換土墊層法簡介

1、換土墊層法簡介 在中國，每年都有數(shù)以千記的施工項目在進行，由于中國地域遼闊，不同地區(qū)的土質(zhì)狀況都有不同，有些地區(qū)的土質(zhì)狀況良好，只要稍加處理即可作為良好的建筑物基礎(chǔ)，如果天然地基很軟弱，不能滿足地基強度和變形等要求時，則要對地基進行人工處理后再建造基礎(chǔ)?！皳Q土墊層法”：就是一種快速便捷的方法。其定義為：當建筑物基礎(chǔ)下的持力層比較軟弱，不能滿足上部荷載對地基的要求時，常采用換土回填法來處理。施工時先將基礎(chǔ)以下一定深度、寬度范圍內(nèi)的軟土層挖去，然后回填強度較大的砂、石或灰土等，并夯至（或振實）至要求的密實度。分類：換土回填按其材料分為：砂墊層、砂石墊層、灰土墊層、素土墊層、干渣墊層粉、煤灰墊層等。

2、 施工時使用的機具不同，施工方法可分為：機械碾壓法、重錘夯實法、振動壓實法等。概述概述試用范圍：砂地基和砂石地基適用于處理透水性強的軟弱粘性土地基。例如淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土地基及暗溝、暗塘等淺層處理。其主要作用：提高持力層強度減少地基的變形量加速軟土層的排水固結(jié) 防止凍脹消除或部分消除地基土的濕陷性脹縮性。材料要求： 宜采用顆粒級配良好、質(zhì)地堅硬的中砂、粗砂、礫砂、碎石、石屑或其他工業(yè)廢粒料。缺 少中、粗砂和礫砂的地區(qū)，也可采用細砂，但宜同時摻入一定數(shù)量的碎石或卵石，其摻量應(yīng)按設(shè)計規(guī)定（含石量不應(yīng)大于50%）。所用砂石料，不得含有草根、垃圾等有機雜物。兼起排水固結(jié)作用時，

3、含泥量不宜超過3%。碎石或卵石最大顆粒不宜大于50mm。施工要點： 施工前應(yīng)驗槽，先將浮土清除?；郏樱┑倪吰卤仨毞€(wěn)定，以防止塌土。槽底和兩側(cè)如有孔洞、溝、井和墓穴等，應(yīng)在施工前加以處理。 人工級配的砂、石材料，應(yīng)按級配拌合均勻，再進行鋪填搗實。 砂地基和砂石地基的底面宜鋪設(shè)在同一標高上，如深度不同時，施工應(yīng)按先深后淺的程序進行。圖面應(yīng)挖成臺階或斜坡搭接，搭接處應(yīng)注意搗實。 分段施工時，接頭處應(yīng)做成斜坡，每層錯開0.5-1.0m，并應(yīng)充分搗實。 采用碎石換填時，為防止基坑底面的表層軟土發(fā)生局部破壞，應(yīng)在基坑底部及四測先鋪一層砂，然后再鋪設(shè)碎石墊層。 換填應(yīng)按分層鋪墊，分層夯（壓）實，每層的鋪

4、設(shè)厚度不宜超過表1-1規(guī)定數(shù)值。分層厚度可用樣樁控制。墊層的搗實方法可視施工條件按表1-1選用。搗實砂層應(yīng)注意不要擾動基坑底部和四測的土，以免影響和降低地基強度。每鋪好一層墊層，經(jīng)密實度檢驗合格后方可進行上一層施工。 冬季施工時，不得采用夾有冰塊的砂石做墊層，并應(yīng)采用措施防止砂石內(nèi)水分凍結(jié)。搗實方法搗實方法 每層鋪設(shè)厚每層鋪設(shè)厚度（度（cm）施 工 最 佳 含 水施 工 最 佳 含 水量（量（%）施工說明施工說明備注備注平振法平振法200 - 25015 - 20用平板式振搗器往復(fù)振搗，往復(fù)次數(shù)以簡易測定密實度合格為準振搗器移動時，每行應(yīng)搭接1/3，以防振動面積不搭接不宜使用于細砂或含泥量較大

