第一篇：軟弱地基的處理及換土墊層的設(shè)計(jì)應(yīng)用

軟弱地基的處理及換土墊層的設(shè)計(jì)應(yīng)用

摘要： 軟弱地基的處理，在水利工程建設(shè)中會(huì)經(jīng)常碰到。在投資少，又能達(dá)到設(shè)計(jì)規(guī)范要求的前提下，如何處理好軟弱地基，是我們每一工程技術(shù)人員需要探討和研究的問題。這里介紹了軟弱地基處理的幾種方法及換土墊層法的實(shí)際設(shè)計(jì)應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞： 軟弱地基 處理方法 設(shè)計(jì)應(yīng)用

1、前言

在進(jìn)行水工建筑物的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，時(shí)常會(huì)碰到軟弱地基問題。下面就根據(jù)自己的一些工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，淺談一下軟弱地基如何處理和換土墊層法在惠州市某泵站機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用情況。

2、軟弱地基的處理方法

直接利用軟弱土層作為建筑物地基時(shí)，一般應(yīng)按以下要求進(jìn)行設(shè)計(jì)： 軟弱土層為淤泥和淤泥質(zhì)土?xí)r，應(yīng)充分利用其上覆較好土層作為持力層； 若軟弱土層為沖填土、建筑余泥和性能穩(wěn)定的工業(yè)廢料，并且均勻性和密實(shí)性較好時(shí)，均可利用作為持力層。

對(duì)于有機(jī)質(zhì)含量較多的生活垃圾和對(duì)基礎(chǔ)有侵蝕性的工業(yè)廢料等雜填土，未經(jīng)處理不宜作為持力層。

當(dāng)?shù)鼗休d力和變形不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，則應(yīng)將地基進(jìn)行人工處理。這種經(jīng)過人工處理的地基稱為人工地基。

局部軟弱土層及暗溝、暗塘的處理，可采用基礎(chǔ)加深、基礎(chǔ)梁跨越，換土墊層或樁基等方法。

當(dāng)?shù)鼗休d力和變形不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，地基處理可選用機(jī)械壓（夯）實(shí)、換土墊層、堆載預(yù)壓、砂井真空預(yù)壓、砂樁、碎石樁、灰土樁，水泥旋噴或深層攪拌形成的水泥土樁以及樁基等方法。處在地下水位以上，由建筑余泥或工業(yè)廢料組成的雜填土地基，可采用機(jī)械壓（夯）實(shí)方法進(jìn)行處理。其中重錘夯實(shí)的有效夯實(shí)深度可達(dá)1.2m左右；若采用強(qiáng)夯，則有效夯實(shí)深度應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定；當(dāng)需要大面積回填夯實(shí)時(shí)，可采用機(jī)械分層回填碾壓方法；處理含少量粘性土的建筑余泥、工業(yè)廢料和爐灰填土地基時(shí)，可采用振動(dòng)壓實(shí)的方法。當(dāng)震實(shí)機(jī)自重2t，振動(dòng)作用力100kN時(shí)，有效夯實(shí)深度可達(dá)1.2~1.5m。

處理較厚淤泥和淤泥質(zhì)土地基時(shí)，可用堆載預(yù)壓、砂井堆載預(yù)壓或砂井真空預(yù)壓。采用堆載預(yù)壓時(shí)，預(yù)壓荷載宜略大于設(shè)計(jì)荷載，預(yù)壓時(shí)間應(yīng)根據(jù)建筑物要求以及地基固結(jié)情況決定，同時(shí)應(yīng)注意堆載大小和速率對(duì)周圍建筑物的影響。采用砂井堆載預(yù)壓或砂井真空預(yù)壓時(shí)，應(yīng)在砂井頂部作排水砂墊層。

用砂樁、碎石樁、灰土樁、水泥旋噴或深層攪拌樁處理軟弱地基時(shí)，樁的設(shè)計(jì)參 數(shù)宜通過試驗(yàn)確定。施工時(shí)，表層土如有隆起或松動(dòng)，應(yīng)予以挖除或壓實(shí)。對(duì)地基承載力、變形或穩(wěn)定性要求較高的建筑物，若用樁基，則樁尖宜打入壓縮性低的土層中。

若僅需處理軟弱地基的淺層，可采用換土墊層的方法。

總之，軟弱地基的處理應(yīng)該因地制宜，處理后的地基承載力應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

2、換土墊層的設(shè)計(jì)應(yīng)用

換土墊層就是將基礎(chǔ)下面一定厚度的軟弱土層挖除，然后以中砂、粗砂、礫石、碎石或卵石、灰土、粘性土以及其他性能穩(wěn)定、無侵蝕性的材料。墊層應(yīng)分層夯實(shí)，每層夯實(shí)后的密度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

換土墊層設(shè)計(jì)包括決定墊層所應(yīng)具有的最小寬度和厚度。

在墊層的寬度方面，根據(jù)建筑經(jīng)驗(yàn)，墊層的頂寬一般采用較基礎(chǔ)底邊每邊寬出200mm，墊層的底寬一般取基礎(chǔ)同寬（如圖1）。墊層的厚度應(yīng)根據(jù)作用在墊層底面處土的自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和不大于軟弱土層承載力的條件確定，同時(shí)厚度不小于500mm。

