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1、毕业（ 论 文 ）设计 资源 系 工程地质勘察 专业 一零 级 一 班设计题目：论换土垫层处理软弱土地基指导教师： 姓 名： 联系方式： 摘 要随着现代化建设进程的加快,中国工程建设规模日益扩大、难度不断提高,对地基提出更高的要求。人们常将不断满足建筑物对地基要求的天然地基称为软弱地基或不良地基。软弱地基通常要经过人工处理后再建造基础,这种地基加固称为地基处理,建造物的地基问题包括以下三类:(1)地基承载力及稳定性问题;(2)沉降、水平位移及不均匀沉降问题;(3)渗流问题。当天然地基存在上述三类问题之一或其中几个问题时,需要采取各种地基处理措施,形成人工地基以满足建筑物对地基的各项要求,保证其
2、安全和正常使用。随着工程地质的不断发展，越来越多的工程地质向高、大方向发展，而采用天然地基又不经济（超深），所以往往采用对天然地基进行处理的方法，以满足建（构）筑物对地基的要求。各种各样的建（构）筑物对地基的要求是不同的，各地区天然地基的情况差别也是很大的，这就决定了地基处理问题的复杂性。而换土垫层法是工程地质常用地基处理方法，换土垫层法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。软弱地基的处理，在水利工程建设中会经常碰到。在投资少，又能达到设计规范要求的前提下，如何处理好软弱地基，是我们每一工程技术人员需要探讨和研究的问题。这里介绍了软弱地基处理的方法换土垫层法的实际设计应用情况。关键词：换土垫层
3、法 结构设计 施工技术目 录前 言1第一章 绪论2第一节 概述2第二节 软弱土地基的分类和特征3第三节 垫层的作用及适用范围4第四节 压实原理及压实系数4。第二章 垫层的设计和施工5第一节 垫层材料要求5第二节 换土垫层法的一般规定6第三节 砂垫层设计7第四节 砂垫层施工要点和质量控制12第三章 换填法施工工艺标准15第一节 适用范围15第二节 施工准备15第三节 操作工艺17第四节 质量标准20参考文献25致 谢26前 言软弱土是指淤泥、淤泥质土和部分冲填土、杂填土及其他高压缩性土，由软弱土组成的地基称为软弱土地基。软弱土地基一般含水量较高，孔隙大，有明显的结构性、流变形。处理软弱土地基一般
4、有几种方法：碾压及夯实法、换土垫层法、排水固结法、振密挤密法、置换及拌入法、加筋锚固法等等。 换土垫层法是将基础下一定深度内的土层挖去，然后回填以强度较高的砂、碎石或灰土等并夯至密实。适用于荷载不大的建筑物地基处理。砂和砂石地基（垫层）采用砂或砂砾石（碎石）混合物，经分层夯实，作为地基的持力层，提高基础下部地基强度，并通过垫层的压力扩散作用，降低地基的压实力，减少变形量，同时垫层可起排水作用，地基土中孔隙水可通过垫层快速地排出，能加速下部土层的沉降和固结。第一章 绪论第一节 概述 一、概述软弱土是指淤泥、淤泥质土和部分冲填土、杂填土及其他高压缩性土，由软弱土组成的地基称为软弱土地基。软弱土地基
5、一般含水量较高，孔隙大，有明显的结构性、流变形。处理软弱土地基一般有几种方法：碾压及夯实法、换土垫层法、排水固结法、振密挤密法、置换及拌入法、加筋锚固法等等。当软弱土地基的承载力或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，将基础地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、矿渣、粉煤灰）或其它性能稳定、无侵蚀性等材料，并压（夯、振）实质要求的密度为止，这种地基处理方法称为换填垫层法，简称换填法。换土垫层法是将基础下一定深度内的土层挖去，然后回填以强度较高的砂、碎石或灰土等并夯至密实。适用于荷载不大的建筑物地基处理。砂和砂石地基（垫层）采用砂或
