地基處理?yè)Q土墊層法

換土墊層法?根底工程?精選ppt目錄 地基處理概論-排水固結(jié)法 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineeringChinaUniversityofGeosciences(Beijing)?換土墊層概念?墊層的作用?墊層材料?換填法適用范圍?墊層承載力?墊層厚度計(jì)算?墊層寬度計(jì)算?設(shè)計(jì)要點(diǎn)?施工要點(diǎn)?例題20212精選ppt換填法概念 地基處理概論-排水固結(jié)法 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineeringChinaUniversityofGeosciences(Beijing)?將根底底面以下一定范圍的軟弱土層挖去或擠開(kāi)，然后回填強(qiáng)度較高、壓縮性較低并且沒(méi)有侵蝕性的材料〔如中粗砂、碎石或卵石、灰土、素土、石屑、礦渣等〕，再分層夯實(shí)，作為地基的持力層，從而將軟弱地基改進(jìn)成良好地基的方法。20213精選ppt換填法?根底工程?p214墊層設(shè)計(jì)墊層材料工藝控制適用范圍 地基處理概論-排水固結(jié)法 SoilReplacement中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineeringChinaUniversityofGeosciences(Beijing)淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土墊層厚度，墊層寬度砂石、粉質(zhì)粘土、灰土、粉煤灰、礦渣、工業(yè)廢渣、土工合成材料分層夯實(shí)，控制含水量20214精選ppt墊層的工程應(yīng)用地基處理概論-排水固結(jié)法中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)page5⑥根底工程ChinaUniversityofGeosciences(Beijing)8.53海潮下游5.5上游5.010.711.511.5地基(淤泥質(zhì)粘土)碼頭拋石擠淤某水閘柑土墊層們?cè)鄹鐐僅urE'rJn白LVfeAUnmuquonE'E」2021精選ppt墊層的作用 地基處理概論-排水固結(jié)法 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineeringChinaUniversityofGeosciences(Beijing)?提高持力層的承載力，減小根底尺寸，通過(guò)墊層將基底壓力擴(kuò)散到下層地基許可承載力范圍內(nèi)。?減少地基沉降量；?加速軟弱土層的排水固結(jié)；?防止持力層的凍脹或液化。20216精選ppt墊層材料 地基處理概論-排水固結(jié)法 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineeringChinaUniversityofGeosciences(Beijing)?塊石：拋石擠淤?砂石：壓實(shí),防凍,防液化,加速固結(jié)?粉質(zhì)粘土：有機(jī)質(zhì)含量<5%?灰土:灰與土體積比2:8,3:7?三合土:石灰、砂、碎石或碎磚瓦?工業(yè)廢渣〔粉煤灰、礦渣〕：用于道路、堆場(chǎng)、小型建筑物墊層?加筋土：分層土工合成材料與地基土加筋墊層。20217精選ppt壓實(shí)系數(shù)λc?墊層鋪填時(shí)一定要注意壓密，以保證墊層的質(zhì)量。?最大干密度可由擊實(shí)試驗(yàn)確定，對(duì)于大規(guī)模的填土，那么應(yīng)在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行碾壓試驗(yàn)確定。

0.94~0.97 地基處理概論-排水固結(jié)法 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineeringChinaUniversityofGeosciences(Beijing)