5、的砂鋪筑砂地基插振法插振法振搗器插入深度飽和用插入式振搗器插入間距可根據(jù)機械振幅大小決定3.不應(yīng)插至下臥粘性土層4.插入振搗完畢所留的孔洞，應(yīng)用砂搗實5.應(yīng)有控制的注水和排水不宜適用于細砂或含泥量較大的砂鋪筑砂地基水撼法水撼法250飽和1.注水高度略超過鋪設(shè)面層2.用鋼叉搖撼搗實，插入點間距100mm左右3.有控制的注水和排水4.鋼叉分四齒，齒的間距30mm，長300mm，木柄長900mm，重4kg濕陷性黃土、膨脹土、細砂地基上不得使用夯實法夯實法150-2008-121.用木夯或機械夯2.木夯重40kg，落距400 - 500mm3.一夯壓半夯，全面夯實適用于砂石地基碾壓法碾壓法150-35

6、08-126 - 10t壓路機往復(fù)碾壓。碾壓次數(shù)已達到要求密實度為準適用于大面積的砂石地基，不宜用于地下水位以下的砂地基首先我們需要確定墊層的厚度，墊層厚度一般是根據(jù)墊層底部下臥土層的承載力確定，即作用在墊層底面處土的自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和不大于墊層底面下土層的承載力。對粉質(zhì)粘土，灰土、粉煤灰和砂石墊層的施工質(zhì)量可用環(huán)刀法、貫入儀、靜力觸探、輕型動力觸探或標準貫入試驗進行檢驗；對砂石、礦渣墊層可用重型動力觸探檢驗，并均應(yīng)通過現(xiàn)場試驗以設(shè)計壓實系數(shù)與所對應(yīng)的貫入度為標準檢驗墊層的施工質(zhì)量。墊層的施工質(zhì)量檢驗必須分層進行。用環(huán)刀法取樣時，取樣點應(yīng)位于每層厚度的2/3深度處?？⒐を炇詹捎幂d荷試驗檢驗

7、墊層承載力時，每個單體工程不宜少于3點換土墊層法在某軟弱地基中的應(yīng)用工程概況 江南辦事處單層廠房，位于江南工業(yè)區(qū)九號街區(qū)臨時廠區(qū)場地，場地位于江門市中心路北面，緊靠中心路，東寧工業(yè)城東面。廠房面積約1600m2，鋼筋混凝土柱，三角形鋼屋架，屬單層排架結(jié)構(gòu)，墻體材料為粘土磚，屋面為鍍鋅波紋瓦。 根據(jù)鉆孔揭露，自上而下分為4層，填土、松散，厚0.92.2;耕植土，可塑，厚0.61.30m；淤泥質(zhì)土飽和、流塑、厚12.319.1m;強風化含礫粉砂巖，揭露厚3.7m。地下水情況，場地存在一定量的地下水，水位標高為-0.61.5m之間，平均1.05m。 建筑物安全等級為二級，場地類型為三類，按抗震設(shè)防烈

8、度為7度，抗震等級為三級，基本風壓0.6kN/m2，屋面活載0.3kN/m2。 鋼屋架根據(jù)恒載、活載及風荷載的大小，選用國家標準圖集輕型屋面鋼屋架，排架結(jié)構(gòu)，如圖1所示。柱腳固接，柱頂鉸接，柱距為6m，計算柱腳內(nèi)力。邊柱腳內(nèi)力設(shè)計值如下：Fk278kN Vk9kNMk28kNm基礎(chǔ)設(shè)計 根據(jù)地質(zhì)資料并考慮上部荷載情況，采用淺基礎(chǔ)。 持力層為耕植土，地基承載力特征值fak160 kN/m2，按埋深仍落在松散填土層，強度顯然不足以支承基礎(chǔ)，因此要換土，換土首先解決地基強度滿足設(shè)計要求，所以選用3:7砂碎石作換填材料，基礎(chǔ)底面標高1.40m，換土1m，根據(jù)地基基礎(chǔ)規(guī)范,其承載力特征值可達150200