6、砂砾石（碎石）混合物，经分层夯实，作为地基的持力层，提高基础下部地基强度，并通过垫层的压力扩散作用，降低地基的压实力，减少变形量，同时垫层可起排水作用，地基土中孔隙水可通过垫层快速地排出，能加速下部土层的沉降和固结。虽然不同的材料的垫层，其应力分布稍有差异，但从试验分析，其极限承载力的结果还是比较接近的；通过实际沉降观测资料发现，不同垫层的特点基本相似，故可将各种垫层设计都近似的按砂垫层计算方法进行计算。通常基坑开挖后，利用分层回填压实，按理也可以处理较深的软弱土层，但经常会遇到底下水位高而需要降水措施；对坑壁放坡占地面积大或需要采取支护措施；施工放量大，弃土多等因素，从而使处理费用高、工期延
7、长，因此换填法的处理深度通常宜控制在3m内，但也不宜小于0.5m，如果垫层太薄，则换填法的处理效果就不显著。第二节 软弱土地基的分类和特征 根据建筑地基基础设计规范（GB5007-2002）规定，软弱地基系指主要由淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基。在建筑地基的局部范围内有高压缩性土层时，亦应按局部软弱土层考虑。以下简述这些软弱土的特性：一 淤泥及淤泥质土它是在净水或缓慢流水环境中沉积的、经生物化学作用形成的、天然含水量高的、承载力（抗剪强度）低的、软塑到流塑状态的饱和粘性土。其含水量一般大于液限（40&90%）；天然孔隙比一般大于1.0或等于1.0；当土由生物化学作用
8、形成，并含有机质，其天然孔隙比e大于1.5时为淤泥；天然孔隙比小于1.5而大于1.0时称为淤泥质土，淤泥和淤泥质土总成软（粘）土。广泛分布在我国东南沿海，如天津、上海、杭州、宁波、温州、福州、厦门、广州等地区及内陆、湖泊、平原和地区。其工程特性主要是具有触变性、高压缩性、低透水性、不均匀性以及流变性等。在荷载作用下，地基承载能力低，地基沉降变形大，不均匀沉降也大，而且沉降稳定时间比较长。1、 冲填土由水力冲填泥沙沉积形成的填土。常见于沿海地带和江河两岸。冲填土的特性与其颗粒组成有关，此类土含水量较大，压缩性较高，强度低，具有软土性质。它的工程性质随土的颗粒组成、均匀性和排水固结条件不同而异，当
9、含砂量较多时，其性质基本上合粉细砂相同或类似，就不属于软弱土；当粘土颗粒含量较多时，往往欠固结，其强度和压缩性指标都比天然沉积土差，则应进行地基处理。2、杂填土含有大量建筑垃圾、工业废料及生活垃圾等杂物的填土。常见于一些较古老城市和工矿区。它的成因没有规律，成分复杂，分布极不均匀，厚度变化大，有机质含量较多，性质也不相同，且无规律性。它的主要特性是土质结构比较松散，均匀性差，变形大，承载力低，压缩性高，有浸水湿陷性，就是在同一建筑物场地的不同位置，地基承载力和压缩性也有较大的差异，一般需要经处理才能作建筑物地基。对有机质含量较多的生活垃圾和对基础油侵蚀性的工业废料等杂填土地基，未经处理，不宜做
10、持力层。3 其他高压缩性土饱和的松散粉细沙（含部分粉质粘土），亦属于软弱地基的范畴。当受到机械振动和地震荷载重复作用时，将产生液化现象；基坑开挖时会产生流砂或管涌，再由于建筑物的荷重及地下水的下降，也会促使砂土下沉。其它特殊土如湿陷性黄土、膨胀土、盐渍土、红粘土以及季节性冻土等特殊土的不良地基现象，亦属于需要地基处理的软弱地基范畴. 对建在软弱地基上的建筑物，在工程设计和地基处理方案确定前，应进行工程地质和水文地质勘察，查明软弱土层的组成、地质成因、分布范围、均匀性、软弱土层厚度、持力层位置及状况以及地基土的物理和化学性质等。对冲填土还应了解均匀性和排水固结条件；对杂填土尚应查明堆载历史年代，
