換土墊層法與強(qiáng)夯法系統(tǒng)講義課件（62頁(yè)附圖豐富）

1、彭李暉第5講換土墊層法換填墊層法土的填筑土的壓實(shí) 當(dāng)軟弱土地基的承載力和變形滿足不了建筑物的要求，而軟弱土層的厚度又不很大時(shí)，將基礎(chǔ)底面下處理范圍內(nèi)的軟弱土層部分或全部挖去，然后分層換填強(qiáng)度較大的砂、碎石、素土、灰土、二灰、粉煤灰、高爐干渣或其它性能穩(wěn)定、無(wú)侵蝕性等材料，并壓（夯、振）實(shí)至要求的密實(shí)度為止，這種地基處理方法稱為換填法。定義：2 .1 換填墊層法建筑地基處理技術(shù)規(guī)范JGG79-2002中規(guī)定：4.1.1 換填墊層法適用于淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。 當(dāng)軟弱土地基的承載力和變形滿足不了建筑物的要求，而軟弱土層的厚度又不很大時(shí)，將基礎(chǔ)底面下處理范圍內(nèi)的軟弱土層部分或全部挖去，然后

2、分層換填強(qiáng)度較大的砂、碎石、素土、灰土、二灰、粉煤灰、高爐干渣或其它性能穩(wěn)定、無(wú)侵蝕性等材料，并壓（夯、振）實(shí)至要求的密實(shí)度為止，這種地基處理方法稱為換填法。適用性：2 .1 換填墊層法通?；娱_(kāi)挖后，利用分層回填壓實(shí)，也可處理較深的軟弱土層，但經(jīng)常由于地下水位高而需要采用降水措施；坑壁放坡占地面積大或需要基坑支護(hù)；以及施工土方量大，棄土多等因素，從而使處理費(fèi)用增高，工期延長(zhǎng)，因此換填法的處理深度通常宜控制在3米以內(nèi)。但也不應(yīng)小于0.5米，因?yàn)閴|層太薄，則換土墊層的作用也不顯著。在濕陷性黃土地區(qū)或土質(zhì)較好場(chǎng)地，一般坑壁可直立或邊坡穩(wěn)定時(shí)，處理深度可限制在5米以內(nèi)?！败浫跬翆拥暮穸扔植缓艽蟆?與

3、“淺”-到底是多少米？在實(shí)際工程中，什么情況下優(yōu)先選用該法？適用性：2 .1 換填墊層法2墊層設(shè)計(jì)（掌握）1、墊層的厚度的確定2、墊層寬度的確定3、墊層承載力的確定4、沉降計(jì)算 軟基換填路段（2米片石墊層+砂礫換填+土工格柵）通常基坑開(kāi)挖后，利用分層回填壓實(shí)，也可處理較深的軟弱土層，但經(jīng)常由于地下水位高而需要采取降水措施；坑壁放坡占地面積大或需要基坑支護(hù)，以及施工土方量大、棄土多等因素，從而使處理費(fèi)用增高、工期拖長(zhǎng)，因此換填法的處理深度通常宜控制在 3m 以內(nèi)，也不宜小于 0.5m，因?yàn)閴|層太薄，則換土墊層的作用也不顯著。處理深度砂墊層的厚度設(shè)計(jì) （砂石、碎石）墊層 砂墊層厚度z應(yīng)根據(jù)砂墊層底

4、面下臥層的承載力及建筑物對(duì)地基變形要求確定。按下臥層的承載力確定b回填土B= b+2ztgdzPZ + pCZ fz填z pCZ pCD各參數(shù)的計(jì)算 砂（砂石、碎石墊層）PZ + pCZ fz條形基礎(chǔ)矩形基礎(chǔ),平面分布fz-經(jīng)深度修正后的墊層底面處軟弱下臥層土的地基承載力設(shè)計(jì)值2.4墊層施工（掌握）1砂和砂石墊層1.1材料要求：1級(jí)配良好，不均勻系數(shù)不小于10；2以中粗砂為主，可添置少量碎卵石但要分布均勻，最大粒徑不大于50mm；1.2施工要點(diǎn)1施工中關(guān)鍵將砂加密到設(shè)計(jì)要求的密實(shí)度2鋪筑前，應(yīng)先行驗(yàn)槽。浮土應(yīng)清除，邊坡必須穩(wěn)定，防止塌土；3人工級(jí)配的砂石墊層，應(yīng)將砂石拌和均勻后，再進(jìn)行鋪填搗實(shí)

