換填墊層法地基處理概述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(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(xié)調。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——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應滿足基礎底面應力擴散和防止墊墊層向兩側擠出的的要求。墊層頂面寬度可從從墊層底面兩側向向上，按基坑開挖挖期間保持邊坡穩(wěn)穩(wěn)定的當地經驗放放坡確定，墊層頂面每邊超出出基礎底邊不宜小小于300mm。(3)墊層承載力的確定定墊層的承載力宜通通過現(xiàn)場試驗確定定，當無試驗資料料時，可按表2-2采用，并應進行下下臥層承載力的驗驗算。施工方法換填材料類別壓實系數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λc為土的控制干密度度ρd與最大干密度ρdmax的比值(4)沉降計算墊層地基的變形等等于墊層自身的變變形量s1與下臥土層的變形形量s2之和，可按下式進進行計算：s——基礎沉降量（mm）；s1——墊層自身變形量（（mm）；s2——壓縮層厚度范圍內內（自墊層底面算算起）各土層壓縮縮變形之和（mm）。p——基底平均有效壓力力α——基底壓力擴散系數數。注意事項：碎石、卵石、砂夾夾石、砂和礦渣墊墊層，在地基變形形計算中，可以忽忽略墊層自身部分分的變形值對于細粒材料的尤尤其是厚度較大的的換填墊層，則應應計入墊層自身的的變形墊層下臥層的變形形量s2可按現(xiàn)行國家標準準《建筑地基基礎設計計規(guī)范》（GB50007——2012）的有關規(guī)定計算算【例2-1】某四層混合結構，，承重墻為240mm厚的磚墻，傳至基基礎頂部的豎向力力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，含水量量w=50%，承載力特征值fak=75kPa。地下水位深度為為1.0m，基礎埋深d=0.8m，試設計該墻基的的砂墊層。解：1.計算基礎寬度b和基底附加壓力p0墊層材料選用中砂砂，查《建筑地基基礎設計計規(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ηb=3.0，深度修正系數ηd=4.4，經深度修正后的的地基承載力特征征值為：2.確定墊層底面淤淤泥的承載力特特征值fzb=1.0m<3.0m3.計算墊層底面處處的自重應力pcz和附加壓力pz4.驗算墊層厚度z5.確定墊層寬度b’素土和灰土墊層層設計素土墊層（簡稱土墊墊層）和灰土墊層（石灰與土的體體積配合比一般般為2:8或3:7）在濕陷性黃土地區(qū)使用較廣泛泛，處理厚度一一般為1～3m。通過處理基底底下的部分濕陷陷性土層，可達達到減小地基的總濕濕陷量，并控制未處理土土層濕陷量的處理效果。素土墊層或灰土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理土層的濕陷性性時，宜采用素土土墊層；除上述述要求外，還要要求提高土的承載力或水穩(wěn)性時，宜采用灰土土墊層。局部墊層一般設置在矩形形(或方形)基礎或條形基礎礎底面下，主要要用于消除地基的部分分濕陷量，并可提高地基的的承載力。