[分享]填換法要點講解匯總

當軟土地基的承載力和變形滿足不了建築物的要求，而軟弱土層的厚度又不很大時，採用填換法能取得較好的效果。

目前，在軟土地區經常採用的是墊層法，如素土墊層、灰土墊層以及砂石墊層等等。雖然材料不同的墊層其應力分佈有所差異，但從試驗結果分析，其極限承載力還是比較接近的；通過沉降觀測資料發現，不同材料墊層上的建築物沉降的特點基本相似，所以各種材料的墊層都可近似地按砂墊層的計算方法進行計算。不同材料的墊層，其主要作用也與砂墊層相同，表現為：提高地基承載力、減少沉降量、加速軟弱土層的排水固結以及防止凍脹等。值得指出的是，一般在鋼筋混凝土基礎下采用10 ～30cm 厚的混凝土墊層，主要是作基礎的找平和隔離層，併為基礎綁紮鋼筋和建立木模等工序的施工操作提供方便，僅是施工措施，不屬於地基處理。

一、砂墊層和砂石墊層

適用於持力層比較軟弱的地基，不宜用於加固溼陷性黃土和膨脹土地基以及不透水粘土地基。

（一） 構造要求

砂墊層和砂石墊層的厚度，應以作用在墊層底面處土的自重應力與附加應力之和不大於軟弱土層的容許承載力來確定。一般為0．5 ～2．5m ，但不宜於3m ，墊層的頂寬度一般較基礎底面每邊大0．4 ～0．5m ，底寬可與其頂寬相同，也可和基礎底寬相同，大面積墊層寬度常按自然傾斜角確定 （圖2 －1）。

（二） 材料要求

墊層材料應使用顆粒級配良好、質地堅硬的中砂、粗砂、礫砂、卵石或碎石。砂礫中石子的含量不應大於50 ％，石子最大粒徑不大於50mm 。砂、石中均不得含有草根、垃圾等有機雜物，含泥量不大於5 ％ （用作排水墊層時不應大於3 ％）。

（三） 施工要點

1．施工前應先驗槽、清除浮土，基坑、基槽的邊坡必須穩定 （要有一定的坡度以防塌方），槽底和兩側如有孔洞、溝、井等應先填實。

2．人工級配的砂、石材料應按級配要求拌和均勻，再鋪填搗實。

3．開挖基坑鋪設砂墊層時，必須避免擾動軟弱土層的表面，基坑開挖後應及時回填，不應暴露過久或浸水，並防止踐踏坑底。

4．砂、石墊層底面應鋪設在同一標高上，如深度不同時，基坑地基土面應挖成踏步或斜坡搭接，搭接時應注意搗實，施工時應按先深後淺的順序進行。

5．分段施工時，接頭處應做成斜坡，每層錯開0．5 ～1．0m ，並應充實搗實。

6．搗實砂石墊層時，應注意不要破壞基坑底面和側面土的強度，對基坑下靈敏度大的地基土，在墊層最下一層宜先鋪設一層15 ～20cm 的松砂，只用木夯夯實，不得使用振搗器，以免破壞基底土的結構。

7．採用細砂作為墊層的填料時，應注意地下水的影響，且不宜使用平振法、插振法和水撼法。

8．砂墊層施工中的關鍵是將其加密到設計要求的密實度，墊層應分層鋪設、分層壓實，施工要點見表2 －1 。

9．冬季施工時，不得采用夾有決塊的砂石作墊層，並採取相應的措施防止砂石內水分凍結。

二、素土墊層

素土墊層是先挖去基坑下的部分土層或分部土層 （一般是挖去軟土），然後回填素土，分層夯實而成。素土墊層一般適用於處理溼陷性黃土和雜填土地基。

（一） 墊層厚度

1．軟土地基上的墊層厚度。一般是根據墊層底部軟弱土層的承載力決定，應使墊層傳給軟弱土層的壓力不超過軟弱土層頂部的承載力，一般不宜大於3m 。

2．溼陷性黃土地基的墊層厚度。對於非自重溼陷性黃土地基，當以降低溫陷等級為主時，其墊層厚度以達到降低後的溼陷等級為準，根據試驗結果，矩形基礎的墊層厚度一般取0．8 ～1．0 倍的基底寬，條形基礎的墊層厚度一般取1．0 ～1．5 倍的基底寬；當考慮消除地基全部溼陷量時，地基處理至附加壓力等於土自重壓力25 ％的深度處，一般矩形基礎取1．0 ～1．5 倍的基底寬，條形基礎取1．5 ～2．0 倍的基底寬。對於自重溼陷性黃土地基，需全部處理溼陷性土層，才能保證地基浸水時不出現溼陷變形。但這種處理方式一般處理厚度較大，不宜採用。近年來國內多采用強夯或樁基等方法，既經濟又安全。

（二） 墊層寬度

1．軟土墊層地基上的墊層寬度。當其側面土質較好時，墊層寬度略大於基底寬度即可；當側面土質較差時，墊層寬度不足會引起側面軟土變形，此時應根據側面土的容許承載力按下列各式計算墊層寬度。

