4换填垫层法

4 换 填 垫 层 法4. 1 一 般 规 定411 换填垫层法适用于浅层软弱地基及不均匀地基的处理。 412 应根据建筑体型、结构特点、荷载性质、岩土工程条 件、施工机械设备及填料性质和来源等进行综合分析，进行换填 垫层的设计和选择施工方法。4. 2 设 计4. 2. 1垫层的厚度z应根据需置换软弱土的深度或下卧土层的承载力确定，并符合下式要求：(4.2.1-1)P + P fz cz az式中 p 相应于荷载效应标准组合时，垫层底面处的附加 z压力值 (kPa)；Pcz垫层底面处土的自重压力值(kPa)；f 垫层底面处经深度修正后的地基承载力特征值 az(kPa)。垫层底面处的附加压力值 p 可分别按(4.2.1-2) 和(4.2.1-3)式计z算：条形基础b (p(4.2.1-2)kb + 2 ztg 0矩形基础bl (p - p )(4.2.1-3)kc(b + 2 ztg 0 )(l + 2 ztg 0)式中b 矩形基础或条形基础底面的宽度(m)；1矩形基础底面的长度(m)；p 相应于荷载效应标准组合时，基础底面处的平均压 k力值(kPa)；p基础底面处土的自重压力值(kPa)；cz基础底面下垫层的厚度(m)；垫层的压力扩散角(),宜通过试验确定，当无试验资料时，可按表 4 .2 .1 采用。表 4.2.1压力扩散角 0 ( )换填材料拓中砂、粗砂、砾砂、圆砾、角 砾、石屑、卵石、碎石、矿渣粉质粘土、 粉煤灰灰土0.2520628三 0.503023注：1当z/bv0.25,除灰土取0=28,其余材料均取0=0，必要时，宜由试验确定;2当0.25vz / b b + 2 ztg 0式中b 垫层底面宽度(m)0 压力扩散角，可按表4.2.1采用；当礼0.25时，仍按表中yb =0.25取值。整片垫层底面的宽度可根据施工的要求适当加宽。垫层顶面宽度可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不宜 小于 300mm。423 垫层的承载力宜通过现场载荷试验确定，并应进行下 卧层承载力的验算。424 对于垫层下存在软弱下卧层的建筑，在进行地基变形 计算时应考虑邻近基础对软弱下卧层顶面应力叠加的影响。当超 出原地面标高的垫层或换填材料的重度高于天然土层重度时，宜 早换填，并应考虑其附加的荷载对建筑及邻近建筑的影响。垫层地基的变形由垫层自身变形和下卧层变形组成。换填垫 层在满足本规范第 421 条、第 422 条和第 426 条的 条件下，垫层地基的变形可仅考虑其下卧层的变形。对沉降要求 严的或垫层厚的建筑，应计算垫层自身的变形。垫层下卧层的变形量可按现行国家标准建筑地基基础设计 规范GB50007的有关规定计算。425 垫层可选用下列材料：1 砂石。宜选用碎石、卵石、角砾、圆砾、砾砂、粗砂、 中砂或石屑（粒径小于 2mm 的部分不应超过总重的 45），应级 配良好，不含植物残体、垃圾等杂质。当使用粉细砂或石粉 （粒 径小于 0075mm 的部分不超过总重的 9）时，应掺入不少于总 重30%的碎石或卵石。砂石的最大粒径不宜大于50mm。对湿陷 性黄土地基，不得选用砂石等透水材料。2 粉质粘土。土料中有机质含量不得超过 5 ，亦不得含 有冻土或膨胀土。当含有碎石时，其粒径不宜大于50mm。用于 湿陷性黄土或膨胀土地基的粉质粘土垫层，土料中不得夹有砖、 瓦和石块。3 灰土。体积配合比宜为 2：8 或 3：7。土料宜用粉质粘 土，不宜使用块状粘土和砂质粉土，不得含有松软杂质，并应过 筛，其颗粒不得大于15m m。石灰宜用新鲜的消石灰，其颗粒不 得大于 5mm。4 粉煤灰。可用于道路、堆场和小型建筑、构筑物等的换 填垫层。粉煤灰垫层上宜覆土 0.30.5m。粉煤灰垫层中采用掺加 剂时，应通过试验确定其性能及适用条件。作为建筑物垫层的粉 煤灰应符合有关放射性安全标准的要求。粉煤灰垫层中的金属构 件、管网宜采取适当防腐措施。大量填筑粉煤灰时应考虑对地下 水和土壤的环境影响。5 矿渣。垫层使用的矿渣是指高炉重矿渣，可分为分级矿 渣、混合矿渣及原状矿渣。矿渣垫层主要用于堆场、道路和地坪， 也可用于小型建筑、构筑物地基。选用矿渣的松散重度不小于1 1 kN m3 ，有机质及含泥总量不超过 5。设计、施工前必须对 选用的矿渣进行试验，在确认其性能稳定并符合安全规定后方可 使用。作为建筑物垫层的矿渣应符合对放射性安全标准的要求。 易受酸、碱影响的基础或地下管网不得采用矿渣垫层。大量填筑 矿渣时，应考虑对地下水和土壤的环境影响。6 其他工业废渣。在有可靠试验结果或成功工程经验时， 对质地坚硬、性能稳定、无腐蚀性和放射性危害的工业废渣等均 可用于填筑换填垫层。被选用工业废渣的粒径、级配和施工工艺 等应通过试验确定。