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3软基处理方法――换填法
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芜湖建筑培训之软土路基处理-换土法
来源：上元教育&&&【上元教育：技能改变命运，上元成就未来】&&& 13:11:00
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&一、开挖换土填
当软土地基的承载力和变形不能满足设计要求，而软土层的厚度又不是很大时，将路基底面下处理范围内的软弱土层部分或全部挖去，然后分层换填强度较大的砂(碎石、素土、灰土、二灰土等)或其他强度较高、性能稳定、无侵蚀性的材料，并用人工或机械方法压(夯、振)实至要求的密实度为止，这种地基处理的方法称为换土法。
换土法按回填材料的不同，命名为不同的垫层，如砂垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层、二灰土垫层等。虽然垫层材料不同，其应力分布稍有差异，但从试验结果分析其极限承载力还是比较接近的。通过沉降观测资料，发现不同材料垫层的特点基本相似，故可以近似按砂垫层的计算方法进行计算。但对湿陷性黄土、膨胀土、季节性冻土等某些特殊土采用换土法处理时，因其主要目的是为了消除或部分消除地基土的湿陷性、胀缩性和冻胀性，所以在设计时所需考虑解决问题的关键也应有所不同。
换土法的处理深度通常宜控制在3m以内，也不宜小于0.5m，因为垫层太薄，则换土垫层的作用也不显著。
1．垫层材料的选择
(1)砂和砂石垫层材料
用砂和砂石料作为垫层材料时，应选用颗粒级配良好、质地坚硬的中、粗砂为佳，可掺入一定数量的碎(卵)石，但要分布均匀，颗粒的不均匀系数(Cu)最好不小于10。砂垫层的用料虽然不是很严格，但含泥量一般不超过5％，也不得含有植物残体、垃圾等有机杂质。如用作排水固结地基的砂、石材料，含泥量不应大于3％，并且不应夹有过大的石块或碎石(&50mm)，因为碎石过大会导致垫层本身的不均匀沉降。
(2)素土垫层材料
素土可采用施工过程中挖出的黏性土，土料中有机质含量不得超过5％，也不得含有冻土或膨胀土。当含有碎石时，其粒径不宜大于50mm。素土垫层材料不应采用地表耕植土、淤泥及淤泥质土、杂填土等。
(3)灰土垫层材料
灰土垫层是将路基底面下一定范围内的软弱土层挖去，用按一定体积配合比的灰土在最佳含水量条件下分层回填夯实或压实，适用于处理厚1-4m的软弱土层。
在施工现场用作灰土的熟石灰应过筛，其粒径不得大于5mm。熟石灰中不得夹有未熟化的生石灰，也不得含有过多的水分。
石灰的性质取决于其活性物质(氧化钙、氧化镁)的含量，石灰中氧化钙、氧化镁含量越高，其活性越大，胶结力越强。一般常用的熟石灰粉末质量应符合Ⅲ级以上的标准，活性氧化钙、氧化镁含量不得低于50％；如拌制强度较高的灰土，应选用Ⅰ、Ⅱ级石灰。当括性氧化物含量不高时，应增加石灰的用量。石灰储藏时间不宜超过三个月，长期存放将会使其活性降低。
灰土中的土料不仅作为填料，而且参与化学反应，尤其是土中的黏粒具有一定的活性和胶结性，含量越多，则灰土的强度也越高。工程施工时常采用施工中挖出的不含有机质的黏性土或塑性指数大于4的粉土拌制灰土，不得使用表面耕植土、冻土、膨胀土以及有机质含量超过8％的土料。土料应过筛，其粒径不得大于15mm。
③石灰用量对灰土强度的影响
灰土中石灰用量在一定范围内，其强度随用灰量的增加而提高；但石灰用量超过一定限值后，灰土强度就增加很小，并有逐渐降低的趋势。如体积配合比为1：9的灰土，强度很低，只能改善土的压实性能；而体积配合比为2：8和3：7的灰土，一般为最佳含灰率，但与石灰的等级有直接关系，通常应以氧化物含量8％左右为最佳。
采用石灰、粉煤灰按适当比例加水拌和、分层夯实的垫层，称为二灰垫层。它和灰土垫层相似，但强度比灰土垫层高。其最佳含水量比灰土大，干密度比灰土小。压实系数为0．94-0．97，干密度为940-970kg/m3，施工最佳含水量为50％左右，石灰掺入量以15％-20％为宜。
