地基处理-垫层处理.ppt

换土垫层法换土垫层法 第第 二二 章章1整理课件第一节第一节 垫层的作用及适用范围垫层的作用及适用范围n换填法：将基础底面下一定范围内的软换填法：将基础底面下一定范围内的软弱土层挖去，然后分层填入强度较大的弱土层挖去，然后分层填入强度较大的砂、碎石、素土、灰土以及其它性能稳砂、碎石、素土、灰土以及其它性能稳定和无侵蚀性的材料，并夯实（或振实）定和无侵蚀性的材料，并夯实（或振实）至要求的密实度。至要求的密实度。n该法常用于基坑面积宽大和开挖土方量该法常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的回填土方工程，一般适用于处理较大的回填土方工程，一般适用于处理浅层软弱土层与低洼区域的填筑。一般浅层软弱土层与低洼区域的填筑。一般处理深度为处理深度为2 23m3m。2整理课件换土垫层法换土垫层法n处理的对象：处理的对象：淤泥、淤泥质土、湿陷性淤泥、淤泥质土、湿陷性土、膨胀土、冻胀土、杂填土地基。土、膨胀土、冻胀土、杂填土地基。n换填材料换填材料：n砂垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层、砂垫层、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二灰垫层、干渣垫层和粉煤灰垫层等n根据实验结果及实测资料可将各种材料的根据实验结果及实测资料可将各种材料的垫层设计都近似地垫层设计都近似地按砂垫层的设计方法进按砂垫层的设计方法进行计算。行计算。3整理课件换土垫层法换土垫层法n施工方法：n机械碾压法n重锤夯实法n振动压实法等4整理课件换土垫层法换土垫层法n效果效果：浅层处理：浅层处理n适用适用：淤泥、淤泥质土、湿陷性：淤泥、淤泥质土、湿陷性土、膨胀土、冻胀土、素填土、土、膨胀土、冻胀土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等的浅杂填土地基及暗沟、暗塘等的浅层处理层处理5整理课件换土垫层法换土垫层法垫层种类适 用 范 围砂（沙砾、碎石）垫层 多用于中小型建筑工程的滨、塘、沟等的局部处理。适用一般饱和、非饱和的软弱土和水下黄土地基处理。不宜适用湿陷性黄土地基，也不适宜大面积堆载。砂垫层不宜用于有地下水且流速快、流量大的地基处理。不宜采用粉细作垫层。素土垫层 适用中、小型工程及大面积回填，湿陷性黄土地基处理。灰土或二灰土垫层 适用于中小型工程，尤其适用于湿陷性黄土地基的处理，也可用于膨胀土地基的处理。粉煤灰垫层 用于厂房、机场、港区陆域和堆场等工程的大面积填筑，粉煤灰垫层在地下水位以下时，强度降低30%左右。干渣垫层 地坪、堆物等工程大面积的地基处理和场地平整，铁路、道路地基等，但受酸性和碱性废水影响的地基不得用干渣作垫层。6整理课件换土垫层法换土垫层法n作用：作用：n提高持力层的强度提高持力层的强度，将基底压力扩散到垫层以下的软，将基底压力扩散到垫层以下的软弱地基，使软弱地基土中所受应力减小到该软弱地基弱地基，使软弱地基土中所受应力减小到该软弱地基土的容许承载力范围内，满足强度要求；土的容许承载力范围内，满足强度要求；n垫层置换软弱土层，可垫层置换软弱土层，可减少地基的变形量减少地基的变形量；n加速软土层的排水固结加速软土层的排水固结。垫层材料透水性大，软弱土。垫层材料透水性大，软弱土层受压后，垫层作为良好的排水面，使基础下的孔隙层受压后，垫层作为良好的排水面，使基础下的孔隙水压力迅速消散，加速垫层下软弱土层的固结和提高水压力迅速消散，加速垫层下软弱土层的固结和提高其强度；其强度；n防止冻胀防止冻胀。由于粗颗粒的垫层材料孔隙大，不易产生。