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。