5、；4搗實(shí)砂石墊層時(shí)，應(yīng)注意不要破壞基坑底面和側(cè)面土的強(qiáng)度。因此，對(duì)基坑下靈敏度大的地基上，在墊層最下一層宜先鋪設(shè)一層 1520cm 的松砂，只用木夯夯實(shí)，不得使用振動(dòng)器，以免破壞基底土的結(jié)構(gòu)。1.2灰土墊層1.2.1材料要求：1石灰與土體積2:8或3:7，宜用粉質(zhì)粘土；2石灰采用熟石灰不得含有過(guò)多水分，粒徑不得大于5mm；3一定范圍內(nèi)，灰土強(qiáng)度隨石灰增大而增大；4二灰墊層強(qiáng)度更高。1.2.2施工要點(diǎn)1施工時(shí)，應(yīng)將灰土拌和均勻，控制含水量，如土料水分過(guò)多或不足時(shí)，應(yīng)晾干或?yàn)⑺疂?rùn)濕，一般可按經(jīng)驗(yàn)在現(xiàn)場(chǎng)直接判斷，其方法為手握灰土成團(tuán)，兩指輕捏即碎。這時(shí)，灰土基本上接近最優(yōu)含水量；2夯實(shí)后灰土3d內(nèi)不

6、得受水浸泡；3掌握分層虛鋪厚度1.3碎石礦渣1碎石和礦渣有足夠的強(qiáng)度，變形模量大，穩(wěn)定性好;2墊層本身還可以起排水層的作用，并加速下部軟弱土層的固結(jié)。1.4粉煤灰墊層1虛鋪厚度和碾壓遍數(shù)應(yīng)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)小型試驗(yàn)確定。若元試驗(yàn)資料時(shí)，可選用鋪筑厚度 200300mm，壓實(shí)厚度 150200mm;2施工時(shí)宜當(dāng)天鋪筑，當(dāng)天壓實(shí)。若壓實(shí)時(shí)呈松散狀，則應(yīng)灑水溫潤(rùn)后再壓實(shí)。若出現(xiàn)橡皮土現(xiàn)象，則應(yīng)采取開(kāi)槽、翻開(kāi)晾曬或換灰等方法處理；3壓實(shí)后粉煤灰墊層防水，防凍。 粉煤灰墊層粉煤灰簡(jiǎn)介粉煤灰是燃煤電廠排放的工業(yè)廢棄物，每年排放量與日俱增。粉煤灰是電廠在煤粉燃燒過(guò)程中，當(dāng)煤通過(guò)爐膛高溫時(shí)絕大部分礦物雜質(zhì)在高溫下熔化，

7、在被送到低溫區(qū)時(shí)固化成球狀顆粒的玻璃體。粉煤灰的處理與利用已為我國(guó)一個(gè)比較突出的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益問(wèn)題注意 粉煤灰墊層粉煤灰簡(jiǎn)介粉煤灰的工程特性及其對(duì)環(huán)境的影響 自重輕 擊實(shí)性能好抗剪強(qiáng)度壓縮性承載能力滲透性抗液化性對(duì)環(huán)境的影響自重輕對(duì)工程來(lái)講是好還是不好？粉煤灰比重比粘性土小得多，一般松散重度在kN/m3間，經(jīng)輕型擊實(shí)試驗(yàn)后干密度為0.921.35t/m3;比土要輕的多，產(chǎn)生差別的原因在于粉煤灰主要是以硅，鋁為主的非晶態(tài)玻璃球體組成，結(jié)晶礦物含量較少。而粘性土礦物都由石英、長(zhǎng)石和粘土礦物等晶體組成。 粉煤灰墊層粉煤灰簡(jiǎn)介粉煤灰的工程特性及其對(duì)環(huán)境的影響 自重輕 擊實(shí)性能好抗剪強(qiáng)度壓縮性承載能力滲