在該灌站機(jī)房的基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，由鉆探資料顯示，該地基為很厚的軟粘土層，其承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk=80kN/m2，重度γ=17 kN/m3，IL=1.00，e=1.00。已知機(jī)房獨(dú)立基礎(chǔ)承受上部結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計(jì)值F=155 kN，設(shè)計(jì)室內(nèi)外高差為0.3m，室外基礎(chǔ)埋深d=0.80m。從以上數(shù)據(jù)可知，該地基承載力和變形不能滿足設(shè)計(jì)要求。

由于該灌站交通不便，重型機(jī)械無法進(jìn)入（如打樁機(jī)等），為了減少工程投資，又能達(dá)到設(shè)計(jì)要求的目的，經(jīng)幾個(gè)方案比較，決定采用直接用人工就可施工的換土墊層法作為該灌站基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。在墊層材料方面，采用中砂作為墊層，其承載力設(shè)計(jì)值按f=180 kN/m2計(jì)算（施工時(shí)砂墊層密度控制在中密程度），重度取γ=19.5 kN/m3。

按公式l = b=[F/(f-γh)]1/2確定基底長度和寬度（獨(dú)立柱正方形基礎(chǔ)）。式中：l、b——基礎(chǔ)底面長和寬；

F——上部結(jié)構(gòu)的荷載設(shè)計(jì)值；

f——換土墊層承載力；

γ——基礎(chǔ)及回填土平均重度，一般取γ=20 kN/m3；

h——基礎(chǔ)自重計(jì)算高度。

l =b=[F/(f-γh)]1/2=[155/（180-20×0.95）]1/2=0.98m，取l =b=1.0m 下面進(jìn)行砂墊層厚度的計(jì)算：

在進(jìn)行砂墊層厚度計(jì)算時(shí)，一般應(yīng)滿足pcz+pz≤fz 式中：pcz——作用在墊層底面處土的自重應(yīng)力（kN/m2）;pz______墊層底面處的附加應(yīng)力設(shè)計(jì)值（kN/m2）;

fz________墊層底面處軟弱土層承載力設(shè)計(jì)值（kN/m2）;

采用該式確定墊層厚度時(shí)，需要用試算法,即預(yù)先估計(jì)一個(gè)厚度，然后按上式校核，如不滿足要求時(shí)，必須增加墊層厚度，直至滿足要求為止。

為了減少計(jì)算工作量，設(shè)計(jì)該機(jī)房基礎(chǔ)換土墊層的厚度時(shí)，采用了查曲線圖的計(jì)算方法：曲線圖見《建筑地基基礎(chǔ)》 1990.10；231。

首先，按下式計(jì)算出k1值

k1=[fk+ηbγ軟（b-3）+ηdγ其次，按下式計(jì)算出k2值

k2= k1+15b(ηdγ

-γ)/ p0

（d-0.5）-γ

d]×10/p0

軟軟

軟墊式中：p0——基礎(chǔ)底面附加應(yīng)力（kN/m2）;

fk——墊層底面處軟弱土層的承載力標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m2）;ηb、ηd——分別為基礎(chǔ)寬度和埋深的承載力修正系數(shù)；

d——基礎(chǔ)埋置深度（m）；

γ軟、γ墊——分別為軟弱土層和墊層的重度（kN/m3）。

然后根據(jù)k1、k2和基礎(chǔ)底面長邊與短邊的比值n=l/b，由曲線圖查得m值。最后算出墊層厚度z=mb。本基礎(chǔ)：fk=80kN/m2、d=0.8m、γηd=1.1。

另外，p0=（F+G）/b-γd=（155+1×0.95×20）/1-17×0.8=160.4 kN/m2，代入上兩式得：

=17 kN/m3、γ

=19.5 kN/m3、按表查得ηb=0、軟墊k1=[fk+ηbγ軟（b-3）+ηdγ

軟

（d-0.5）-γ

軟

d]×10/p0

=[80+1.1×17×(0.8-0.5)-17×0.8] ×10/160.4

.=4.49

k2= k1+15b(ηdγ-γ)/ p0 軟墊 =4.49+15×1×(1.1×17-19.5)/160.4 =4.42

根據(jù)k1=4.49、k2=4.42和n=1查曲線圖得m=0.82。則砂墊層厚度：z=bm=1.0×0.82=0.82 m，取 z=0.85 m，如圖2所示。

3、結(jié)語

該灌站工程建成且連續(xù)安全運(yùn)行已有五年多，經(jīng)觀測，機(jī)房基礎(chǔ)沉降<2mm（基本無沉降），機(jī)房上部結(jié)構(gòu)無任何異常情況，運(yùn)行良好。因此采用“換土墊層法”處理軟弱地基，滿足規(guī)范要求，滿足運(yùn)行要求，是經(jīng)濟(jì)和安全的。