根據工程實踐經經驗，局部墊層層的平面處理范圍，每邊超出基礎底底邊的寬度不應應小于其厚度的的一半，即使地基處理理后，地面水仍仍可從墊層側向滲入下下部未經處理的的濕陷性土層而而引起濕陷，故對有防水要求的建筑筑物不得采用。。整片墊層一般設置在整個個建(構)筑物(跨度大的工業(yè)廠廠房除外)的平面范圍內，，每邊超出建筑筑物墻基礎外緣緣的寬度不應小于墊墊層的厚度，并并不得小于2m。整片墊層的作用用是消除被處理土層層的濕陷量，以及防止生產和生活活用水從墊層上上部或側向滲入入下部未經處理理濕陷性土層。。墊層厚度的確定定計算方法同砂墊墊層墊層寬度的確定定a.局部墊層的平面面處理范圍，每每邊超出基礎底底邊的寬度，可可按下式計算確確定，并不應小小于墊層厚度的的一半：b.整片墊層的平面面處理范圍，每每邊超出建筑物物外墻基礎外緣緣的寬度，不應應小于墊層的厚厚度，并不應小小于2m。(3)墊層承載力的確確定宜通過現(xiàn)場載荷荷試驗確定。當當無試驗資料時時，土墊層承載載力特征值不宜宜超過180kPa；灰土墊層層承載力特特征值不宜宜超過250kPa。(4)沉降計算計算方法同同砂墊層。。

褥墊瀝青基巖基礎褥墊Ⅰ土層Ⅰ基巖基礎Ⅰ-Ⅰ瀝青褥墊層設計計褥墊的作用用是調整地地基的壓縮縮性，用褥褥墊改造壓壓縮性低的的地基，使使之與壓縮縮性較高的的地基相適適應，從而而調整巖土土交界部位位地基的相相對變形.由于褥墊材材料要求比比換填的地地基壓縮性性大，因而而不存在褥褥墊向四周周擠出的問問題，所以以褥墊的寬寬度通常取取稍大于基基底的寬度度，不需進進行另行計計算確定。。褥墊的設計計主要是根根據地基變變形的要求求確定其厚厚度z。褥墊的厚度度是按照地地基所需調調整的沉降降量的大小小確定的，，通常褥墊墊的厚度z可按下述方方式進行計計算。（1）確定要求求褥墊的沉沉降量s2褥墊的沉降降量：（2）褥墊的厚厚度z褥墊的厚度度z：也可查根據據褥墊材料料的側限壓壓縮試驗得得出的p~s曲線，按下下式進行計計算：墊層材料選選用(1)砂石砂石墊層材材料宜選用用質地堅硬硬的碎石、、卵石、角角礫、圓礫礫、礫砂、、粗砂、中中砂、或石石屑（粒徑徑小于2mm的部分不應應超過總重重的45%），應級配配良好，不不含植物殘殘體、垃圾圾等雜質。。當使用粉粉細砂或石石粉（粒徑徑小于0.075mm的部分不應應超過總重重的9%）時，應摻摻入不少于于總重的30%的碎石或卵卵石。砂石石的最大粒粒徑不宜大大于50mm。對濕陷性黃黃土地基，，不得選用用砂石等滲滲水材料。(2)粉質粘土土料中有機機質含量不不得超過5%，亦不得含含有凍土或或膨脹土。。當含有碎碎石時，其其粒徑不宜宜大于50mm。用于濕陷陷性黃土或或膨脹土地地基的粉質質粘土墊層層，土料中中不得夾有有磚、瓦和和石塊(3)灰土體積配合比宜為為2:8或3:7。土料宜用粉質粘粘土，不宜使用用塊狀粘土和砂砂質粘土，不得含有松軟軟雜質，并應過過篩，其顆粒粒粒徑不得大于15mm。石灰宜用新鮮的的消石灰，其顆粒粒徑不不得大于5mm。(4)粉煤灰可用于道路、堆堆場、和小型建建筑、構筑物的的換填墊層。粉煤灰墊層上宜宜覆土0.3~0.5m。作為建筑物墊層層的粉煤灰應符符合放射性安全全標準的要求。。粉煤灰墊層中中的金屬構件、、管網宜采用適適當防腐措施。。大量填筑粉煤煤灰時應考慮對對地下水和土壤壤的環(huán)境影響。。(5)礦渣墊層使用的礦渣渣是指高爐重礦礦渣，可分為分級礦礦渣或不分級礦礦渣、混合礦渣渣及原狀礦渣。。