8、透性抗液化性對(duì)環(huán)境的影響粉煤灰的顆粒組成特點(diǎn)，使它具有可振實(shí)或碾壓的條件，擊實(shí)試驗(yàn)曲線峰值段比天然土具有相對(duì)較寬的最優(yōu)含水量區(qū)間。粉煤灰的最優(yōu)含水量變動(dòng)幅度是，大于土的的變動(dòng)幅度。因此，粉煤灰在回填過(guò)程中達(dá)到設(shè)計(jì)密實(shí)度要求的含水量容易控制，施工質(zhì)量容易得到保證。 粉煤灰墊層粉煤灰簡(jiǎn)介粉煤灰的工程特性及其對(duì)環(huán)境的影響 自重輕 擊實(shí)性能好抗剪強(qiáng)度壓縮性承載能力滲透性抗液化性對(duì)環(huán)境的影響c，應(yīng)通過(guò)室內(nèi)土工試驗(yàn)確定。當(dāng)無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)，可定為當(dāng)壓實(shí)系數(shù)為0.90.95時(shí)，c=5-30kPa 粉煤灰墊層粉煤灰簡(jiǎn)介粉煤灰的工程特性及其對(duì)環(huán)境的影響 自重輕 擊實(shí)性能好抗剪強(qiáng)度壓縮性承載能力滲透性抗液化性對(duì)環(huán)境的

9、影響粉煤灰的壓縮性能與擊實(shí)功能、密實(shí)度和飽和程度等因素有關(guān)。上海規(guī)范指出應(yīng)通過(guò)土工試驗(yàn)確定，當(dāng)無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)，在壓實(shí)系數(shù)為0.90.95時(shí)，Espa 粉煤灰墊層粉煤灰簡(jiǎn)介粉煤灰的工程特性及其對(duì)環(huán)境的影響 自重輕 擊實(shí)性能好抗剪強(qiáng)度壓縮性承載能力滲透性抗液化性對(duì)環(huán)境的影響松散粉煤灰墊層具有遇水強(qiáng)度降低的特性，但經(jīng)壓實(shí)后承載能力的試驗(yàn)結(jié)果可知，遇水后強(qiáng)度降低的特性降低。當(dāng)無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)，壓實(shí)系數(shù)為0.90.95時(shí)的浸水墊層，其容許承載力可采用120200kPa,但尚應(yīng)滿足軟弱下臥層的強(qiáng)度和地基變形要求。 粉煤灰墊層粉煤灰簡(jiǎn)介粉煤灰的工程特性及其對(duì)環(huán)境的影響 自重輕 擊實(shí)性能好抗剪強(qiáng)度壓縮性承載能力滲透

10、性抗液化性對(duì)環(huán)境的影響粉煤灰顆粒組成近似砂質(zhì)粉土，壓實(shí)過(guò)程中與壓實(shí)初期具有較大的滲透系數(shù)，但隨著齡期的增加，滲透性能逐漸減弱。粉煤灰有火山灰反應(yīng)齡期效應(yīng) 粉煤灰墊層粉煤灰簡(jiǎn)介粉煤灰的工程特性及其對(duì)環(huán)境的影響 自重輕 擊實(shí)性能好抗剪強(qiáng)度壓縮性承載能力滲透性抗液化性對(duì)環(huán)境的影響粉煤灰在壓實(shí)后不會(huì)發(fā)生液化 粉煤灰墊層粉煤灰簡(jiǎn)介粉煤灰的工程特性及其對(duì)環(huán)境的影響 自重輕 擊實(shí)性能好抗剪強(qiáng)度壓縮性承載能力滲透性抗液化性對(duì)環(huán)境的影響粉煤灰的PH值較高，大于土壤本底值，但隨著時(shí)間的推移，實(shí)踐證明PH值會(huì)衰減到接近土壤本底值，一般能滿足有關(guān)環(huán)境保護(hù)的要求。粉煤灰中微量有害元素，特別是其浸出液中，有害元素的溶出對(duì)

