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换填垫层法一般规定换填垫层法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理应根据建筑体型结构特点荷载性质岩土工程条件施工机械设备及填料性质和来源等进行综合分析进行换填垫层的设计和选择施工方法设计垫层的厚度应根据需置换软弱土的深度或下卧土层的承载力确定并符合下式要求式中相应于荷载效应标准组合时垫层底面处的附加压力值垫层底面处土的自重压力值垫层底面处经深度修正后的地基承载力特征值垫层底面处的附加压力值可分别按和式计算矩形基础式中矩形基础或条形基础底面的宽度矩形基础底面的长度----------------------- Page 15-----------------------相应于荷载效应标准组合时基础底面处的平均压力值基础底面处土的自重压力值基础底面下垫层的厚度垫层的压力扩散角宜通过试验确定当无试验资料时可按表采用表压力扩散角换填材料中砂粗砂砾砂圆砾角粉质粘土灰土砾石屑卵石碎石矿渣粉煤灰注当除灰土取外其余材料均取必要时宜由试当时值可内插求得换填垫层的厚度不宜小于也不宜大于垫层底面的宽度应满足基础底面应力扩散的要求可按下式确定式中垫层底面宽度压力扩散角可按表采用当时仍按表中取值整片垫层底面的宽度可根据施工的要求适当加宽垫层顶面宽度可从垫层底面两侧向上按基坑开挖期间保持边坡稳定的当地经验放坡确定垫层顶面每边超出基础底边不宜小于垫层的承载力宜通过现场载荷试验确定并应进行下卧层承载力的验算对于垫层下存在软弱下卧层的建筑在进行地基变形计算时应考虑邻近基础对软弱下卧层顶面应力叠加的影响当超出----------------------- Page 16-----------------------原地面标高的垫层或换填材料的重度高于天然土层重度时宜早换填并应考虑其附加的荷载对建筑及邻近建筑的影响层在满足本规范第条第条和第条的条件下垫层地基的变形可仅考虑其下卧层的变形对沉降要求严的或垫层厚的建筑应计算垫层自身的变形垫层下卧层的变形量可按现行国家标准建筑地基基础设计规范的有关规定计算垫层可选用下列材料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的部分不应超过总重的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的部分不超过总重的时应掺入不少于总重的碎石或卵石砂石的最大粒径不宜大于对湿陷性黄土地基不得选用砂石等透水材料粉质粘土土料中有机质含量不得超过亦不得含有冻土或膨胀土当含有碎石时其粒径不宜大于用于湿陷性黄土或膨胀土地基的粉质粘土垫层土料中不得夹有砖瓦和石块灰土体积配合比宜为或土料宜用粉质粘土不宜使用块状粘土和砂质粉土不得含有松软杂质并应过筛其颗粒不得大于石灰宜用新鲜的消石灰其颗粒不得大于填垫层粉煤灰垫层上宜覆土粉煤灰垫层中采用掺加剂时应通过试验确定其性能及适用条件作为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矿渣垫层使用的矿渣是指高炉重矿渣可分为分级矿----------------------- Page 17-----------------------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有机质及含泥总量不超过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被选用工业废渣的粒径级配和施工工艺等应通过试验确定土工合成材料由分层铺设的土工合成材料与地基土构成加筋垫层所用土工合成材料的品种与性能及填料的土类应根用技术规范的要求通过设计并进行现场试验后确定作为加筋的土工合成材料应采用抗拉强度较高受力时伸长率不大于耐久性好抗腐蚀的土工格栅土工格室土工垫或土工织物等土工合成材料垫层填料宜用碎石角砾砾砂粗砂中砂或粉质粘土等材料当工程要求垫层具有排水功能时垫层材料应具有良好的透水性在软土地基上使用加筋垫层时应保证建筑稳定并满足允许变形的要求垫层的压实标准可按表选用表各种垫层的压实标准施工方法换填材料类别压实系数碎石卵石砂夹石其中碎石卵石占全重的碾压振密或夯实土夹石其中碎石卵石占全重的----------------------- Page 