max

最大干密度填土干密度

dc20218精選ppt換填法的適用范圍 地基處理概論-排水固結(jié)法 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineeringChinaUniversityofGeosciences(Beijing)? 換土墊層法適用于處理淤泥、淤泥質(zhì)土、濕陷性黃土、素填土、雜填土等高壓縮性軟弱土層及暗溝、暗塘等。對(duì)于承受振動(dòng)荷載的地基不應(yīng)選擇換土墊層法進(jìn)行換填處理。墊層種類(lèi)適 用 范 圍砂、砂石、碎石墊層一般飽和、非飽和的軟土和水下黃土處理,深度1-3m；不宜用于濕陷性黃土處理和大面積堆載、密集基礎(chǔ)及動(dòng)力基礎(chǔ)下的軟土地基；砂墊層不宜用于地下水流速快和流量大地區(qū)的地基處理素土墊層中小型工程及大面積回填和濕陷性黃土的地基處理灰土墊層中小型工程，尤其是濕陷性黃土的地基處理粉煤灰墊層廠房、機(jī)場(chǎng)、港口陸域和堆場(chǎng)的地基處理干渣墊層小型建筑工程，尤其是適用于地坪、堆場(chǎng)等工程的大面積地基處理和場(chǎng)地平整。對(duì)受酸性或堿性廢水影響的地基不得采用干渣墊層20219精選ppt墊層承載力 地基處理概論-排水固結(jié)法 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineeringChinaUniversityofGeosciences(Beijing)換填材料承載力特征值fak(kPa)碎石、卵石200~300砂夾石(石占30%~50%)200~500土夾石(石占30%~50%)150~200中砂、粗砂、礫砂、圓礫、角礫150~200粉質(zhì)粘土130~180石屑120~150灰土200~250粉煤灰120~150礦渣200~300202110精選ppt墊層厚度的計(jì)算? 根據(jù)墊層底部較軟弱土層的承載力來(lái)確定，當(dāng)上部荷載通過(guò)墊層按一定的擴(kuò)散角傳到下臥層頂面所受的總壓力不應(yīng)超過(guò)其承載力。pcz

pz

fazpcz

墊層底面處土的自重壓力,kPa,按墊層材料及其上回填土容重計(jì)算pz

墊層底面處的附加壓力,kPafaz

墊層底面處軟弱土的承載力特征值,kPa一般要求墊層:>0.5m(擴(kuò)散和技術(shù)要求),<3.0m(工程量,經(jīng)濟(jì)性)地基處理概論-排水固結(jié)法中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineeringChinaUniversityofGeosciences(Beijing)202111精選ppt墊層厚度的計(jì)算回填土底基墊層b+2ztanθ，Npz附加壓力自重壓力PczPz，通事根底工程n 20Engineering 地基處理概論-排水團(tuán)結(jié)法 2021 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京) page12ChinaUniversityofGeosciences(Beijing)精選ppt墊層厚度的計(jì)算附加壓力確實(shí)定條形根底

p

p

bb

2ztan

p

pc0

ab

a

2ztan

b

2ztan

c0p

z矩形根底p

zpz墊層底面處的附加壓力,kPap基底壓力，按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合,kPapc0基底標(biāo)高處土的自重壓力,kPab根底的寬度,mz墊層厚度,m墊層材料的壓力擴(kuò)散角,度()a根底的長(zhǎng)度,m注：許多書(shū)中將公式中所有與壓力相關(guān)的量都加有下標(biāo)k， 地基處理概論-排水固結(jié)法 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineeringChinaUniversityofGeosciences(Beijing)以明確是按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合。202113精選ppt墊層寬度的計(jì)算理論B

b

2ztan

施工時(shí)：考慮機(jī)械夯實(shí)所需空間B

b

2ztan

2

0.3 地基處理概論-排水固結(jié)法 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineeringChinaUniversityofGeosciences(Beijing)B墊層底面寬度,mb根底的寬度,mz墊層厚度,m墊層材料的壓力擴(kuò)散角,度()202114精選ppt墊層變形驗(yàn)算 地基處理概論-排水固結(jié)法 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineeringChinaUniversityofGeosciences(Beijing)?墊層地基應(yīng)進(jìn)行變形驗(yàn)算。包括墊層的變形和下臥土層的變形。?墊層的模量應(yīng)根據(jù)試驗(yàn)或當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定，在無(wú)試驗(yàn)資料或經(jīng)驗(yàn)時(shí)，碎石、礫石的側(cè)限壓縮模量Es可取為30~50MPa，砂可取20~30MPa，粉煤灰可取8~20MPa。?實(shí)際上當(dāng)用料和壓實(shí)標(biāo)準(zhǔn)均滿足上述要求時(shí)，墊層本身的變形量很小，往往可以不計(jì)。變形計(jì)算方法與一般分層地基相同。202115精選ppt地基變形計(jì)算換填法處理后的建筑物地基沉降量：s

s1

s2——建筑物地基沉降量 cms1——墊層自身變形量 cms2——墊層下各壓縮土層變形量之和 cms墊層自身變形量s1可按下式進(jìn)行計(jì)算：hs

/Es

地基處理概論-排水固結(jié)法 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineeringChinaUniversityofGeosciences(Beijing)

p

ps

21

——建筑物根底底面壓力 kPa——墊層厚度 cm——墊層壓縮模量，宜通過(guò)靜載試驗(yàn)確定，也可選15~25MPa——壓力擴(kuò)散系數(shù)phsEs