(4)碎石和矿渣垫层材料
碎石垫层用的碎石粒径，一般为5-40mm的自然级配碎石，含泥量不大于5％。
矿渣垫层应根据工程的具体条件选用矿渣垫层材料。大面积填铺时，多采用不经筛分的不分级高炉混合矿渣，最大粒径不大于200mm或不大于碾压分层虚铺层厚的2/3；小面积垫层采用20-60mm分级矿渣，采用的矿渣应符合下列技术条件：①质地坚硬，稳定性合格，无侵蚀性；②松散密度不小于1.1t/m3，压碎指标不大于13％，含硫量不大于1.5％，铁矿含量不大于1％；③泥土与有机杂质含量不大于5％。
在碎石和钢渣垫层的底部，为防止基坑表层软弱土发生局部破坏而产生过量沉降，一般应设置一层15-30mm厚的砂垫层，砂料应采用中、粗砂，然后再铺筑碎石或钢渣垫层。 &
2．垫层施工方法
(1)当地基表层具有一定厚度的硬壳层，其承载力较好，能上一般采用机械时，一般采用分堆摊铺法，即先堆成若干砂堆，然后用机械或人工摊平。
(2)当硬壳层承载力不足时，一般采用顺序推进摊铺法。
(3)当软土地基表面很软，如新沉积或新吹填不久的超软地基，首先要改善地基表面的持力条件，使其能上施工人员和轻型运输工具。工程上常采用如下措施：
①地基表面铺荆笆。搭接处用铅丝绑扎，以承受垫层等荷载引起的拉力，搭接长度取决于地基土的性质，一般搭接长500px。当采用两层荆笆时，应将搭接处错开，错开距离以搭缝之间间距的一半为宜，荆笆搭接
③表面铺设土工合成材料，土工合成材料上再铺排水垫层，如图6-3所示。
以上软地基的常用施工方法，可单一使用，也可方织网混合使用，还可根据当地材料来源，选择具有一定抗拉强度、断面小的材料。但应注意：a．饱水后材料要有足够的抗拉强度；b．当被加固地基处在边坡位置或将来有水平力作用时，由于材料腐烂而形成软弱夹层，给加固后地基的稳定性带来潜在影响。
④尽管对超软地基表面采取了加强措施，但持力条件仍然很差，一般轻型机械上不去，在这种情况下，通常采用人工或轻便机械顺序推进铺设，常用的有两种方式：用人力手推车运砂铺设和用轻型小翻斗车铺垫。也可以将砂料运送到施工沿线两侧，用轻型推土机或皮带输送机运至路基，辅以人工找平。
应该注意的是，无论采用何种施工方法，在排水垫层的施工过程中都应避免对软土表层的过大扰动，以免造成砂和淤泥混合，影响垫层的排水效果。
3．施工中的注意事项
(1)换土法施工的关键是将垫层材料压实到设计要求的密实度。压实的方法常用的有机械碾压法、重锤夯实法和振动压实法。这些方法要求垫层材料分层铺设，然后逐层振密或压实。
①机械碾压法是采用压路机、推土机、羊足碾或其他压实机械，利用机械自重压实地基土。施工时先将一定深度内的软弱土挖去，开挖的深度和宽度应根据设计的具体要求确定。先在基坑底部碾压，再将砂石或素(灰、二灰)土等在基坑内分层铺筑，然后逐层压实。机械碾压法施工时，应根据压实机械的压实能量控制碾压土的最佳含水量，选择适当的碾压分层厚度和碾压的遍数。
②重锤夯实法
重锤夯实法是用起重机械将夯锤提升到一定高度，自由落锤，以重锤自由下落的冲击能来夯实浅层地基和垫层填土。重锤夯实分层填土时，每层的虚铺厚度以相当于锤底直径为宜，夯实完后，应将路基表面修整至设计高程。
重锤夯实的现场试验应确定最少夯击遍数、最后2遍平均夯沉量和有效夯实深度等。夯实遍数一般为8-12遍，一般重锤夯实的有效夯实深度可达1m左右，并可消除1.0-1.5m厚土层的湿陷性。
③振动压实法是用振动压实机械在地基表面施加振动力以振实浅层松散土的地基处理和垫层压实的方法。实践证明，振动压实法适宜于处理砂、砂石、碎石、炉渣等渗透性较好的无黏性土为主的松散填土，也适宜处理黏粒含量少、透水性较好的松散杂填土。