18-----------------------续表中砂粗砂砾砂角砾圆砾石屑粉质粘土碾压振密或夯实灰土粉煤灰注压实系数为土的控制干密度与最大干密度的比值土的最大干密度宜采用击实试验确定碎石或卵石的最大干密度可取当采用轻型击实试验时压实系数宜取高值采用重型击实试验时压实系数可取低值矿渣垫层的压实指标为最后二遍压实的压陷差小于对于工程量较大的换填垫层应按所选用的施工机械换填材料及场地的土质条件进行现场试验以确定压实效果施工垫层施工应根据不同的换填材料选择施工机械粉质粘土灰土宜采用平碾振动碾或羊足碾中小型工程也可采用蛙碾平板振动器蛙式夯矿渣宜采用平板振动器或平碾也可采用振动碾垫层的施工方法分层铺填厚度每层压实遍数等宜通过试验确定除接触下卧软土层的垫层底部应根据施工机械设备及下卧层土质条件确定厚度外一般情况下垫层的分层铺填厚度可取为保证分层压实质量应控制机械碾压速度粉质粘土和灰土垫层土料的施工含水量宜控制在最优含水量的范围内粉煤灰垫层的施工含水量宜控制在的范围内最优含水量可通过击实试验确定也可按当地经验取用当垫层底部存在古井古墓洞穴旧基础暗塘等软硬不均的部位时应根据建筑对不均匀沉降的要求予以处理并----------------------- Page 19-----------------------经检验合格后方可铺填垫层基坑开挖时应避免坑底土层受扰动可保留约厚的土层暂不挖去待铺填垫层前再挖至设计标高严禁扰动垫层下的软弱土层防止其被践踏受冻或受水浸泡在碎石或卵石垫层底部宜设置厚的砂垫层或铺一层土工织物以防止软弱土层表面的局部破坏同时必须防止基坑边坡坍土混入换填垫层施工应注意基坑排水除采用水撼法施工砂垫层外不得在浸水条件下施工必要时应采用降低地下水位的措施垫层底面宜设在同一标高上如深度不同基坑底土面应挖成阶梯或斜坡搭接并按先深后浅的顺序进行垫层施工搭接处应夯压密实粉质粘土及灰土垫层分段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应禁止车辆碾压通行垫层竣工验收合格后应及时进行基础施工与基坑回填铺设土工合成材料时下铺地基土层顶面应平整防止土工合成材料被刺穿顶破铺设时应把土工合成材料张拉平直绷紧严禁有折皱端头应固定或回折锚固切忌曝晒或裸露连结宜用搭接法缝接法和胶结法并均应保证主要受力方向的连结强度不低于所采用材料的抗拉强度质量检验对粉质粘土灰土粉煤灰和砂石垫层的施工质量检验可用环刀法贯入仪静力触探轻型动力触探或标准贯入试验检验对砂石矿渣垫层可用重型动力触探检验并均应通过现----------------------- Page 20-----------------------场试验以设计压实系数所对应的贯入度为标准检验垫层的施工质量压实系数也可采用环刀法灌砂法灌水法或其他方法检验垫层的施工质量检验必须分层进行应在每层的压实系数符合设计要求后铺填上层土采用环刀法检验垫层的施工质量时取样点应位于每层厚度的深度处检验点数量对大基坑每不应少于个检验点对基槽每不应少于个点每个独立柱基不应少于个点采用贯入仪或动力触探检验垫层的施工质量时每分层检验点的间距应小于竣工验收采用载荷试验检验垫层承载力时每个单体工程不宜少于点对于大型工程则应按单体工程的数量或工程的面积确定检验点数----------------------- Page 