2019岩土工程师基础知识点：换填

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换填

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以下处理范围内的软弱土层的部分或全部挖去，然后分层换填强度较大的砂(碎石、素土、灰土、高炉干渣、粉煤灰)或其他性能稳定、无侵蚀性等材料，并压(夯、振)实至要求的密实度为止，这种地基处理的方法称为换填法。它还包括低洼地域筑高(平整场地)或堆填筑高(道路路基)。

机械碾压、重锤夯实、平板振动可作为压(夯、振)实垫层的不同机具对待，这些施工方法不但可处理分层回填土，又可加固地基表层土。

按回填材料不同，垫层可分为：砂垫层、砂石垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层、二灰垫层、干渣垫层和粉煤灰垫层等。

《建筑地基处理技术规范》(JGJ79—2002)中规定：换填法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。

垫层的作用主要有：(1)提高地基承载力;(2)减少沉降量;(3)加速软弱土层的排水固结;(4)防止冻胀;(5)消除膨胀土的胀缩作用;

【例题5】在下列各项中不属于垫层的作用的是()。

A. 提高地基承载力

B. 减少沉降量

C. 消除膨胀土的胀缩作用

D. 提高软弱下卧层的承载力

答案:D

【例题6】在下列各种垫层中，适合用于消除膨胀土的胀缩作用的是()。

A. 灰土执层

B. 素土垫层

C. 素砼垫层

D. 级配砂石垫层

答案:D

对砂垫层的设计，即要求有足够的厚度以置换可能被剪切破坏的软弱土层，又要求有足够大宽度以防止砂垫层向两侧挤出。

1.垫层厚度的确定垫层厚度z应根据需置换软弱土的深度或垫层底部下卧土层的承载力确定，并符合下式要求：

pz+pcz≤faz (17-5-1)

具体计算时，一般可根据垫层的承载力确定出基础宽度，再根据下卧土层的承载力确定出垫层的厚度。可先假设一个垫层的厚度，然后按式(17-5-1)进行验算，直至满足要求为止。

【例题7】当确定采用垫层法对地基行处理时，其垫层的厚度应根据()进行确定。

A. 软弱下卧层的底板埋深

B. 软弱下卧层的顶板埋深

C. 垫层材料的强度

D. 需置换软弱土的深度或垫层底部下卧土层的承载力

答案:D

2.垫层宽度的确定垫层的底面宽度应以满足基础底面应力扩散和防止垫层向两侧挤出为原则进行设计。关于宽度计算，目前还缺乏可靠的方法。一般可按下式计算或根据当地经验确定。

b/≥b+2·ztgθ (17-5-4)

垫层顶面每边宜比基础底面大0.3m，或从垫层底面两侧向上按当地开挖基坑经验的要求放坡，整片垫层的宽度可根据施工的要求适当加宽。

【例题8】垫层底面宽度的确定为()。

A. 每边宜比基础底面大0.3m

B. 每边宜比基础底面大0.5m

C. b/≥b+2·ztgθ

D. b/≥0.6+b

答案:C

3.垫层承载力的确定垫层的承载力宜通过现场试验确定，当无试验资料时，可按经验取值，并应验算下卧层的承载力。

4.沉降计算对于重要的建筑或垫层下存在软弱下卧层的建筑，还应进行地基变形计算。建筑物基础沉降等于垫层自身的变形量s1与下卧土层的变形量s2之和。

垫层施工方法有：

1.机械碾压法;

2.重锤夯实法;

3.平板振动法。

工程实践中，对垫层碾压质量的检验，要求获得填土最大干密度。其关键在于施工时控制每层的铺设厚度和最优含水量，其最大干密度和最优含水量宜采用击实试验确定。

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