地基处理新技术2(换填)

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1、Cushion第2章换填苏州科技学院土木工程学院朱逢斌换填法是指挖去地表浅层软弱土层，回填坚硬、较粗粒径的材料，并夯压密实，形成垫层的地基处理方法。2.1垫层分类和适用范围垫层材料卵石、碎石、砾石、粗砂、中砂素土灰土：灰土比2:8或3:7工业废料：粉煤灰，矿渣适用范围适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土及暗沟、暗塘等浅层处理。开挖基坑后，利用分层回填夯压也可处理较深软弱土层，但换填基坑开挖过深，因地下水位高，需降水；坑壁放坡或边坡支护；易引起邻近结构物破坏，且土方量大，费用高，工期长，对环境影响大

2、，故换填法的处理深度应控制在0.5-3m土工合成材料、聚苯乙烯板块详见P19表2-1（注意点）2.2土的压实机理因换填法在换填后将土层压实，从而提高了地基的承载力。为了更好的掌握换填法的机理，首先应了解土的压实机理。压实的本质土料孔隙率减小，密实度提高W增大，结合水膜逐渐增厚，减小了引力，土粒在相同压实功能条件下易于移动而挤密，所以压实效果较好，直至wop时达到ρdmaxW继续增大，孔隙中就出现了自由水，此时自由水填充在孔隙中，产生了阻止土粒移动的作用，所以压实效果又趋下降，ρd反而减小。压实机理何为固结？W

3、较小时，其粒间引力较大，在一定的外部压实功能作用下，还不能有效地克服引力而使土粒相对移动，这时压实效果就比较差。0481216202428含水量w(%)2.01.81.61.4干密度d(g/cm3)饱和曲线dmax=1.86wop=12.11.最优含水量:在一定压实能量下，使土最容易压实，并能达到最大干重度的含水量wop，与之相对应的干密度称为最大干密度ρdmax2.击实曲线特点：具有峰值：峰值点对应于γdmax和ωop。塑限等于土样风干时的含水量工程中常按ωop＝ωp±2击实筒护筒击锤导筒试验所用设备：

4、击实仪3.测定最佳含水量方法：击实试验轻型击实试验适用于粒径小于5mm的土，击实筒容积为947cm3，击锤质量为2.5kg。把制备成一定含水量的土料分三层装入击实筒，每层土料用击锤均匀锤击25下，击锤落高为30.5cm重型击实试验适用于粒径小于20mm的土，击实筒容积为2130cm3，击锤质量为4.5kg，击锤落高为45.7cm。分五层击实，每层56击。根据击实后土样的密度和实测含水量计算相应的干密度现场填土的压实质量用下列两个指标来检验：压实系数λc=ρd/ρdmax、施工含水量w=wop±2%换土垫层作用

5、（1）提高地基的承载力（2）减少地基沉降量（3）加速软弱土层的排水固结（4）防止冻胀和消除膨胀土地基的胀缩作用软土垫层2.3垫层设计不同材料垫层（如砂垫层、粉煤灰垫层、矿渣垫层）的特性基本相似，处理稳定后的地基承载力及沉降也相差不大，所以可将各种材料的垫层近似按砂垫层进行设计。(1)砂垫层的厚度垫层厚度应满足：pz—垫层底附加应力设计值；pcz—垫层底面处土自重应力标准值；faz—垫层底面处下卧层土经深度修正后的地基承载力的特征值（设计值）。中小型工程，适用于一般饱和、非饱和的软土和水下黄土地基；不适宜

6、用于湿陷性黄土和大面积堆载、密集基础和动力基础的软基处理，也不适宜于有地下水流速快，流量大的地基处理。（为什么？）垫层的厚度一般不宜大于3m,太厚施工较困难,太薄(<0.5m)则垫层的作用不显著。2.3.1砂（或砂石、碎石）垫层设计垫层底附加应力pzpk—基底平均压力；pc—基础底面处土的自重应力；θ—垫层的压力扩散角，宜通过试验确定，当无试验资料时可采用下表数值：Z=0.5-3m条形基础矩形基础计算时可先假设一个垫层厚度，然后按前式进行验算，若不符合要求重新设一个厚度再验算直至满足前式(2)砂垫层的宽度b′

7、—垫层底面宽度，m。注意：垫层顶面宽度宜超出基础底面每边不小于300mm，或从垫层底面两侧向上按开挖基坑的要求放坡。垫层底面宽度应满足基底面应力扩散要求确定垫层宽度时，除应满足应力扩散的要求处同，还应考虑垫层应有足够的宽度及侧面土的强度条件，防止垫层材料向侧边挤出而增大垫层的竖向变形量。放坡1：3(3)砂垫层的承载力确定a.经换填垫层处理的地基其承载力宜通过试验、尤其是通过现场原位试验（载荷、标贯、触探）确定。中砂、粗砂、砾砂垫层应控制密实度在中密以上。b.对于按《建筑地基基础设计规范》划分安全等级为三级的建

8、筑物及不太重要、小型、轻型或对沉降要求不高的工程，在无试验资料时可按下表取用承载力特征值。换填材料压实系数λc承载力特征值fak/kPa碎石、卵石0.94-0.97200-300砂夹石（碎、卵石占30%-50%）200-250土夹石（碎、卵石占30%-50%）150-200中砂、粗砂、砾砂150-200粘性土和粉土（8