9、kPa，符合設(shè)計要求。基礎(chǔ)底面標高1.40m，換土1m，根據(jù)基基礎(chǔ)規(guī)范進行深度修正：耕植土fa1fak1dro(d0.5 )d深度修正數(shù)，耕植土取d1.1o土層平均重度，取o16 kN/m3fa1601.116(1.410.5)93 kN/m2 采用換土墊層法進行地基處理，換土深度Z1m，置換墊層采用3：7砂碎石墊層，基礎(chǔ)尺寸：1.81.80.5，砂碎石墊層地基承載力特征值fak2100 kN/m，fa2120kN/m2。根據(jù)建筑地基處理技術(shù)規(guī)范。Zb11.80.550.5 b基礎(chǔ)寬度, a基礎(chǔ)另一側(cè)寬度地Es1/Es210，由JGJ79-2002查表得 應(yīng)力擴散角為30?；讖姸绕骄鶋簯?yīng)力p

10、k2Fk/A+Gk/A=114kN/m2最大壓應(yīng)力：pkmax2 = 142kN/m21.2fa2144 kN/m2滿足基礎(chǔ)底平均附加壓應(yīng)力 pz2pk2d114161.492kN/m2墊層底尺寸b1b21.0tg1.821.0tg302.95m墊層底平均附加壓應(yīng)力pz1pz2b2/ b12921.82/2.95234.3kN/m2墊層底有效自重應(yīng)力pczpczr(1.41.0)162.438.4kN/m2pz1pcz34.338.472.7kN/m2 fa193kN/m2 滿足基礎(chǔ)施工 在施工中，3:7碎石墊層的砂、碎石重量進行準確稱量，采用材料的最優(yōu)含水量作為施工含水量，大約取1520，由

11、于地下水較豐富，開挖的設(shè)集水井進行抽水，土方開挖到指定深度后，要及時回填砂碎石，由于需用人工局部開挖，對原土產(chǎn)生擾動，故在回填時要先放置尺寸較大的毛石塊，形成較硬的底殼，回填材料的分層厚度不宜大于250mm，并用平板式振動器沖水振動密實，壓實系數(shù)要求達到0.94，并采用貫入儀檢驗墊層質(zhì)量，通過現(xiàn)場試驗以控制壓實系數(shù)，所對應(yīng)的貫入度為合格標準?；靥詈穸冗_到設(shè)計要求后，要盡量及時澆筑混凝土基礎(chǔ)，經(jīng)現(xiàn)場觀測，墊層的密實度達到預(yù)期的效果。經(jīng)濟分析與使用效果采用天然淺基礎(chǔ)(1) 按一個開間計算：V1.81.80.534.86m3C25混凝土基礎(chǔ)造價：4.865002430元(2)3:7砂碎石墊層（及挖土

12、）：2.42.41.0317.3m3造價：1.7350865元基礎(chǔ)每平方造價：（2430865）/（626）21.1元m2采用300樁基礎(chǔ) 300樁，樁長20m，單樁豎向承載力設(shè)計值R200kN，二樁承臺尺寸1.650.60.7(1) 樁：2223132m 造價：132709240元(2)C25樁承臺：1.650.60.732.10m3 造價：2.15001050元(3)試驗費：2001.65623960元(4)樁機進退場費：3000元 基礎(chǔ)每平方造價：(9240+1050)/(626)+(3960+3000)/1600=70.3元/m2綜合上述經(jīng)濟分析，采用天然淺基礎(chǔ)每平方米能節(jié)約造價50元，經(jīng)濟效益明顯。該建筑使用至今，通過多次的沉降觀測，發(fā)現(xiàn)基礎(chǔ)沉降均勻，且沉降量很小，約10mm，無出現(xiàn)墻體、梁、柱開裂等現(xiàn)象，同時，該廠區(qū)還有一座二層辦公樓，亦采用該基礎(chǔ)形式，同樣無出現(xiàn)沉、裂現(xiàn)象，效果良好，得到業(yè)主的好評。 高新工業(yè)區(qū)的地質(zhì)情況都很相似，存在淤泥層較厚的情況，針對