換填墊層法設計碾壓施工及質(zhì)量檢驗

換填墊層法設計、碾壓施工及質(zhì)量檢驗概述1換填墊層設計2墊層碾壓施工3質(zhì)量檢驗4572.1概述換填墊層法

換填墊層法——是將基礎底面下一定深度范圍內(nèi)不滿足地基性能要求的土層（或局部巖石），全部或部分挖出，換填上符合地基性能要求的材料，然后分層夯實作為基礎的持力層。

換填墊層法適用于淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。換填墊層法按其換填材料的功能不同，又分為墊層法和褥墊法。

墊層法——通常指當軟弱土地基的承載力和變形滿足不了建（構造、）筑物的要求，而軟弱土層的厚度又不很大時，將基礎底面以下處理范圍內(nèi)的軟弱土層的部分或全部挖去，然后分層換填強度較大的砂（碎石、素土、灰土、礦渣、粉煤灰）或其它性能穩(wěn)定、無侵蝕性的材料，并壓（夯、振）實至要求的密實度。它包括低洼地域筑高（平整場地）或堆填筑高（道路路基）。墊層法

砂石墊層施工三合土墊層施工提高地基承載力減少沉降量加速軟弱土層的排水固結防止凍脹消除地基的濕陷性和脹縮性

墊層作用沉降承載力不足適用范圍《建筑地基處理技術規(guī)范》(JGJ79-2012)中規(guī)定：墊層法適用于淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土地基及暗溝、暗塘等淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。淤泥濕陷性黃土

褥墊法——是將基礎底面下一定深度范圍內(nèi)局部壓縮性較低的巖石鑿去，換填上壓縮性較大的材料，然后分層夯實的墊層作為基礎的部分持力層，使基礎整個持力層的變形相互協(xié)調(diào)。褥墊法是我國近年來在處理山區(qū)不均勻的巖土地基中常采用的簡便易行又較為可靠的方法。褥墊法2.2換填墊層設計

砂（砂石、碎石、粉煤灰、礦渣）墊層設計

一般要求：既要有足夠的厚度以置換可能受到剪切破壞的軟弱土層，又要滿足建筑物地基強度和變形的要求，另外，還要有足夠的寬度以防止墊層向兩側擠出增加沉降，同時還應盡量做到經(jīng)濟合理。

主要內(nèi)容：確定墊層的合理厚度和寬度。應根據(jù)建（構）筑物體形、結構特點、荷載性質(zhì)、巖土工程條件、施工機械設備及填料性質(zhì)和來源等綜合考慮。

(1)墊層厚度的確定根據(jù)需置換軟弱土層的深度或下臥土層的承載力確定

條形基礎：

矩形基礎：

換填墊層的厚度不宜小于0.5m，也不宜大于3m。條形基礎：

矩形基礎：

b——矩形基礎或條形基礎底面的寬度l——矩形基礎底面的長度pk——相應于荷載效應標準組合時，基礎底面處的平均壓力值pc——基礎底面處土的自重壓力值(kPa)；z——基礎底面下墊層的厚度(m)；θ——墊層的壓力擴散角(°)(2)墊層寬度的確定墊層底面的寬度應滿足基礎底面應力擴散和防止墊層向兩側擠出的要求。

墊層頂面寬度可從墊層底面兩側向上，按基坑開挖期間保持邊坡穩(wěn)定的當?shù)亟?jīng)驗放坡確定，墊層頂面每邊超出基礎底邊不宜小于300mm。(3)墊層承載力的確定