由于粗颗粒的垫层材料孔隙大，不易产生毛细现象，可防止寒冷地区土中结冰造成的冻胀；毛细现象，可防止寒冷地区土中结冰造成的冻胀；n对湿陷性黄土、膨胀土等特殊土，可以对湿陷性黄土、膨胀土等特殊土，可以消除或部分消消除或部分消除地基土的湿陷性、胀缩性。除地基土的湿陷性、胀缩性。7整理课件第二节换土垫层法设计第二节换土垫层法设计n 要求：要求：n1 1）足够的厚度）足够的厚度 ：置换可能受到剪切破坏的软弱：置换可能受到剪切破坏的软弱土层土层 ，满足地基强度和变形的要求，满足地基强度和变形的要求 n2 2）足够的宽度）足够的宽度 ：防止垫层向两侧挤出增加沉降：防止垫层向两侧挤出增加沉降 n3 3）形成一个排水层面，以利于软土的排水固结）形成一个排水层面，以利于软土的排水固结8整理课件换土垫层法设计换土垫层法设计垫层设计的主要内容垫层设计的主要内容 ：n1 1）确定垫层的合理）确定垫层的合理厚度厚度和和宽度宽度 n2 2）确定垫层承载力（现场试验）；）确定垫层承载力（现场试验）；验算下卧层的承载力。验算下卧层的承载力。n3 3）沉降计算）沉降计算 重要的建筑或垫层下存在软弱下卧层重要的建筑或垫层下存在软弱下卧层的建筑，应进行地基变形计算的建筑，应进行地基变形计算 9整理课件换土垫层法设计换土垫层法设计n一、垫层厚度的确定一、垫层厚度的确定 n作作用用于于垫垫层层底底面面处处土土的的自自重重应应力力与与附附加加应应力力之之和和应不大于下卧层的允许承载力，即应不大于下卧层的允许承载力，即nP Pz z+P+Pczczffz z （2-12-1）n式中式中P Pz z垫层底面处附加应力设计值（垫层底面处附加应力设计值（kpakpa）；）；nP Pczcz垫层底面处土的自重压力标准值（垫层底面处土的自重压力标准值（kpakpa）；）；nf fz z垫垫层层底底面面处处经经深深度度修修正正后后软软弱弱土土层层的的地地基基承承载力设计值（载力设计值（kpakpa）。）。10整理课件11整理课件垫层厚度的确定垫层厚度的确定n方法一：估算方法一：估算n根据垫层的地基承载力标准值确定出基础根据垫层的地基承载力标准值确定出基础宽度，再根据下卧层的承载力确定出垫层宽度，再根据下卧层的承载力确定出垫层的厚度。的厚度。n先根据初步拟定的砂垫层厚度先根据初步拟定的砂垫层厚度h hz z，再用公，再用公式（式（2-12-1）复核。通常砂垫层厚度为）复核。通常砂垫层厚度为0.50.53.0m3.0m之间。太厚则施工困难；太薄则换土之间。太厚则施工困难；太薄则换土垫层的作用不显著。垫层的作用不显著。12整理课件n方法方法 二：二：应力扩散角应力扩散角 n垫层底面处的附加压力值垫层底面处的附加压力值 p pz zn条形基础：条形基础：(2-3)n矩形基础：矩形基础：(2-2)n式中式中 b矩形基础或条形基础底面的宽度（矩形基础或条形基础底面的宽度（m）；）；nll矩形基础底面的长度（矩形基础底面的长度（m）；）；npp基础底面压力的设计值（基础底面压力的设计值（kPa）；）；np pc c基础底面处土的自重压力值（基础底面处土的自重压力值（kPa）；）；n z基础底面下垫层的厚度（基础底面下垫层的厚度（m）；）；n垫层的压力扩散角（垫层的压力扩散角（），可按表），可按表2-2采用。采用。13整理课件应力扩散角（度）14整理课件二、垫层宽度的确定二、垫层宽度的确定n方法一：应力扩散角法方法一：应力扩散角法nb=b+2Ztgn垫层顶宽超出基础垫层顶宽超出基础30015整理课件二、垫层宽度的确定二、垫层宽度的确定n方法二：方法二：按侧面土的承载力标准按侧面土的承载力标准值确定值确定16整理课件三、垫层承载力的确定三、垫层承载力的确定n现场试验确定现场试验确定n静载试验、取土分析、标准贯入、静载试验、取土分析、标准贯入、动力触探等综合确定。动力触探等综合确定。