(2)以黏性土为主的软弱土，宜采用平碾或羊足碾；对杂填土可用平碾；对砂土、砂石料、碎石土和杂填土宜采用振动碾或振动压实机；对于狭窄场地、边角及接触带可用蛙式夯实机。压实效果、分层铺填厚度、压实遍数、最优含水量等应根据具体施工方法及施工机具通过现场试验确定。一般情况下，用平板振动器时，最优含水量为15％-20％；用平碾及蛙式夯时最优含水量为8％-12％；用插入式振动器时，宜对饱和的碎石、卵石或矿渣充分洒水湿透后进行夯压。
(3)垫层施工前必须对下卧地基进行检验，如发现局部软弱土层，应予挖除，用素土或灰土填平夯实。对垫层底部有古井、古墓、洞穴、旧基础、暗塘等软硬不均的部位时，应先予清理后，再用砂石逐层回填夯实，并经检验合格后，方可铺填上一层砂石料后再行施工。
(4)严禁扰动垫层下卧的软土，为防止践踏、受冻、浸泡或暴晒过久，坑底可保留200mm厚土层暂不挖去，待铺砂石料前再挖至设计高程，如有浮土必须清除，当坑底为饱和软土时，须在土面接触处铺一层细砂起反滤作用，其厚度不计入砂垫层设计厚度内。
(5)砂石垫层的底面宜铺设在同一高程上，如深度不同，基底土层面应挖成阶梯或斜坡搭接，各分层搭接位置应错开0.5-1.0m距离，搭接处注意捣实，施工应按先深后浅的顺序进行。垫层竣工后，应及时施工上层路面。
(6)垫层施工应注意控制分层铺填厚度，每层压实遍数宜通过试验确定。分层松铺厚度，可按采用的压实机具现场试验来确定，一般情况下松铺750px，分层压实厚度为500px。为保证分层压实质量应控制机械碾压速度，一般平碾为2km/h；羊足碾为3km/h；振动碾为2km/h；振动压实机为0.5km/h。
(7)人工级配的砂石应拌和均匀。用细砂作填料时，应注意地下水的影响，且不宜使用平振法、插振法和水振法。灰土、二灰土材料应拌和均匀，注意配合比，控制含水量，如土料水分过多或不足时应晾干或洒水润湿。
(8)当施工中地下水位高于挖土底面时，宜采用排水或降水措施，注意边坡稳定，以防止坍土混入砂石垫层中。
(9)压实后的灰土、二灰土应采取排水措施，3d内不得受水浸泡。
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芜湖上元教育-漂浮广告环刀取样试验的步骤？_百度文库
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环刀取样试验的步骤？
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你可能喜欢第2章换 填 法换 填 法? ? ? ? ? 换填法及其作用 垫层分类和适用范围 砂垫层设计 施工及质量检验 其他垫层 -粉煤灰垫层-矿渣垫层 -土(素土)和灰土垫层回填土 b??垫层置换法软土<b
r />土桩置换法 1 散体材料桩 2 胶结掺和料桩垫层2.1换填法及其作用换填法：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很大时将基础底面以下处理 范围内的软弱土层的部分或全部挖去，然后分层换填强度较 大的砂（碎石、素土、灰土、高炉干渣、粉煤灰）或其它性 能稳定、无侵蚀性等材料，并压（夯、振）实至要求的密实 度为止 。（压实与固结不同） 多用于公路构筑物地基处理，在建筑工程中有一定范围 应用。 《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)中规定：换填 法适用于淤泥、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。 依据垫层材料，可称为砂垫层、碎石垫层、素土垫层、 矿渣垫层和粉煤灰垫层等。