11、土壤和地下水的影響是又一個(gè)環(huán)境影響問(wèn)題。1.5加筋土墊層1.5.1施工要點(diǎn)1墊層填料宜用碎石、角礫、礫砂、粗砂，中砂等材料，不宜含有氯化鈣、碳酸鈉、硫化物等化學(xué)物質(zhì)；2墊層材料具有良好透水性；3下鋪地基土層頂面應(yīng)平整；4土工合成材料連接宜采用搭接法、縫接法和膠結(jié)法；5避免暴曬。工程實(shí)例1:擬建場(chǎng)地地貌單元屬于洛河河漫灘，ztt層厚0.53.5m，土質(zhì)雜亂；原礫層厚1.02.1m，fk=180kpa；粉土厚0.52.0m，fk=80kpa；卵石層厚超過(guò)6.0m，fk=400kpa，場(chǎng)區(qū)地下水位穩(wěn)定在自然地面3.0m左右，賦水量較大。場(chǎng)地將建立5座相仿的7層住宅樓。工程實(shí)例工程實(shí)例2 堆箱區(qū)總面積

12、14.5萬(wàn)平方米。擬建場(chǎng)地自上而下1填土：灰褐色，可塑，主要為粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土混碎石為主，局部含中等風(fēng)化片麻巖碎石，直徑2050cm，厚度1.42.0m。2拋石：雜色，松散，主要為強(qiáng)風(fēng)化弱風(fēng)化片麻巖碎石，直徑2001000mm含量大于70%，棱角狀，粘性土充填。揭露厚度1.22.6m分布廣泛。3淤泥：灰色，土質(zhì)均勻，細(xì)膩，偶夾粉砂團(tuán)塊，厚度8m左右，孔隙比大力學(xué)強(qiáng)度低。3粉質(zhì)粘土：灰黃色，可塑，局部軟塑，土質(zhì)不均勻，夾粉土薄層，該層分布廣泛厚度2.23.7m，承載力特征值200kpa。4粉土：灰黃色，中密，土質(zhì)不均勻，搖振迅速，承載力140kpa。5粉質(zhì)粘土：黃灰色，軟塑可塑，層厚分布穩(wěn)定。

13、145kpa。1 填土壓實(shí) 1.1.1 土料要求： 填方土料應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)無(wú)規(guī)定時(shí)應(yīng)符合以下規(guī)定： 碎石類土、砂土和爆破石渣（粒徑不大于每層鋪厚的2/3），可用于表層以下的填料； 1.1 填土的要求 碎塊草皮和有機(jī)質(zhì)含量大于8%的土，僅用于無(wú)壓實(shí)要求的填方； 含水量符合壓實(shí)要求的粘性土，可用作各層填料；1填土壓實(shí)第5講 淤泥和淤泥質(zhì)土，一般不能用作填料，但在軟土或沼澤地區(qū)，經(jīng)過(guò)含水量處理符合壓實(shí)要求后，可用于填方中的次要部位。 含有大量有機(jī)物的土壤、石膏或水溶性硫酸鹽含量大于2%的土壤、凍結(jié)或液化狀態(tài)的土壤不能作填土之用。精細(xì)的路基填料1 填土壓實(shí)第5講1.1.2 最佳含水量 回填土含水

14、量過(guò)大過(guò)小都難以夯壓密實(shí)，當(dāng)土壤在最佳含水量的條件下壓實(shí)時(shí)，能獲得最大的密實(shí)度。 土壤過(guò)濕時(shí)，可先曬干或摻入干土； 土壤過(guò)干時(shí)，則應(yīng)灑水濕潤(rùn)以求取得較佳的含水量。回填土翻曬1 填土壓實(shí)第5講飽和曲線粘性土砂土粘性土在某種壓實(shí)功能下（標(biāo)準(zhǔn)壓實(shí)功能）達(dá)到最密時(shí)的含水量稱為最優(yōu)含水量，對(duì)應(yīng)的干密度稱為最大干密度砂土：不存在最優(yōu)含水量；在完全風(fēng)干和飽和兩種狀態(tài)下易于擊實(shí)；潮濕狀態(tài)下不易擊實(shí)2 .2 壓實(shí)原理及壓實(shí)參數(shù)土的壓實(shí)機(jī)理 人們很早就用土作為建筑材料，而且知道要把松土擊實(shí)。公元前200多年，我國(guó)秦朝修筑馳實(shí)（行車大道），就有用“鐵錐筑土堅(jiān)實(shí)”的記載，說(shuō)明那時(shí)人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到土的密度和土的工程特性有