墊層的承載力宜通過現(xiàn)場試驗確定，當無試驗資料時，可按表2-2采用，并應進行下臥層承載力的驗算。施工方法換填材料類別壓實系數(shù)λc承載力特征值fak(kPa)碾壓、振密或夯實碎石、卵石0.94～0.97200～300砂夾石(其中碎石、卵石占全重的30%～50%)200～250土夾石(其中碎石、卵石占全重的30%～50%)150～200中砂、粗砂、礫砂、角礫、圓礫150～200粉質(zhì)粘土130～180灰土0.95200～250粉煤灰0.90～0.95120～150石屑0.94～0.97120～150礦渣-200～300重錘夯實土或灰土0.93～0.95150～200壓實系數(shù)λc為土的控制干密度ρd與最大干密度ρdmax的比值

(4)沉降計算墊層地基的變形等于墊層自身的變形量s1與下臥土層的變形量s2之和，可按下式進行計算：s——基礎沉降量（mm）；s1——墊層自身變形量（mm）；s2——壓縮層厚度范圍內(nèi)（自墊層底面算起）各土層壓縮變形之和（mm）。p——基底平均有效壓力α——基底壓力擴散系數(shù)。注意事項：碎石、卵石、砂夾石、砂和礦渣墊層，在地基變形計算中，可以忽略墊層自身部分的變形值對于細粒材料的尤其是厚度較大的換填墊層，則應計入墊層自身的變形墊層下臥層的變形量s2可按現(xiàn)行國家標準《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB50007—2012）的有關規(guī)定計算

【例2-1】某四層混合結構，承重墻為240mm厚的磚墻，傳至基礎頂部的豎向力Fk=180kN/m，地基的表層為1.2m厚的雜填土，γ=17.5kN/m3；其下為7.8m厚的淤泥，含水量w=50%，承載力特征值fak=75kPa。地下水位深度為1.0m，基礎埋深d=0.8m，試設計該墻基的砂墊層。解：1.計算基礎寬度b和基底附加壓力p0墊層材料選用中砂，查《建筑地基基礎設計規(guī)范》（GB50007-2012）其承載力特征值fak=200kPa，γ=18kN/m3，γ’=10kN/m3，寬度修正系數(shù)ηb=3.0，深度修正系數(shù)ηd=4.4，經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值為：2.確定墊層底面淤泥的承載力特征值fzb=1.0m<3.0m

3.計算墊層底面處的自重應力pcz和附加壓力pz4.驗算墊層厚度z5.確定墊層寬度b’素土和灰土墊層設計

素土墊層（簡稱土墊層）和灰土墊層（石灰與土的體積配合比一般為2:8或3:7）在濕陷性黃土地區(qū)使用較廣泛，處理厚度一般為1～3m。通過處理基底下的部分濕陷性土層，可達到減小地基的總濕陷量，并控制未處理土層濕陷量的處理效果。素土墊層或灰土墊層可分局部墊層和整片墊層。當僅要求消除基底下處理土層的濕陷性時，宜采用素土墊層；除上述要求外，還要求提高土的承載力或水穩(wěn)性時，宜采用灰土墊層。局部三墊層一般三設置三在矩三形(或方三形)基礎三或條三形基三礎底三面下三，主三要用三于消除三地基三的部三分濕三陷量，并可三提高三地基三的承三載力三。根據(jù)三工程三實踐三經(jīng)驗三，局三部墊三層的三平面處理三范圍，每邊三超出三基礎三底邊三的寬三度不三應小三于其三厚度三的一三半，即三使地三基處三理后三，地三面水三仍可三從墊層三側向三滲入三下部三未經(jīng)三處理三的濕三陷性三土層三而引三起濕三陷，故對三有防水三要求三的建三筑物三不得三采用三。整片三墊層一般三設置三在整三個建(構)筑物(跨度三大的三工業(yè)三廠房三除外)的平三面范三圍內(nèi)三，每三邊超三出建三筑物三墻基三礎外三緣的寬度三不應三小于三墊層三的厚三度，三并不三得小三于2m。整片三墊層三的作三用是消除三被處三理土三層的三濕陷三量，以三及防止三生產(chǎn)三和生三活用三水從三墊層三上部三或側三向滲三入下三部未三經(jīng)處三理濕三陷性三土層。。墊層三厚度三的確三定計算三方法三同砂三墊層墊層三寬度三的確三定a.局部三墊層三的平三面處三理范三圍，三每邊三超出三基礎三底邊三的寬三度，三可按三下式三計算三確定三，并三不應三小于三墊層三厚度三的一三半：b.整片三墊層三的平三面處三理范三圍，三每邊三超出三建筑三物外三墻基三礎外三緣的三寬度三，不三應小三于墊三層的三厚度三，并三不應三小于2m。(3三)墊層三承載三力的三確定宜通三過現(xiàn)三場載三荷試三驗確三定。三當無三試驗三資料三時，三土墊三層承三載力三特征三值不三宜超三過18三0kP三a；灰三土墊三層承三載力三特征三值不三宜超三過25三0k三Pa。(4三)沉降三計算計算三方法三同砂三墊層三。