17整理课件三、垫层承载力的确定三、垫层承载力的确定n不太重要、小型、轻型、沉降要求不高不太重要、小型、轻型、沉降要求不高18整理课件四、沉降量计算四、沉降量计算n比较重要的建筑物或垫层下存在软弱比较重要的建筑物或垫层下存在软弱下卧层的建筑：验算基础的沉降量，下卧层的建筑：验算基础的沉降量，使建筑物基础的最终沉降量小于建筑使建筑物基础的最终沉降量小于建筑物的容许沉降量。物的容许沉降量。n建筑物基础沉降量等于垫层自身的变形量和软弱建筑物基础沉降量等于垫层自身的变形量和软弱下卧层的变形量下卧层的变形量 ，即，即S=SS=SC C+S+SP P S SC C垫层自身变量（）；垫层自身变量（）；S SP P压压缩缩层层厚厚度度范范围围内内（自自下下卧卧层层顶顶面面，即即垫垫层层底面算起）底面算起）S-S-各土层压缩变形之和（）。各土层压缩变形之和（）。19整理课件四、沉降量计算四、沉降量计算n 垫层自身变形量可按下式计算：垫层自身变形量可按下式计算：S SC C=（p+p p+p）h hs s/2E/2Es s（2-92-9）式中式中 p p基底压力（基底压力（kpakpa）E Es s垫垫层层压压缩缩模模量量，由由静静载载荷荷试试验验确确定定，当当无无试试验验资资料料时，取时，取151525MPa25MPa。基底压力扩散系数。基底压力扩散系数。n条基：条基：=b/(b+2h=b/(b+2hs stantan）n矩形基础矩形基础：n=Lb/(b+2hb/(b+2hs stantan）(L+2h(L+2hs stantan）20整理课件四、沉降量计算四、沉降量计算n下卧土层的变形量下卧土层的变形量 n按分压层总和法确定：按分压层总和法确定：nS SP P=P=Pz zb (2-12)b (2-12)n式式中中 沉沉降降计计算算经经验验系系数数，按按地地区区沉沉降降观观测测资资料及经验确定，也可按表料及经验确定，也可按表2-52-5；nP Pz z 垫层底面的附加应力（垫层底面的附加应力（kPakPa）；）；nbb垫层底宽度（垫层底宽度（m m）；）；nE Esisi，1212 下下卧卧土土层层第第i i层层在在100-200KPa100-200KPa下下的的压压缩缩模模量量（kPakPa）；）；ni i,i-1i-1垫垫层层底底面面计计算算点点分分别别到到第第i i层层和和i-1i-1层层土土底底面的沉降系数；面的沉降系数；nnn下卧层计算深度内划分的土层数。下卧层计算深度内划分的土层数。21整理课件四、沉降量计算四、沉降量计算n沉降量计算经验系数沉降量计算经验系数 Es(MPa)附加应力2.54.07.015.020.0Pzfk 1.41.31.00.40.2pz0.75fk 1.11.00.70.40.2注：Es为沉降计算深度范围内压缩模量当量值；Es=，其中Ai为第i层土附加应力系数沿土层厚度的积分值。22整理课件素土和灰土垫层设计素土和灰土垫层设计素土、灰土、二灰土垫层总称土垫层。素土、灰土、二灰土垫层总称土垫层。适于处理适于处理1 14m4m厚的软弱土层。厚的软弱土层。灰土垫层即通常讲的灰土垫层即通常讲的2 2：8 8或或3 3：7 7灰土。灰土。垫层强度随灰量的增加而提高。垫层强度随灰量的增加而提高。二灰垫层是将石灰和粉煤灰两种材料二灰垫层是将石灰和粉煤灰两种材料按按2 2：8 8或或3 3：7 7体积比加适当水拌和均体积比加适当水拌和均匀后分层夯实。其强度比灰土垫层高匀后分层夯实。其强度比灰土垫层高得多，常用于处理湿陷性黄土。得多，常用于处理湿陷性黄土。23整理课件素土和灰土垫层设计素土和灰土垫层设计（一）厚度确定（一）厚度确定软土地基土垫层厚度的确定与砂垫层相同。软土地基土垫层厚度的确定与砂垫层相同。1.1.对非自重湿陷性黄土地基的垫层厚度对非自重湿陷性黄土地基的垫层厚度应保证天然黄土层所受的压力小于其湿陷应保证天然黄土层所受的压力小于其湿陷起始压力值。起始压力值。2.2.