砂石粉煤灰垫层换填法地基处理设计

砂石、粉煤灰垫层换填法地基处理设计2.1概述2.2压实原理及压实参数2.3砂（砂石、碎石）垫层2.4粉煤灰垫层本章目录

当软弱土地基的承载力和变形满足不了建筑物的要求，而软弱土层的厚度又不很大时，将基础底面下处理范围内的软弱土层部分或全部挖去，然后分层换填强度较大的砂、碎石、素土、灰土、二灰、粉煤灰、高炉干渣或其它性能稳定、无侵蚀性等材料，并压（夯、振）实至要求的密实度为止，这种地基处理方法称为换填法。定义：§2.1换填垫层法哈哈，这不是我想到的吗？《建筑地基处理技术规范》JGG79-2002中规定：4.1.1换填垫层法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。

当软弱土地基的承载力和变形满足不了建筑物的要求，而软弱土层的厚度又不很大时，将基础底面下处理范围内的软弱土层部分或全部挖去，然后分层换填强度较大的砂、碎石、素土、灰土、二灰、粉煤灰、高炉干渣或其它性能稳定、无侵蚀性等材料，并压（夯、振）实至要求的密实度为止，这种地基处理方法称为换填法。适用性：§2.1换填垫层法从定义中找，你能找到吗？通常基坑开挖后，利用分层回填压实，也可处理较深的软弱土层，但经常由于地下水位高而需要采用降水措施；坑壁放坡占地面积大或需要基坑支护；以及施工土方量大，弃土多等因素，从而使处理费用增高，工期延长，因此换填法的处理深度通常宜控制在3米以内。但也不应小于0.5米，因为垫层太薄，则换土垫层的作用也不显著。在湿陷性黄土地区或土质较好场地，一般坑壁可直立或边坡稳定时，处理深度可限制在5米以内。“软弱土层的厚度又不很大”与“浅”----到底是多少米？在实际工程中，什么情况下优先选用该法？适用性：§2.1换填垫层法哈哈，问题来了……饱和曲线粘性土砂土粘性土在某种压实功能下（标准压实功能）达到最密时的含水量称为最优含水量，对应的干密度称为最大干密度砂土：①不存在最优含水量；②在完全风干和饱和两种状态下易于击实；③潮湿状态下不易击实§2.2压实原理及压实参数土的压实机理

人们很早就用土作为建筑材料，而且知道要把松土击实。公元前200多年，我国秦朝修筑驰实（行车大道），就有用“铁锥筑土坚实”的记载，说明那时人们已经认识到土的密度和土的工程特性有关。粘土颗粒-----------------++++引力d水分子阳离子强结合水弱结合水自由水§2.2压实原理及压实参数饱和曲线粘性土粘性土在某种压实功能下（标准压实功能）达到最密时的含水量称为最优含水量，对应的干密度称为最大干密度土的压实机理§2.2压实原理及压实参数击实试验轻型：粒径小于5毫米重型：粒径小于40毫米25下，分三层击实56下，分5层击实§2.2压实原理及压实参数击实试验影响土的压实性的因素

含水率的影响对同一种土料，分别在不同的含水率下，用同一击数将他们分层击实，测定土样的含水率和密度，然后以含水率为横坐标，干密度为纵坐标，绘制击实曲线。从图中可以看出，当含水率较小时，土的干密度随着含水率的增加而增大，而当干密度增加到某一值后，含水率继续增加反而使干密度减小。干密度的这一最大值称为该击数下的最大干密度，此时对应的含水率称为最优含水率。§2.2压实原理及压实参数影响土的压实性的因素

§2.2压实原理及压实参数击实功能的影响

1、实验室中的击实功能是用击数来反映的，对同一种土，压实功能小，则能达到的最大干密度也小，最优含水率大；压实功能大，则能达到的最大干密度也大，最优含水率小2、用同一种土料在不同含水率下分别用不同的击数进行击实试验，就能得到一组随击数而异的含水率与干密度关系曲线。施工现场如何控制压实程度？

§2.2压实原理及压实参数压实度

现场施工的土料，土块大小不一，含水量和铺填厚度又很难控制均匀，因此实际压实土的均质性较差，固对现场土的压实，应以压实系数来进行检验。砂（碎石、砂石）垫层的设计

§2.3砂（砂石、碎石）垫层设计要求：既要求有足够的厚度以置换可能被剪切破坏的软弱土层，又要求有足够的宽度以防止砂垫层向两侧挤出。

排水砂垫层不同于置换垫层，前者主要在基础底面设置厚度为30cm的砂（或砂石、碎石）垫层，以利于软土层的排水固结注意砂垫层的厚度设计

§2.3砂（砂石、碎石）垫层

砂垫层厚度z应根据砂垫层底面下卧层的承载力及建筑物对地基变形要求确定。按下卧层的承载力确定b回填土B=b+2ztgdzPZ+pCZfz填z

pCZpCD各参数的计算§2.3砂（砂石、碎石垫层）PZ+pCZfz条形基础矩形基础,平面分布fz-经深度修正后的垫层底面处软弱下卧层土的地基承载力设计值§2.3砂（砂石、碎石垫层）粉质粘土和粉土（8＜换填材料中、粗、砾、碎石土、石屑灰土0.25≥0.50203062328

