地基处理换土垫层法

人工地基处理方式之换土垫层法
当建筑物基础下的持力层相当软弱、不能不能满足上部荷载对地
基的要求时，常选用换土垫层法来处理软弱土地基，即将基础下一定
一定深度内的土层挖去，然后回填以强度较高的砂、碎石或灰土等，
并夯至密实。

实践证明：换土垫层可以有效地处理某些荷载不大的建筑物地基
问题。

归为换土垫层按其回填的材料可分为砂垫层、碎石垫层、灰土垫
层等。

垫层的主要作用：
1)提高地基承载力;
2)减少沉降量;
3)加速软弱土层的排水固结;
4)防止冻胀;
5)消除膨胀丁桂的胀缩作用。

换填法适用于浅层地基检视处理，包括淤泥、淤泥质土、松散素
填土、杂填土等。

一般而言换填法还适用于一些地域性特殊土的处理，例如在西安地区西安地区可消除粘土的湿陷性，用于山区地基可处理
岩面倾斜、破碎、高低差，软硬不匀以及岩溶等，用于用于描述季节
性冻土钢架可消除冻胀力和防止冻胀损坏等。

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。

地基处理中换土垫层法的应用摘要: 根据工程实例，介绍了软弱地基处理的换土垫层法的实际设计应用情况。

关键词：地基处理,换土垫层法,前言在进行建筑物的基础处理设计时，时常会碰到软弱地基问题。

下面根据自己的一些工作实践经验，谈一下软弱地基如何处理和换土垫层法在万科棠越一期一号泵站机房基础设计中的应用情况。

由于换填法施工工艺简单、工期短、成本低、处理效果显著,在地基处理中被广泛采用,所以掌握该方法的设计计算过程就很重要了。

下面比较详细地阐述了换土垫层法的设计计算过程并以具体的实例来说明。

1设计计算内容1.1垫层厚度的确定垫层厚度z应根据垫层底面下卧软弱土层的承载力来确定,即要求作用在垫层底面出土的自重压力与附加压力之和不大于下卧软弱土层的地基承载力,应满足下式要求:Pz+Pcz≤faz (1)其中,Pz相应于荷载效应标准组合时,垫层底面处的附加压力,kPa;P Pcz为垫层底面处的自重压力,kPa; faz为垫层底面处经深度修正后的下卧土层地基承载力特征值,kPa。

垫层底面处的附加压力Pz,除了可用弹性理论的土中应力公式进行计算外,还可按压力扩散角的方法进行简化计算:条形基础:（2）矩形基础:（3）其中,b为矩形基础或条形基础底面的宽度,m;L为矩形基础底面的长度,m;Pk 相应于荷载标准组合时的基础底面压力,kPa;Pc为基础底面处土的自重压力,kPa;z为基础底面下垫层的厚度,m;θ为垫层的压力扩散角,宜按试验确定,当无试验资料时,可按表1确定。

1.2垫层宽度的确定确定垫层宽度时,应满足基础底面压力扩散的要求,同时还应考虑到垫层应有足够的宽度及垫层侧面土的强度条件,以防止垫层材料向侧边挤出而增加垫层的竖向变形量。

垫层的宽度可按下式压力扩散角的方法进行计算,或根据当地经验确定:b′≥b+2ztanθ（4）其中,b′为垫层底面宽度,m;θ为垫层压力扩散角,可按表1采用,但当z/b≥0.25时,仍按z/b=0.25取值。

换土垫层法在地基处理中作用简析一、换土垫层法的作用换土垫层法是全部或部分将基础下一定程度范围内的软弱土层进行挖除，然后对砂、碎石、灰土、素土、高炉矿渣、粉煤灰等较大强度、稳定性能及无侵蚀性的材料进行分层回填并夯实。

当软弱地基的承载力和变形无法与建筑物要求相满足且软弱土层的厚度又相对较小时，换土垫层法则作为一种经济、简单的软土地基浅层处理方法进行应用。

通常情况下，换土垫层法的处理深度应保持在3～5m范围内。

然而，若存在较薄的换土垫层时，则会有不太明显的作用，所以，控制处理深度，使其控制在0.5m以上即可。

换土垫层法的作用主要包括以下几点：1.浅层地基承载力的提升。

由于地基中的剪切破坏是从基础底面开始的，随着应力的增大而向纵深方向发展，因此可对较高抗剪强度的砂或其他建筑材料对基础下软弱的土层进行置换，可将地基破坏现象得到避免。