11、明确自重下稳定性和湿陷性等基本因素；对其它特殊土应查明其特征、工程性质。 第三节 垫层的作用及适用范围 筑物的地基土为软弱土或湿陷性土、膨胀土、冻胀土等不能满足上部结构对地基强度和变形的要求，而软弱土层的厚度又不很大时(如不大于3m)，常采用垫层法处理、可得到较好的处理效果，与其它地基处理方法相比，用垫层法处理能取得良好的经济效益。换填法适用于处理淤泥、淤泥质土、湿陷性土、膨胀土、冻胀土、素填土、杂填1：地基及暗沟、暗塘的浅层处理。 垫层处理就是将基础下的软弱、湿陷性冻土、膨胀土、冻胀土等的一部分双全部挖去然后换填密度大、强度高、水稳性好的砂砾土、碎(卯)石土、灰土、素土、矿渣以及其它性能稳定
12、、无侵蚀性的材料，并分层夯(振、压)实至要求的密实度。换土垫层与原土相比，具有承载力高、刚度大、变形小的优点。砂石垫层还可提商地基排水固结速度，防止季节性冻土的冻胀，消除膨胀土地基的胀缩性及湿陷性土层的湿陷性，还灯用于瞄沃和暗沟的建筑场地。另外，灰土垫层还具有促使其下土层含水量均衡转移的功能，从而减小土层的差异。 如：换土垫层和排水垫层。一般房屋建筑基础下的砂垫层主要起换土作用，而在路堤或土坝等工程中，砂垫尼主要是起排水固结作用。换土垫层视工程具体情况而异，软弱土层较簿时、常采用全部换土，换土垫层的处理深度应根据建筑物的要求，由基坑开挖深度的可能性等因素综合确定。般多用于上部荷载不大、基础埋深
13、较浅的中、低层民用建筑的地基处理工程中一般开挖深度不超过3m。近年来，一些重大的建（构)筑物，如高层建筑、大型博物馆等也开始使用换土垫层。开挖深度有的已达3m以上，甚至更深，但在这种情况下，一定要注意边坡的稳定性，有时还需采取加固或锚固边坡的措施。在场地土质较好或湿陷性黄土地区，地下水位以上坑壁可直立稳定或边披稳定时，一般限制垫层厚度在5m以内。 垫层的设计与施工应根据上部建筑物的结构特点、荷载特性、基础形式及埋深、场地土质、地下水条件和当地施工队伍的技术装备、施工经验、材料来源以及工程造价等技术、经济分析论证后确定。根据换填材料的不同，将垫层分为砂石(砂砾、碎卵石)垫层、土垫层(素土、灰土、
14、二灰土垫层)、粉煤灰垫层、矿渣垫层、加筋砂石垫层等. 第四节 压实原理及压实系数压实原理换土垫层的主要作用是改善原地基土的承载力并减少其沉降量。这一目的通常是通过外界的压(夯、振)实功来实现的。土的压实程度与土的特性尤其是土的含水量、土的颗粒组成和压(夯、振)实能量密切相关。在一定的压实能量作用下，不论是粘性土还是砂性土，其压(夯、振)实结果都与含水量有关。对过湿的土进行压(夯、振)实时，会出现“橡皮土”现象。此时土的密实度并不增大；对很干的土进行压(夯、振)实，也不能把土充分压实，这是因为在一定的压(分、振)实能量作用下，对粘性土，当含水量很小时，土粒表面仅存在结合水膜，土粒相互间的引力很大
15、，由土粒间引力(可能还存在毛细压力)使土保持着比较松散的状态或凝聚状态，土中孔隙大多都相互连通水少而气多，在一定的外部压(夯、振)实功作用下，虽然土孔隙中的气体易被排出，密度可增大，但由于水膜润滑作用不明显以致外部功能也不足以克服粒间引力。此时土颗粒相对移动较为困难土的干密度增加很小，达不到理想的压(夯、振)实效果。随着含水量的增加。土粒表面水膜逐渐变厚土块变软、土粒间的引力逐渐减小土粒在外力作用下夸易改变其原来的位置而移动，达到更密实的结构。此时，土的孔隙相对减少，土的干密度相对增加。当土的含水量在最佳含水量附近时，虽然土中孔隙连通得更少甚至不连通。孔隙中的水和气体处于封闭状态而不能排出，并