礦渣墊層主要要用于堆場、道道路和地坪，也也可用于小型建建筑、構筑物地地基。(6)其他工業(yè)廢渣在有可靠試驗結結果或成功工程程經驗時，對質質地堅硬、性能能穩(wěn)定、無腐蝕蝕性和放射性危危害的工業(yè)廢渣渣等均可用于填填筑換填墊層。。被選用工業(yè)廢廢渣的粒徑、級級配和施工工藝藝等應通過試驗驗確定。(7)土工合成材料由分層鋪設的土土工合成材料與與地基土構成加加筋層。所用土土工合成材料的的品種與性能及及填土的土類應應根據工程特性性和地基土條件件，按照現(xiàn)行國國家標準《土工合成材料應應用技術規(guī)范》（GB50290-98）的要求，通過過設計并進行現(xiàn)現(xiàn)場試驗后確定定。(8)聚苯乙烯板（EPS）土工格柵土土工格室室三三維土工網網墊2.3墊層碾壓施工含水量Wop： 顆粒表面水水膜很薄，相對對移動困難含水量=Wop： 水膜潤滑作作用效果最佳，，孔隙氣尚沒有有形成封閉氣泡泡，易排出含水量﹥Wop： 水膜潤滑作作用不再明顯增增加；封閉氣泡泡難以排出;水的相對含量增增加壓實機理顆粒破碎（細粒粒土較少）粒間聯(lián)結力被破破壞，顆粒間間孔隙被壓壓縮土粒定向排列0481216202428

含水量w(%)2.01.81.61.4干密度d(g/cm3)飽和曲線dmaxWop壓實與含水量在工程實踐中，，對墊層的碾壓壓質量進行檢驗驗，要求獲得填填土的最大干密密度ρdmax，它可通過室內擊實試驗確定：室內基實試驗試驗設備：擊擊實筒V=1000cm3；擊實錘w=25牛頓試驗條件：土土樣分層n=3層；落高d=30cm；擊擊數N=27/層擊實能量試驗方法：對對w=cosnst的土，分三層層壓實；測測定擊擊實后的w、，算定d注意：僅適用用于細粒土；；對粗粒土，可可用較大尺寸寸的擊實儀土壓實功能相同的壓實功功能對于不同土料料的壓實效果果并不完全相相同，粘粒含含量較多的土土，土粒間的的引力就越大大，只有在比比較大的含水水量時，才能能達到最大干干密度的壓實實狀態(tài)最優(yōu)含水量在一定的壓實實機械的功能能條件下，土土最易于被壓壓實、并能達達到最大密實實度時的含水水量，稱為最優(yōu)含水量，相應的干密密度稱為最大干密度。最優(yōu)含水量量大致為塑限限＋2％。土中粘土土礦物含量大大，則最優(yōu)含含水量越大。。改變壓實功能能，曲線的基本本形狀不變，，但其最大干干密度位置卻卻發(fā)生移動，，隨著壓實功功能的增大，，曲線向上方方移動，亦即即在加大壓實實功時，最大大干密度增大大，而最優(yōu)含含水量卻減少少。圖2-4不同壓實功能能的擊實曲線線對現(xiàn)場土的壓壓實，應以壓壓實系數λc（土的控制干干密度ρd與最大干密度度ρdmax之比）與施工工含水量（最最優(yōu)含水量））來進行控制制。Ⅰ、Ⅱ級土石壩λc>95~98%III~Ⅴ級土石壩λc>92~95%工程上常采用用壓實度λc，作為填方壓壓實密度控制制的標準：壓實方法（1）機械碾壓法法平碾振動碾所有施工參數數如施工機械械、鋪筑厚度度、碾壓遍數數及填筑含水水量等都必須須由工地試驗確定定。由于現(xiàn)場條件件終究與室內內試驗的條件件不同，因而而對現(xiàn)場應以以壓實系數λc與施工含水量量進行控制。。施工時先按設設計挖掉要出出處理的軟弱弱土層，把基基礎底部土碾碾壓密實后再再分層填筑，并逐漸壓密密。壓實效果果取決于被壓壓實填料的含含水量和壓實實機械的能量量。注意事項：平板振動法是是使用振動壓壓實機來處理理無粘性土或粘粒粒含量少、透透水性較好的的松散雜填土土地基的一種方法。。（2）平板振動法重錘夯實法用起重重機械將夯錘提升升到一定高度，然然后自由落錘，不不斷重復夯擊以加加固地基。重錘夯夯實法一般適用于于地下水位距地表表0.8m以上稍濕的粘性土土、砂土、濕陷性性黃土、雜填土和和分層填土。（3）重捶夯實法法吊環(huán)1430680l=1000鋼板圖2-7