垫层的分类和适用范围垫层种类 适用范围中、小型建筑工程的滨、塘、沟等局部处理；软弱土和水 砂垫层（碎石、 下黄土处理（不适用于湿陷性黄土）。可有条件用于膨胀 砂砾） 土地基。素土垫层 灰土垫层 中小型工程，大面积回填，湿陷性黄土 中小型工程，膨胀土，尤其湿陷性黄土 不同材料的垫层，其应力分布稍有差异，但极限承载 厂房、机场、港区路域和堆场等大、中小型大面积填筑 力比较接近；沉降观测发现：不同材料垫层的特点基 本相似。故各种材料的垫层都近似按砂垫层的计算方 中小型建筑工程。尤其适用于地坪、堆场等大面积地基处 理和场地平整；铁路、道路路基处理。 法进行计算。 对特殊土，由于处理目的不同，所以设计时需考虑的 护坡、堤坝、道路、堆场、高填方及建（构）筑物等 解决问题的关键应有所不同。 换填法的处理深度宜控制在3m以内，但也不宜小于 道路工程路基不均匀沉降处理、深软基低填方且工期紧迫 0.5m，因为垫层太薄，换土垫层的作用并不显著。 的路堤修筑工程、高填方工程置换等粉煤灰垫层 矿渣垫层土工合成材料 加筋垫层土工合成材料 轻质垫层砂垫层2.2土的压实原理?为何要有压实度？――土的压实原理当粘性土的土样含水量较小时，其粒间引力较大，在一定的外 部压实功能作用下，如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。 当增大土样含水量时，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。 但当土样含水量增大到一定程度后，孔隙中就出现了自由水， 结合水膜的扩大作用就不大了，因而引力的减少就显著，此时自由 水填充在孔隙中，从而产生了阻止土粒移动的作用，所以压实效果 又趋下降，因而设计时要选择一个”最优含水量”，这就是土的压 实机理。●在工程实践中，对垫层的碾压质量的检验，要求能获得填土的最大干密度,其最大干密度可用室内击实试验确定。在标准的击实方法的条件下，对 于不同含水量的土样，可得到不同的干密度，从而绘制干密度和制备含水 量的关系曲线，在曲线上的峰值，即为最大干密度与之相应的制备含水量 为最优含水量。对某一特定压实功能而言， 如果改变压实功能，则曲线 的基本形态不变，但曲线位 置却发生移动。相同压实功能对不同 土料的压实效果并不 完全相同。现 场 施 工● 压实系数:土体实际的干密度与最大干密度的比值。● 最优含水量：在一定压实功能作用下，土最易被压实、并能达到最大密实度时的含水量。● 最大干密度：在一定压实功能作用及最优含水量条件下，土被压实能达到的最大干密度。
2.3垫层设计加固机理----垫层的主要作用●1、提高持力层的承载力――通过扩散作用使传到垫层下的软弱土层应力减少；与持力层的抗剪强度有关。●2、减小沉降量――一般地基浅层部分沉降量在总沉降量中所 占比例是比较大的。换填材料代替上部软弱土层， 可减小这部分的沉降量、垫层扩散作用，使得下卧土层的压力减小，这相应减小下卧土层的沉降量。●3、加速软弱土层的排水固结――不透水基础直接与软弱土层相接触时，在荷载作用下， 软弱地基中的水被迫绕基础两侧排出，因而使基底下软弱土 不易固结，产生较大的孔隙水压力，从而导致地基土强度降 低，产生塑性破坏的危险。 ――垫层可作为良好的排水面，使基础下面的孔隙水压力迅 速消散，加速垫层下软弱土层的固结，从而提高其强度。●4、防治冻胀――垫层材料孔隙大，不易产生毛细现象，可防治冻胀。●5、消除膨胀土的胀缩作用 ●6、消除湿陷性黄土的湿陷作用
垫层设计2.3.1 砂和砂石垫层设计厚度、宽度、压实度勘察和调查? 在进行设计前应进行以下几方面工作：? 1、查明地层土性和不良地质现象； ? 2、查明处理场地的地形、地质构成及土的物理力学性质； ? 3、查明地下水的埋藏条件、类型、埋深、流量、最高与最 低水位和年变化幅度、侵蚀性等； ? 4、查明地下管线、防空洞及地下障碍物的分布范围及走向； ? 5、查明换填土的来源、种类、规格、价格等，如采用粉煤 灰时应查明其化学成分及其对环境的污染程度。 ? 根据工程地质条件、建筑工程的要求及材料来源和种类等 进行综合分析对比，提出合理的换填处理方案。提供换填 土料的最优含水量、最大干密度、压实系数、施工机械、 碾压要求及监理标准等施工参数。? 垫层材料选用● 中粗砂：应选用级配良好的中粗砂，含泥量不超过3％，并应除去树皮、草皮等杂质。 ● 细砂：若用细砂，应掺入30％~50％的碎石， 碎石最大粒径不宜大于50mm。回填土 b??
