换填垫层法地基处理介绍教学提纲

换填法地基处理技术摘要在工程当中，经常会遇到软弱土地基的承载力和弹性力达不到工程所规划的需求，所以就应该采取合适的地基处理方法。

在选择地基处理方法时也要考虑其他的例如环保、资源保护、经济效益、地基要求深度等因素。

一般人工地基处理主要有浅层处理和深层处理，本文将会从浅层地基的实情入手，详细地讨论换填垫层厚度、宽度的确定，并会给出垫层承载力和沉降的详细的计算方法、验证方法、相关数据等，最后再对换填垫层的施工进行简单的概述。

关键词建筑工程；换填地基；处理技术1 换填法的使用范围及换填垫层的作用1.1 换填法的使用范围对于一些湿陷性黄土、蓬松土、季节性冻土等一些比较特殊的土质材料时需要用换填法。

1.2 换填垫层的作用一是使垫层下的软土更快地加固提高土地的抗软层度，从而保护地基的形状不被破坏；二是可以防止地基的冻胀；三是在必要的情况下能够除去地基的膨胀；四是可以很好的减小松软土的沉降。

2 换填法的垫层的设计2.1 垫层厚度的确定垫层的厚度c必须要根据相应的需置换的软弱土的深度或垫层底部下卧土层的承载力和弹性力确定，而且还符合下面的公式：Pz + Pcz ≤ f az式子中：Pz为相应于荷载效应标准组合时垫层底面处的附加压力值（kPa）；Pcz为垫层底面处土的自重压力值（kPa）；faz为垫层底面处经深度修正后的地基承载力特征值（kPa）；垫层厚度最好不要小于0.5m，不大于3m。

垫层底面处的附加压力值Pz可按压力扩散角θ分别按下面的两个公式进行简单地计算：对于条形基础：Pz=b(Pk-Pc)/(b+2ztgθ)对于矩形基础：Pz=bl(Pk-Pc)/ (b+2ztgθ) (l+2ztgθ)式子中：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；Pk为相应于荷载效应标准组合时基础底面处的平均压力值（kPa）；Pc为基础底面处土的自重压力值（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通过实验确定，当无实验资料的时候，可以用下表作为参考：2.2 垫层宽度的确定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：b’≥b+2ztgθ式子中：b’为垫层底面宽度；θ为压力扩散角，可按上表采用；当z/b<0.25时，仍按表中z/b=0.25取值。

地基处理方法：换填垫层法详解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处理。

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。

换填垫层法课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解换填垫层法的基本原理，掌握其施工工艺及操作流程。

2. 学生能够掌握换填垫层法在道路、桥梁等工程中的应用场景及优势。

3. 学生能够了解换填垫层法的相关规范及质量标准。

技能目标：1. 学生能够运用所学知识，分析实际工程案例，提出合理的换填垫层方案。

2. 学生能够通过实验和实践，掌握换填垫层施工的技能，具备一定的实际操作能力。

3. 学生能够运用所学知识，解决实际工程中的问题，提高解决实际问题的能力。

情感态度价值观目标：1. 学生通过学习换填垫层法，培养对工程建设的兴趣和热情，增强职业责任感。

2. 学生能够认识到工程质量对社会的重要性，培养严谨的工作态度和良好的职业道德。

3. 学生在学习过程中，能够树立团队合作意识，培养沟通协调能力。

本课程针对高年级土木工程专业学生，结合学科特点，注重理论联系实际。

课程目标旨在使学生掌握换填垫层法的基本知识和技能，培养解决实际工程问题的能力，同时注重培养学生的职业素养和团队协作精神，为今后的工作打下坚实基础。

二、教学内容1. 换填垫层法基本原理：讲解换填垫层法的定义、作用及分类，使学生了解其基本概念和原理。

2. 换填垫层法的施工工艺：详细介绍换填垫层法的施工流程、操作要点及质量控制措施，包括土方开挖、垫层铺设、压实等环节。

3. 换填垫层法的应用场景：分析道路、桥梁、隧道等工程中换填垫层法的应用实例，使学生了解其适用范围和优势。

4. 换填垫层法相关规范及质量标准：学习国家及地方关于换填垫层法的规范要求，掌握工程质量验收标准。

5. 实践教学环节：组织学生进行施工现场参观，实际操作换填垫层施工，提高学生的实际操作能力。

教学内容安排与进度：1. 第1周：换填垫层法基本原理及分类。

2. 第2周：换填垫层法的施工工艺及操作要点。

3. 第3周：换填垫层法在各类工程中的应用场景。

4. 第4周：换填垫层法相关规范及质量标准。

5. 第5周：实践教学环节，包括施工现场参观和实际操作。

1、简述换填垫层法的地基处理方法
换填垫层法，听起来挺专业的吧？其实就是咱们地基处理的一
种土办法。

啥意思呢？就是你家房子地底下那土不行，得给它换个
好的。

首先，咱们得知道那地基底下是啥样的。

是泥巴、石头还是啥？得挖开看看，了解清楚才能对症下药。

然后，挑个好材料换上。

这材料得结实、硬朗，不能一压就垮。

常见的比如砂子、碎石头啥的，都能用。

换的时候也得注意，不是随便铺上就行。

得平平整整的，不能
有坑坑洼洼。

还得压实了，不然一踩就陷下去可咋整？
最后，得检查一下换得好不好。

厚度、平整度、压实度都得看看，得确保万无一失。

这样一来，房子才能稳稳当当的，住着也安心。

所以啊，换填垫层法虽然听起来复杂，但说白了就是给房子换
个好地基。

这样一来，房子才能稳稳当当，住得也舒心。

7 地基处理与桩基工程7-1 地基处理7-1-1 换填地基7-1-1-1 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。

(2)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。