褥墊瀝青基巖基礎褥墊Ⅰ土層Ⅰ基巖基礎Ⅰ-Ⅰ瀝青褥墊三層設三計褥墊三的作三用是三調(diào)整三地基三的壓三縮性三，用三褥墊三改造三壓縮三性低三的地三基，三使之三與壓三縮性三較高三的地三基相三適應三，從三而調(diào)三整巖三土交三界部三位地三基的三相對三變形.由于三褥墊三材料三要求三比換三填的三地基三壓縮三性大三，因三而不三存在三褥墊三向四三周擠三出的三問題三，所三以褥三墊的三寬度三通常三取稍三大于三基底三的寬三度，三不需三進行三另行三計算三確定三。褥墊三的設三計主三要是三根據(jù)三地基三變形三的要三求確三定其三厚度z。褥墊三的厚三度是三按照三地基三所需三調(diào)整三的沉三降量三的大三小確三定的三，通三常褥三墊的三厚度z可按三下述三方式三進行三計算三。（1）確三定要三求褥三墊的三沉降三量s2褥墊三的沉三降量三：（2）褥三墊的三厚度z褥墊三的厚三度z：也可三查根三據(jù)褥三墊材三料的三側限三壓縮三試驗三得出三的p~s曲線三，按三下式三進行三計算三：墊層三材料三選用(1三)砂石砂石三墊層三材料三宜選三用質(zhì)三地堅三硬的三碎石三、卵三石、三角礫三、圓三礫、三礫砂三、粗三砂、三中砂三、或三石屑三（粒三徑小三于2m三m的部三分不三應超三過總三重的45三%），三應級三配良三好，三不含三植物三殘體三、垃三圾等三雜質(zhì)三。當三使用三粉細三砂或三石粉三（粒三徑小三于0.三07三5m三m的部三分不三應超三過總三重的9%）時三，應三摻入三不少三于總三重的30三%的碎三石或三卵石三。砂三石的三最大三粒徑三不宜三大于50三mm。對濕三陷性三黃土三地基三，不三得選三用砂三石等三滲水三材料。(2三)粉質(zhì)三粘土土料三中有三機質(zhì)三含量三不得三超過5%，亦三不得三含有三凍土三或膨三脹土三。當三含有三碎石三時，三其粒三徑不三宜大三于50三mm。用三于濕三陷性三黃土三或膨三脹土三地基三的粉三質(zhì)粘三土墊三層，三土料三中不三得夾三有磚三、瓦三和石三塊(3三)灰土體積三配合三比宜三為2:三8或3:三7。土料三宜用三粉質(zhì)三粘土三，不三宜使三用塊三狀粘三土和三砂質(zhì)三粘土，不三得含三有松三軟雜三質(zhì)，三并應三過篩三，其三顆粒三粒徑三不得三大于15三mm。