一、确定砂和砂石垫层厚度砂垫层的设计要求：有足够的厚度以置换可能被剪切破坏的软弱土层；有足够大的宽度以防止砂垫层向两侧挤出。基础底面处垫层底面处自重应力附加应力垫层内应力分布确定砂和砂石垫层厚度pCD pCZ?填z垫层厚度应根据垫层底 部下卧土层的承载力确 定，并符合下式要求：回填土d?b?zB?= b+2ztg?要求：pZ + pCZ ? fazpcz ? pCD ? ? 填 zpZ――垫层底面处的附加应力设计值（kPa）; pCZ――垫层底面处土的自重压力值（kPa）； faz――经深度修正后垫层底面处土层的地基 承载力特征值（kPa）。? 垫层厚度一般：0.5~3m 垫层效应并不随厚度线性增大? 垫层设计持力层： p? f 下卧层： pZ + pCZ ? fz+d回填土 b??压实系数 ?c=?d/?dmax ? 0.93pCD pCZ?填z回填土d?b?z以条基为例B?= b+2ztg?要求：pZ + pCZ ? faz( p ? pCD )b pz ? b ? 2 ztg? F ? G F ? ? db p? ? b bpcz ? pCD ? ? 填 z垫层底面处的附加压力值可按压力扩散角，进行 简化计算：●条形基础●矩形基础b( p ? pc ) pz ? b ? 2 z ? tg? b ? l ( p ? pc ) pz ? (b ? 2 z ? tg? )(l ? 2 z ? tg? )回填土 b??压力扩散角（°）二、砂垫层的宽度确定? 垫层的底面宽度应以满足基础底面应力扩散和防止垫层向 两侧挤出为原则进行设计。关于宽度计算，目前还缺乏可 靠的方法。一般可按下式计算或根据当地经验确定。b ? b ? 2 ? ztg?&#39;? 垫层顶面每边宜比基础底面大0.3m，或从垫层底面两侧向 上按当地开挖基坑经验的要求放坡，整片垫层的宽度可根 据施工的要求适当加宽。三、垫层承载力的确定? 垫层的承载力宜通过现场试验确定，并应验算下卧层的承 载力。 ? 垫层的承载力亦可通过取土分析、标贯试验、动力初探等 多种手段取得的资料进行综合分析后确定；当无试验资料 时按表3-3选用估计，并验算软弱下卧层承载力。四、沉降计算? 对于重要的建筑或垫层下存在软弱下卧层的建筑，还应进 行地基变形计算。建筑物基础沉降等于垫层自身的变形量S1与下卧土层的变形量S2之和。? 对超出原地面标高的垫层或换填材料的密度高于天然土层 密度的垫层，宜早换填并考虑其附加的荷载对建造的建筑物及邻近建筑物的影响。回填土 b??
2.3.2 素土（或灰土、二灰）垫层设计一、垫层材料素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，不得夹有砖、瓦和石块等渗水材料，碎石粒径不得 大于50 灰土的体积比宜为2：8或3：7。土料宜用粘性土及塑性 指数大于4的粉土，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。二、垫层设计●在湿陷性黄土地区使用广泛，以土治土。处理厚度一般1-3m。 ●局部垫层的平面处理范围，每边超出基础底边的宽度， 并不应小于垫层厚度的一半 B=b+2z ?tanθ+c ●整片垫层的平面处理范围，每边超出建筑物外墙基础边 缘的宽度，不应小于垫层的厚度，并不小于2m； ●垫层的承载力特征值，应通过现场载荷试验求得。若无 资料时，对土垫层不宜超过180kPa，对灰土垫层不宜超 过250kPa；2.3.3粉煤灰垫层粉煤灰垫层适用于厂房、机场、港区陆域和堆场等工 程大面积填筑。 一、粉煤灰的工程特性及其对环境的影响 (一)自重轻 (二)击实性能好：最优含水量变动幅度为±4%，大于普通 土的±2%。 (三)抗剪强度：抗剪试验按直剪(快剪)和三轴(固结不排水 剪)分别进行，φ、c均与灰种、剪切方法、压实系数大小 和龄期长短有关。 (四)压缩性：与击实功、密实度和饱和程度等因素有关。 由土工试验确定，无试验时取压实系数为09～0.95， Es=8～20MPa。 (五)承载能力：压实后的承载能力一般由试验结果得知， 具有遇水强度降低的特性。? (六)渗透特性：压实过程中和压实初期具有较大的渗透系 数，随着龄期增长，渗透性能逐渐减弱。初始渗透性大于 粘土。 ? 粉煤灰具有很强的龄期效应，火山灰反应(分散状态下细 颗粒并有水存在时，会在常温下与氢氧化钙产生化学反应， 形成具有胶凝能力的化合物)，因这一性能使垫层在后期 形成一块具有隔水性能的刚度和强度均较好的板块，这就 大大改善了地基的承载能力。 ? (七)抗液化性：因有微弱的火山灰反应，具有一定的胶凝 性，因此抗液化能力要比砂质粉土强得多。? (八)对环境的影响：粉煤灰是一种碱性材料，可以进行绿 化，水的排放符合农田灌溉水标准，下埋金属构件，要适 当防腐。二、粉煤灰垫层的设计 ? 设计方法同砂垫层；2.3.4干渣垫层设计? 适用范围：矿渣垫层适用于中、小型建筑工程，尤其适用于地坪、堆场等工程大面积地基处理和场地平整。对易受酸 性或碱性废水影响的地基不得用矿渣作垫层材料。? 矿渣垫层材料可根据工程的具体条件选用分级矿渣、混合矿 渣或原状矿渣。小面积垫层一般用8～40mm与40～60mm的分 级矿渣，或0～60mm的混合矿渣；大面积铺垫时，可采用混 合矿渣或原状矿渣，原状矿渣最大粒径不大于200mm或不大 于碾压分层虚铺厚度的2/3。? 用于垫层的矿渣技术条件应符合下列规定：稳定性合格；松 散密度不小于1.1t/m3；泥土与有机质含量不大于5％。对于 一般场地平整，矿渣质量可不受上述指标限制。一、干渣垫层的工程特性? (一)稳定性：矿渣在回填工程中推广应用取决于其结构的 稳定性，衡量稳定性主要观察矿渣在生产、施工与使用时 是否会产生硅酸盐分解、石灰分解和铁锰分解。 ? (二)松散密度：矿渣的强度可用松散密度指标表示。 ? (三)变形模量：不论是分级或混合矿渣，压实后的变形模量都应不小于砂石垫层的冰箱模量值。? 矿渣在力学性质上的特点是：当压实时其荷载与变形关系 具有直线变形体的一系列特性。如压实不佳，强度不足，会引起显著的非线性变形。2.干渣垫层的设计? 1)厚度和宽度可按砂垫层的计算方法确定； ? 2)矿渣垫层的承载力特征值fak和变形模量E0宜通过 现场试验确定。2.3.5? 一、粉质粘土垫层 ? 二、石屑垫层其他垫层? 三、工业废渣垫层? 四、合成材料加筋垫层? 五、聚苯乙烯板块(EPS)――亦称泡沫苯乙烯。? 在软弱地基上的填土工程，有时因采用的垫层材 料中度大，难以满足设计中地基承载力和变形要 求。而EPS是具有足够强度和超轻质的优良填土材 料，可有效减少作用在地基上的荷载，可借以取 得设计和施工上的良好效果。? EPS材料的特性是：? 1.超轻质性：一般重度为0.2～0.4kN/m3，为土的1/100～ 1/50 ? 2.强度和模量较高：抗压强度为100～350kPa(相应应变为 5%)，变形变形模量为2.5～11.5MPa，即使进入塑性变形阶 段，其抗压强度还是很大的，因此无c、φ的概念。 ? 3.应力应变特性 ? 4.抗剪强度 ? 5.回弹模量 ? 6.摩擦性：EPS块体和和砂之间及自身的摩擦系数约为0.5。 ? 7.耐水性：因EPS为合成树脂泡沫，中间为独立气泡，水很 难浸入其内，耐得住水的长期浸泡。? 8.吸水膨胀性小 ? 9.化学特性稳定：耐高温，阻燃，抗酸、碱、动植 物油、盐类等的腐蚀性；对烃类、酮、脂类等矿油 类有易溶解性。 ? 10.压缩性 ? 11.耐热性：应在70°C以下的环境使用。 ? 12.直立性：可在垂直砌高的情况下形成直立面。? 13.耐久性：可抗腐烂。? 14.施工性：施工方便。EPS材料切割容易、方便， 也可按要求形状铸模加工。?适用范围在我国已推广应用于公路及铁路的路堤填土、桥 台及挡墙填土、机场建设、港口工程及道路扩宽、地下结构 上部覆土、景观造园绿化和赛车场等。2.4 垫层施工 2.4.1 按密实方法分类●机械碾压法 平板振动法 重锤夯实法●●碾压法机械碾压法是采用各种压实机械来压实地基土。此法常 用于基坑底面积宽大开挖土方量较大的工程。 工程实践中，对垫层碾压质量的检验，要求获得填土最 大干密度。其关键在于施工时控制每层的铺设厚度和最优含 水量，其最大干密度和最优含水量宜采用击实试验确定。所 有施工参数（如施工机械、铺填厚度、碾压遍数、与填筑含 水量等）都必须由工地试验确定。在施工现场相应的压实功 能下，由于现场条件终究与室内试验不同，因而对现场应以 压实系数与施工含水量进行控制。