16、且击实时土内产生的孔隙水压力与孔隙气压力也会降低击实功的作用，试验结果却证明，这时土中所含的水量最利于土粒受击实时发生相对移动使土变密。以致被击实至最大干密度，或者说，在最优含水量时，土的密度达到了该压实功能的极限值，干密度不再提高。当土中的含水量继续增加，超过某一数值时(即后述的最优含水量)，土粒孔隙中充满了自由水，饱和度达到85以上时，孔隙中过多的水分不容易立即排出，阻止了土颗粒的靠拢压实效果反而下降。同时也因为在饱和土中的气体大多是封闭气泡，完全被水包围，外界压力越来越难将这些封闭气泡排出土体之外，导致孔映压力却更为明显，抵消了部分击实功，因而压实效果也达不到理想状态。也就是说继续增加含
17、水量在外力作用下，只能使孔隙水压力增加并阻止了土粒移动。对砂类土而言，粒间水的存在主要起到减少粒间摩擦力的润滑作用。在含水量增加的初期随着含水量的增加。粒间阻力减小土粒易于移动，故而外界的压(夯、振)实能量能促使土体密实。但当含水量超过某一数值时(即后述的最优含水量)，水的减阻作用不再明显，而与粘性土一样，过多的粒间水的存在阻止了颗粒的进一步挤密，并有可能在压(夯、振)实能量作用下，使砂粒处于悬浮状态，在土中形成局部液化，而使土的密实度和承载力同时降低。这样就存在个含水量界限值，即在一定的压(夯、振)实能量作用下，土最容易被压(夯、振)密，并能达到最大的干密度，这时土所具有的含水量即为最优含水
18、量，通常用w表示。当土的含水量大于或小于这一界限含水量时，都不会达到最大干密度。 第二章 垫层的设计和施工第一节 垫层材料要求垫层材料要求 1）砂石。常用的碎石、卵石、中粗砂等都可以作为垫层的材料，为了保证垫层的质量，对石子的粒径和颗粒的含量有一定的要求，一般不能大于2mm的部分必须小于总重量的45%），同时颗粒级配要均匀，不能含有树皮、草根等腐败的有机质，不能含有建筑垃圾。如果必须使用较细的粉砂或者细砂，为了保证垫层整体的质量，较大粒径的石子的含量必须大于总重量的30%。砂石的最大粒径不宜大于50mm。如果本地属于土质湿陷性黄土，垫层不能使用较大粒径的砂石等材料。 2）粉质粘土。规范对土料中
19、的有机质规定有详细的说明，通常情况下其含量小于5%，冻土或膨胀土不能作为垫层的材料。如果把粉质粘土作为垫层材料用于具有湿陷性黄土的地区，不允许有碎砖、碎瓦或者较大的石块。 3）灰土。一直属于比较好的垫层材料，得到广泛的应用，使用的时候其体积配合比（体积）通常采用2：8 或3：7（28灰土或者37灰土）。其土料通常是粘土，但是规范对粒径有要求，最好使用粉质粘土，粒径较大的块状粘土和较小的砂质粉土质量较差，正式使用前，必须过筛。石灰一般选用袋装生石灰。 石灰的性质决定于其活性物质的含量，即含CaO与MgO的含量百分率，含量越高，则活性越大，胶结力越强。一般常用的熟石灰粉末其质量应符合级以上的标准，
20、活性CaO+MgO含量不低于50%，如要拌制强度较高的灰土，宜选用或级石灰。当活性氧化物含量不高时，应相应增加石灰的用量。石灰的贮存时间不宜超过三个月，长期存放将会使其活性降低。 试验表明，石灰的含量对灰土的强度有一定影响，如果使用的灰土比是1:9，则强度较低；当灰土比2:8和3:7的时候，其强度最高。除了与石灰的含量有关系外，还与石灰的等级相关，规范中要求以氧化钙和氧化镁的含量占总量的8%最好。 4）粉煤灰。是发电厂烟筒里面落下来的灰尘。粉煤灰如果作为结构的垫层使用必须符合一定的技术要求。由于粉煤灰中含有很多没有过滤的的金属碎屑，所以大面积的粉煤灰垫层必须考虑对周围环境的影响。第二节 换土垫
21、层法的一般规定(1)换土垫层法适用于处理各类浅层软弱地基及不均匀地基。当在建筑物范围内上层软弱土较薄时,则可采用全部置换处理。对于处理范围内存在的松填土、暗沟、暗塘、废坑、废井、墓穴或拆除旧基础后的坑穴,保持建筑物地基整体变形均匀是换土垫层法处理地基应遵循的基本原则。 (2)采用换土垫层法全部置换厚度不大的软弱土层,可取得良好的效果。对于深厚的软弱土层,不应采用局部换土垫层法处理地基。对于不同特点的工程,还应分别考虑换填材料的强度、稳定性、压力扩散能力、密度、渗透性、耐久性、对环境的影响、价格、来源与消耗等。当换土量大时,尤其应首先考虑当地材料的性能及适用条件,此外还应考虑所能获得施工机械的使