压力扩散角

注：1、当Z/b<0.25时，除灰土外，其余材料均取=0°；

2、当0.25<Z/b<0.50时，可内插求得。

计算时，先假设一个垫层的厚度，验算。如不合要求，则改变厚度，重新验算，直至满足为止，一般砂垫层的厚度为1～2m左右，过薄的垫层(<0.5m)的作用不显著，垫层太厚(>3m)则施工较困难。§2.3砂（砂石、碎石垫层）砂垫层的宽度确定（JGJ79-2002）§2.3砂（砂石、碎石垫层）砂垫层承载力的确定垫层的承载力决定于填筑材料的性质、施工机具能量大小及施工质量的优劣等，一般应通过试验现场确定。另外垫层承载力的设计值尚必须对软弱下卧层的承载力验算后再确定。§2.3砂（砂石、碎石垫层）沉降计算当垫层断面确定后，对于重要的建筑物或垫层下存在软弱下卧层的建筑物，还应进行地基的变形计算。§2.3砂（砂石、碎石垫层）砂（砂石、碎石）垫层施工1、选料：§2图.3砂（砂阶石、碎哗石垫层荐）砂（砂钥石、碎烦石）垫差层施工2、施稀工参咸数§2藏.竭3砂（砂半石、碎废石垫层租）砂（屠砂石止、碎史石）速垫层政施工3、施工绘要点：砂石认宜用色振动特碾除接涝触下郊卧软叔土层净的垫盗层底门部应光根据越施工翻机械欠设备职及下米卧层窑土质毛条件推确定孤厚度盼外，悬一般底情况警下，浑垫层哥的分料层铺备填厚赚度可涝取200明-30轮0mm。为保虾证分层昂压实质介量，应因控制机滋械碾压腔速度。§2召.3砂（砂绞石、碎河石垫层粪）砂（砂匠石、碎吉石）垫源层施工3、施工弦要点：§2挖.3砂（级砂石键、碎港石垫晃层）砂（砂植石、碎付石）垫攻层质量愁检验检验方浅法有：炎环刀法库、贯入各仪、静肥力触探姜、轻型爪动力触梢探或标庙准贯入突试验检叶验；另随对砂石骂垫层也拜可用重质型动力待触探检相验，并兔均应能姿过现场过试验以执设计压快实系数吼所对应找的贯入茧度为标微准检验贝垫层的讽施工质饭量。压结实系数抓也可用渔环刀法机，灌砂留法等。§2赞.3换填垫贪层法例题:某四绸层砖遇混结追构的楼住宅套建筑授，承盲重墙哨下为谦条形维基础脾，宽1.侨2m，埋深1m，上桂部建腾筑物快作用执于基赴础的照荷载葬每米12盒0k顿N，基础肤的平均秀重度为20k蒙N/m³。地身基土庸表层所为粉税质粘繁土，云厚1m，重度帅为17注.医5k组N/闭m³，第花二层枣为淤炼泥质缸粘土占，厚15m，重冬度为17.李8kN煤/m³，含水避量W=6帖5%,第三负层为疮密实本的砂糠砾石,地下水阳距地表望为1m德.因为地炼基土较歼软弱,不能桂承受槐建筑止物的削荷载,试设佩计砂促垫层.§2战.3换填垫沿层法【解】:(1)先假设暂砂垫层叛的厚度驶为1m，并要摧求分层胳碾压夯傻实，干衡密度达易到>1渡.5淹t/哪m³。(2)砂垫层捐厚度的墓验算：织根据题尖意，基候础底面矩平均压欣力设计棕值为：(3挥)砂垫史层底组面的栏附加除应力锁计算:§2龙.3换土垫杀层法(4做)验算:根据逝淤泥直的含习水量W=驻65悦%,查规迈范得:σ0=4胜5k缴Pa恩;因深度浓大于3m,故不睁做修哄正:这说明太所设计伤的垫层脱厚度不青够，再政假设垫注层厚度摊为1.仇7m，则:(5哨)确定砂此垫层的扒底宽:为§2段.4粉煤肚灰垫捷层粉煤腰灰简膝介粉煤找灰是惑燃煤厉电厂附排放茶的工粮业废索弃物羽，每颗年排狸放量乔与日慕俱增皱。粉脾煤灰暴是电占厂在息煤粉澡燃烧贤过程滤中，质当煤箭通过束炉膛关高温鄙时绝熔大部态分矿夸物杂曲质在荡高温理下熔岛化，葱在被环送到蜓低温膨区时民固化严成球剩状颗运粒的让玻璃佳体。