［R］ ≥20 時　　　　　　　　B′＝B ＋ （0 ～0．36）h （2 －1）

20 ＞ ［R］ ≥20 時，　　　　 B′＝B （0．6 ～1．0）h （2 －2）

［R］ ＜12 時，　　　　　　 B′＝B ＋ （1．6 ～2．0）h （2 －3）

式中

［R］ ———側面土的容許承載力 （10kPa）；

B′———墊層底部寬度 （m）；

h ———墊層厚度 （m）

B ———基底寬度 （m）。

2．溼陷性黃土地基的墊層寬度。可按下述方法之一確定。

（1）墊層厚度小於2m 時，每邊加寬不小於墊層厚度的1／3 ，且不小於30cm ；墊層厚度大於2m 時，應適當加寬。

（2）按0．2B ～0．3B 選取，但不小於30cm ，也不大於70cm 。

（3）按下式確定

式中　θ———應力擴散角，與土的幹質量密度和含水量有關，一般為22°～25°。

三、碎石類墊層

用碎石墊層來處理軟弱地基，是工業建築中應用較多的一種地基加固方法。工程實踐表明，碎石有足夠的強度，用作人工地基，其固結速度快，下沉能及早完成，變形模量大，穩定性好，而且墊層本身還可起排水層的作用，加速下部土層的固結和沉降。

（一） 材料要求

碎石或卵石要求質地堅硬、密緻、未風化，吸水率不大於5 ％，含泥量不大於5 ％；碎石粒徑，如分級時為5 ～40mm ，混合時其粒徑控制不大於虛鋪厚度的2／3 。使用礦渣層時，若小面積鋪填，粒徑為20 ～60mm ，若大面積鋪填最大粒徑不超過200mm ，且泥土及有機質的含量不大於5 ％。墊層的底部及四周應設一層20 ～30cm 的砂框，以防止地基土與碎石互相擠入引起沉陷。

（二） 施工要點

1．施工時，先將軟弱土層挖除至天然好土，然後做砂框並振實，垂直砂框可與墊層同時施工。其一般結構如圖2 -2 （a）、（b） 所示。

2．墊層應分層鋪設，若碎石墊層與天然地基相鄰，可按圖2－2 （c） 施工；若軟弱土層厚度不同，墊層應做成階梯狀，如圖2 －2 （d） 所示。

3．墊層壓實，一般用碾壓法或振搗法，碾壓法採用8 ～10t 的壓路機或用拖拉機牽引5t 的平碾分遍碾壓，每層鋪設厚度為250 ～330m m ，推平反覆碾壓4 ～6 遍，每遍重複半個輪寬；小面積墊層的壓實，一般採用振搗法，每層鋪設厚度為200 ～250mm ，振搗3～4 遍，用平板振搗器振實時，單位面積振搗的時間不得少於60s 。碎石類墊層碾壓後取樣測得的幹質量密度應為2100kg 左右。

四、灰漿碎磚三合土墊層

（一） 材料要求

石灰用未粉化的塊灰臨時加水開化，砂用粗砂、中砂或泥砂，不得含有有機雜物，碎磚粒徑為20 ～60m m 。

（二） 施工要點

1．灰漿碎磚三合土常用體積配合比為：石灰：砂或粘性土：碎磚＝1 ：2 ：4 或1 ：3 ：6 。

2．鋪設厚度，第一層為220mm ，以後每層為200m m ，每層均夯成150m m 。

3．如剛打完三合土，即遇雨水沖刷或積水過多，表面灰漿被衝去時，應在排除積水後，再重新澆灰漿夯打堅實。

五、灰土墊層

灰土墊層取材容易，費用低且施工簡單，適用於加固2m 以內的各種地基。

（一） 材料要求

凡有機質含量不大的粘性土都可作灰土土料，應儘量採用地基槽挖出的土料，表面耕植土不宜採用。土料應過篩，粒徑不大於15mm 。

（二） 施工要點

1．灰土常用體積配合比為：石灰：土＝2 ：8 或3 ：7 。

2．灰土施工時應適當控制其含水量，灰土應攔和均勻，顏色一致，含水量以用手緊握土料成團，手指輕捏即碎為宜。灰土拌好後應及時鋪好夯實，鋪土厚度見表2 －2 。

3．分段施工時，不得在牆角、柱墩等處接縫，上下相領兩層灰土的接縫間距不得小於500m m ，接縫處的灰土應充分夯實。每次鋪土時，應從留槎處向前伸出0.5 ～0.6mm 。當灰土基礎高度不同時，應做成階梯形，階梯寬不小於500mm 。

（三） 質量要求

灰土應逐層用環刀取樣，測定幹容重，其大小應按設計規定或不小於表2 －3 所列。

六、工程驗收

（一） 保證項目

1．基底的土質必須符合設計要求。

檢驗方法：觀察檢查，檢查驗收記錄。

2．灰土、砂、砂石和三合土的乾土的重力密度或貫入度必須符合設計要求和施工規範的規定。

檢驗方法：觀察檢查和檢查分層試 （檢） 驗記錄。

（二） 基本項目

1．灰土、砂、砂石和三合土的配料、分層虛鋪厚度及夯壓程度應符合以下規定

合格：配料正確，拌合均勻，虛鋪厚度符合規定，夯壓密實。

優良：配料正確，拌合均勻，虛鋪厚度符合規定，夯壓密實，灰土與三合土表面無鬆散和起皮。

檢查數量：柱坑按總數抽查10 ％，但不少於5 個；基坑、溝槽每10m2抽查1 處，但均不少於5 處。

檢驗方法：觀察檢查。

2．灰土、砂、砂石和三合土的留槎和接槎應符合下列規定

合格：分層留槎位置正確，接槎密實。

優良：分層留槎位置、方法正確，接槎密實、平整。

檢查數量：不少於5 個接槎處，不足5 處時，逐個檢查。

檢查方法觀察和尺量檢查。

（三） 允許偏差項目

灰土、砂、砂石和三合土地基的允許偏差和檢驗方法應符合表2 －4 的規定。

企業正常生產年份年利潤為68．97 萬元、年平均利潤為63．418 萬元。

3．財務現金流量表

全部投資現金流量表，以投資視為自有資金，不考慮利息計算。表中經營成本是從生產成本中扣除折舊維修費和流動資金利息得出的。

項目內部收益率 （見表2 －5）。

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