1、換填墊層法設計、碾壓施工及質量檢驗概述1換填墊層設計2墊層碾壓施工3質量檢驗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）或其它性能穩定、無侵蝕性

2、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范(JGJ79-2012)中規定：墊層法適用于淤泥、淤泥質土、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調。褥墊法是我國近年來在處理山區

3、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濟合理。 主要內容：確定墊層的合理厚度和寬度。應根據建（構）筑物體形、結構特點、荷載性質、巖土工程條件、施工機械設備及填料性質和來源等綜合考慮。 (1) 墊層厚度的確定根據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

4、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)；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定的當地經驗放坡確定，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c承載力特征值fak(kPa)碾壓、振密或夯實

5、碎石、卵石0.940.97200300砂夾石(其中碎石、卵石占全重的30%50%)200250土夾石(其中碎石、卵石占全重的30%50%)150200中砂、粗砂、礫砂、角礫、圓礫150200粉質粘土130180灰土0.95200250粉煤灰0.900.95120150石屑0.940.97120150礦渣-200300重錘夯實土或灰土0.930.95150200壓實系數c為土的控制干密度d與最大干密度dmax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（自墊

6、層底面算起）各土層壓縮變形之和（mm）。p基底平均有效壓力 基底壓力擴散系數。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可按現行國家標準建筑地基基礎設計規范（GB500072012）的有關規定計算 【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，=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.

7、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范（GB50007-2012）其承載力特征值fak=200kPa，=18kN/m3，=10kN/m3，寬度修正系數b=3.0，深度修正系數d=4.4，經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=1.0m9598% III 級土石壩 c9295% 工程上常采用壓實度c，作為填方壓實密度控制的標準：壓實方法 （1）機械碾壓法平碾羊足碾蛙式夯振動碾所有施工參數如施工機械、鋪筑厚度、碾壓遍數及填筑含水量等都必須由工地試驗確定。由于現場條件終究與室內試驗的條件不同

8、，因而對現場應以壓實系數c與施工含水量進行控制。施工時先按設計挖掉要出處理的軟弱土層，把基礎底部土碾壓密實后再分層填筑，并逐漸壓密。壓實效果取決于被壓實填料的含水量和壓實機械的能量。注意事項： 平板振動法是使用振動壓實機來處理無粘性土或粘粒含量少、透水性較好的松散雜填土地基的一種方法。（2） 平板振動法 重錘夯實法用起重機械將夯錘提升到一定高度，然后自由落錘，不斷重復夯擊以加固地基。重錘夯實法一般適用于地下水位距地表0.8m以上稍濕的粘性土、砂土、濕陷性黃土、雜填土和分層填土。（3） 重捶夯實法吊環1430680l=1000鋼板圖2-7 夯錘三種方法的作用和原理及適用范圍處理方法原理及作用適用

9、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 鋪填厚度：墊層的施工方法、分層鋪填厚度，每層壓實遍數等宜通

10、過試驗確定。墊層的分層鋪填厚度一般取200300mm。換填墊層法施工 三合土墊層施工 基坑排水：除采用水撼法施工砂墊層外，換填墊層不得在浸水條件下施工，必要時應采用降低地下水位措施。 含水量：粉質粘土和灰土墊層土料宜控制在最優含水量(擊實試驗確定或按當地經驗取用)2%的范圍內。 施工順序：墊層底面如深度不同，基坑底土面應挖成階梯或斜坡搭接，并按先深后淺的順序進行墊層施工，搭接處應夯壓密實。1 換填墊層法共70頁 第9頁 分段施工：粉質粘土及灰土墊層不得在柱基、墻角及承重窗間墻下接縫。上下兩層的縫距不得500mm。灰土應拌合均勻并當日鋪填夯壓，3d內不得受水浸泡。 1.3 換填墊層法施工 加筋材

11、料鋪設：鋪設時將土工合成材料張拉平直、繃緊，嚴禁有折皺；切忌曝曬或裸露；連結宜用搭接法、縫接法和膠結法。砂石墊層的三邊沖擊碾分層壓實粘土墊層的振動碾分層壓實砂石墊層上的土工格柵鋪設共70頁 第10頁 （1）墊層施工應根據不同的換填材料選擇施工機械。粉質粘土、灰土宜采用平碾、振動碾或羊角碾，中小型工程也可采用蛙式夯、柴油夯；砂石等宜用平碾、振動碾、平板振動器、蛙式夯；礦渣宜采用平板振動器、平碾，也可采用振動碾。施工要點 （2）墊層的施工方法、分層鋪填厚度、每層壓實遍數等宜通過試驗確定。一般情況下，墊層的分層鋪填厚度可取200300mm（3） 粉質粘土和灰土墊層土料的施工含水量宜控制在最優含水量的

12、范圍內 （4）當墊層底部存在古井、古墓、洞穴、舊基礎、暗塘等軟硬不均部位時，應根據建（構）筑物對不均勻沉降的要求予以處理，并經檢驗合格后，方可鋪筑墊層。（5）基坑開挖時，應避免坑底土層受擾動，可保留約200mm厚的土層暫不挖去，待鋪筑墊層前再挖至設計標高。 （6）換填墊層施工應注意基坑排水、除采用水撼法施工砂墊層外，不得在浸水條件下施工，必要時采用降低地下水位的措施 （7）墊層底面宜設在同一標高上，如深度不同，基坑底土面應挖成階梯狀或斜坡搭接，并按先深后淺的順序進行墊層施工，搭接處應夯壓密實。 （8）鋪設土工合同材料時，下鋪地基土層應平整，防止土工合同材料被穿刺、頂破。鋪設時應把土工合同材料張

13、拉平直、繃緊，嚴禁有折皺；端頭應固定或回折錨固；切忌曝曬或裸露；連結宜用搭接法、縫接法和膠結法，并均應保證主要受力方向的連結強度不低于材料的抗拉強度。 （9）按褥墊所需的厚度開挖褥墊槽時，其底面宜鑿成斜面，以協調地基的變形。為便于褥墊調整基礎的沉降，基槽要稍大于基礎寬度，并在基礎周圍與巖石之間涂上瀝青。 2.4 質量檢驗 1. 對粉質粘土、灰土、粉煤灰和砂石墊層的施工質量的檢驗可用環刀法、貫入法、輕型動力觸探或標準貫入試驗檢驗；對砂石、礦渣墊層可用重型動力觸探檢驗。并均應通過現場試驗以設計壓實系數所對應的貫入度為標準檢驗墊層的施工質量。壓實系數也可采用環刀法、灌砂法、灌水法或其他方法檢驗。 (1) 環刀法 (2) 貫入測定法 靜力觸探輕型動力觸探園錐重型動力觸探 2. 墊層的施工質量檢驗必須分層進行。應在每層的壓實系數符合設計要求后鋪填上層土。 3. 竣工驗收采用載荷試驗檢