换填垫层法PPT课件下载推荐.ppt

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最优含水量大致为塑限2。

土中粘土矿物含量越大，则最优含水量越大。

（2）压实功能当压实功能较小时，土压实后的最大干密度较小，对应的最优含水量则较大。

所以，在压实工程中，若土的含水量较小，则需选用夯实功能较大的机具，才能把土压实至最大干密度。

二、土的压实原理,（3）压实条件主要根据压实时被压实土层的特点、所采用压实机械的功能和性能、压实的方法和方式等。

室内击实试验的结果只能作为工程实践的参考。

（4）其他因素土的颗粒粗细、级配、矿物成分和添加的材料等因素对压实效果是有影响的。

颗粒越粗，就越能在低含水量时获得最大的干密度；

颗粒级配越均匀，压实曲线的峰值范围就越宽广而平缓；

对粘性土，其压实效果与其中的粘土矿物成分含量有关。

二、土的压实原理,1.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Pz-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-垫层底面处的自重压力值（Kpa）；

faz-垫层底面处经深度修正后的地基承载力特征值（Kpa）。

三、垫层设计（DesignofCushion）,垫层底面处的附加压力值Pz可分别按下页两个公式分别计算：

Pz+Pczfaz,式中：

Pk-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-基础底面处土的自重压力值（Kpa）；

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）；

条形基础,矩形基础,z-基础底面下垫层的厚度（m）；

-垫层的压力扩散角（），宜通过试验确定，当无试验资料时，可按下表1采用。

表1压力扩散角,注：

1当z/b0.25时，除灰土取=28外，其余材料均取0;

2当0.25z/b0.5时，值可内插求得。

2.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b-垫层底面宽度（m）；

-压力扩散角，可按表1采用；

当z/b0.25时，仍按表中z/b=0.25取值。

整片垫层底面的宽度可根据施工的要求适当加宽。

垫层顶面的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300mm。

bb+2ztan,3.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。

当无试验资料时，可按表2选用。

表2垫层的承载力fak（Kpa）,注：

1、压实系数小的垫层，承载力特征值取低值，反之取高值;

2、原状矿渣垫层取低值，分级矿渣或混合矿渣垫层取高值。

4.垫层沉降计算：

当断层断面确定后，对重要的建筑物或垫层下存在软弱下卧层的建筑物，还应进行地基变形计算，这时建筑物基础沉降量等于卧层自身变形量与下卧土层变形量之和。

作为粗颗粒的垫层材料与下卧的较软土层相比，其变形模量比值均接近或大于10，且回填材料自身压缩在建造期间几乎全部完成，因此砂垫层地基的变形计算可仅考虑其下卧层的变形。

但对沉降要求严的或垫层厚的建筑，应将垫层的自身变形计算在内。

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（GB500072002）的有关规定计算。

有关垫层的模量应根据试验或当地经验确定。

在无试验资料或经验时，可参照表3选用。

表3垫层模量（Mpa）,注：

压实矿渣的Eo/Es值可按1.53取用。

四、垫层材料选择,

（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2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0.07的部分不应超过总重的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50。

对湿陷性黄土地基，不得选用砂石等透水性材料。

砂石是良好的换填材料，但对具有排水要求的砂垫层宜控制含泥量不大于3%;

采用粉细砂作为换填材料时，应改善材料的级配状况，在掺加碎石或卵石使其颗粒不均匀系数不小于5并拌合均匀后，方可用于铺填垫层。

粘土及粉土均难以夯压密实，故换填时均应避免采用作为换填材料。

在不得已选用上述土料回填时，也应掺入不少于30%的砂石并拌合均匀后方可使用。

四、垫层材料选择,

（2）粉煤灰：

可用于道路、堆场和小型建筑、构筑物等的换填层。

粉煤灰可分为湿排灰和调湿灰。

按其燃烧后形成玻璃体的粒径分析，属粉土的范畴。

但由于含有CaO、SiO2等成分，具有一定的活性，当与水作用时，因具有胶凝作用的火山灰反应，使粉煤灰垫层逐渐获得一定的强度和刚度，有效改善了垫层地基的承载力并减小变形。