21-----------------------预压法预压法包括堆载预压法和真空预压法预压法适用于处理淤泥质土淤泥和冲填土等饱和粘性土地基预压法处理地基应预先通过勘察查明土层在水平和竖直方向的分布层理变化查明透水层的位置地下水类型及水源补给情况等并应通过土工试验确定土层的先期固结压力孔隙比与固结压力的关系渗透系数固结系数三轴试验抗剪强度指标以及原位十字板抗剪强度等对重要工程应在现场选择试验区进行预压试验在预压过程中应进行地基竖向变形侧向位移孔隙水压力地下水位等项目的监测并进行原位十字板剪切试验和室内土工试验根据试验区获得的监测资料确定加载速率控制指标推算土的固结系数固结度及最终竖向变形等分析地基处理效果对原设计进行修正并指导全场的设计与施工对堆载预压工程预压荷载应分级逐渐施加确保每级荷载下地基的稳定性而对真空预压工程可一次连续抽真空至最大压力对主要以变形控制的建筑当塑料排水带或砂井等排水竖井处理深度范围和竖井底面以下受压土层经预压所完成的变形量和平均固结度符合设计要求时方可卸载预压而增长的强度满足建筑物地基承载力或稳定性要求时方可卸载----------------------- Page 22-----------------------设计堆载预压法对深厚软粘土地基应设置塑料排水带或砂井等排水竖井当软土层厚度不大或软土层含较多薄粉砂夹层且固结速率能满足工期要求时可不设置排水竖井堆载预压法处理地基的设计应包括下列内容选择塑料排水带或砂井确定其断面尺寸间距排列方式和深度确定预压区范围预压荷载大小荷载分级加载速率和预压时间计算地基土的固结度强度增长抗滑稳定性和变形排水竖井分普通砂井袋装砂井和塑料排水带普通砂井直径可取袋装砂井直径可取塑料排水带的当量换算直径可按下式计算塑料排水带宽度塑料排水带厚度排水竖井的平面布置可采用等边三角形或正方形排列竖井的有效排水直径与间距的关系为等边三角形排列正方形排列排水竖井的间距可根据地基土的固结特性和预定时间内所要求达到的固结度确定设计时竖井的间距可按井径比选用为竖井直径对塑料排水带可取塑料排水带或袋装砂井的间距可按选用普通砂井的间距可按选用排水竖井的深度应根据建筑物对地基的稳定性变形要----------------------- Page 23-----------------------求和工期确定对以地基抗滑稳定性控制的工程竖井深度至少应超过最危险滑动面对以变形控制的建筑竖井深度应根据在限定的预压时间内需完成的变形量确定竖井宜穿透受压土层一级或多级等速加载条件下当固结时间为时对应总荷载的地基平均固结度可按下式计算式中时间地基的平均固结度第级荷载的加载速率各级荷载的累加值分别为第级荷载加载的起始和终止时间从零点起算当计算第级荷载加载过程中某时间的固结度时改为参数根据地基土排水固结条件按表采用对竖井地基表中所列为不考虑涂抹和井阻影响的参数值表值排水固结竖向排向内径竖向和向内径向条件水固结向排水排水固结竖井说明参数固结穿透受压土层土的径向排水固结系数土的竖向排水固结系数土层竖向排水距离双面排水土层或固结应力均匀分布的单面排水土层平均固结度----------------------- Page 24-----------------------当排水竖井采用挤土方式施工时应考虑涂抹对土体固结的影响当竖井的纵向通水量与天然土层水平向渗透系数的比值较小且长度又较长时尚应考虑井阻影响瞬时加载条件下考虑涂抹和井阻影响时竖井地基径向排水平均固结度可按下式计算式中固结时间时竖井地基径向排水平均固结度天然土层水平向渗透系数涂抹区土的水平向渗透系数可取涂抹区直径与竖井直径的比值可取对中等灵敏粘性土取低值对高灵敏粘性土取高值竖井深度竖井纵向通水量为单位水力梯度下单位时间的排水量一级或多级等速加荷条件下考虑涂抹和井阻影响时竖井穿透受压土层地基之平均固结度可按式计算其中围土层的平均固结度和竖井底面以下受压土层的平均固结度通----------------------- Page 