地基处理方法-垫层法

第5章地基处理§5.1概述目的1.提高地基土的抗剪强度2.改善地基土的压缩性3.改善地基土渗透特性4.改善地基土动力特性5改善特殊土的不良地基特性方法第一类：减少土体中的孔隙，从而减小其压缩性，提高强度，如换填法、预压法、夯实法。第二类：用各种胶结剂把土颗粒胶结起来，如深层水泥搅拌法、旋喷法、灌浆法等。地基处理方法的确定根据结构类型、荷载、使用要求等，初选几种方案对初选方案，进行分析与对比，选最佳方案对已选方案进行现场试验，检验是否能达到要求，并改进§5.2垫层法是将基础下面一定厚度的软弱土层挖除，分层换以中砂、粗砂、角(圆)砾、碎(卵)石、灰土、粘性土及其他性能稳定、无侵蚀性的材料，并分层夯实或振实至要求的密实度。垫层法适用范围常用于荷载不大的建筑、场地和道路工程等的地基处理。适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、填土地基等的浅层处理。处理深度一般控制在3m以内，也不宜小于0．5m。5.2.2换填垫层设计主要是确定垫层断面的合理厚度与宽度设计内容：1．垫层厚度的确定垫层的厚度z应符合下式要求：垫层底面处的附加应力(kPa)垫层底面处土的自重应力(kPa)垫层底面处软土层经深度修正后的地基承载力特征值(kPa)pz的确定条形基础矩形基础pk：基底压力（kpa）σcd：基础底面标高处土的自重应力（kpa）θ：垫层的压力扩散角,按表5-2采用，P187.换填法处理湿陷性黄土地基消除部分地基湿陷性基本消除地基湿陷性矩形基础z=(0.8~1.0)bz=(1.0~1.5)b条形基础z=(1.0~1.5)bz=(1.5~2.0)b垫层厚度的取值基本概念湿陷性、自重湿陷性、非自重湿陷性2．垫层宽度的确定目的一满足基础底面应力扩散的要求二防止垫层部分挤入侧面软弱土中底面宽度的确定扩散角法①垫层顶面每边宜超出基础底边不小于300mm。②根据垫层底面宽度和基坑开挖坡度顶面宽度的确定3．垫层的承载力力宜通过现场试验验确定，当无试试验资料时，可可按表2—2选用，并验算下下卧层的承载力力。压实系数土的干密度土的最大干密度击实试验击实试验ρ～ω曲线最大干密度ρdmax最优含水量ωop例题5-15.2.3换填垫层施工施工方法机械碾压法重锤夯实法平板振动法压路机、推土机机、羊足碾等起重机械、夯锤锤振动压实机压路机推土机拖式羊足碾振动凸块碾振动凸块碾重锤夯实法振动压实机蛙式夯实机1.机械碾压法施工机械的选用用素填土平碾、羊足碾砂土、碎石类土土振动碾、振动压压实机狭窄场地、边角角蛙式夯实机铺填厚度与压实实遍数机械行进速度平碾2km/h3km/h2km/h0.5km/h羊足碾振动碾振动压实机质量检验每碾压完一层，，检验该层土的的平均干密度和和含水量干密度检验环刀法灌水（砂）法砂垫层砂石、碎石、卵卵石等取样点位于每层层的2/3处取土环刀2.重锤夯实法地下水位距地表表0．8m以上，有效夯实实深度内土的饱饱和度小于并接接近0．6时。适用条件主要设备起重机械、夯锤锤、钢丝绳和吊吊钩等施工要点①控制含水量量，调整夯击能能。最优含水量圆台形，重1.5～3.0T，底直径为1.0～1.5m，落距为2.5～4.5m②控控制夯夯击遍遍数，，按最终下下沉量量确定粘性土土：10~20mm,砂土：：5～10mm③夯夯击方方法：：a.对于条条基或或大面面积基基坑头一循循环：：挨夯夯第二循循环：：压夯夯b.对于独独立基基础基基坑：：先外外后内内，先先周边边后中中间④夯夯实分分层填填土地地基时时，每每层的的虚铺厚厚度以以相当当于锤锤底直直径为为宜⑤夯夯实范范围＞＞基基底底面3.平板振振动法法适用条条件无粘性性土或或粘粒粒含量量少、、透水水性较较好的的松散散杂填填土地地基主要设设备振动压压实机机振动时时间炉渣、、石块块等，，1min以上；；细粒粒土，，3~5分钟手扶式式振动动压实实机5.2.3砂和砂砂砾石石垫层层①提高高地基基承载载力；；②通过过垫层层的压压力扩扩散作作用，，降低低对地地基的的压应应力，，减少少沉降降；③由于于砂石石材料料透水水性大大，可可作为为良好好的排排水层层，加加速软软弱土土层的的排水水固结结。