第二篇：軟弱地基的處理及換土墊層的設(shè)計(jì)應(yīng)用

軟弱地基的處理及換土墊層的設(shè)計(jì)應(yīng)用

1、前言

在進(jìn)行水工建筑物的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，時(shí)常會(huì)碰到軟弱地基問題。下面就根據(jù)自己的一些工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，淺談一下軟弱地基如何處理和換土墊層法應(yīng)用情況。

2、軟弱地基的處理方法

直接利用軟弱土層作為建筑物地基時(shí)，一般應(yīng)按以下要求進(jìn)行設(shè)計(jì)： 軟弱土層為淤泥和淤泥質(zhì)土?xí)r，應(yīng)充分利用其上覆較好土層作為持力層； 若軟弱土層為沖填土、建筑余泥和性能穩(wěn)定的工業(yè)廢料，并且均勻性和密實(shí)性較好時(shí)，均可利用作為持力層。

對(duì)于有機(jī)質(zhì)含量較多的生活垃圾和對(duì)基礎(chǔ)有侵蝕性的工業(yè)廢料等雜填土，未經(jīng)處理不宜作為持力層。

當(dāng)?shù)鼗休d力和變形不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，則應(yīng)將地基進(jìn)行人工處理。這種經(jīng)過人工處理的地基稱為人工地基。

局部軟弱土層及暗溝、暗塘的處理，可采用基礎(chǔ)加深、基礎(chǔ)梁跨越，換土墊層或樁基等方法。

當(dāng)?shù)鼗休d力和變形不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，地基處理可選用機(jī)械壓（夯）實(shí)、換土墊層、堆載預(yù)壓、砂井真空預(yù)壓、砂樁、碎石樁、灰土樁，水泥旋噴或深層攪拌形成的水泥土樁以及樁基等方法。

處在地下水位以上，由建筑余泥或工業(yè)廢料組成的雜填土地基，可采用機(jī)械壓（夯）實(shí)方法進(jìn)行處理。其中重錘夯實(shí)的有效夯實(shí)深度可達(dá)1.2m左右；若采用強(qiáng)夯，則有效夯實(shí)深度應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定；當(dāng)需要大面積回填夯實(shí)時(shí)，可采用機(jī)械分層回填碾壓方法；處理含少量粘性土的建筑余泥、工業(yè)廢料和爐灰填土地基時(shí)，可采用振動(dòng)壓實(shí)的方法。當(dāng)震實(shí)機(jī)自重2t，振動(dòng)作用力100kN時(shí)，有效夯實(shí)深度可達(dá)1.2~1.5m。處理較厚淤泥和淤泥質(zhì)土地基時(shí)，可用堆載預(yù)壓、砂井堆載預(yù)壓或砂井真空預(yù)壓。采用堆載預(yù)壓時(shí)，預(yù)壓荷載宜略大于設(shè)計(jì)荷載，預(yù)壓時(shí)間應(yīng)根據(jù)建筑物要求以及地基固結(jié)情況決定，同時(shí)應(yīng)注意堆載大小和速率對(duì)周圍建筑物的影響。采用砂井堆載預(yù)壓或砂井真空預(yù)壓時(shí)，應(yīng)在砂井頂部作排水砂墊層。

用砂樁、碎石樁、灰土樁、水泥旋噴或深層攪拌樁處理軟弱地基時(shí)，樁的設(shè)計(jì)參

數(shù)宜通過試驗(yàn)確定。施工時(shí)，表層土如有隆起或松動(dòng)，應(yīng)予以挖除或壓實(shí)。對(duì)地基承載力、變形或穩(wěn)定性要求較高的建筑物，若用樁基，則樁尖宜打入壓縮性低的土層中。

若僅需處理軟弱地基的淺層，可采用換土墊層的方法。

總之，軟弱地基的處理應(yīng)該因地制宜，處理后的地基承載力應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

2、換土墊層的設(shè)計(jì)應(yīng)用

換土墊層就是將基礎(chǔ)下面一定厚度的軟弱土層挖除，然后以中砂、粗砂、礫石、碎石或卵石、灰土、粘性土以及其他性能穩(wěn)定、無侵蝕性的材料。墊層應(yīng)分層夯實(shí)，每層夯實(shí)后的密度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

換土墊層設(shè)計(jì)包括決定墊層所應(yīng)具有的最小寬度和厚度。

在墊層的寬度方面，根據(jù)建筑經(jīng)驗(yàn)，墊層的頂寬一般采用較基礎(chǔ)底邊每邊寬出200mm，墊層的底寬一般取基礎(chǔ)同寬（如圖1）。墊層的厚度應(yīng)根據(jù)作用在墊層底面處土的自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和不大于軟弱土層承載力的條件確定，同時(shí)厚度不小于500mm。

在該灌站機(jī)房的基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，由鉆探資料顯示，該地基為很厚的軟粘土層，其承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk=80kN/m，重度γ=17 kN/m3，IL=1.00，e=1.00。已知機(jī)房獨(dú)立基礎(chǔ)