2.沉降量的减少。

通常情况下，在总沉降中浅层地基的沉降量占据较大比重。

结合密实砂或其他填筑材料对上层软弱土层进行替代，可使这部分的沉降量减少。

3.软弱土层排水固结的加速。

砂垫层和历史垫层等垫层材料有较强的透水性存在。

当软弱土层受压后，垫层可作为良好的排水面得到应用，使基础下面的孔隙水压力快速消散，使垫层相爱软弱土层的固结和强度的提升速度加快，进一步将地基的塑性破坏现象得到避免。

4.冻胀的防治。

由于粗颗粒垫层材料存在较大孔隙，不宜有毛细管现象产生，因此应将冻胀现象得到防治。

5.膨胀土胀缩作用的消除。

二、换土垫层法的应用将软弱土层作为建筑物地基进行直接运用时，一般应与以下要求相结合实施设计：当软弱土层为淤泥和淤泥质土时，应充分利用上覆较好的土层，使其作为持力层进行应用。

若软弱土层为建筑淤泥、填充土及性能稳定的工业废料，且有一定的密实性和均匀性存在时，即可进行使用，使其发挥持力层的作用。

当有较多有机质含量的生活垃圾和对基础造成侵蚀性破坏的工业废料等杂填土存在时，未通过处理的前提下，禁止对其进行应用。

换土垫层法一、换土垫层的概念：当软弱土地基的承载力和变形满足不了建筑物的要求，而软土层的厚度又不很大时，将基础底面下处理范围内的软弱土层部分或全部挖去，然后分层换填强度较大的砂（碎石、灰土、高炉干渣、粉煤灰）或其它性能稳定、无侵蚀性的材料，并夯压（振实）至要求的密实度为止，这种地基处理方法称为换土垫层法二、换土垫层适用条件：换土垫层法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等地等地基土的浅层处理．常用于轻型建筑、地砰、堆料场和道路工程等地基处理工程中。

三．换土垫层的作用是：（1）提高地基承载力，并通过垫层的应力扩散作用，减少垫层下．天然土层所承受的压力。

从而使地基强度满足要求；（2）垫层置换了软弱土层，从而可减少地基的变形量；（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。

四．换土垫层的设计1、砂垫层厚度的确定砂垫层的厚度一般是根据砂垫层底部软土层的承载力来确定的，即作用在垫层底面处土的附加应力与自重应力之和，不大于软弱层的承载力设计值，如图2－1所示，并符合下式要求：式中p z—垫层底面处的附加应力设计值（kPa）；p cz—垫层底面处土的自重应力标准值（kPa）；f z—经深度和宽度修正后垫层底面处土层的基承载力设计值（kPa）。

图2－1垫层内应力分布砂垫层底面处的附加应力，除了可以采用弹性理论的土中应力公式求得外，也可按应力扩散角θ进行简化计算：条形基础：（2－2）矩形基础：（2－3）式中b—矩形基础或条形基础底面的宽度（m）；l—矩形基础底面的长度（m）；P—基础底面压力的设计值（kPa）；Pc—基础底面处土的自重应力标准值（kPa）；Z—基础底面下垫层的厚度（m）；θ—垫层的应力扩散角（0）。