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。

不同于抗地震液化能力较低的粉土或粉砂，由于粉煤灰具有一定的胶凝作用，在压实系数大于0.9时，即可抵抗7度地震液化。

粉煤灰垫层上宜履盖厚0.3-0.5米的粘性土，以防干灰飞扬，同时减少碱性对植物生长的不利影响，有利于环境绿化。

四、垫层材料选择,（3）矿渣：

矿渣垫层主要用于道路、堆场和地坪，也可用于小型建筑、构筑物地基。

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。

选用矿渣的松散重度不小于11KN/m，有机质及含泥量不超过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程后方可使用。

矿渣的稳定性是其是否适用于做换填层材料的最主要性能指标。

作为建筑物垫层的矿渣应符合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。

四、垫层材料选择,（4）灰土：

体积配合比宜为2:

8或3:

7。

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，其粒径不得大于15。

石灰宜用新鲜的消石灰，其粒径不得大于5。

灰土强度随土料中粘粒含量增高而加大，塑性指数小于4的粉土中粘粒含量太少，不能达到提高灰土强度的目的，因而不能用于拌合灰土。

灰土所用的消石灰应符合级以上标准，贮存期不超过3个月，所含活性MgO和CaO越高则胶结力越强。

通常灰土的最佳含灰率为约达总量的8%。

石灰应消解并筛除生石灰块后使用。

四、垫层材料选择,（5）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据工程特性和地基土条件，按照现行国家标准土工合成材料应用技术规范GB50290的要求，通过设计并进行现场试验后确定。

用于换填垫层的土工合成材料，在垫层中主要起加筋作用，以提高地基土的抗拉和抗剪强度、防止垫层被拉断裂和剪切破坏、保持垫层的完整性、提高垫层的抗弯刚度。

因此利用土工合成材料加筋的垫层有效地改变了天然地基的性状，增大了压力扩散角，降低了下卧天然地基表面的压力，约束了地基侧向变形，调整了地基不均匀变形，增大地基的稳定性并提高了地基的承载力。

由于土工合成材料的上述特点，将其用于软弱粘性土、泥炭、沼泽地区修建道路、堆场等取得了良好的成效，同时在部分建筑、构筑物的加筋垫层中应用，也取得了肯定的成果。

五、垫层施工及注意事项1.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，中小型工程也可以采用蛙式夯、柴油夯。

砂石等宜采用振动碾，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。

2.垫层的施工方法、分层铺筑厚度、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，垫层的分层铺筑厚度可取200-300。

2022/10/12,21,表4垫层的每层铺筑厚度及压实遍数,当不具备试验条件时，可按表4选用。

2022/10/12,3.为获得最佳的压实效果，宜采用垫层材料的最优含水量作为施工控制含水量。

对于粉质粘土和灰土，现场可控制含水量在op2%的范围内;

当使用振动碾压时，可适当放宽下限范围值，即控制在op的-6%+2%范围内。

粉煤灰垫层的施工含水量宜控制在op4%的范围内。

最优含水量可按现行国家标准土工试验方法标准GB/T50123中轻型击实试验的要求求得。

在缺乏试验资料时，也可近似取0.6倍液限值;

或按照经验采用塑限p4%的范围值作为施工含水量的控制值。

对于砂石料，当采用平板式振动器时施工含量水量可取8%12%;

当采用平碾或蛙式夯时，可取8%12%;

当采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压。

2022/10/12,4.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，并经检验合格后方可铺填垫层。

5.基坑开挖时应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。

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150300mm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垫层。

6.换填垫层施工应注意基坑排水，一般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。

7.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。

2022/10/12,8.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。

上下两层缝距不得小于3d。

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0.5m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，且禁止车辆通行。

垫层竣工验收合格后，应及时进行基础施工与基坑回填。

9.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剌穿、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（在端部位置挖地沟，将合成材料的端头埋入沟内上覆土压住固定，以防止其受力后被拔出）或回折锚固;

切忌曝晒或裸露（施工宜连续进行，暴露时间不宜超过48h）;

连接宜用搭接法、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