2承受上部結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計(jì)值F=155 kN，設(shè)計(jì)室內(nèi)外高差為0.3m，室外基礎(chǔ)埋深d=0.80m。從以上數(shù)據(jù)可知，該地基承載力和變形不能滿足設(shè)計(jì)要求。

由于該灌站交通不便，重型機(jī)械無法進(jìn)入（如打樁機(jī)等），為了減少工程投資，又能達(dá)到設(shè)計(jì)要求的目的，經(jīng)幾個(gè)方案比較，決定采用直接用人工就可施工的換土墊層法作為該灌站基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。在墊層材料方面，采用中砂作為墊層，其承載力設(shè)計(jì)值按f=180 kN/m2計(jì)算（施工時(shí)砂墊層密度控制在中密程度），重度取γ=19.5 kN/m3。

按公式l =b=[F/(f-γh)]確定基底長度和寬度（獨(dú)立柱正方形基礎(chǔ)）。式中：l、b——基礎(chǔ)底面長和寬； F——上部結(jié)構(gòu)的荷載設(shè)計(jì)值； f——換土墊層承載力；

1/2 γ——基礎(chǔ)及回填土平均重度，一般取γ=20 kN/m3；

h——基礎(chǔ)自重計(jì)算高度。

l =b=[F/(f-γh)]1/2=[155/（180-20×0.95）]1/2=0.98m，取l =b=1.0m 下面進(jìn)行砂墊層厚度的計(jì)算：

在進(jìn)行砂墊層厚度計(jì)算時(shí)，一般應(yīng)滿足pcz+pz≤fz 式中：pcz——作用在墊層底面處土的自重應(yīng)力（kN/m）;pz______墊層底面處的附加應(yīng)力設(shè)計(jì)值（kN/m2）;fz________墊層底面處軟弱土層承載力設(shè)計(jì)值（kN/m2）;

2采用該式確定墊層厚度時(shí)，需要用試算法,即預(yù)先估計(jì)一個(gè)厚度，然后按上式校核，如不滿足要求時(shí)，必須增加墊層厚度，直至滿足要求為止。

為了減少計(jì)算工作量，設(shè)計(jì)該機(jī)房基礎(chǔ)換土墊層的厚度時(shí)，采用了查曲線圖的計(jì)算方法：曲線圖見《建筑地基基礎(chǔ)》 1990.10；231。

首先，按下式計(jì)算出k1值

k1=[fk+ηbγ其次，按下式計(jì)算出k2值

軟

（b-3）+ηdγ

軟

（d-0.5）-γ

軟

d]×10/p0

k2= k1+15b(ηdγ

2軟

-γ

墊)/ p0

式中：p0——基礎(chǔ)底面附加應(yīng)力（kN/m）;fk——墊層底面處軟弱土層的承載力標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m）;ηb、ηd——分別為基礎(chǔ)寬度和埋深的承載力修正系數(shù)； d——基礎(chǔ)埋置深度（m）； γ軟

2、γ墊——分別為軟弱土層和墊層的重度（kN/m3）。

然后根據(jù)k1、k2和基礎(chǔ)底面長邊與短邊的比值n=l/b，由曲線圖查得m值。最后算出墊層厚度z=mb。本基礎(chǔ)：fk=80kN/m2、d=0.8m、γ

軟

=17 kN/m3、γ墊=19.5 kN/m3、按表查得ηb=0、ηd=1.1。

另外，p0=（F+G）/b-γd=（155+1×0.95×20）/1-17×0.8=160.4 kN/m，代入上

2兩式得：

k1=[fk+ηbγ軟（b-3）+ηdγ軟（d-0.5）-γ

軟

d]×10/p0

=[80+1.1×17×(0.8-0.5)-17×0.8] ×10/160.4.=4.49 k2= k1+15b(ηdγ軟-γ

墊)/ p0

=4.49+15×1×(1.1×17-19.5)/160.4 =4.42 根據(jù)k1=4.49、k2=4.42和n=1查曲線圖得m=0.82。則砂墊層厚度：z=bm=1.0×0.82=0.82 m，取

z=0.85 m，如圖2所示。

3、結(jié)語

該灌站工程建成且連續(xù)安全運(yùn)行已有五年多，經(jīng)觀測，機(jī)房基礎(chǔ)沉降<2mm（基本無沉降），機(jī)房上部結(jié)構(gòu)無任何異常情況，運(yùn)行良好。因此采用“換土墊層法”處理軟弱地基，滿足規(guī)范要求，滿足運(yùn)行要求，是經(jīng)濟(jì)和安全的。

第三篇：軟弱地基的處理及換土墊層的設(shè)計(jì)應(yīng)用

軟弱地基的處理及換土墊層的設(shè)計(jì)應(yīng)用

發(fā)表日期：2005-07-20 瀏覽人數(shù)：

論

1909 作者：本人 來源：水利工程網(wǎng)