25-----------------------过预压使该两部分固结度和所完成的变形量满足设计要求预压荷载大小应根据设计要求确定对于沉降有严格限制的建筑应采用超载预压法处理超载量大小应根据预压时间内要求完成的变形量通过计算确定并宜使预压荷载下受压土层各点的有效竖向应力大于建筑物荷载引起的相应点的附加应力预压荷载顶面的范围应等于或大于建筑物基础外缘所包围的范围加载速率应根据地基土的强度确定当天然地基土的强度满足预压荷载下地基的稳定性要求时可一次性加载否则应分级逐渐加载待前期预压荷载下地基土的强度增长满足下一级荷载下地基的稳定性要求时方可加载计算预压荷载下饱和粘性土地基中某点的抗剪强度时应考虑土体原来的固结状态对正常固结饱和粘性土地基某点某一时间的抗剪强度可按下式计算式中时刻该点土的抗剪强度地基土的天然抗剪强度预压荷载引起的该点的附加竖向应力三轴固结不排水压缩试验求得的土的内摩擦角预压荷载下地基的最终竖向变形量可按下式计算式中最终竖向变形量第层中点土自重应力所对应的孔隙比由室内固结试验曲线查得第层中点土自重应力与附加应力之和所对应的孔隙比由室内固结试验曲线查得----------------------- Page 26-----------------------第层土层厚度经验系数对正常固结饱和粘性土地基可取荷载较大地基土较软弱时取较大值否则取较小值变形计算时可取附加应力与土自重应力的比值为的深度作为受压层的计算深度预压法处理地基必须在地表铺设与排水竖井相连的砂垫层砂垫层厚度不应小于砂垫层砂料宜用中粗砂粘粒含量不宜大于砂料中可混有少量粒径小于的砾石砂垫层的干密度应大于在预压区边缘应设置排水沟在预压区内宜设置与砂垫层相连的排水盲沟砂井的砂料应选用中粗砂其粘粒含量不应大于真空预压法真空预压法处理地基必须设置排水竖井设计内容包括竖井断面尺寸间距排列方式和深度的选择预压区面积和分块大小真空预压工艺要求达到的真空度和土层的固结度真空预压和建筑物荷载下地基的变形计算真空预压后地基土的强度增长计算等排水竖井的间距可按本规范第条选用砂井的砂料应选用中粗砂其渗透系数应大于真空预压区边缘应大于建筑物基础轮廓线每边增加量不得小于每块预压面积宜尽可能大且呈方形真空预压的膜下真空度应稳定地保持在以上且应均匀分布竖井深度范围内土层的平均固结度应大于当建筑物的荷载超过真空预压的压力且建筑物对地基变形有严格要求时可采用真空堆载联合预压法其总压力宜超过建筑物的荷载对于表层存在良好的透气层或在处理范围内有充足水源补给的透水层时应采取有效措施隔断透气层或透水层真空预压地基最终竖向变形可按本规范第条计算其中可取真空堆载联合预压法以真空预压为主时可取真空预压所需抽真空设备的数量可按加固面积的大小和形状土层结构特点以一套设备可抽真空的面积为确定施工堆载预压法塑料排水带的性能指标必须符合设计要求塑料排水带在现场应妥加保护防止阳光照射破损或污染破损或污染的塑料排水带不得在工程中使用砂井的灌砂量应按井孔的体积和砂在中密状态时的干密度计算其实际灌砂量不得小于计算值的灌入砂袋中的砂宜用干砂并应灌制密实塑料排水带施工所用套管应保证插入地基中的带子不扭曲塑料排水带需接长时应采用滤膜内芯带平搭接的连接方法搭接长度宜大于袋装砂井施工所用套管内径宜略大于砂井直径塑料排水带和袋装砂井施工时平面井距偏差不应大于井径垂直度偏差不应大于深度不得小于设计要求塑料排水带和袋装砂井砂袋埋入砂垫层中的长度不应小于对堆载预压工程在加载过程中应进行竖向变形边桩水平位移及孔隙水压力等项目的监测且根据监测资料控制加载----------------------- Page 28-----------------------速率对竖井地基最大竖向变形量每天不应超过对天然地基最大竖向变形量每天不应超过边桩水平位移每天不应超过并且应根据上述观察资料综合分析判断地基。
换填垫层法的施工流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成，希望大家下载以后，能够帮助大家解决实际的问题。
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软土地基处理方法换填垫层法当软弱土层厚度不很大时，可将路基面以下处理范围内的软弱土层部分或全部挖除，然后换填强度较大的土或其它稳定性能好、无侵蚀性的材料(通常是渗水性好的中粗砂)称为换填或垫层法。