15、關(guān)。 粘土顆粒- - - - - - - - - - - - - - - - - +引力d水分子陽(yáng)離子強(qiáng)結(jié)合水弱結(jié)合水自由水飽和曲線粘性土粘性土在某種壓實(shí)功能下（標(biāo)準(zhǔn)壓實(shí)功能）達(dá)到最密時(shí)的含水量稱為最優(yōu)含水量，對(duì)應(yīng)的干密度稱為最大干密度土的壓實(shí)機(jī)理 壓實(shí)原理及壓實(shí)參數(shù)2 .2 壓實(shí)原理及壓實(shí)參數(shù)擊實(shí)試驗(yàn)1.1.3 分層厚度 填方工程應(yīng)分層鋪土壓實(shí)。分層厚度根據(jù)壓實(shí)機(jī)具而定：壓實(shí)機(jī)具每層鋪土厚度（mm）每層壓實(shí)遍數(shù)平碾200300 68羊足碾200350815振動(dòng)壓實(shí)機(jī)200350 34柴油打夯機(jī)2002503 4人工打夯 200341 填土壓實(shí)第5講1.1.4 填方施工注意事項(xiàng) 填土應(yīng)從場(chǎng)地最

16、低部分開(kāi)始，由一端向另一端自下而上分層鋪筑?；蛴蓛蛇呄蛑虚g壓實(shí)。 虛鋪厚度： 人工木夯20(粘性土)30cm(砂質(zhì)土)；推土機(jī)填土30cm；鏟運(yùn)機(jī)或汽車填土3050cm ；分層鋪土逐層壓實(shí)1 填土壓實(shí)第5講 斜坡上的土方回填應(yīng)將斜坡改成階梯形，以防填方滑動(dòng)； 凸塊式壓路機(jī)作業(yè) 填方區(qū)如有積水、雜物和軟弱土層等，必須進(jìn)行換土回填，換土回填亦分層進(jìn)行；1 填土壓實(shí)第5講 回填基坑、墻基或管溝時(shí)，應(yīng)從四周或兩側(cè)分層、均勻、對(duì)稱進(jìn)行，以防基礎(chǔ)、墻基或管道在土壓力下產(chǎn)生偏移和變形。管溝須兩側(cè)對(duì)稱分層回填墻基須四周分層均勻回填1 填土壓實(shí)第5講1.2 填土的壓實(shí)方法（了解）1.2.1 機(jī)械碾壓法 適用于大

17、面積的場(chǎng)地平整和路基、堤壩工程，用壓路機(jī)進(jìn)行填方壓實(shí)時(shí)，填土厚度不應(yīng)超過(guò)2530cm，碾壓遍數(shù)一樣，碾輪重量先輕后重，碾壓方向應(yīng)從兩邊逐漸壓向中央，每次碾壓應(yīng)有1525cm的搭接。全液壓輪胎式壓路機(jī)壓路機(jī)碾壓應(yīng)“薄填、慢駛、多次”1 填土壓實(shí)第5講碾壓法要點(diǎn)：1一般粘性土通常用810t的平碾碾壓812遍；2對(duì)于飽和性粘土表面壓實(shí)需加快排水固結(jié)；3淤泥及淤泥質(zhì)土需要挖除或者擠淤充填；4控制碾壓土含水量符合最優(yōu)百分比；5可以添加碎石、石灰、碎磚提高強(qiáng)度；碾壓法施工本次碾壓與上次碾壓的壓痕不得重疊“零沉降”的高鐵路基碾壓施工三輪壓路機(jī)（山推）1 填土壓實(shí)第5講 俗稱“打夯”，是利用夯錘自由下落的沖擊