22、用条件等综合因素。 (3)当采用换土垫层法进行地基处理时,应根据建筑物体形、结构特点、荷载性质和量级、场地岩土工程条件及周围环境,并结合施工机械设备与当地材料的来源等进行综合分析,合理进行换填设计,选择适宜的换填材料和相应的施工方法,保证技术先进,经济合理。第三节 砂垫层设计 对砂垫层的设计，要求又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。经过换填垫层法处理后，可将上部荷载传递到下面的下卧层，以满足建筑物对地基承载力和沉降的要求；当垫层下面有较软弱土时，也可加速软弱土层的排水固结和强度的提高。1) 设计要求垫层设计应满足建筑物地基承载力的要求。首先垫层
23、能换除基础下直接承受建筑物荷载的软弱土层,代之以能满足承力要求的垫层;其次荷载通过垫层的应力扩散,使下卧层顶面受到的压力满足小于或等于下卧层承载力的条件;再者基础持力层被低压缩性的垫层代换,能减少基础的沉降量。浅层软土厚度不大的工程,应置换掉全部软土。 2) 垫层的厚度对需换填的软弱土层,首先根据垫层的承载力确定基础的宽度和基底压力,再根椐需置换软弱土的深度和垫层下卧层的承载力,设垫层的厚度。垫层的厚度一般宜控制在3m 以内(灰土14m)较为经济合理,太厚(3m)施工较困难,太薄(0.5m)则换填垫层的作用不显著。各种材料的垫层都可以近似地按砂垫层的计算方法计算垫层的厚度。 2.3 附加压力垫
24、层底面处的附加压力值Pz可以根据双层地基理论进行计算,但这种方法仅限于条形基础均布荷载的计算条件,最常用的是扩散角法。压力扩散角应随垫层材料及下卧土层的力学特性差异而定,可按双层地基条件来考虑。 条形基础:Pz=b(Pk-Pc)b+2Ztg(1)矩形基础:Pz= bl(Pk-Pc)(b+2Ztg)(l+2Ztg) (2)式中:b-矩形基础或条形基础底面宽度,m;l-矩Pk-基础底面处的平均压力,kPa;Pc-基础底面处土的自重压力,kPa;Z-基础底面下垫层的厚度,m;-垫层的压力扩散角(o),宜通过试验确定。Pz+Pczfaz (3)式中:Pz-垫层底面处的附加压力,kPa;Pcz-垫层底面
25、处土的自重压力,kPa;faz-垫层底面处经深度修正的地基承载力特征值,kPa。 2.4 垫层的宽度换填垫层的宽度应满足基础底面应力扩散的要求,可按式 (4)计算或据当地经验确定。垫层顶面宽度可以从垫层底面两侧向上,按基坑开挖期间保持边坡稳定的当地经验放坡确定。垫层顶面每边超出基础底边应300mm。bb+2Ztg (4)式中:b-垫层底面宽度,m;-压力扩散角,当Z/b8%的土料都不得使用。灰土所用的消石灰应符合级以上标准,贮存期不超过3个月,石灰应消解34d,并要筛除石灰块后使用。 (2)灰土垫层施工前必须对基坑(槽)进行初步检验,如发现坑(槽)内有局部软弱土层或孔穴,应挖出后用素土或灰土分
26、层充填夯压密实。 (3)施工时,应将灰土拌均匀,控制含水率,如土料水份过多或不足时,应凉干或洒水润湿,一般可按经验在现场直接判断,其方法为手握灰土成团,两指轻捏即碎,这时灰土基本上接近最优含水率。分层虚铺厚度必须按所使用夯压机具来确定,每层灰土的夯压遍数应据设计要求的干重度在现场试验确定。为了保证土施工控制的含水率不致变化,拌合均匀后的灰土应在当天使用。灰土夯压密实后,在短时间内水稳性及硬化性均较差,易受水浸而膨胀疏松,影响灰土的夯压质量。 (4)灰土筑完后,应及时修建基础和回填基坑或作临时遮盖,防止日晒雨淋。刚筑完或尚未夯压密实的灰土如遭受雨淋浸泡,则应将积水及松软灰土除去,并补填夯压密实,
