换土垫层法地基处理质量标准

4.1 浅层处理浅层处理方法主要有垫层法（包括换土垫层、换土加筋垫层、加筋碎石垫层等）、抛石挤淤法等，换土垫层一般不适用于垫层下地基持力层土的压缩模量低于2.5MPa的地基。

4.1.2 垫层法一、换土（加筋）垫层法采用换土垫层法或换土加筋垫层法处理软基时，垫层厚度一般不小于500mm且不超过3.0m，并应与其它处理方法进行经济比较后再做优选。

换土加筋垫层处理软基横断面图换土加筋垫层法的加筋材料宜选用抗拉强度高、受力时伸长率不大于4％～5％、耐久性好、抗腐蚀的土工格栅，当垫层厚度小于1.0m时，在底部或1/2厚度处铺设一层加筋土工格栅，当厚度大于1.0m时每0.5m铺设一层加筋土工格栅。

也可根据工程实际情况选用其它土工合成材料如土工布等。

垫层的作用：1、提高地基承载力2、减少沉降量3、加速排水固结4、阻隔毛细水上升5、垫层中加铺土工合成材料，利用土颗粒或碎石位移与拉筋产生摩擦力，使土与加筋材料形成整体，可使上部荷载均匀分散到地基中（应力扩散）。

当地基可能出现塑性剪切破坏时，土工合成材料将起到阻止破坏面形成或减小破坏发展范围的作用，从而达到提高地基承载力的目的。

此外，土工合成材料与垫层土之间的相互磨擦将限制地基土的侧向变形，从而增加地基的稳定性。

垫层底部加筋——筋体与垫层一侧摩擦垫层中部加筋——筋体与垫层两侧摩擦标准图集中将加筋材料放在了垫层的中部垫层的厚度确定：垫层的厚度一般根据垫层底面处土的自重应力和附加应力之和不大于同一标高处软弱土层的容许承载力，其表达式如下：pz+pcz ≤ƒz式中：ƒz ——垫层底面处土层的地基承载力(kPa)；pcz ——垫层底面处土的自重压力(kPa)；pz ——垫层底面处土的附加压力(kPa)。

一般是先根据初步拟定的垫层厚度，再用（1）复核。

垫层厚度一般不宜大于3m ，太厚施工困难，太薄（<0.5m ）则换土垫层的作用不大。

垫层的宽度应满足道路路基基础底面应力扩散的要求，可按下式计算或根据当地经验确定。

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。

地基的质量将影响整个建筑物的整体稳定,为此在施工过程中对地基的处理将是至关重要的,然而我们为了节约工程投入,在地基处理中,常采用这古老而又简单的经济方法之一的换土垫层作人工地基。

换土垫层加固地基,简称换填法,就是将基础底面下一定范围内的软弱土层挖除,换填以无侵蚀性的压缩性较低的材料,经过分层夯实至要求的密实度为止,使其满足结构对地基强度和稳定性要求。

通过垫层应力的扩散作用,可减少垫层下天然土层所承受的压力,并可降低地基的沉降量。

另外,下卧层软弱土层中的水分,也可以部分地通过垫层排出,从而能加速软土的固结。

换填材料可用砂、碎(卵)石、砂砾石、灰土、素土等,也可用二灰(石灰、粉煤灰)、炉渣、矿渣以及其它性能稳定无侵蚀性的材料。

因此,它具有可就地取材、材料易得、不需复杂的施工机具设备、施工简便、能缩短工期、降低造价等优点。

但这类地基处理方法,在大面积上使用时,一般挖填工程量较大,较为费工费时。

大多仅用于建筑物荷载不大,土层为淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基以及暗沟、暗塘等作小面积浅层处理。

垫层种类的选择要根据建筑体型、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进行综合分析,据此进行换填垫层的设计,选择换填材料和夯压施工方法。

换垫材料的选用应尽可能就地取材,选用廉价材料、工业废料,以节省资金。

对地基强度要求不高(1兆帕以内)并有一定防渗要求的,宜选用3∶7或2∶8灰土垫层;对地基强度要求较高,压缩性要求较低的,宜采用砂或碎石、砂砾石垫层;在冶金工厂,可采用炼铁、炼钢、炼铜等废矿渣破碎后作垫层材料。

对地基强度要求不高的,也可采用粉煤灰土或炉渣垫层。

至于素土垫层由于其施工质量的均匀性(压实系数和含水率)难以控制,压缩性相对比以上垫层大,一般应用较少,仅限于作一般地坪垫层使用。

垫层厚度应根据下卧层的承载力确定,一般应使垫层底面处的附加压力与该处土的自重压力之和小于垫层底面处土层的地基承载力,厚度一般宜在2米以内,最大不大于3米。

换土垫层地基处理法的设计与应用【摘要】：换土垫层法是工程地基处理中诸多方法中重要的方法之一，本文结合贵州地区红粘土特殊工程性质及其设计施工要点，对换土垫层地基处理法进行了系统的总结与探讨。

【关键词】：地基处理换土垫层法红粘土1.引言近年来许多工程在软弱土地基上兴建，由于软弱土强度低、渗透性小、灵敏度高，不能直接作为构造物的地基，因此需要对构造物的地基进行处理。

换土垫层地基处理法是将构造物基础下一定范围内的软弱土层挖除，然后回填以强度较大的砂、碎石或其它工业废渣等，夯至密实并达到构造物所需的地基承载力要求，因此在工程界中得到广泛的应用。

2.应用介绍换土垫层法适用于浅层软弱土层或不均匀土层的地基处理。

当软弱土层较薄时，可以全部置换处理，当软弱土层较厚时，可经过计算确定垫层的厚度与宽度。

通常换土垫层法的处理深度控制在3m以内(灰土1～4m)较为经济合理，太厚(>3m)施工较为困难,太薄(<0.5m)则换填垫层的作用不显著。

当建筑物范围内局部存在松填土、暗沟、暗塘等不均匀地基时宜采用换土垫层法，在这种局部换填处理中应遵守保持建筑地基变形均匀的基本原则。

3.设计要点换土垫层地基处理法设计的主要内容是确定垫层材料、垫层的合理深度与宽度。

根据构造物对地基承载力以及稳定性的要求，换土垫层既要求有足够的厚度，防止垫层下的软弱土层被剪切破坏，又需要有足够的宽度防止垫层向两侧挤动。

3.1垫层材料确定根据换填材料的不同，将垫层分为砂石（砂砾、碎卵石）垫层，土垫层（素土、灰土、二灰土），粉煤灰垫层，矿渣垫层，加筋砂石垫层等。

应当根据现场的工程地质情况，合理选择垫层材料。

3.2垫层厚度确定垫层的厚度应根据软弱土层的深度或下卧土层的承载力确定，应该符合下下式要求：（1）式中：－相应于作用的标准组合时，垫层底面处的附加压力值（kPa）－垫层底面处土的自重压力值（kPa）－垫层底面处经深度修正后的地基承载力特征值（kPa）3.3垫层宽度确定垫层底面的宽度应满足基础底面应力扩散的要求，按照下式确定：（4）式中：－垫层底面的宽度（m）θ－垫层材料的压力扩散角垫层顶面每边超出基础底边缘不应小于300mm，且从垫层底面两侧向上，按当地基坑开挖的经验及要求放坡。