粉煤灰飘的处理毙与利用所已为我夫国一个望比较突核出的经舰济和社续会效益昼问题注意粉煤君灰的战化学口成份混可参每照课舰本§2阔.4粉煤纳灰垫笛层粉煤灰墙简介粉煤娃灰的智工程宽特性球及其睡对环快境的犯影响自重枕轻击实性女能好抗剪强完度压缩性承载能锻力渗透苹性抗液农化性对环结境的舅影响自重轻垦对工程慕来讲是厉好还是赢不好？粉煤镇灰比衫重比旬粘性秘土小搜得多错，一帮般松爪散重屠度在胜６－较７kN/师m3间，步经轻衡型击辨实试属验后慕干密揭度为0.9沿2~1谷.35灾t/m且3;比土逼要轻大的多健，产肿生差暴别的掌原因扒在于谣粉煤梁灰主兴要是糕以硅搂，铝怨为主抛的非亮晶态源玻璃成球体健组成贩，结沃晶矿友物含前量较朗少。括而粘小性土覆矿物驱都由军石英稀、长蕉石和弄粘土妨矿物定等晶逗体组尝成。§2.遗4粉煤脏灰垫南层粉煤灰蜜简介粉煤灰全的工程浊特性及竞其对环璃境的影厌响自重轻击实性铅能好抗剪强吴度压缩性承载能篮力渗透除性抗液狭化性对环谅境的套影响粉煤灰颂的颗粒吓组成特葵点，使裳它具有寺可振实广或碾压特的条件贪，击实太试验曲仁线峰值损段比天座然土具摆有相对孤较宽的界最优含袄水量区睁间。粉狮煤灰的载最优含谱水量变租动幅度统是±４％息，大女于土颈的２密％的锣变动祖幅度货。因谋此，蝴粉煤昼灰在复回填碌过程芝中达汪到设响计密榆实度激要求锁的含肾水量芦容易栗控制对，施挠工质择量容技易得吃到保严证。§2贵.4粉煤梁灰垫宫层粉煤灰池简介粉煤雹灰的葵工程善特性他及其边对环辰境的谦影响自重轻击实皆性能洽好抗剪强牛度压缩邻性承载能叛力渗透性抗液化湖性对环境遭的影响c，￠慈应通蜓过室膨内土薯工试堆验确蜜定。勒当无维试验陕资料出时，妹可定端为当霜压实束系数嫂为0.9升~0.次95时，耍￠＝承２３匠～３蛇０，c=险5-幕30每kP口a§2仁.4粉煤解灰垫鸟层粉煤灰肚简介粉煤唱灰的犯工程造特性狡及其谢对环律境的狭影响自重尝轻击实毅性能松好抗剪勾强度压缩性承载能觉力渗透寒性抗液化盼性对环境链的影响粉煤灰凝的压缩泪性能与脏击实功这能、密宽实度和糊饱和程弦度等因轿素有关音。上海爹规范指己出应通醋过土工垒试验确厨定，当载无试验史资料时烫，在压嫁实系数纯为0.犁9~核0.拒95时，Es＝８～语２０Ｍpa§2.通4粉煤放灰垫兔层粉煤灰侮简介粉煤灰小的工程伏特性及讯其对环汽境的影懂响自重轻击实或性能它好抗剪强衫度压缩嫂性承载染能力渗透性抗液逼化性对环联境的甚影响粉煤灰菊垫层经约压实后旺承载能假力的试协验结果抄可知，好具有遇缸水后强踢度降低筑的特性洪。当无丹试验资浪料时，朝压实系早数为0.结9~渴0.违95时的膏浸水膨垫层争，其滩容许共承载梳力可搏采用120涛~20邻0kP个a,但尚应爽满足软烘弱下卧匙层的强陡度和地执基变形价要求。§2.腹4粉煤沸灰垫泥层粉煤灰探简介粉煤灰尿的工程肿特性及之其对环鄙境的影怎响自重优轻击实武性能托好抗剪强联度压缩丸性承载能柿力渗透性抗液妥化性对环境分的影响粉煤垦灰颗差粒组场成近彻似砂练质粉毫土，咱压实懒过程杜中与绳压实喂初期管具有间较大我的渗蛇透系徒数，栽但随促着龄量期的窄增加牢，渗搏透性蛙能逐溪渐减匹弱。粉煤灰颂有火山艰灰反钟应—龄期效帝应§2.崭4粉煤灰偿垫层粉煤吉灰简碗介粉煤偷灰的周工程神特性背及其闻对环糊境的剪影响自重进轻击实性桑能好抗剪强翼度压缩性承载能统力渗透碰性抗液化别性对环境缴的影响粉煤灰芦在压实堂后不会何发生液居化§2.抄4粉煤灰忍垫层粉煤左灰简毫介粉煤曲灰的揭工程守特性句及其固对环饺境的厉影响自重轻击实均性能宗好抗剪强葱度压缩宣性承载能咱力渗透性抗液化见性对环父境的减影响粉煤勾灰的PH值较兆高，封大于澡土壤糖本底马值，粥但随毫着时仍间的