7 土工合成材料。由分层铺设的土工合成材料与地基土构 成加筋垫层。所用土工合成材料的品种与性能及填料的土类应根 据工程特性和地基土条件，按照现行国家标准土工合成材料应 用技术规范GB50290的要求，通过设计并进行现场试验后确定。作为加筋的土工合成材料应采用抗拉强度较高、受力时伸长 率不大于 45、耐久性好、抗腐蚀的土工格栅、土工格室、 土工垫或土工织物等土工合成材料；垫层填料宜用碎石、角砾、 砾砂、粗砂、中砂或粉质粘土等材料。当工程要求垫层具有排水 功能时，垫层材料应具有良好的透水性。在软土地基上使用加筋垫层时，应保证建筑稳定并满足允许 变形的要求。426 垫层的压实标准可按表 426 选用：表 4.2.6各种垫层的压实标准施工方法换填材料类别压实系数入碎石、卵石0.940.97砂夹石（其中碎石、卵石占全重的30%50%）土夹石（其中碎石、卵石占全重的30%50%）碾压、振密或夯实中砂、粗砂、砾砂、角砾、圆砾、石屑0.940.97粉质粘土灰土0.95粉煤灰0.900.95注：1压实系数入为土的控制干密度p与最大干密度p 的比值；土的最大干密度宜采用c d dmax击实试验确定，碎石或卵石的最大干密度可取 2.02.2tm3；2当采用轻型击实试验时，压实系数入宜取高值，采用重型击实试验时，压实系数入CC可取低值；3 矿渣垫层的压实指标为最后二遍压实的压陷差小于 2mm。427 对于工程量较大的换填垫层，应按所选用的施工机械、 换填材料及场地的土质条件进行现场试验，以确定压实效果。43 施 工431 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。432 垫层的施工方法、分层铺填厚度、每层压实遍数等宜 通过试验确定。除接触下卧软土层的垫层底部应根据施工机械设 备及下卧层土质条件确定厚度外，一般情况下，垫层的分层铺填 厚度可取200300mm。为保证分层压实质量，应控制机械碾压速度。433 粉质粘土和灰土垫层土料的施工含水量宜控制在最优含水量 w 2的范围内，粉煤灰垫层的施工含水量宜控制在 opw 4的范围内。最优含水量可通过击实试验确定，也可按 op当地经验取用。434 当垫层底部存在古井、古墓、洞穴、旧基础、暗塘等 软硬不均的部位时，应根据建筑对不均匀沉降的要求予以处理， 并经检验合格后，方可铺填垫层。435 基坑开挖时应避免坑底土层受扰动，可保留约 200mm 厚的土层暂不挖去，待铺填垫层前再挖至设计标高。严禁扰动垫 层下的软弱土层，防止其被践踏、受冻或受水浸泡。在碎石或卵 石垫层底部宜设置 150300mm 厚的砂垫层或铺一层土工织物， 以防止软弱土层表面的局部破坏，同时必须防止基坑边坡坍土混 入垫层。436 换填垫层施工应注意基坑排水，除采用水撼法施工砂 垫层外，不得在浸水条件下施工，必要时应采用降低地下水位的 措施。437 垫层底面宜设在同一标高上，如深度不同，基坑底土 面应挖成阶梯或斜坡搭接，并按先深后浅的顺序进行垫层施工， 搭接处应夯压密实。粉质粘土及灰土垫层分段施工时，不得在柱基、墙角及承重窗间墙下接缝。上下两层的缝距不得小于500mm。接缝处应夯 压密实。灰土应拌合均匀并应当日铺填夯压。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，每层验收 后应及时铺填上层或封层，防止干燥后松散起尘污染，同时应禁 止车辆碾压通行。垫层竣工验收合格后，应及时进行基础施工与基坑回填。438 铺设土工合成材料时，下铺地基土层顶面应平整，防 止土工合成材料被刺穿、顶破。铺设时应把土工合成材料张拉平 直、绷紧，严禁有折皱；端头应固定或回折锚固；切忌曝晒或裸 露；连结宜用搭接法、缝接法和胶结法，并均应保证主要受力方 向的连结强度不低于所采用材料的抗拉强度。44 质量检验441 对粉质粘土、灰土、粉煤灰和砂石垫层的施工质量检 验可用环刀法、贯入仪、静力触探、轻型动力触探或标准贯人试 验检验；对砂石、矿渣垫层可用重型动力触探检验。并均应通过 现场试验以设计压实系数所对应的贯人度为标准检验垫层的施 工质量。压实系数也可采用环刀法、灌砂法、灌水法或其他方法 检验。442 垫层的施工质量检验必须分层进行。应在每层的压实 系数符合设计要求后铺填上层土。443 采用环刀法检验垫层的施工质量时，取样点应位于每层厚度的2/3深度处。检验点数量，对大基坑每50100m2不 应少于1个检验点；对基槽每1020m不应少于1个点；每个 独立柱基不应少于 1 个点。采用贯人仪或动力触探检验垫层的施 工质量时，每分层检验点的间距应小于 4m。444 竣工验收采用载荷试验检验垫层承载力时，每个单体 工程不宜少于 3 点；对于大型工程则应按单体工程的数量或工程 的面积确定检验点数。