石灰三宜用三新鮮三的消三石灰，其三顆粒三粒徑三不得三大于5m三m。(4三)粉煤三灰可用三于道三路、三堆場三、和三小型三建筑三、構三筑物三的換三填墊三層。粉煤三灰墊三層上三宜覆三土0.三3~三0.三5m。作為三建筑三物墊三層的三粉煤三灰應三符合三放射三性安三全標三準的三要求三。粉三煤灰三墊層三中的三金屬三構件三、管三網(wǎng)宜三采用三適當三防腐三措施三。大三量填三筑粉三煤灰三時應三考慮三對地三下水三和土三壤的三環(huán)境三影響三。(5三)礦渣墊層三使用三的礦三渣是三指高三爐重三礦渣，可三分為三分級三礦渣三或不三分級三礦渣三、混三合礦三渣及三原狀三礦渣三。礦三渣墊三層主三要用三于堆三場、三道路三和地三坪，三也可三用于三小型三建筑三、構三筑物三地基三。(6三)其他三工業(yè)三廢渣在有三可靠三試驗三結果三或成三功工三程經(jīng)三驗時三，對三質(zhì)地三堅硬三、性三能穩(wěn)三定、三無腐三蝕性三和放三射性三危害三的工三業(yè)廢三渣等三均可三用于三填筑三換填三墊層三。被三選用三工業(yè)三廢渣三的粒三徑、三級配三和施三工工三藝等三應通三過試三驗確三定。(7三)土工三合成三材料由分三層鋪三設的三土工三合成三材料三與地三基土三構成三加筋三層。三所用三土工三合成三材料三的品三種與三性能三及填三土的三土類三應根三據(jù)工三程特三性和三地基三土條三件，三按照三現(xiàn)行三國家三標準《土工三合成三材料三應用三技術三規(guī)范》（GB三50三29三0-三98）的三要求三，通三過設三計并三進行三現(xiàn)場三試驗三后確三定。(8三)聚苯三乙烯三板（EP三S）土工三格柵三土三工格三室三三維三土工三網(wǎng)墊2.三3墊層三碾壓三施工含水三量Wop：三顆粒三表面三水膜三很薄三，相三對移三動困三難含水三量=Wop：三水膜三潤滑三作用三效果三最佳三，孔三隙氣三尚沒三有形三成封三閉氣三泡，三易排三出含水三量﹥Wop：三水膜三潤滑三作用三不再三明顯三增加三；封三閉氣三泡難三以排三出;水的三相對三含量三增加壓實三機理顆粒三破碎三（細三粒土三較少三）粒間三聯(lián)結三力被三破壞三，顆三粒三間孔三隙被三壓縮土粒三定向三排列0481216202428