此法处理的经济实用高度为2～3m，如果软弱土层厚度过大，则采用换填法会增加弃方与取土方量而增大工程成本。
通过换填具有较高抗剪强度的地基土，从而达到增强地基承载力的目的，满足构筑物对地基的要求。
主要加固方法有换填、抛石挤淤、垫层、强夯挤淤几种。
垫层法根据材料的不同可分为砂(砾石)垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、土(灰土、二灰)垫层。
代表方法有砂垫层法及换填法。
砂砾垫层：当路堤高度小于极限高度的2倍，软土层较薄，填筑材料比较困难，或雨季施工时，采用砂砾(砂)垫层，在填土与基底之间设一排水面，从而使地基在受到填土荷载后，迅速地将地基土中的孔隙水排出，加快固结速度，提高地基的承载力，减少沉降，防止地基局部剪切变形。
要注意控制填土速度，所用的材料为含泥量不大于5%的洁净中粗砂，或最大粒径小于5cm的天然级配砂砾。
换填法：在软土厚度不大于2m 时，利用渗水性材料(砂砾或碎石)进行置换填土，可以降低压缩性，提高承载力，提高抗剪强度，减少沉降量，改善动力特性，加速土层的排水固结。
它的特点是施工工艺简单，但费用比较高。
抛石挤淤：当软土或沼泽土位于水下，更换土施工困难，且厚度小于3m，表层无硬壳、基底含水量超过液限、路堤自重可以挤出的软土之上，排水比较困难时，采用抛片石(直径一般不小于30cm)挤淤的方法。
从中部开始抛石，逐渐向两边延伸，挤出淤泥，提高路基强度。
2 深层密实法采用爆破、夯击、挤压和振动及加入抗剪强度高的材料等方法，对地基深层的软弱土体进行振密和挤密的地基加固方法称为深层密实法。
适用于软土厚度3m的中厚软土的加固，分布面积广的软基加固处理，其加固深度可达到30m。
通过振动、挤压使地基中土体密实、固结，并利用加入的具有高抗剪强度的桩体材料置换部分软弱土体中的三相(气相、液相与固相)部分，形成复合地基，达到提高抗剪强度的目的。
换填垫层的施工方法
宝子们，今天来唠唠换填垫层这事儿的施工方法哦。
换填垫层呢，第一步就是要把原来那些不合适的土或者其他材料挖掉。
这就像是给大地做个小手术，把不好的部分去除掉。
挖的时候可得小心点呢，要按照设计的深度和范围来挖，不能多挖也不能少挖，就像给大地精准地做个小美容。
挖好之后呢，就要准备换填的材料啦。
这材料的选择可重要啦，就像选化妆品得选适合自己肤质的一样。
材料要符合工程的要求，比如有的需要用砂石，那这砂石的颗粒大小、级配都得合适。
要是用土的话，也得是符合标准的好土，不能是那种松松垮垮或者有很多杂质的土。
然后就到了把换填材料填进去的时候啦。
这就像是给大地穿上新衣服，要一层一层地填哦。
不能一股脑儿全倒进去，那样可不行。
每填一层，就得用工具把它压实。
压实就像是给新衣服熨平褶皱一样，让它变得结结实实的。
可以用压路机之类的工具，在上面来回压，把材料之间的空隙都给挤掉，这样垫层才会牢固。
在填的过程中，还得注意垫层的厚度哦。
不能有的地方厚，有的地方薄，得保持均匀。
这就像我们涂面霜，得涂得均匀才好呢。
如果厚度不均匀，那以后在上面盖房子或者做其他工程的时候，就可能会出问题。
还有哦，在施工的时候，要经常检查。
看看材料的质量有没有变化，压实的程度够不够。
就像我们做蛋糕的时候，得时不时看看烤箱里的蛋糕烤得怎么样了。
如果发现问题，就得及时调整，可不能偷懒或者马虎哦。
换填垫层法的施工方法说实话换填垫层法的施工这事，我一开始也是瞎摸索。
我一开始就知道换填垫层法就是把地基下面软的土啊啥的，换成好的材料，像沙石之类的，可真到动手做，那问题一堆。
我刚做的时候，完全没规划好范围。
就跟画画似的，你得先知道在多大的地方画啊。
我没确定好换填的范围，结果材料运过来多了不少，可麻烦了，还得让人拉回去一部分。
这就让我知道了，第一步一定得测量好准确的换填范围。
就好比你做菜，你得先知道这道菜要用多少食材，用多少锅碗瓢盆一样，地基换填的范围就是你的那个做菜的“量”。
然后就是挖那些软土。
我当时想，挖就完了呗，可实际上这里面学问大了。