各种换填材料的应力扩散角θ值见表（2－1）。

表2－1压力扩散角θ（0）注；当z／b<0.25时，除灰土取θ=30°外，其余材料均取θ=0o；当0.25<÷<0.5时，θ值可内插求得。

地基处理换土垫层法强夯地基处理是土地开发工程中必不可少的环节。

在工程中，为了保证建筑物的稳定性和安全性，需要对地基进行处理。

在现代工程中，采用土壤加筋、灌浆加固、压缩机挤土等方式进行地基处理，其中强夯是常见的一种方法。

强夯介绍强夯是将压缩机夯击垫层材料时，由于振动机构的振动产生的冲击。

夯击的频率通常为2-6次/秒，冲击能量在1000-3000 泄。

在夯击作用下，垫层材料之间的空气被排除并形成密实的结构，从而使其承载能力显著提高。

换土垫层法换土垫层法是在地基处理前，将原有薄弱土层削去一部分，然后添上夯实的新土。

这样可以降低地基软弱程度，提高承载力，进一步确保建筑物的安全性。

垫层材料的选用非常关键，要求它具有一定的粒径大小、孔隙率和水分含量，这些条件最终影响了地基的承载能力和稳定性。

另外，可以选择不同种类的垫层材料进行换土垫层，如黄土、砂土、石粉等。

强夯换土垫层法处理的步骤步骤一：选址测量在地基处理之前，需要进行选址测量，确定建筑物的基准高度和地基处理后地面高度，以便更好地安排施工。

步骤二：去除原有薄弱土层在地基处理前，需要去除一定厚度的原有薄弱土层。

一般来说，原有薄弱土层必须全部清除，并将地面开挖至密实结构的夯实土面层。

步骤三：夯实新土在去除一定厚度的原有薄弱土层后，需要添加新土进行夯实。

夯实新土时，需要注意新土的配合比、厚度、夯实程度等因素。

夯实完毕后，需要测量夯实土的路面高度，确保与选址测量结果一致。

步骤四：检查验收检查验收是地基处理换土垫层过程中非常重要的一步。

验收内容包含了新土厚度、压实度、平整度、坡度、路面标高及边坡等。

确保验收合格后方可进行下一步的施工工作。

注意事项在地基处理强夯换土垫层法工作中，需要注意以下几点：1.在现场施工前需要对施工区域进行勘察，确定疏松土厚度等信息；2.采用合适的垫层材料，保证其具有一定的密实性和承载力；3.夯实新土时需要严格控制夯锤的高度，以免损坏夯实新土；4.施工进度和施工效率需要人员配合，以保证施工进度。

常用的人工地基处理方法HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】常用的人工地基处理方法常用的人工地基处理方法有换土垫层法、重锤表层夯实、强夯、振冲、砂桩挤密、深层搅拌、堆载预压、化学加固等方法。

(1)换土垫层法1)灰土垫层：适用于地下水位较低，基槽经常处于较干燥状态下的一般粘性土地基的加固。

2)砂垫层和砂石垫层：砂垫层和砂石垫层是将基础下面一定厚度软弱土层挖除，然后用强度较高的砂或碎石等回填，并经分层夯实至密实，作为地基的持力层，以起到提高地基承载力、减少沉降、加速软弱土层排水固结、防止冻胀和消除膨胀土的胀缩等作用。

(2)夯实地基法1)重锤夯实法：适用于处理高于地下水位0.8m以上稍湿的粘性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土和分层填土地基的加固处理。

2)强夯法：适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粘性土、粉土、湿陷性黄土及填土地基等的深层加固。

(3)挤密桩施工法1)灰土挤密桩：适用于处理地下水位以上、天然含水量12％～25％、厚度5～15m的素填土、杂填土、湿陷性黄土以及含水率较大的软弱地基等。

2)砂石桩：砂桩和砂石桩统称砂石桩，适用于挤密松散砂土、素填土和杂填土等地基，起到挤密周围土层、增加地基承载力的作用。

3)水泥粉煤灰碎石桩：水泥粉煤灰碎石桩是近年发展起来的处理软弱地基的一种新方法。

(4)深层密实法1)振冲法：振冲桩适用于加固松散的砂土地基。

2)深层搅拌法：深层搅拌法适于加固较深、较厚的淤泥、淤泥质土、粉土和承载力不大于0.12 MPa的饱和粘土和软粘土、沼泽地带的泥炭土等地基。

(5)预压法——砂井堆载预压法适用于处理深厚软土和冲填土地基，多用于处理机场跑道、水工结构、道路、路堤、码头、岸坡等工程地基，对于泥炭等有机质沉积地基则不适用。

人工地基的加固方法机械碾压法：适用对象：大面积填土地基方法提示：采用平碾、羊足碾、振动碾等方法压实地基土。

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。