含水量w(%)2.01.81.61.4干密度d(g/cm3)飽和曲線dmaxWop壓實三與含三水量在工三程實三踐中三，對三墊層三的碾三壓質(zhì)三量進三行檢三驗，三要求三獲得三填土三的最三大干三密度ρdm三ax，它三可通三過室內(nèi)三擊實三試驗確定三：室內(nèi)三基實三試驗試驗三設備三：擊三實筒V=10三00三cm3；擊三實錘w=三25牛頓試驗三條件三：土三樣分三層n=三3層；三落高d=三30三cm；三擊三數(shù)N=三27三/層擊實三能量試驗三方法三：對w=c三os三ns三t的土三，分三三層三壓實三；三測三定擊三實后三的w、，算三定d注意三：僅三適用三于細三粒土三；對粗三粒土三，可三用較三大尺三寸的三擊實三儀土壓實三功能相同三的壓三實功三能對于三不同三土料三的壓三實效三果并三不完三全相三同，三粘粒三含量三較多三的土三，土三粒間三的引三力就三越大三，只三有在三比較三大的三含水三量時三，才三能達三到最三大干三密度三的壓三實狀三態(tài)最優(yōu)三含水三量在一三定的三壓實三機械三的功三能條三件下三，土三最易三于被三壓實三、并三能達三到最三大密三實度三時的三含水三量，三稱為最優(yōu)三含水三量，相三應的三干密三度稱三為最大三干密三度。最三優(yōu)含三水量三大致三為塑三限＋2％。三土中三粘土三礦物三含量三大，三則最三優(yōu)含三水量三越大三。改變?nèi)龎簩嵢δ?，曲三線的三基本三形狀三不變?nèi)渥钊蟾扇芏热恢萌齾s發(fā)三生移三動，三隨著三壓實三功能三的增三大，三曲線三向上三方移三動，三亦即三在加三大壓三實功三時，三最大三干密三度增三大，三而最三優(yōu)含三水量三卻減三少。圖2-三4不同三壓實三功能三的擊三實曲三線對現(xiàn)三場土三的壓三實，三應以三壓實三系數(shù)λc（土三的控三制干三密度ρd與最三大干三密度ρdm三ax之比三）與三施工三含水三量（三最優(yōu)三含水三量）三來進三行控三制。Ⅰ、Ⅱ級土三石壩λc>9三5~三98三%II三I~三Ⅴ級土三石壩λc>9三2~三95三%工程三上常三采用壓實三度λc，作三為填三方壓三實密三度控三制的三標準三：壓實三方法（1）機三械碾三壓法平碾羊足碾蛙式夯振動三碾所有三施工三參數(shù)三如施三工機三械、三鋪筑三厚度三、碾三壓遍三數(shù)及三填筑三含水三量等三都必三須由工地三試驗三確定。由于三現(xiàn)場三條件三終究三與室三內(nèi)試三驗的三條件三不同三，因三而對三現(xiàn)場三應以三壓實三系數(shù)λc與施三工含三水量三進行三控制三。施工三時先三按設三計挖三掉要三出處三理的三軟弱三土層三，把三基礎三底部三土碾三壓密三實后三再分層三填筑，并三逐漸三壓密三。壓三實效三果取三決于三被壓三實填三料的三含水三量和三壓實三機械三的能三量。注意三事項三：平板三振動三法是三使用三振動三壓實三機來三處理三無粘性三土或三粘粒三含量三少、三透水三性較三好的三松散三雜填三土地三基的一三種方三法。（2）三平板三振動三法重錘三夯實三法用三起重三機械三將夯三錘提三升到三一定三高度三，然三后自三由落三錘，三不斷三重復三夯擊三以加三固地三基。三重錘三夯實三法一三般適三用于三地下三水位三距地三表0.三8m以上三稍濕三的粘三性土三、砂三土、三濕陷三性黃三土、三雜填三土和三分層三填土三。（3）三重三捶夯三實法吊環(huán)1430680l=1000鋼板圖2-7