27、受水浸泡的灰土,应在凉干后再夯压密实。 3.4 素土垫层施工要点 (1)素土垫层是先挖去基坑下的部分或全部的软弱土,然后回填素土分层夯压密实而成。常用于处理湿陷性黄土和杂填土地基。 (2)当素土垫层厚度2m时,可适当加宽。整片素土垫层超出基础外缘的宽度应1.5m。 4 质量检验 (1)垫层的施工质量检验,对于粉质粘土、灰土可用环刀法、贯入仪、轻型动力触探或标准贯入试验;对于砂石可用重型动力触探。砂垫层使用的环刀容积不应200cm3,径高比1:1,以减少其偶然误差。在粗粒土垫层中可设置纯砂检验点,按环刀取样法检验,或用灌水法、灌砂法进行检验。 (2)检验时必须先通过现场试验,在压实系数达到设计要
28、求的垫层试验区内,利用动探、贯入试验测得的贯入深度或击数,作为控制施工压实系数的标准,进行施工质量检验。 (3)用环刀法检验垫层的施工质量时,取样点应位于每层土厚度的2/3深度处。检验点数量,对大基坑每50100m2不少于1个检验点;对基槽每1020m不少于1个点;每个独立基础不少于1个点。采用贯入仪或动探检验垫层的施工质量时,每层检验点的间距应4m。 第四节 砂垫层施工要点和质量控制一 砂垫层的施工要点 1层采用中粗砂，经过化验含泥量必须在5%以内，操作前要验槽，将基底表面浮土、淤泥、杂物清除干净，两侧应设一定坡度，防止振捣时塌方。 2级配合砂料，人工级配的砂、碎石应先将砂、碎石拌合均匀后再
29、铺开压实，铺设的级配砂石在碾压前应根据其干湿程度和气候情况，适当洒水使其达到最佳含水量，以利碾压密实。 3 砂垫层要分层铺设、分层夯实，控制每层砂垫层的铺设厚度。每铺好一层垫层经密实度检验合格后方可进行上一层施工。每层砂石在碾压前，应按每100m2设一纯砂检查点，机械碾压后，在纯砂点取样，测定砂的干密度，经检查合格后方可进行上层砂石垫层施工。 4 砂垫层和砂石垫层的底面应在同一标高，不同标高时应先深后浅。最后一层碾压结束后，对上表面不平整及标高误差较大之处，用人工进行适当平整、修补，然后用平板振动器在上表面交叉振动不少于两遍。 5 砂石施工时应控制含水量，遇有地下水阍基槽浸泡要采取措施先铺一层
30、碎石或毛石。在地下水位高于基坑底面施工时，要对这层土层一次性开挖，以避免水中作业。当地下水位较高或在饱和的软弱地基上铺设垫层时，应加强基坑内及外侧四周的排水工作，防止砂垫层泡水引起砂的流失，保持基坑边坡稳定；或采取降低地下水位措施，使地下水位降低到基坑底500mm以下。 6 大面积砂垫层施工分流水段作业，交叉处应做成台阶式斜坡。 7 冬季施工时要除掉砂石中的冰块，并应采取措施防止砂石内水分冻结。 二 质量控制 1 施工前应检查砂、石等原材料质量、配比，砂、石拌合均匀程度。 2 施工过程中必须检查分层厚度，分段施工时搭接部分的压实情况、加水量、压实遍数、压实系数。 3 施工时要分层找平，碾压密实
31、。 4 施工结束后，应检查砂及砂石地基的承载力。 三 应注意的几点事项 1 砂垫层的施工方法应视地基土质和地下水位及施工条件来确定，水位低，采用碾压法，水位高，采用水撼法施工。 2 砂石垫层下土层不应被扰动，作业应连续进行，尽快完成。冻结的砂石不应使用。 3 应控制砂石级配、虚铺厚度、夯压遍数，洒水等工艺操作指标。 4 当地下水或地表水将槽底浸泡，难以清净淤泥土，撼砂时砂泥混在一起，从而使砂中含泥量加大降低砂垫层承载能力，必须在槽底铺一层粒径不大于10cm的、粒径是均匀的毛石或碎石，避免基底产生不均匀压缩。 5 大面积水撼砂，分层交叉处应以大于2m为宜。 6 规范规定应在无积水状态下撼砂，但如