202116精選ppt地基變形計(jì)算壓力擴(kuò)散系數(shù)條形根底：

b

2htg

bs矩形根底：

b

2htg

l

2htg

bls s下臥層的變形量可按下式計(jì)算：s2'

i

i

1i

1si1

2s2

pzbnE——計(jì)算經(jīng)驗(yàn)系數(shù)——墊層底面的附加壓力，KPaEsi12——第i層土在壓力100~200kPa的壓縮模量 kPai.i1——計(jì)算點(diǎn)第i層和第i-1層底面的沉降系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)查表

Pz 地基處理概論-排水固結(jié)法 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineeringChinaUniversityofGeosciences(Beijing)202117精選ppt工程設(shè)計(jì)要點(diǎn) 地基處理概論-排水固結(jié)法 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineeringChinaUniversityofGeosciences(Beijing)1〕處理軟土或雜填土?A、換填法處理的主要目的是置換基底下可能剪切破壞的軟弱土層或雜填土層。?B、基底下為軟弱土層時(shí)，墊層的厚度主要取決于剪切破壞區(qū)域的大小和工程對(duì)消除剪切區(qū)深度的要求?C、基底下為雜填土?xí)r，墊層厚度取決于雜填土的埋深?D、換填后墊層下存在軟弱下臥層時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算其承載力和變形?E、墊層寬度必須滿足基底壓力擴(kuò)散的要求，并防止墊層材料側(cè)向擠出202118精選ppt工程設(shè)計(jì)要點(diǎn) 地基處理概論-排水固結(jié)法 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineeringChinaUniversityofGeosciences(Beijing)2〕處理濕陷性黃土? A、換填法處理的主要目的是消除或局部消除黃土的濕陷量。? B、墊層的厚度主要取決于工程對(duì)消除濕陷量的要求。全部消除濕陷量時(shí)，對(duì)于非自重濕陷性黃土應(yīng)滿足墊層底部總壓力不大于下臥層黃土沉陷量起始?jí)毫?；?duì)于自重濕陷性黃土那么必須全部挖除，換填法僅適用于厚度不大的自重濕陷性黃土地基。? C、如果消除局部濕陷量，應(yīng)根據(jù)建筑物的重要性、根底形式、基底壓力、黃土濕陷類(lèi)型等綜合確定。對(duì)于非自重濕陷性黃土，當(dāng)墊層厚度等于根底寬度時(shí)可消除濕陷量的80%以上；當(dāng)墊層厚度等于1.5倍基礎(chǔ)寬度時(shí)可根本消除。? D、墊層寬度取決于工程要求。當(dāng)墊層超出根底邊緣的距離至少為墊層厚度且不小于1.5m時(shí)，可消除建筑物范圍內(nèi)局部黃土層的濕陷性。202119精選ppt工程設(shè)計(jì)要點(diǎn) 地基處理概論-排水固結(jié)法 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineeringChinaUniversityofGeosciences(Beijing)? 3〕處理膨脹土? A、換填法處理的主要目的是消除或減少膨脹土的膨脹性能。適用于薄的膨脹土層或主要膨脹土層不厚的地基。? B、換填厚度應(yīng)使地基的剩余膨脹變形量控制在容許值范圍內(nèi)，對(duì)于砂墊層條件為：? 墊層厚度為1-1.2倍根底寬度；墊層寬度為1.8--2.2倍根底寬度? 墊層密度不小于為1.65t/m3? 基底壓力為100--200kPa? 基槽兩邊回填區(qū)的附加壓力不大于為0.25P〔P為基底壓力〕? 當(dāng)膨脹壓力大于為250kPa時(shí)，墊層材料應(yīng)選用中、細(xì)砂；當(dāng)膨脹壓力較小時(shí)，應(yīng)選用粗砂。