夯錘三種三方法三的作三用和三原理三及適三用范三圍處理方法原理及作用適用范圍機械碾壓法挖除淺層軟弱土或不良土，分層碾壓或夯實土，按回填的材料可分為砂墊層、碎石墊層、粉煤灰墊層、干渣墊層、灰土墊層、二灰墊層和素土墊層等。它可提高持力層的承載力，減少沉降量，消除或部分消除土的濕陷性和脹縮性，防止土的凍脹作用以及改善土的抗液化性常用于基坑面積寬大和開挖土方量較大的回填土方工程，一般適用于處理淺層軟弱地基、濕陷性黃土地基、膨脹土地基、季節(jié)性凍土地基、素填土和雜填土地基重錘夯實法一般適用于地下水位以上稍濕的粘性土、砂土、濕陷性黃土、雜填土以及分層填地基。平板振動法適用于處理無粘性土或粘粒含量少和透水性好的雜填土地基⑶鋪填三厚度三：墊層三的施三工方三法、三分層三鋪填三厚度三，每三層壓三實遍三數(shù)等三宜通三過試三驗確三定。三墊層三的分層三鋪填三厚度一般三取20三0～30三0m三m。換填三墊層三法施三工三合三土墊三層施三工⑴基坑三排水三：除采三用水撼三法施工砂墊三層外，三換填三墊層三不得三在浸水三條件三下施工三，必三要時三應采三用降三低地三下水三位措三施。⑵含三水量三：粉質(zhì)三粘土三和灰三土墊三層土三料宜三控制三在最優(yōu)三含水三量(擊實三試驗三確定三或按三當?shù)厝?jīng)驗三取用)±2三%的范三圍內(nèi)三。⑷施工三順序三：墊層三底面三如深三度不三同，三基坑三底土三面應三挖成階梯或斜坡三搭接，并三按先深三后淺三的順三序進行三墊層三施工三，搭三接處三應夯三壓密三實。1換填三墊層三法共70頁第9頁⑸分段三施工三：粉質(zhì)三粘土三及灰三土墊三層不三得在柱基、墻角及承重三窗間三墻下三接縫。上三下兩三層的三縫距三不得三＜50三0m三m。灰三土應三拌合三均勻三并當三日鋪三填夯三壓，3d內(nèi)不三得受三水浸三泡。1.三3換填三墊層三法施三工⑹加筋三材料三鋪設三：鋪設三時將三土工三合成三材料三張拉三平直三、繃三緊，三嚴禁三有折三皺；三切忌三曝曬三或裸三露；三連結三宜用搭接三法、縫接三法和膠結三法。砂石三墊層三的三三邊沖三擊碾三分層三壓實粘土三墊層三的振三動碾三分層三壓實砂石三墊層三上的三土工三格柵三鋪設共70頁第10頁（1）墊層三施工三應根三據(jù)不三同的換填三材料選擇三施工三機械。粉質(zhì)三粘土三、灰三土宜三采用三平碾三、振三動碾三或羊三角碾三，中小三型工三程也三可采三用蛙三式夯三、柴三油夯三；砂石三等宜三用平三碾、三振動三碾、三平板三振動三器、三蛙式三夯；礦渣三宜采三用平三板振三動器三、平三碾，三也可三采用三振動三碾。施工三要點（2）墊層三的施三工方三法、三分層三鋪填三厚度三、每三層壓三實遍三數(shù)等三宜通三過試三驗確三定。一般三情況三下，三墊層三的分三層鋪三填厚三度可三取20三0~三30三0m三m（3）粉質(zhì)三粘土三和灰三土墊三層土三料的三施工三含水三量宜三控制三在最三優(yōu)含三水量三的范三圍內(nèi)（4）當三墊層三底部三存在三古井三、古三墓、三洞穴三、舊三基礎三、暗三塘等三軟硬三不均三部位三時，三應根三據(jù)建三（構三）筑三物對三不均三勻沉三降的三要求三予以三處理三，并三經(jīng)檢三驗合三格后三，方三可鋪三筑墊三層。（5）基坑三開挖三時，三應避三免坑三底土三層受三擾動三，可三保留三約20三0m三m厚的三土層三暫不三挖去三，待三鋪筑三墊層三前再三挖至三設計三標高。（6）換三填墊三層施三工應三注意三基坑三排水三、除三采用三水撼三法施三工砂三墊層三外，三不得三在浸三水條三件下三施工三，必三要時三采用三降低三地下三水位三的措三施（7）墊三層底三面宜三設在三同一三標高三上，三如深三度不三同，三基坑三底土三面應三挖成階梯三狀或斜坡搭接三，并三按先三深后三淺的三順序三進行三墊層三施工三，搭三接處三應夯三壓密三實。（8）鋪三設土三工合三同材三料時三，下三鋪地三基土三層應三平整三，防三止土三工合三同材三料被三穿刺三、頂三破。三鋪設三時應三把土三工合三同材三料張三拉平三直、三繃緊三，嚴三禁有三折皺三；端三頭應三固定三或回三折錨三固；三切忌三曝曬三或裸