18、力來(lái)夯實(shí)土壤，中國(guó)傳統(tǒng)的“打夯”方法有木夯、石夯、飛硪等。石 夯 飛 硪1.2.2 夯實(shí)法四川省委書(shū)記杜青林與修水塘的村民打石夯打飛硪已成為民俗表演節(jié)目1 填土壓實(shí)第5講 常用的蛙式打夯機(jī)、振動(dòng)打夯機(jī)、內(nèi)燃打夯機(jī)適用于粘性較低的土，常用于基坑(槽)、管溝部 位小面積的回填土的夯實(shí)，也可配 合壓路機(jī)對(duì)邊緣或邊角碾壓不到之 處進(jìn)行夯實(shí)。填土厚度不大于25cm， 一夯壓半夯、依次夯打。蛙式打夯機(jī) 蛙式打夯機(jī)夯實(shí)基底持力層1 填土壓實(shí)第5講 適用于壓實(shí)溝槽內(nèi)的土壤、柱子周圍和在狹小空間內(nèi)施工。又稱“跳錘”。 沖擊夯 HCD75沖擊夯1 填土壓實(shí)第5講振動(dòng)平板夯（徐工SR100）整機(jī)重100kg.激振力

19、18kN內(nèi)燃式振動(dòng)平板夯可壓實(shí)松散的、粒狀的土壤、沙礫及瀝青路面，具有體積小，重量輕，能自行前進(jìn)，機(jī)動(dòng)靈活性強(qiáng)等特點(diǎn)，適于建筑物臨近的狹窄地帶及管線溝槽等復(fù)雜地形的壓實(shí)作業(yè)。 無(wú)線電遙控雙向振動(dòng)平板夯（戴納派克 LH800）整機(jī)重820kg.激振力95kN雙向振動(dòng)平板夯（戴納派克 LH700）整機(jī)重780kg.激振力95kN1 填土壓實(shí)第5講沖擊壓路機(jī)（廈工三明XG63213C）沖擊能量32KJ.壓實(shí)寬度3m沖擊輪為三邊弧型結(jié)構(gòu)破碎壓實(shí)機(jī)的強(qiáng)大沖擊力可把硬質(zhì)路面破碎為網(wǎng)塊狀，并把塊狀片直接壓入、加強(qiáng)路基。主要用于硬質(zhì)路面的維修、改造施工 破碎壓實(shí)機(jī)（廈工三明XG63214C）沖擊能量32KJ.

20、破碎寬度1.3m破碎輪為四邊弧型 結(jié)構(gòu)沖擊式壓路機(jī)主要用于高標(biāo)準(zhǔn)、高填方的壓實(shí)。1 填土壓實(shí)第5講 1.2.3 強(qiáng)夯法 是利用起重機(jī)械和重錘進(jìn)行軟土地基處理的施工方法，可夯實(shí)較厚的土層。 強(qiáng)夯法的內(nèi)容在前面課程中介紹.1 填土壓實(shí)第5講1.2.4 振動(dòng)法 適用于非粘性土壤的振動(dòng)夯實(shí)。主要施工機(jī)械是振動(dòng)壓路機(jī)、平板振動(dòng)器。雙鋼輪驅(qū)動(dòng)振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)效果好、影響深度大、生產(chǎn)效率高，適用于各類土壤的壓實(shí)，是大型土石方壓實(shí)的首選設(shè)備。雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī) 單鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)1 填土壓實(shí)第5講拖式振動(dòng)碾（華山） 拖式振動(dòng)碾（徐工YZT16） 整機(jī)重量16t. 激振力373kN 手扶式振動(dòng)碾（徐工XD08） 整機(jī)重量?jī)H830kg. 激振力15.7kN。是一種輕型振動(dòng)壓實(shí)機(jī)械。適用于基坑邊角、井蓋周圍、管道回填和人行道、路肩、小規(guī)模鋪裝工程，是大型壓實(shí)機(jī)械的輔助平整壓實(shí)施工機(jī)械。1 填土壓實(shí)第5講悍馬25t單鋼輪壓路機(jī) 寶馬BMW雙鋼輪壓路機(jī)凸塊振動(dòng)碾1 填土壓實(shí)第5講1 填土壓實(shí)第5講1.3 填土密實(shí)度的檢驗(yàn) 填土壓實(shí)后應(yīng)達(dá)到一定的密實(shí)