32、果在水撼砂施工时能有效控制泥砂混杂，基槽可以在积水状态下施工。施工注意事项 1）垫层施工应根据不同的换填材料选择施工机械。粉质粘土、灰土宜采用平碾、振动碾或羊足碾；中小型工程也可采用蛙式夯、柴油夯；砂石等宜用振动碾；粉煤灰宜采用平碾、振动碾、平板振动器、蛙式夯；矿渣宜采用平板振动器或平碾，也可采用振动碾。 2）垫层的施工工艺，每层的铺土厚度以及压实的遍数等可以参考相应的规范或者资料确定。但是对于处于软弱下卧层上的垫层底部，厚度是根据施工选用的机械和下卧层的承载能力等方面来决定的。除此以外，一般来说，每层的铺土厚度取200300mm。而且，所使用的机械的碾压速度对垫层的质量也有较大的影响。 3）
33、含水量的影响，如果选用粉质粘土和灰土作为垫层的土料，其含水量宜控制在2%的范围内，而粉煤灰垫层宜控制在4%范围内，可通过土力学中的击实试验得到，也可查阅相关资料。现场简便测定含水量的方法是“手握成团，落地成花”。 4）如垫层下面有古墓、暗河等较薄弱的部位，必须进行详细的地勘，由设计院根据具体的情况给出处理的方案，才可以在上面铺垫层。 注：压实系数c为土的控制干密度与最大干密度的比值；土的最大干密度宜采用击实试验确定，碎石或卵石的最大干密度可取2.02.2t/m3；当采用轻型击实试验时，压实系数c宜取高值，采用重型击实试验时，可取低值；矿渣垫层的压实指标为最后二遍压实的压陷差小于2mm；对于工程
34、量较大的换填垫层，应按所选用的施工机械、换填材料及场地的土质条件现场试验，以确定压实效果。 5）基坑在进行机械开挖的时候，为了防止基底的土层受到扰动，一般预留300mm厚的土层采用人工清槽。尤其不能扰动垫层下面软弱土层。同时必须防止基坑边坡坍土混入垫层。刚打完的灰土，如突然遇雨应将松软灰土除去，并补填夯实，稍受湿的灰土可在晾干后补夯。 6）换填垫层施工应注意基坑排水，除采用水沉法施工砂垫层外，不得用水沉法施工，必要时应采用降低地下水位的措施。 7）为了方便施工，垫层底面最好处于同一标高，如果受到地形的限制，比如有较大的斜坡，施工时可以做成台阶或斜坡，垫层施工的原则是先深后浅，搭接处要一夯压半夯
35、，夯夯相连。上下层的接缝要错开500mm，接缝时，做好做成斜坡，不要做成垂直接缝。 灰土应拌合均匀并应当日铺填夯压， 入槽（坑）灰土不得隔日夯打，灰土夯压密实后3d 内不得受水浸泡。粉煤灰垫层铺填后宜当天压实，当下层验收合格要马上进行上层施工，施工期间严禁无关的车辆通行造成破坏。如果在雨季施工，当垫层验收完毕，要及进行时基础施工。 8）铺设土工合成材料，为了不出现其被破坏的情况，尤其垫层顶面必须平整。铺设时要使其尽可能的拉直、绷紧，不能出现折皱；两端要锚固牢靠；不能长时间的曝晒或裸露；土工合成材料的连结方法较多，如搭接、缝接和胶结。 9）冬季施工，必须在基层不冻的状态下进行，冻土及夹有冻块的土
36、料不得使用；已熟化的石灰应在次日用完，以充分利用石灰熟化时的热量，当日拌合灰土应当日铺填夯实，表面应用塑料布及草袋覆盖保温，以防灰土垫层早期受冻降低强度。第三章 换填法施工工艺标准第一节 适用范围本标准适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘的浅层处理。第二节 施工准备砂石换填1. 材料及主要机具：1) 天然级配砂石或人工级配砂石：宜采用质地坚硬的中砂、粗砂、砾砂、碎（卵）石、石屑或其他工业废粒料。在缺少中、粗砂和砾石的地区，可采用细砂，但宜同时掺入一定数量的碎石或卵石，其掺量应符合设计要求。颗粒级配应良好。2) 级配砂石材料，不得含有草根、树叶、塑料袋等有机杂物及垃圾