冲击碾压法●采用冲击压路机进行碾压的方法。 ●揉压-碾压-冲击的综合作用●一般压路机相比，冲击碾压机具有填方量大、行进速度高和功效高的特点。重锤夯实法重锤夯实法是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。重锤夯实法一般适用 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。 重锤夯实法的主要设备为起重机械、 夯锤、钢丝绳和吊钩等。 当直接用钢丝绳悬吊夯锤时，吊车 的起重能力一般应大于锤重的三倍。采 用脱钩夯锤时，起重能力应大于夯锤重 量的1.5倍。 夯锤宜采用圆台形，锤重宜大于2t， 锤底面单位静压力宜为15～20kPa。夯 锤落距宜大于4m。振动压实法振动法是使用振动压实机来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的一种方法。 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压实的作用。为此，需要施工前 进行试振，得出稳定下沉量和时间的关系。对主要由炉渣、碎砖、瓦 块组成的建筑垃圾，振动时间约在1mim以上；对含炉灰等细粒填土， 振动时间约为3～5mim，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，其振动的标准是以 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。振 实后地基承载力宜通过现场载 荷试验确定。一般经振实的杂 填土地基承载力可达100～ 120kPa。2.4.2按垫层材料分类一、砂或砂石垫层●砂石垫层材料的选用。 ●干密度为砂垫层施工质量控制的技术标准。 ●开挖基坑时应避免坑底土层扰动。 ●同一建筑物下砂垫层设计厚度不同时：踏步或斜坡。二、土(素土)和灰土垫层素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，不得夹有砖、瓦和石块等渗水材料，碎石粒径不得 大于50 灰土的体积比宜为2：8或3：7。土料宜用粘性土及塑性 指数大于4的粉土，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。? 垫层施工应将需处理的湿陷性黄土挖出，然后利用黄土或 其他粘性土作土料，经过筛后，在最优含水量状态下分层 回填夯实至设计标高。? 灰土夯实后3天内不得受水浸泡，垫层竣工后，应及时进行 基础施工与基础回填。 ? 对每层施工完毕，应在每层表面2/3厚度处取样，宜用环刀 法及钢筋贯入仪测定其干密度，取样数量不应小于下列规 定： ? a、整个垫层每100m2每层3次； ? b、矩形(或方形)基础底面下的垫层，每层2次； ? c、条形(包括管道)基础底面下的垫层，每30m长每层2处。三、 粉煤灰垫层? 粉煤灰垫层可采用分层压实法 ? 对过湿粉煤灰应沥干装运，装运时含水量以15%～25%为宜； ? 施工压实参数可由室内轻型击实试验确定，压实系数应根据 工程性质、施工机具、工程地质条件等因素选定； ? 填筑应分层铺筑与碾压，设置排水沟或排水盲沟。垫层四周 宜设置具有防冲刷功能的帷幕； ? 虚铺厚度和碾压遍数应通过现场小型试验确定； ? 对小型工程可采用人工分层摊铺，在整平后用平板振动器或 蛙式夯机进行夯实；大中型工程可采用机械摊铺，在平整后 用履带式机具初压二遍，然后用中、重型压路机碾压；? 施工时宜当天铺筑，当天压实。干燥时应洒水湿润，出现橡 皮土时应开槽凉晒； ? 施工时压实含水量应控制在最优含水量区间±4%范围内； ? 施工时最低气温不低于0℃，以防粉煤含水冻涨； ? 每一层粉煤灰垫层经验收合格后，应及时铺筑上层或采用分 层，以防干燥起尘污染环境，并禁止车辆在其上行驶； ? 