挖的时候太着急了，深浅掌握不好。
有一块挖得太深了，我还得重新填土找平，就耽误不少时间。
这里可得慢慢挖，就像你削苹果皮，得一点点来，讲究的是仔细均匀。
再说说这换填的材料。
我试过好几种沙石的配比，一开始随便弄，结果填进去不是太松散就是不密实。
后来我发现啊，一定得有个合适的比例。
你可以把这沙石想象成搭积木，太大的石块放多了，就搭不稳，全是小沙粒也不行，得大小搭配好，这样填进去才密实牢固。
有的时候还得根据那个地基的情况调整呢。
像如果地下有点潮湿，沙石材料可能得再筛选得更细一点。
然后是填土压实这个步骤。
这时候你的工具可重要了。
我开始用的小设备，压不实。
就像你踩泥巴，你轻轻踩一脚和用力踩一脚效果肯定不一样。
后面换了大的压实设备才好一些。
在压实的时候啊，也得一层一层来，别想着一次就压实了。
我就犯过这个错，想着赶紧弄完，结果有的地方压实不达标，后来返工又是一通折腾。
哦对了，整个过程中监测也不能少。
就像你给病人治病得随时观察病情一样。
得随时看看这换填的深度、压实的程度是不是达标了。
有时候觉得差不多行了，实际一检测不行，还得重新弄。
这换填垫层法施工啊，真的就是每个小步骤都得用心，不能马虎大意，要不然就等着返工吧。
以前我觉得很简单，真正做起来才知道里面这么多门道。
希望我的这些经历能给你点启发。
地基处理方法之换填垫层法垫层法是将基础底面下一定范围内的软弱土层挖去，然后分层填入强度较大的砂、碎石、素土、灰土以及其它性能稳定和无侵蚀性的材料，并夯实(或振实)至要求的密实度。
垫层法分类1.按垫层材料分类:砂垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层、粉煤灰垫层、加筋土垫层等。
2.按垫层所起作用分类:换土垫层、排水垫层、加筋土垫层。
垫层法适用条件: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，且建筑物荷载不太大的地基。
换填法的处理深度通常宜控制在3m以内较为经济合理，但不应小于0.5m。
垫层的作用在各类工程中，垫层所起的主要作用有时是不同的，如建筑物基础下的垫层主要是起换土作用;而在路堤和土坝等工程，主要是利用垫层起排水固结作用。
1. 换土垫层(1)提高地基承载力地基中的剪切破坏是从基础底面开始的，并随着基底压力的增大而逐渐向纵深发展。
因此，若以强度较大的砂或其它填筑材料代替软弱土层，就可提高持力层承载力，从而避免地基破坏。
(2)减少地基沉降量基础下地基浅层部分的应力较大，其沉降量一般在地基总沉降中所占的比例也较大，若以密实的砂或密实填筑材料代替浅层软弱土，就可减少地基的大部分沉降量。
另外，由于密实垫层对应力的扩散作用，使作用在下卧土层上的压力较小，因此也相应减少了下卧土层的沉降量。
(3)加速软弱土层的排水固结由于砂或碎石等垫层材料的透水性大，当软弱土层受压后，垫层可作为良好的排水面，使基础下面的孔隙水压力得以迅速消散，加速垫层下软弱土层的固结，从而提高地基土强度。
(4)防止地基土冻胀由于粗颗粒垫层材料的孔隙较大，不易产生毛细管现象，因此可以防止寒冷地区土中结冰所造成的冻胀。
2. 排水垫层排水垫层是指软土地基上堤坝或大面积堆载基底等所铺设的水平排水层，一般采用透水性良好的中粗砂或碎石填筑，必要时在垫层底和上表面增设具有反滤性能的土工合成材料，防止砂石垫层被淤堵和拉裂。
其主要作用为:(1)作为水平排水层和下卧软土层的排水通道，加速地基的排水固结，提高浅层地基的抗剪强度，配合砂井，加固深部软土层;(2)约束软弱下卧层的侧向变形，提高地基的稳定性，并改善其变形性质。
3. 加筋土垫层加筋土垫层是指由砂、石和素土垫层中增设各种类型加筋材料组成的复合垫层。
如加筋土垫层、土工格室垫层等。
其主要作用有以下三个方面:(1)扩散应力，使压缩应力分布均匀;(2)增强砂石垫层的整体性和刚度，减小不均匀沉降;(3)约束软弱土的侧向变形。
换土垫层的设计主要内容:垫层材料的选用、厚度的确定、垫层铺设范围以及地基沉降计算等。
