换填垫层法汇总课件.ppt

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1、3.1概述3换填垫层法3.1.1换填垫层法概念与应用换填垫层法也称为换填法，是指当软弱土地基的承载力和变形满足不了建筑物的要求，而软弱土层的厚度又不是很大时，将基础底面以下处理范围内的软弱土层部分或全部挖除，然后分层换填强度较大的砂、碎石、素土、灰土、粉煤灰、高炉干渣等强度较大、性能稳定和无侵蚀性的材料，并分层夯实（或振实）至要求密实度。还包括：平整场地和道路路基填注等。山东科技大学王清标山东科技大学王清标3.1.2换填垫层法分类按回填材料：砂垫层、砂石垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层、二灰二灰土-简介.ppt垫层、干渣垫层和粉煤灰垫层等。按施工机械：重锤夯实法，机械碾压法和振动压实法。3.

2、1.3换填垫层法适用范围换填垫层法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。主要用于淤泥、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。处理深度常控制在3～5m范围以内。若换土垫层太薄，其作用不甚明显，因此处理深度也不应小于0.5m。换填法各种垫层的适用范围见表2.1山东科技大学王清标表3.1各种垫层的适用范围垫层分类及其实用性山东科技大学王清标3.2加固机理3.2.1垫层的作用1）提高浅层地基承载力2）减少地基的变形量3）加速软土层的排水固结4）防止土的冻胀：毛细现象5）消除地基土的湿陷性、胀缩性或冻胀性3.2.2土的压实原理1）土的压实原理①粘性土含水量（以质量分数计）较小

3、时，水化膜很薄，颗粒间引力大，压实效果差。②增加土含水量时，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，土干密度也随之提高。③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，但是，自由水充填在孔隙中，阻止了土粒间的移动，病随着含水量的增大二阻力逐渐增大，压实效果下降，土干密度减少。山东科技大学王清标2）最优含水量现场碾压与室内击实试验的比较a-碾压6遍；b-碾压12遍；c-碾压24遍；d-室内击实试验。砂土和粘土的压实曲线最大干密度必须是针对某一特定的压实功能而言的。山东科技大学王清标施工含水量:压实系数:

4、土的最大干密度（p15）:山东科技大学王清标3.3垫层设计计算3.3.1垫层的厚度确定条形基础：矩形基础：图3.3垫层内应力分布砂垫层的厚度一般是根据垫层底部软弱土层的承载力和建筑物对地基的变形要求来确定的。即作用在砂垫层底面处土的自重应力与附加应力之和不大于软弱土层的容许承强力3.3.2垫层的宽度确定b’－垫层底面宽度；－垫层扩散角。构造要求：垫层顶面每边宜超出边底不小于300mm，或按经验进行放坡。垫层宽度应以满足基础底面压力扩散和不破坏垫层侧面土质为原则进行设计：压力扩散角山东科技大学王清标山东科技大学王清标3.3.3垫层承载力的确定垫层承载力宜通过现场载荷试验确定。当无试验资料时，可

5、按规范选用，并应进行下卧层承载力的验算。各种垫层的承载力山东科技大学王清标3.3.4沉降计算山东科技大学王清标垫层模量：山东科技大学王清标3.3.5垫层材料的选用1）砂石宜用碎石、卵石、角砾、圆砾、砾砂、粗砂、中砂或石屑（粒径小于2mm部分不超过总重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部分不超过总重9%）时，应掺入不少于总重30%碎石或卵石。砂石最大粒径不宜大于50mm。对湿陷性黄上地基，不得选用砂石等透水材料。2）粉质粘土3）灰土灰土体积配合比宜为2︰8或3︰7。4）粉煤灰5）矿渣6）其他工业废渣7）土工合成材料山东科技大学王清标3.4换

6、填垫层法施工技术机械碾压法、重锤夯实法和振动压实法。应根据不同的换填材料选择。3.4.1施工方法1）机械碾压法常用于基坑底面积宽大开挖土方量较大的工程。施工设备有平碾、振动碾、羊足碾、振动压实机、蛙式夯、插入式振动器和平板振动器等。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式夯、柴油夯，砂石等宜用振动碾，粉煤灰宜采用平碾，振动碾、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。山东科技大学王清标为了保证有效压实深度，机械碾压速度控制范围为：平碾为2km/h；羊足碾3km/h；振动碾2km/h；振动压实机0.5km/h。垫层的每层铺填厚度和压实遍数山东科技大学

7、王清标2）重锤夯实法用起重机将夯锤提升到某一高度，然后自由落锤，不断重复夯击以加固地基。适用于地下水位距地表0.8m以上稍湿的粘性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土和分层填土。山东科技大学王清标3）平板振动法处理无粘性土或粘粒含量少、透水性较好松散杂填土地基。工作原理:由电动机带动两个偏心块以相同速度反向转动，由此产生较大垂直振动力。振动机频率1160～1180r/min振幅为3.5mm激振力50～10