夯錘三種方法的作用和和原理及適用范圍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鋪填厚度：墊層的施工方法、、分層鋪填厚度，，每層壓實遍數等等宜通過試驗確定定。墊層的分層鋪填厚度一般取200～300mm。換填墊層法施工三合土墊層施工⑴基坑排水：除采用水撼法施工砂墊層外，換填墊層不得得在浸水條件下施工，必要時應采采用降低地下水位位措施。⑵含水量：粉質粘土和灰土墊墊層土料宜控制在在最優(yōu)含水量(擊實試驗確定或按按當地經驗取用)±2%的范圍內。⑷施工順序：墊層底面如深度不不同，基坑底土面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，搭搭接處應夯壓密實實。1換填墊層法共70頁第9頁⑸分段施工：粉質粘土及灰土墊墊層不得在柱基、墻角及承重窗間墻下接縫縫。上下兩層的縫距距不得＜500mm。灰土應拌合均勻勻并當日鋪填夯壓壓，3d內不得受水浸泡。。1.3換填墊層法施工⑹加筋材料鋪設：鋪設時將土工合成成材料張拉平直、、繃緊，嚴禁有折折皺；切忌曝曬或或裸露；連結宜用用搭接法、縫接法和膠結法。砂石墊層的三邊沖沖擊碾分層壓實粘土墊層的振動碾碾分層壓實砂石墊層上的土工工格柵鋪設共70頁第10頁（1）墊層施工應根據不不同的換填材料選擇施工機械。粉質粘土、灰土宜宜采用平碾、振動動碾或羊角碾，中小型工程也可采采用蛙式夯、柴油油夯；砂石等宜用平碾、、振動碾、平板振振動器、蛙式夯；；礦渣宜采用平板振振動器、平碾，也也可采用振動碾。。施工要點（2）墊層的施工方法、、分層鋪填厚度、、每層壓實遍數等等宜通過試驗確定定。一般情況下，墊層層的分層鋪填厚度度可取200~300mm（3）粉質粘土和灰土墊墊層土料的施工含含水量宜控制在最最優(yōu)含水量的范圍圍內（4）當墊層底部存在在古井、古墓、洞洞穴、舊基礎、暗暗塘等軟硬不均部部位時，應根據建建（構）筑物對不不均勻沉降的要求求予以處理，并經經檢驗合格后，方方可鋪筑墊層。（5）基坑開挖時，應避避免坑底土層受擾擾動，可保留約200mm厚的土層暫不挖去去，待鋪筑墊層前前再挖至設計標高高。（6）換填墊層施工應應注意基坑排水、、除采用水撼法施施工砂墊層外，不不得在浸水條件下下施工，必要時采采用降低地下水位位的措施（7）墊層底底面宜設設在同一一標高上上，如深深度不同同，基坑坑底土面面應挖成成階梯狀或斜坡搭接，并并按先深深后淺的的順序進進行墊層層施工，，搭接處處應夯壓壓密實。。（8）鋪設土土工合同同材料時時，下鋪鋪地基土土層應平平整，防防止土工工合同材材料被穿穿刺、頂頂破。鋪鋪設時應應把土工工合同材材料張拉拉平直、、繃緊，，嚴禁有有折皺；；端頭應應固定或或回折錨錨固；切切忌曝曬曬或裸露露；連結結宜用搭接法、縫接法和膠結法，并均應應保證主主要受力力方向的的連結強強度不低低于材料料的抗拉拉強度。。（9）按褥墊墊所需的的厚度開開挖褥墊墊槽時，，其底面面宜鑿成成斜面，，以協(xié)調調地基的