202120精選ppt施工要求級(jí)配良好的中粗砂、圓礫、卵石或碎石，含泥量小于3%，最大粒徑不大于50mm。素土墊層：有機(jī)質(zhì)含量小于5%，亦不含凍土或膨脹土，碎石最大粒徑不宜大于50mm。粉煤灰墊層：1〕墊層材料砂〔砂石〕墊層：干渣墊層：松散密度不小于1.1t/m3；泥土與有機(jī)雜質(zhì)含量小于5%；穩(wěn)定性合格。最優(yōu)含水量和壓實(shí)系數(shù)由實(shí)驗(yàn)確定?；彝翂|層：石灰與土的體積配合比一般為2:8或3:7，土料宜用粘性土和塑性指數(shù)大于4的粉土 地基處理概論-排水固結(jié)法 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineeringChinaUniversityofGeosciences(Beijing)202121精選ppt施工要求 地基處理概論-排水固結(jié)法 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineeringChinaUniversityofGeosciences(Beijing)2〕含水量要求為保證最正確的夯壓效果，以墊層材料的最優(yōu)含水量wop為施工控制含水量A、wop可按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)?土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)?中輕型擊實(shí)試驗(yàn)求得。B、對(duì)于素土和灰土現(xiàn)場(chǎng)可控制在最優(yōu)含水量wop±2%的范圍內(nèi)；當(dāng)使用振動(dòng)碾壓時(shí)可適當(dāng)放寬下限值即wop-6%~wop+2%C、對(duì)于素土和灰土缺乏資料時(shí)可取0.6倍的液限值或按經(jīng)驗(yàn)采用塑限wop±2%作為施工控制含水量。D、對(duì)于砂石，當(dāng)采用平板振動(dòng)器時(shí)含水量取15%--20%，使用平碾或蛙式夯時(shí)含水量取8%12%，當(dāng)使用插入式振動(dòng)器時(shí)，砂石料宜為飽和。E、對(duì)于粉煤灰，含水量應(yīng)控制在最優(yōu)含水量wop±4%。202122精選ppt施工要求 地基處理概論-排水固結(jié)法 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineeringChinaUniversityofGeosciences(Beijing)3〕分層厚度墊層的分層鋪填厚度及每層壓實(shí)遍數(shù)應(yīng)根據(jù)墊層材料、施工機(jī)具及設(shè)計(jì)要求等通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定。4〕質(zhì)量控制要求A、砂石墊層：中砂，最小干密度ρd≥1.6t/m3；粗砂，最小干密度ρd≥1.7t/m3B、對(duì)于素土和灰土，當(dāng)墊層厚度不大于3m時(shí)，壓實(shí)系數(shù)λ≥0.93。當(dāng)墊層厚度大于3m時(shí)，λ≥0.95。C、對(duì)于粉煤灰，壓實(shí)系數(shù)λ≥0.90。202123精選ppt例題教材p226例5-1提示：已給出砂墊層的厚度，驗(yàn)算之并確定寬度 地基處理概論-排水固結(jié)法 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineeringChinaUniversityofGeosciences(Beijing)202124精選ppt第一步：驗(yàn)算砂墊層承載力 地基處理概論-排水固結(jié)法 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineeringChinaUniversityofGeosciences(Beijing)基底壓力p