評(píng)0條

1、前言

在進(jìn)行水工建筑物的基礎(chǔ)設(shè)計(jì)時(shí)，時(shí)常會(huì)碰到軟弱地基問題。下面就根據(jù)自己的一些工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，淺談一下軟弱地基如何處理和換土墊層法在惠州市某泵站機(jī)房基礎(chǔ)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用情況。

2、軟弱地基的處理方法

直接利用軟弱土層作為建筑物地基時(shí)，一般應(yīng)按以下要求進(jìn)行設(shè)計(jì)： 軟弱土層為淤泥和淤泥質(zhì)土?xí)r，應(yīng)充分利用其上覆較好土層作為持力層； 若軟弱土層為沖填土、建筑余泥和性能穩(wěn)定的工業(yè)廢料，并且均勻性和密實(shí)性較好時(shí)，均可利用作為持力層。

對(duì)于有機(jī)質(zhì)含量較多的生活垃圾和對(duì)基礎(chǔ)有侵蝕性的工業(yè)廢料等雜填土，未經(jīng)處理不宜作為持力層。

當(dāng)?shù)鼗休d力和變形不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，則應(yīng)將地基進(jìn)行人工處理。這種經(jīng)過人工處理的地基稱為人工地基。

局部軟弱土層及暗溝、暗塘的處理，可采用基礎(chǔ)加深、基礎(chǔ)梁跨越，換土墊層或樁基等方法。

當(dāng)?shù)鼗休d力和變形不能滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)，地基處理可選用機(jī)械壓（夯）實(shí)、換土墊層、堆載預(yù)壓、砂井真空預(yù)壓、砂樁、碎石樁、灰土樁，水泥旋噴或深層攪拌形成的水泥土樁以及樁基等方法。處在地下水位以上，由建筑余泥或工業(yè)廢料組成的雜填土地基，可采用機(jī)械壓（夯）實(shí)方法進(jìn)行處理。其中重錘夯實(shí)的有效夯實(shí)深度可達(dá)1.2m左右；若采用強(qiáng)夯，則有效夯實(shí)深度應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)確定；當(dāng)需要大面積回填夯實(shí)時(shí)，可采用機(jī)械分層回填碾壓方法；處理含少量粘性土的建筑余泥、工業(yè)廢料和爐灰填土地基時(shí)，可采用振動(dòng)壓實(shí)的方法。當(dāng)震實(shí)機(jī)自重2t，振動(dòng)作用力100kN時(shí)，有效夯實(shí)深度可達(dá)1.2~1.5m。

處理較厚淤泥和淤泥質(zhì)土地基時(shí)，可用堆載預(yù)壓、砂井堆載預(yù)壓或砂井真空預(yù)壓。采用堆載預(yù)壓時(shí)，預(yù)壓荷載宜略大于設(shè)計(jì)荷載，預(yù)壓時(shí)間應(yīng)根據(jù)建筑物要求以及地基固結(jié)情況決定，同時(shí)應(yīng)注意堆載大小和速率對(duì)周圍建筑物的影響。采用砂井堆載預(yù)壓或砂井真空預(yù)壓時(shí)，應(yīng)在砂井頂部作排水砂墊層。

用砂樁、碎石樁、灰土樁、水泥旋噴或深層攪拌樁處理軟弱地基時(shí)，樁的設(shè)計(jì)參

數(shù)宜通過試驗(yàn)確定。施工時(shí)，表層土如有隆起或松動(dòng)，應(yīng)予以挖除或壓實(shí)。對(duì)地基承載力、變形或穩(wěn)定性要求較高的建筑物，若用樁基，則樁尖宜打入壓縮性低的土層中。

若僅需處理軟弱地基的淺層，可采用換土墊層的方法。

總之，軟弱地基的處理應(yīng)該因地制宜，處理后的地基承載力應(yīng)滿足設(shè)計(jì)要求。

2、換土墊層的設(shè)計(jì)應(yīng)用

換土墊層就是將基礎(chǔ)下面一定厚度的軟弱土層挖除，然后以中砂、粗砂、礫石、碎石或卵石、灰土、粘性土以及其他性能穩(wěn)定、無侵蝕性的材料。墊層應(yīng)分層夯實(shí)，每層夯實(shí)后的密度應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

換土墊層設(shè)計(jì)包括決定墊層所應(yīng)具有的最小寬度和厚度。

在墊層的寬度方面，根據(jù)建筑經(jīng)驗(yàn)，墊層的頂寬一般采用較基礎(chǔ)底邊每邊寬出200mm，墊層的底寬一般取基礎(chǔ)同寬（如圖1）。墊層的厚度應(yīng)根據(jù)作用在墊層底面處土的自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和不大于軟弱土層承載力的條件確定，同時(shí)厚度不小于500mm。

在該灌站機(jī)房的基礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，由鉆探資料顯示，該地基為很厚的軟粘土層，其承載力標(biāo)準(zhǔn)值fk=80kN/m，重度γ=17 kN/m，IL=1.00，e=1.00。已知機(jī)房獨(dú)立基礎(chǔ)