37、。用做排水固结地基时，含泥量不宜超过3%。碎石或卵石最大粒径不得大于垫层或虚铺厚度的2/3，并不宜大于50mm。3) 主要机具：一般应备有木夯、蛙式或柴油打夯机、推土机、压路机（610t）、手推车、平头铁锹、喷水用胶管、2m 靠尺、小线或细铅丝、钢尺或木折尺等。2. 作业条件：1) 设置控制铺筑厚度的标志，如水平标准木桩或标高桩，或在固定的建筑物墙上、槽和沟的边坡上弹上水平标高线或钉上水平标高木橛。2) 在地下水位高于基坑（槽）底面的工程中施工时，应采取排水或降低地下水位的措施，使基坑（槽）保持无水状态。3) 铺筑前，应组织有关单位共同验槽，包括轴线尺寸、水平标高、地质情况，如有无孔洞、沟、井
38、、墓穴等。应在未做地基前处理完毕并办理隐检手续。检查基槽（坑）、管沟的边坡是否稳定，并清除基底上的浮土和积水。灰土换填1. 材料及主要机具：1) 土：宜优先采用基槽中挖出的土，但不得含有有机杂物，使用前应先过筛，其粒径不大于15mm。含水量应符合规定。2) 石灰：应用块灰或生石灰粉；使用前应充分熟化过筛，不得含有粒径大于5mm 的生石灰块，也不得含有过多的水分。3) 主要机具有：一般应备有木夯、蛙式或柴油打夯机、手推车、筛子（孔径610mm 和1620mm两种）、标准斗、靠尺、耙子、平头铁锹、胶皮管、小线和木折尺等。2. 作业条件：1)基坑（槽）在铺灰土前必须先行钎探验槽，并按设计和勘探部门的
39、要求处理完地基，办完隐检手续。基础外侧打灰土，必须对基础，地下室墙和地下防水层、保护层进行检查，发现损坏时应及时修补处理，办完隐检手续。现浇的混凝土基础墙、地梁等均应达到规定的强度，不得碰坏损伤混凝土。2)当地下水位高于基坑（槽）底时，施工前应采取排水或降低地下水位的措施，使地下水位经常保持在施工面以下0.5m 左右，在3d 内不得受水浸泡。3)施工前应根据工程特点、设计压实系数，土料种类、施工条件等，合理确定土料含水量控制范围。铺灰土的厚度和夯打遍数等参数。重要的灰土填方其参数应通过压实试验来确定。4)房心灰土和管沟灰土，应先完成上下水管道的安装或管沟墙间加固等措施后，再进行。并且将管沟、槽
40、内、地坪上的积水或杂物、垃圾等有机物清除干净。施工前，应作好水平高程的标志。如在基坑（槽）或管沟的边坡上每隔3m 钉上灰土上平的木撅，在室内和散水的边墙上弹上水平线或在地坪上钉好标高控制的标准木桩。第三节 操作工艺(一)砂石换填1.工艺流程：检验砂石质量分层铺筑砂石洒水夯实或碾压找平验收2.对级配砂石进行技术鉴定，如是人工级配砂石，应将砂石拌合均匀，其质量均应达到设计要求或规范的规定。3.分层铺筑砂石铺筑砂石的每层厚度，一般为1520cm，不宜超过30cm，分层厚度可用样桩控制。视不同条件，可选用夯实或压实的方法。大面积的砂石垫层，铺筑厚度可达35cm，宜采用610t 的压路机碾压。1) 砂和
41、砂石地基底面宜铺设在同一标高上，如深度不同时，基土面应挖成踏步和斜坡形，搭槎处应注意压（夯）实。施工应按先深后浅的顺序进行。2) 分段施工时，接槎处应做成斜坡，每层接岔处的水平距离应错开0.51.0m，并应充分压（夯）实。3) 铺筑的砂石应级配均匀。如发现砂窝或石子成堆现象，应将该处砂子或石子挖出，分别填入级配好的砂石。4. 洒水：铺筑级配砂石在夯实碾压前，应根据其干湿程度和气候条件，适当地洒水以保持砂石的最佳含水量，一般为8%l2%。5. 夯实或碾压；夯实或碾压的遍数，由现场试验确定。用水夯或蛙式打夯机时，应保持落距为400500mm，要一夯压半夯，行行相接，全面夯实，一般不少于3 遍。采用压路机往复碾压，一般碾压不少于4 遍，其轮距搭接不小于50cm。边缘和转角处应用人工或蛙式打夯机补夯密实。6. 找平和验收：施工时应分层找平，夯压密实，并应设置纯砂检查点，用200cm3 的环刀取样；测定干砂的质量密度。下层密实度合格后，方可进行上层施工。用贯入法测定质量时，用贯入仪、钢筋或钢叉等以贯入度进行检查，小于试验所确定的贯入度为合格。最后一层压（夯）完成后，表面应拉线找平，并且要符合设计规定的标高。（一） 灰土换