一、垫层材料选用垫层材料:砂、碎石、素土、灰土、粉煤灰、矿渣、加筋土等。
选用原则:因地制宜根据工程的具体条件合理选用。
二、砂垫层厚度及宽度的确定三.沉降计算对于碎石、卵石、砂夹石、砂和矿渣等粗粒换填材料的垫层由于在施工期间垫层自身的压缩变形已基本完成，且量值很小，因而在地基变形计算中，可以忽略该部分;但对于细粒材料，尤其是厚度较大的换填垫层，则应计入垫层自身的变形。
s1计算中，应力可取垫层顶面和底面压力的平均值。
一般砂垫层Es=20~30MPa;粉煤灰则Es=8~20MPa，碎石、卵石为30~50MPa。
无论是地基还是垫层，其沉降计算均可传统分层总和法计算。
基础灰土垫层施工1. 厚度确定软土地基上土垫层厚度的确定与砂垫层相同。
(1)对非自重湿陷性黄土地基上的垫层厚度应保证天然黄土层所受的压力小于其湿陷起始压力值。
(2)对自重湿陷性黄土地基上，垫层厚度应大于非自重湿陷性黄土地基上垫层的厚度，或控制剩余湿陷量不大于20cm才能取得好的效果。
2.宽度确定按照处理范围素土垫层或灰土垫层可分为局部垫层和整片垫层。
(1)局部垫层:一般设置在矩形(或方形)基础或条形基础底面下，其平面处理范围，每边超出基础底面的宽度不应小于垫层厚度的一半。
(2)整片垫层:一般设置在整个建筑物(跨度大的工业厂房除外)的平面范围内。
每边超出建筑物墙基础外缘的宽度不应小于垫层的厚度，并不得小于2m。
粉煤灰垫层1.化学性质粉煤灰和天然土中的化学成分具有很大的相似性，具有火山灰的特性，在潮湿条件下具有凝硬性，与二氧化硅，三氧化二铝等物质进行水化反应，生成水化产物，使碾压密实的粉煤灰颗粒胶结固化形成块状结构，可提高粉煤灰的强度，降低压缩变形，增强抗渗性和水稳定性。
2.物理性质粉煤灰的压实曲线与粘性土相似，具有相对较宽的最优含水量区间，其干密度对含水量的敏感性比粘性土小，最优含水量易于控制。
垫层施工一、土的压实机理土一般由固体颗粒、水、空气组成。
土中固、液、气三相组成的比例反映干湿、密实程度，对评价土的工程性质有重要意义，是垫层压实参数选择的依据。
实践证明，要使土的压实效果最好，其含水量一定要适当。
对过湿的土进行碾压会出现“橡皮土”，不能增大土的密实度。
对很干的土进行碾压，也不能把土充分压实。
1.最优含水量在干密度--含水量曲线上干密度的峰值即为最大干密度，与之对应的含水量即为最优含水量。
2.干密度--含水量曲线的物理意义(1)当粘性土的含水量较小时，水化膜很薄，以结合水为主，颗粒间引力大，在一定的外部压实功作用下，还不能克服这种引力而使土粒相对移动，压实效果差，土的干密度较小;(2)当增加土的含水量时，结合水膜逐渐增厚，颗粒间引力减弱，土粒在相同的压实功能下易于移动而挤密，压实效果提高，土的干密度也随之提高;(3)当土中含水量增大到一定程度后，孔隙中开始出现自由水，结合水膜的扩大作用并不明显，颗粒间引力很弱，但自由水充填在孔隙中，阻止了土粒间的移动，并随着含水量的继续增大，移动阻力逐渐增大，压实效果反而下降，土的干密度随之减少。
3. 土的压实系数λc二、垫层施工方法机械碾压法、重锤夯实法和振动压实法三种。
(一)机械碾压法机械碾压法是采用压路机、推土机、羊足碾、振动碾或其它压实机械来压实软弱地基土或分层填土垫层。
常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的工程。
施工步骤:1.将拟建范围内一定深度内的软弱土挖出至设计要求;2.将底部土体碾压加固;3.分层填筑，逐层加密。
施工参数:如施工机械、铺筑厚度、碾压遍数与填筑含水量等由工地试验确定。
为保证有效压实质量，碾压速度要有所控制，平碾控制在2.0km/h，羊足碾控制在3.0km/h，振动碾控制在2.0km/h。
碾压法对表层地基加固深度一般可达2~3m。
一般粘性土经表层压实处理，其地基承载力可达80~100kPa。
质量检验:施工中，随层检验平均干密度、含水量。
采用环刀法或贯入测定法。