32承受上部結(jié)構(gòu)荷載設(shè)計(jì)值F=155 kN，設(shè)計(jì)室內(nèi)外高差為0.3m，室外基礎(chǔ)埋深d=0.80m。從以上數(shù)據(jù)可知，該地基承載力和變形不能滿足設(shè)計(jì)要求。

由于該灌站交通不便，重型機(jī)械無法進(jìn)入（如打樁機(jī)等），為了減少工程投資，又能達(dá)到設(shè)計(jì)要求的目的，經(jīng)幾個(gè)方案比較，決定采用直接用人工就可施工的換土墊層法作為該灌站基礎(chǔ)設(shè)計(jì)。在墊層材料方面，采用中砂作為墊層，其承載力設(shè)計(jì)值按f=180 kN/m2計(jì)算（施工時(shí)砂墊層密度控制在中密程度），重度取γ=19.5 kN/m3。

按公式l =b=[F/(f-γh)]確定基底長度和寬度（獨(dú)立柱正方形基礎(chǔ)）。式中：l、b——基礎(chǔ)底面長和寬； F——上部結(jié)構(gòu)的荷載設(shè)計(jì)值； f——換土墊層承載力；

1/2 γ——基礎(chǔ)及回填土平均重度，一般取γ=20 kN/m；

h——基礎(chǔ)自重計(jì)算高度。l =b=[F/(f-γh)]1/2=[155/（180-20×0.95）]1/2=0.98m，取l =b=1.0m 下面進(jìn)行砂墊層厚度的計(jì)算：

在進(jìn)行砂墊層厚度計(jì)算時(shí)，一般應(yīng)滿足pcz+pz≤fz 式中：pcz——作用在墊層底面處土的自重應(yīng)力（kN/m）;pz fz______

2墊層底面處的附加應(yīng)力設(shè)計(jì)值（kN/m）;

2________墊層底面處軟弱土層承載力設(shè)計(jì)值（kN/m）;

2采用該式確定墊層厚度時(shí)，需要用試算法,即預(yù)先估計(jì)一個(gè)厚度，然后按上式校核，如不滿足要求時(shí)，必須增加墊層厚度，直至滿足要求為止。

為了減少計(jì)算工作量，設(shè)計(jì)該機(jī)房基礎(chǔ)換土墊層的厚度時(shí)，采用了查曲線圖的計(jì)算方法：曲線圖見《建筑地基基礎(chǔ)》 1990.10；231。

首先，按下式計(jì)算出k1值

k1=[fk+ηbγ其次，按下式計(jì)算出k2值

軟

（b-3）+ηdγ

軟

（d-0.5）-γ

軟

d]×10/p0

k2= k1+15b(ηdγ

2軟

-γ

墊)/ p0

式中：p0——基礎(chǔ)底面附加應(yīng)力（kN/m）;fk——墊層底面處軟弱土層的承載力標(biāo)準(zhǔn)值（kN/m）;ηb、ηd——分別為基礎(chǔ)寬度和埋深的承載力修正系數(shù)； d——基礎(chǔ)埋置深度（m）； γ軟、γ墊——分別為軟弱土層和墊層的重度（kN/m3）。

然后根據(jù)k1、k2和基礎(chǔ)底面長邊與短邊的比值n=l/b，由曲線圖查得m值。最后算出墊層厚度z=mb。本基礎(chǔ)：fk=80kN/m2、d=0.8m、γ

軟

=17 kN/m3、γ墊=19.5 kN/m3、按表查得ηb=0、ηd=1.1。

另外，p0=（F+G）/b-γd=（155+1×0.95×20）/1-17×0.8=160.4 kN/m，代入上

2兩式得：

k1=[fk+ηbγ軟（b-3）+ηdγ軟（d-0.5）-γ

軟

d]×10/p0

=[80+1.1×17×(0.8-0.5)-17×0.8] ×10/160.4.=4.49 k2= k1+15b(ηdγ-γ軟墊)/ p0

=4.49+15×1×(1.1×17-19.5)/160.4 =4.42 根據(jù)k1=4.49、k2=4.42和n=1查曲線圖得m=0.82。則砂墊層厚度：z=bm=1.0×0.82=0.82 m，取

z=0.85 m，如圖2所示。

3、結(jié)語

該灌站工程建成且連續(xù)安全運(yùn)行已有五年多，經(jīng)觀測，機(jī)房基礎(chǔ)沉降<2mm（基本無沉降），機(jī)房上部結(jié)構(gòu)無任何異常情況，運(yùn)行良好。因此采用“換土墊層法”處理軟弱地基，滿足規(guī)范要求，滿足運(yùn)行要求，是經(jīng)濟(jì)和安全的。

參考文獻(xiàn)：

[1].郭繼武.建筑地基基礎(chǔ)（按新規(guī)范）.高等教育出版社，1990.10

第四篇：淺談地基處理中的換土墊層法的設(shè)計(jì)

淺談地基處理中的換土墊層法的設(shè)計(jì)