F

G

190

19.6

1.2

1.2

181.9kPab 1.2經(jīng)深度修正后，砂礫料的承載力fa

fak

d

m

d

0.5

p216

,表5

1

f

150~200kPa

取均值

f

175kPaak akfa

175

1.0

16.5

1.2

0.5

186.55kPa

p

181.9kPa

fa

186.55kPad

p50砂

墊

層看

成人

工填

土

1.0故砂墊層承載力滿足基底壓力要求202125精選ppt第二步：驗(yàn)算砂墊層下軟弱層(淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土)的承載力pcz

pz

faz〔2-47),p54砂墊層底部的自重壓力pcz

16.5

1.2

20

10

1.5

19.8

15

34.8kPapcz

p

p

b 地基處理概論-排水固結(jié)法 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineeringChinaUniversityofGeosciences(Beijing)

p

p

b

66.4kPab

2ztan

pz

b 1.2已求得p

181.9kPa,基底自重應(yīng)力pc0

1.2

16.5

19.8kPaz

1.5

0.5

表

5

2

砂墊層壓力擴(kuò)散角

30

b

2ztan

經(jīng)砂墊層擴(kuò)散后的附加壓力(5

2)式

p

c0c0z2.93(181.9

19.8)

1.2 194.51.2

2

1.5

tan30

202126精選ppt第二步：驗(yàn)算砂墊層下軟弱層(淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土)的承載力 地基處理概論-排水固結(jié)法 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineeringChinaUniversityofGeosciences(Beijing)fa

Mb

b

Md

md

Mcck

16.5

1.2

17.6

9.8

1.5

19.8

11.7

11.67kN/m3

2

表

2

16

M1.2

1.5 2.7

0.03,M

1.12,M

3.32砂墊層底部淤泥質(zhì)土的承載力特征值根底寬度b1.2m,d1.2mmb d ck

fa

Mb

b

Md

md

Mcck

0.03

(17.6

9.8)

1.2

1.12

11.67

1.2

1.5

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20

0.28

35.3

66.4

102kPa

pcz

pz

34.8

66.4

101.2kPa

faz

102kPa，砂墊層下軟弱層承載力滿足要求202127精選ppt第三步：砂墊層寬度確實(shí)定 地基處理概論-排水固結(jié)法 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineeringChinaUniversityofGeosciences(Beijing)B

b

2ztan

2

0.3

1.2

2

1.5

tan30

0.6

1.8

3

0.577

3.53m202128精選ppt習(xí)題 地基處理概論-排水固結(jié)法 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineeringChinaUniversityofGeosciences(Beijing)?某四層磚混結(jié)構(gòu)的住宅樓，承重墻下為條形根底，寬1.2m，埋深1.0m，上部建筑物作用于根底的荷載標(biāo)準(zhǔn)值為120KN/m，根底的平均重度為20KN/m3。地基土表層為粉質(zhì)粘土，厚1.0m，重度為17.5KN/m3;第二層為淤泥質(zhì)粘土，厚15m，重度為17.8KN/m3，承載力特征值為fak=45kPa；第三層為密實(shí)的砂礫石。地下水埋深1.0m。由于地基土較軟弱，不能滿足建筑物設(shè)計(jì)要求，采用換土墊層法處理。試設(shè)計(jì)之。?提示：設(shè)計(jì)墊層的材料、厚度、寬度。202129精選ppt解答：第一步畫(huà)圖Fk

108kN/mbd

20kN/m3b

1.2md

1.0mFk

120kN/mG0m1m1m15m16mz墊層底部 地基處理概論-排水固結(jié)法 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineeringChinaUniversityofGeosciences(Beijing)粉質(zhì)粘土γ=17.5kN/m3淤泥質(zhì)粘土γ=17.8kN/m3fak=45kPa密實(shí)砂礫石202130精選ppt第二步確定墊層材料和厚度 地基處理概論-排水固結(jié)法 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineeringChinaUniversityofGeosciences(Beijing)?選用砂墊層?假定砂墊層厚度z=1.0m202131精選ppt第三步驗(yàn)算假定墊層厚度下的下臥層承載力pcz

pz

faz1〕墊層底面處的附加壓力計(jì)算pz條形根底

p

p

bb

2ztan

c0p

z

d

120

20

1.0

120kPaA b b 1.2

Fk

Gbd

Fk基底壓力:p

Fk

GkG基底處自重壓力:pc0

17.5

1.0

17.5kPab

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1.0

0.5

表

5

2

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b 1.2b

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17.5

地基處理概論-排水固結(jié)法 中國(guó)地質(zhì)大學(xué)(北京)FoundationEngineeringChinaUniversityofGeosciences(Beijing)

52.3kPab

2ztan

1.2

2

1.0

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2

0.577 2.354 123

123 p

z

202132精選ppt回憶：墊層厚度的計(jì)算附加壓力確實(shí)定條形根底

p

p

bb

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p

pc0

ab

a

2ztan

b

2ztan

c0p

z矩形根底p

zpz墊層底面處的附加壓力,kPap基底壓力，按荷載效應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)組合,kPapc0基底標(biāo)高處土的自重壓力,kPab根底的寬度,mz墊層厚度,m墊層材料的壓力擴(kuò)散角,度()a根底的長(zhǎng)度,m注：許多書(shū)中將公式中所有與壓力相關(guān)的量都加有下標(biāo)k，