粉煤灰的分层施工质量检验标准是压实系数≥0.9，可选用 环刀压入法或钢筋贯入法进行检验； ? 换填结束后，可按工程的要求进行垫层的工程质量验收，验 收方式可通过静载荷试验进行；在有充分试验依据时也可采 用标准贯入试验或静力触探试验； ? 当有成熟经验表明通过分层施工质量验查能满足工程要求时 也可不进行工程质量的整体验收。四、 干（矿）渣垫层? 矿渣垫层材料可根据工程的具体条件选用分级矿渣、混合矿 渣或原状矿渣。小面积垫层一般用8～40mm与40～60mm的分 级矿渣，或0～60mm的混合矿渣；大面积铺垫时，可采用混 合矿渣或原状矿渣，原状矿渣最大粒径不大于200mm或不大 于碾压分层虚铺厚度的2/3。 ? 用于垫层的矿渣技术条件应符合下列规定：稳定性合格；松 散密度不小于1.1t/m3；泥土与有机质含量不大于5％。对于 一般场地平整，矿渣质量可不受上述指标限制。矿渣垫层施工? 3)矿渣垫层材料可根据工程的具体条件选用：对于小面积垫层一般用 8-40mm与40-60mm的分级矿渣，或0-60mm的混合矿渣；大面积铺垫时， 可采用混合矿渣或原状矿渣，原状矿渣最大粒径不大于200mm或不大 于碾压分层虚铺厚度的2/3。 ? 4)对于矿渣垫层的技术条件应符合下列指标：稳定性合格；松散密度 不小于1.1t/m3；泥土与有机质含量不大于5％。 ? 5)施工采用分层压实法，压实可用平板振动法或碾压法。振动或碾压 遍数均由现场试验确定。 ? 6)矿渣垫层质量检验包括：分层施工质量检验和工程质量验收?分层施工质量检验应达到表面坚实、平整、无明显湿陷，压陷差 小于2mm；工程质量验收可通过荷载试验进行，在有充分试验依据时， 也可采用标准贯入试验或静力触探试验。当有成熟经验表明，通过分 层施工质量检验能满足工程要求是，也可不进行工程质量的整体验收。五、土工合成材料垫层六、聚苯乙烯板块垫层垫层施工注意事项1）基坑保持无水 2）验槽。对垫层底部有古井、古墓、洞穴、旧基础、暗塘等软硬不均的部 位时，应先清理，再用砂石逐层回填夯实，并经检验合格后；方可铺填上一 层砂石料后再行施工。 3）严禁扰动垫层下卧层的软土，为防止各种扰动可坑底可保留200mm厚土暂 不挖去，待铺砂石料前再挖至设计标高。当坑底为饱和软土时，须在土面接 触时，须在土面接触处铺一层细沙反滤层，其厚度不计入砂垫层设计厚度。 4)砂石垫层的底面宜铺设在同一标高上，如置换深度不同，基地土层应挖成 阶梯或斜坡搭接，并按先深后浅的顺序施工，搭接处应夯压秘书。 5)人工级配的砂石应拌和均匀。用细砂作填料时，应注意地下水的影响，且 不宜使用平振法、插振法和水振法。 6)垫层的施工方法应控制分层铺填厚度、每层压实遍数等宜通过试验确定。 7)垫层材料应采用最优含水率 8）当地下水位高于基坑底面时，宜采用排水或降水措施，注意边坡稳定， 以防止坍土混入砂石垫层中。2.5 垫层的质量检验●1.垫层的质量控制标准换填材料的质量检验压实质量检验（检验压实系数与施工含水量）干密度：环刀法、灌水法 压实系数： ?c=?d/?dmax ? 0.93 施工含水量：最优含水量±2％●2.垫层质量检验施工质量检验和工程质量验收
垫层设计例题某四层砖混结构的住宅建筑，承重墙下为条形基础，上部建筑物作用于基础的荷载为120kN/m，基础的平均重度为20kN/m3。地基土表层为粉质黏土，厚度为1m，重度为17.5kN/m3；第二层为淤泥，厚15m，重度为17.8kN/m3 ，地基承载力特征值fak=50kPa,承 载力修正系数η0=0，ηd =1.0；第三层为密实的砂砾 石。地下水距地表1m。因地基土软弱，不能承受建筑 物的荷载，试设计砂垫层。设计步骤（1）砂垫层材料 （2）基础埋深 （3）计算墙基的宽度 （4）设计砂垫层厚度 （5）垫层底面土的自重应力 （6）垫层底面的附加应力 （7）下卧层淤泥修正后的地基承载力特征值（8）验算垫层下卧层的强度（9）确定砂垫层的底宽
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