作者：梁建全（江門市市政工程設(shè)計(jì)院）發(fā)布時(shí)間：2011-10-17 摘要：軟弱地基通常要經(jīng)過人工處理才能滿足地基承載力的要求。文章就地基處理的概念、換填法設(shè)計(jì)、適用范圍及施工要點(diǎn)進(jìn)行了簡單的探討。關(guān)鍵詞：軟弱地基;換填墊層法；基地處理；壓力擴(kuò)散角

1、引言：

隨著現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程的加快,中國工程建設(shè)規(guī)模日益擴(kuò)大、難度不斷提高,對(duì)地基提出更高的要求。人們常將不斷滿足建筑物對(duì)地基要求的天然地基稱為軟弱地基或不良地基。軟弱地基通常要經(jīng)過人工處理后再建造基礎(chǔ),這種地基加固稱為地基處理。

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)底面以下處理范圍內(nèi)的軟弱土層的部分或全部挖去，然后分層換填強(qiáng)度較大的砂（碎石、素土、灰土、高爐干渣、粉煤灰）或其它性能穩(wěn)定、無侵蝕性等材料，并壓（夯、振）實(shí)至要求的密實(shí)度為止，這種地基處理的方法稱為換填法.它還包括低洼地域筑高（平整場地）或堆填筑高（道路路基）。

2、基本原理

換土墊層法其基本原理是挖除淺層軟弱土或不良土，分層碾壓或夯實(shí)土，按回填的材料可分為砂(或砂石)墊層、碎石墊層、粉煤灰墊層、干渣墊層、土(灰土、二灰)墊層等。干渣分為分級(jí)干渣、混合干渣和原狀干渣；粉煤灰分為濕排灰和調(diào)濕灰。換土墊層法可提高持力層的承載力，減少沉降量；常用機(jī)械碾壓、平板振動(dòng)和重錘夯實(shí)進(jìn)行施工。

該法常用于基坑面積寬大和開挖土方量較大的回填土方工程，一般適用于處理淺層軟弱土層(淤泥質(zhì)土、松散素填土、雜填土、浜填土以及已完成自重固結(jié)的沖填土等)與低洼區(qū)域的填筑。一般處理深度為2～3m。適用于處理淺層非飽和軟弱土層、素填土和雜填土等。3墊層的設(shè)計(jì)與計(jì)算 墊層是作為基礎(chǔ)的持力層處理地基的，它是地基的主要受力部分。因此，墊層的設(shè)計(jì)不但要滿足建筑物對(duì)地基變形及穩(wěn)定的要求，而且應(yīng)符合經(jīng)濟(jì)合理的原則。墊層設(shè)計(jì)時(shí)，既要求有足夠的厚度來置換可能被剪切破壞的軟弱土層，又要求有足夠的寬度以防止墊層向兩側(cè)擠出。對(duì)于有排水要求的墊層來說，除要求有一定的厚度和寬度滿足上述要求外，還需形成一個(gè)排水面，促進(jìn)軟弱土層的固結(jié)，提高其強(qiáng)度，以滿足上部荷載的要求。所以，墊層的設(shè)計(jì)內(nèi)容主要是確定其斷面的合理厚度和寬度。雖然不同材料的墊層，其應(yīng)力分布稍有差異，但根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和實(shí)測資料可知，墊層地基的強(qiáng)度和變形性質(zhì)基本相似。

3、墊層厚度的確定

墊層厚度一般是根據(jù)墊層底部下臥土層的承載力確定，即作用在墊層底面處土的自重應(yīng)力與附加應(yīng)力之和不大于墊層底面下土層的承載力。

pz+pcz=faz(3-1)式中：

pz——墊層底面處土的附加壓力值（kPa）； pcz——墊層底面處土的自重應(yīng)力值（kPa）；

faz——墊層底面處軟弱土層經(jīng)深度修正后的地基承載力特征值（kPa）。

墊層底面處土的附加壓力值可按簡化的壓力擴(kuò)散角法計(jì)算即假定壓力按某一擴(kuò)散角向下擴(kuò)散，在作用范圍內(nèi)假定為均勻分布，則可按下式計(jì)算： 條形基礎(chǔ)時(shí)：(3-2)

矩形基礎(chǔ)時(shí)：(3-3)

式中:

b——矩形基礎(chǔ)或條形基礎(chǔ)底面的寬度（m）； l——矩形基礎(chǔ)底面的長度（m）；

pk——相應(yīng)于荷載效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)組合時(shí)，基礎(chǔ)底面處的平均壓力值（kPa）； pc——基礎(chǔ)底面處土的自重應(yīng)力值（kPa）； z——基礎(chǔ)底面下墊層的厚度（m）；

θ——墊層的壓力擴(kuò)散角,可查《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》。

計(jì)算時(shí)，一般先初步擬定一個(gè)墊層厚度，再用式（3-1）驗(yàn)算。如不能滿足要求，則重新假定一個(gè)厚度進(jìn)行驗(yàn)算，直至滿足要求為止。墊層厚度不宜大于3 m，太厚工程量大、不經(jīng)濟(jì)、施工較困難，而太?。? 0.5m）則換土墊層的作用不顯著、效果差。一般墊層厚度為1～2m左右。

