂性能。

换填法地基处理通常需要完成几个步骤，主要包括清理、填实、检验、固定等。

首先，需要将地基的表面清理干净，清理时分层清理，以避免混入杂物。

在清理之后，需要将填料进行筛选，使用筛子将不同粒径的填料分类，把不符合要求的填料挑选出去。

在填实过程中，先将细砂填入地基，在细砂满足要求的情况下，再填入碎石、石粉或其他颗粒粒径的填料。

填实完成后，地基会进行检验，检查地基的抗滑性能、抗裂性能等。

最后，在检验完成后，需要用混凝土或其他固定材料将地基和填料固定起来，以防止地基发生歪曲、变形等情况。

换填法地基处理具有很多优点，其中包括：可以改善地基质量，有助于提高地基的稳定性和抗滑能力；填入材料粒径可以根据需要进行调整，以便于达到最佳效果；可以在改善后的地基上安装夹层材料；最后，这种技术也可以提高工程成本效益，更实惠、更环保。

总之，换填法地基处理是一种有效的地基改善技术，能够分层改善地基质量，以及在改善后的地基上安装夹层材料，有助于改善地基的稳定性、抗滑性能以及抗裂性能。

换填法地基处理的优点，使其广泛应用于建设、工程项目中，为后续施工中地基稳定性的提升，作出了重要的贡献。

4.2地基处理技术4.2.1换填法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很大时将基础底面以下处理范围内的软弱土层的部分或全部挖去，然后分层换填强度较大的砂（碎石、素土、灰土、高炉干渣、粉煤灰）或其它性能稳定、无侵蚀性等材料，并压（夯、振）实至要求的密实度为止，这种地基处理的方法称为换填法.它还包括低洼地域筑高（平整场地）或堆填筑高（道路路基）。

机械碾压、重锤夯实、平板振动可作为压（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。

《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)中规定：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、暗塘等的浅层处理。

虽然不同材料的垫层，其应力分布稍有差异，但从试验结果分析其极限承载力还是比较接近的；通过沉降观测资料发现，不同材料垫层的特点基本相似，故可将各种材料的垫层设计都近似的按砂垫层的计算方法进行计算。

但对湿陷性黄土、膨胀土、季节性冻土等某些特殊土采用换土垫层处理时，因其主要处理目的是为了消除地基土的湿陷性、膨胀性和冻胀性，所以在设计时需考虑的解决问题的关键也应有所不同。

1、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，如还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”，这就是土的压实机理。

在工程实践中，对垫层的碾压质量的检验，要求能获得填土的最大干密度 d max,其10最大干密度可用室内击实试验确定。

地基换填垫层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强度和变形的要求时，常采用换填法进行地基处理。

一般情况下是先将基础下一定范围内承载力低的软弱土层挖去，然后回填强度较大的砂、碎石或灰土等，并夯至密实。

主要有以下几种处理方法：（1）挖：就是挖去表面的软土层，将基础埋置在承载力较大的基岩或坚硬的土层上。

此种方法主要用于软土层不厚，上部结构的荷载不大的情况。

（2）填：当软土层很厚，而又需要大面积进行加固处理，则可在原有的软土层上直接回填一定厚度的好土或砂石、矿石等。

（3）换：就是将挖与填相结合，即换土垫层法。

施工时先将基础下一定范围内的软土挖去，而用人工填筑的垫层作为持力层，按其回填的材料不同可分为砂垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层等。

换填法适用于淤泥、淤泥质土、膨胀土、冻胀土、素填土、杂填土及暗沟、暗塘、古井、古墓或拆除旧基础后的坑穴等的地基处理。

换土垫层的处理深度应根据建筑物的要求，由基坑开挖的可能性等因素综合决定，一般多用于上部荷载不大，基础埋深较浅的多层民用建筑的地基处理工程中，开挖深度不超过3 m。

一、砂和砂石地基砂和砂石地基是采用级配良好、质地坚硬的中粗砂和碎石、卵石等，经分层夯实，作为基础的持力层，提高基础下地基强度，降低地基的压应力，减少沉降量，加速软土层的排水固结作用。

砂石垫层应用范围广泛，施工工艺简单，用机械和人工都可以使地基密实，工期短、造价低；适用于 3.0 m 以内的软弱、透水性强的黏性土地基，不适用加固湿陷性黄土和不透水的黏性土地基。

1.材料要求砂和砂石地基材料，宜采用颗粒级配良好、质地坚硬的中砂、粗砂、石屑和碎石、卵石等，含泥量不宜超过5%，且不含植物残体、垃圾等杂质。

若用作排水固结地基的，含泥量不宜超过3%；在缺少中粗砂的地区，若用细砂或石屑，因其不容易压实，而强度也不高，因此在用作换填材料时，应掺入粒径不超过50 mm，不少于总重30%的碎石或卵石并拌和均匀。

地基处理技术换填垫层法(1)换填垫层法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。

(2) 垫层材料的选择:1)砂石。

宜选用碎石、卵石、角砾、圆砾、砾砂、粗砂、中砂或石屑(粒径小于2mm 的部分不应超过总重的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 的部分不超过总重的9%) 时应掺入不少于总重30%的碎石或卵石。

砂石的最大粒径不宜大于50mm 。

对温陷性黄土地基，不得选用砂石等透水材料。

2) 粉质秸土。

土料中有机质含量不得超过5 % ，亦不得含有冻土或膨胀土。

当含有碎石时，其粒径不宜大于50mm 。

用于湿陷性黄士或膨胀土地基的粉质勃士垫层，土料中不得夹有砖、瓦和石块。

3) 灰土。

体积配合比宜为2 : 8 或3 : 7 。

土料宜用粉质蒙古土，不宜使用块状勃土和砂质粉士，不得含有松软杂质，并应过筛，其颗粒不得大于15mm。

石灰宜用新鲜的消石灰，其颗粒不得大于5mm 。

4）可用于道路、堆场和小型建筑，构筑物等的换填垫层。

粉煤灰垫层上宜覆土O. 3----0. 5mo 粉煤灰垫层中采用掺加剂时，建筑物垫层的粉煤灰应符合有关放射性安全标准的要求。

粉煤灰垫层中的金属构件、管网宜采取适当防腐措施。

大量填筑粉煤灰时应考虑对地下水和土壤的环境影响。

5)矿渣。

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l1kN/时，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。

6) 其他工业废渣。

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。