作用用适用条条件适用于于处理理3.0m以内的的具有有一定定透水水性的的软弱弱粘性性土地地基，，不能能用于于湿陷陷性黄黄土地地基及及渗透透系数数小的的粘性性土地地基。。材料要要求①颗粒级级配良良好、、质地地坚硬硬的中中、粗粗砂②细砂、、粉砂砂，掺掺加25％～30％的碎碎石或或卵石石施工要要点①验槽槽，将将浮土土清除除。②垫层层底面面标高高不同同时，，土面面应挖挖成阶阶梯或或斜坡坡搭接接，按按先深深后浅浅的顺顺序施施工，，搭接接处应应夯压压密实实。③严禁禁扰动动垫层层下卧卧层及及侧壁壁的软软弱土土层。。④垫层层应分分层铺铺设，，分层层夯实实或压压实。。⑤加强强基坑坑内及及外侧侧四周周的排排水工工作宜用振振动碾碾或振振动压压实机机。平板振振动：：ωop=15~20%平碾、、蛙式式夯ωop=8~12%质量检检验①环刀刀法。。取样样前刮刮去30～50mm松砂。。②贯入入测定定法。。方法一一、土土壤贯贯入阻阻力仪仪平头钢钢筋：：φ20,长1.25m，自700mm高处自自由落落下，，贯入入深度度以不不大于于根据据该砂砂的控控制干干密度度测定定的深深度为为合格格方法二二、简简易方方法5.2.4素土垫垫层优点点不用建建筑材材料，，施工工简便便，造造价低低适用条条件厚度为为1~4m的软土土、湿湿陷性性黄土土和杂杂填土土地基基；上部建建筑荷荷载不不大；；在湿陷陷性黄黄土地地区使使用广广泛，，典型型的‘‘以土治治土’材料要要求一般用用粘土土或粉粉质粘粘土，，有机机物含含量不不得超超过5%,亦不得得含有有冰土土或膨膨胀土土施工要要点①含水水量应应控制制在最最优含含水量量ωop±2％。②一般粘粘性土土的ωop在19%～21%之间小面积积填土土人工铺铺土人力夯或蛙蛙式打夯机机大面积填土土人力或推土土机铺土碾压机③夯实必须须夯迹叠合合一半。④分层铺土土厚度合夯夯实（碾压压）遍数，，一般进行行现场夯实实（碾压））试验确定定。⑤施工中每班班所铺平的的土料，必必须当班夯夯实(碾压)完毕，不得得隔日夯实实。5.2.5灰土垫层石灰与土按按一定体积积比（2：8或3：7）配合而成成的灰土适用条件适用于加固固深1～4m厚的软弱土土、湿陷性性黄土、杂杂填土等材料要求土料宜用就就地挖出的的粘性土及及塑性指数数大于4的粉土；石石灰宜用新新鲜的消石石灰，使用用前l～2d消解并过筛筛，其颗粒不得大于于5mm.施工要点①施工前应应先验槽，，消除松土土，并打两两遍底夯。。②灰土配合合比应符合合设计规定定。均匀且且颜色一致致。应适当当控制含水水量④铺灰应分分段分层夯夯筑，每层层虚铺厚度度可参见表表2—4⑤灰土分段段施工时，，不得在墙墙角、柱基基及承重窗窗间墙下接接缝，上下下两层的接接缝距离不不得小于500mm，接缝处应应夯压密实实。5.2.6碎石垫层优点就地取材，，施工简便便，经济适适用适用条件1～4m厚的软弱土土层材料要求碎石要求质质地坚硬、、密致、未未风化，粒粒径一般为为5～40min，吸水率不不大于5％，含泥量量不大于5％。构造要求构造要求厚度和宽度度的确定方方法与其他他垫层相同同150～300mm厚的砂框阶梯垫层施工要点①先验槽，然然后作砂框框，用平板板振动器振振实，再作作碎石垫层层。②垫层应分层层铺设和压压实，一般般用碾压法法或振捣法法压实③碾压法的的压实机械械为8～12t压路机、6～10t振动压路机机或用拖拉拉机牵引4t重平碾；每每层铺设厚厚度为250～300mm，用人工摊摊平或推土土机推平后后，往返碾碾压4～6遍。④振捣法的的压实机械械为功率不不小于2.2kw、重量大于于65kg的平板式振振动器；每每层铺设厚厚度为200～250mm，单位面积积上振动时时间不少于于60s，一般振3～4遍，每遍间间隔不少于于40min⑤垫层顶面面抹20～40mm厚水泥砂浆浆一层封闭闭，即可施施工上部基基础。5.2.7废渣垫层层利用废料料、施工工简便、、经济实实用选用的材材料应质质地坚硬硬、性能能稳定和和无侵蚀蚀性。符合“绿绿色建造造”的环保理念念1．碎砖三三合土垫垫层碎砖三合合土垫层层，是碎碎砖与石石灰砂浆浆（或石石灰浆））拌匀夯夯实而成成。适用用于深1.2m以内的民民用建筑筑地基加加固或做做地面垫垫层。材料要求求石灰采用用未粉化化的块灰灰，临时时加水化化开；砂采用中中砂、粗粗砂或泥泥砂均可可碎砖采用用废旧断断砖加工工成粒径径为