3.2墊層寬度的確定

墊層的寬度除應(yīng)滿足應(yīng)力擴(kuò)散的要求外，還應(yīng)根據(jù)墊層側(cè)面土的承載力，防止墊層向兩邊擠出。如果墊層寬度不足，四周側(cè)面土質(zhì)又軟弱時(shí)，墊層就有可能部分?jǐn)D入側(cè)面軟弱土中，使基礎(chǔ)沉降增大。墊層寬度的計(jì)算，目前還缺乏可靠的理論方法，在工程實(shí)踐中常按照地區(qū)的經(jīng)驗(yàn)確定或按擴(kuò)散角法計(jì)算，如條形基礎(chǔ)的墊層底寬應(yīng)為：

(3-4)

墊層底面寬度確定后，再根據(jù)基坑開挖所要求的坡度延伸至地面，即得墊層的設(shè)計(jì)斷面。墊層斷面確定后，對(duì)比較重要的建筑物還要驗(yàn)算基礎(chǔ)的沉降，沉降值應(yīng)小于建筑物的允許值。建筑物基礎(chǔ)的沉降包括：一部分是墊層的沉降；另一部分是墊層底下壓縮層范圍內(nèi)軟弱土層的沉降。

4、施工要點(diǎn) 4.1墊層材料的選擇

不同墊層材料有不同的要求。砂墊層材料應(yīng)選用級(jí)配良好的中粗砂,含泥量不超過3%,不含植物殘?bào)w、垃圾等雜物。當(dāng)使用粉細(xì)砂時(shí)應(yīng)摻入25%~30%的碎石或卵石,其最大粒徑不宜大于50mm。

素土墊層的土料中有機(jī)質(zhì)含量不得超過5%,也不得有凍土或膨脹土,不得加有磚、瓦和石塊等滲水材料,當(dāng)含有碎石時(shí),其粒徑不宜大于50 mm。

4.2墊層壓實(shí)方法的確定

機(jī)械碾壓法是采用各種壓實(shí)機(jī)械來壓實(shí)地基土。此法常用于基坑低面積寬大、開挖土石方量較大的工程。重錘夯實(shí)法是用重機(jī)將夯錘提升到某一高度,然后自由落錘,不斷重復(fù)夯擊以加固地基。重錘夯實(shí)法一般適用于地下水位距地表0.8 m以上稍濕的黏性土、砂土、濕陷性黃土、雜填土和分壓填土。平板震動(dòng)法是使用震少,透水性較好的松散雜填土地基的一種方法,可達(dá)100～120kPa。4.3分層鋪填并壓實(shí)

除接觸下臥軟土層的墊層底層應(yīng)根據(jù)施工機(jī)械設(shè)備及下臥層土質(zhì)條件的要求具有足夠的厚度外,一般情況下墊層的分層鋪筑厚度可取200 ～300 mm。4.4含水量控制

為獲得最佳夯壓效果,宜采用墊層材料的最佳含水量,作為施工控制含水量,對(duì)于素土和灰土,現(xiàn)場可控制在最佳含水量±2%的范圍內(nèi)。最佳含水量可通過擊實(shí)試驗(yàn)確定,也可按當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)取用。4.5鋪前先驗(yàn)槽

基坑內(nèi)浮土應(yīng)清除、邊坡必須穩(wěn)定,防止塌土?；觾蓚?cè)附近如有古井、古墓、洞穴、舊基礎(chǔ)等軟硬不均勻的部位時(shí),經(jīng)檢驗(yàn)合格后,方可鋪筑墊層。4.6避免軟弱土層結(jié)構(gòu)擾動(dòng)

墊層下臥層為淤泥或淤泥質(zhì)土?xí)r,因其有一定的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,一旦被擾動(dòng)則強(qiáng)度大大降低,變形大量增加,影響到墊層及建筑的安全使用。

5、結(jié)論

換填法用于淤泥、淤泥質(zhì)土、素填土及其它軟弱土層地基的淺層處理。換填層的厚度、寬度應(yīng)滿足強(qiáng)度和變形的要求,對(duì)建筑地基范圍內(nèi)的局部換填,應(yīng)根據(jù)計(jì)算沉降量確定其適用性。在地基處理前,應(yīng)核對(duì)工程地質(zhì)勘察設(shè)計(jì)資料,并應(yīng)根據(jù)地基的工程特征、水文地質(zhì)、施工作業(yè)環(huán)境等制定合理的施工方案,確保工程質(zhì)量。

第五篇：C2.5.1.8~11換土墊層地基施工記錄

換土墊層地基施工記錄 C 2.5.1.8~11

編號(hào)：

工程名稱

施工單位

施工部位

施工日期

墊層材料

墊層厚度(mm)

墊層底標(biāo)高

墊層底標(biāo)高

編號(hào) 清底情況 分層厚度(mm)搭接長度（mm）

加水量 壓實(shí)遍數(shù) 壓實(shí)系數(shù) 備注

附圖：

專業(yè)技術(shù)負(fù)責(zé)人：

質(zhì)檢員：

專業(yè)工長：