每个基坑或100~500m2设一个检验点。
(二)重锤夯实法重锤夯实法是用起重机械将夯锤(15~30kN)提升到一定高度(2.5~4.5m)，然后自由落锤，不断重复夯击以加固地基。
1. 施工顺序重锤夯实宜一夯挨一夯顺序进行。
在独立柱基基坑内，宜按先外后里的顺序夯击。
同一基坑底面标高不同时，应按先深后浅的顺序逐层夯实。
2.施工要点(1)现场试夯;(2)夯击前应检查坑中土的含水量;(3)施工夯打工艺;(4)现场有边坡或邻近建筑物时，应当采用必要的防护措施。
3.质量检验不仅要检查施工记录及试夯最后下沉量，而且要检查加固质量。
基槽每30m一点，整片地基每100m2两点以上。
经过重锤夯实的地基承载力可达100~150kPa。
(三)平板振动法振动压实法是利用各种振动压实机，将松散土振压密实。
适用于处理无粘性土或粘粒含量少，透水性较好的松散杂填土地基。
振动压实机的工作原理是由电动机带动两个偏心块以相同速度反向转动而产很大的垂直振动力。
压实效果:一般杂填土经振实后，地基承载力特征值可达100~120kPa。
振动压实的效果与填土成分、振动时间等因素有关，一般振动时间越长，效果越好，但振动时间超过某一值后，振动引起的下沉基本稳定，再继续振动就不能起到进一步的压实作用。
因此，施工前需进行试振，得出稳定下沉量和时间的关系。
参考:对主要由矿渣、碎砖、瓦块组成的建筑垃圾，振动时间约在1min以上;对含炉灰等细粒填土，振动时间约为3~5min，有效振实深度为1.2~1.5m。
振实范围应从基础边缘放出0.6m左右，先振基槽两边，后振中间，其振实的标准是以振动机原地振实不再继续下沉为合格，并辅以轻便触探试验检验其均匀性及影响深度。
三、砂(砂砾、碎石)垫层施工1.垫层材料砂石:颗粒级配良好、质地坚硬的砂石(砂料的不均匀系数不能小于5，以中粗砂为好，可在砂中掺入一定数量的碎石，但要分布均匀)，不得含有草根、垃圾，含泥量应小于5%，对具有排水要求的砂垫层宜控制在含泥量不大于3%。
灰土:土料宜用粉质粘土，不宜使用块状粘土和砂质粉土，石灰宜用新鲜的消石灰。
2.施工要点(1)施工机械应根据不同垫层材料进行选择，压实参数由现场试验确定。
(2)不同施工机具应采用不同的最优含水量，尤其对素土和灰土垫层应严格控制。
粉质粘土和灰土的施工含水量宜控制在最优含水量wop±2%的范围内;粉煤灰宜控制在最优含水量wop±4%范围内;砂石料，当用平板式振动器时可取15%~20%，采用平碾或蛙式夯时可取8%~12%，用插入式振动器时宜为饱和;对于碎石及卵石应充分浇水湿透后夯实。
(3)不良地质现象(如垫层下存在古井、古墓、洞穴、旧基础、暗塘等)，应先进行清理，然后再施工垫层。
(4)施工过程中严禁扰动垫层下卧的淤泥和淤泥质土等软弱土层。
为避免坑底土层受到扰动，可保留约200mm厚的土层暂不挖去，待铺筑垫层前再挖至设计标高。
对碎石或卵石垫层，其底部宜设置150~300mm厚的砂垫层或铺一层土工织物，以防止软弱土层表面的局部破坏。
(5)垫层的底面宜铺设在同一标高上，若深度不同，基坑底土面应挖成阶梯状或斜坡搭接，并按先深后浅的顺序进行垫层施工，搭接处应夯压密实。
(6)当地下水位高于基坑底面时，应采取排降水措施。
(7)垫层每层虚铺200~300mm，分层铺填，分层压实，每层经检验符合设计要求后方能进行下一层施工。
3.质量检验施工质量检验--环刀法或贯入测定法。
(1)环刀法:用容积不小于200cm3的环刀压入每层2/3的深度处取样，测定其干密度，干密度应不小于该砂石料在中密状态的干密度值。
(2)贯入测定法:先将砂垫层表面3cm左右厚的砂刮去，然后用贯入仪、钢叉或钢筋以贯入度的大小来定性地检查砂垫层质量。
工程质量验收--载荷试验。
换土垫层法注意事项:a.浅层(深层施工困难);b.换填厚度为0.5至3.0m(太薄无用,太厚施工困难,费用高);c.分层回填压实(保证质量);d.验算变形;e.大面积及深厚垫层宜考虑换填材料重度大于天然土时对变形的影响(本身影响以及对临近建筑物的影响)。