对自重湿陷性黄土地基，垫层厚度应对自重湿陷性黄土地基，垫层厚度应大于非自重湿陷性黄土地基上垫层的厚度，大于非自重湿陷性黄土地基上垫层的厚度，或控制剩余湿陷量不大于或控制剩余湿陷量不大于20cm20cm才能取得好才能取得好的效果。的效果。24整理课件（二）宽度确定：（二）宽度确定：n灰土垫层宽度可取:n素土垫层的宽度：（1）当垫层厚度小于2m 时，宽度可取 b=b+2/3*z且bb+0.6(m)当垫层厚度大于2m 时，可适当放宽，且 bb+1.4(m)（2）每边按0.2-0.3b 加宽，不得小于30cm 和不得大于70cm。（3）按b=b+2*z*tg计算，素土取=22o，灰土取=30 o。25整理课件（三）平面处理范围（三）平面处理范围n素土或灰土垫层分为局部垫层和整片垫层。n整片素土垫层宽度可取bb+3(m)，当 z2m 时，b还可适当放宽。n局部垫层:其宽度b可按下式计算：nc考虑施工影响增加的宽度，宜200mm。n整片垫层的平面处理范围，每边超出建筑物外墙基础外缘的宽度不应小于垫层厚度，并不应小于2m。26整理课件粉煤灰垫层设计粉煤灰垫层设计1.1.化学性质化学性质 粉煤灰和天然土中的化学成分具有很大的相粉煤灰和天然土中的化学成分具有很大的相似性，具有火山灰的特性，在潮湿条件下具有凝似性，具有火山灰的特性，在潮湿条件下具有凝硬性，与硬性，与SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3等物质水化反应，生成水化等物质水化反应，生成水化产物，使碾压密实的粉煤灰颗粒胶结固化形成块产物，使碾压密实的粉煤灰颗粒胶结固化形成块状结构，可提高粉煤灰的强度，降低压缩变形，状结构，可提高粉煤灰的强度，降低压缩变形，增强抗渗性和水稳定性。增强抗渗性和水稳定性。2.2.物理性质物理性质 粉煤灰的压实曲线与粘性土相似，具有相粉煤灰的压实曲线与粘性土相似，具有相对较宽的最优含水量区间，其干密度对含水量的对较宽的最优含水量区间，其干密度对含水量的敏感性比粘性土小，最优含水量易于控制。敏感性比粘性土小，最优含水量易于控制。27整理课件粉煤灰垫层设计粉煤灰垫层设计粉煤灰压实垫层遇水后强度降低粉煤灰压实垫层遇水后强度降低20-20-30%30%，压缩变形量增大约，压缩变形量增大约10%10%。粉煤灰的内摩擦角、粘聚力、压缩模粉煤灰的内摩擦角、粘聚力、压缩模量、渗透系数等随粉煤灰的材质和压量、渗透系数等随粉煤灰的材质和压实密度而变化，应通过室内土工实验实密度而变化，应通过室内土工实验确定确定粉煤灰垫层的设计可参照砂垫层设计粉煤灰垫层的设计可参照砂垫层设计方法和有关的技术要求进行方法和有关的技术要求进行28整理课件粉煤灰垫层设计粉煤灰垫层设计在确定垫层厚度时，可取其压力扩散角为在确定垫层厚度时，可取其压力扩散角为2222o o，计算方法同砂垫层。计算方法同砂垫层。承载力应通过现场试验确定承载力应通过现场试验确定。当无试验资料时，可参考以下数据：当无试验资料时，可参考以下数据：(1)(1)人工压实（夯实）人工压实（夯实）:压实系数压实系数:0.9;:0.9;干干密度密度:9KN/m:9KN/m3 3时，承载力达时，承载力达120-150KPa120-150KPa。(2)(2)当压实系数当压实系数:0.95:0.95 及干密度及干密度:9.5KN/m:9.5KN/m3 3时，时，承载力可达承载力可达200-300KPa200-300KPa。但应进行下卧层但应进行下卧层强度验算。强度验算。29整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工 土由固体颗粒、水、空气组成。土中固、土由固体颗粒、水、空气组成。土中固、液、气三相组成的比例反映干湿、密实程液、气三相组成的比例反映干湿、密实程度，对评价土的工程性质有重要意义，是度，对评价土的工程性质有重要意义，是垫层压实参数选择的依据。垫层压实参数选择的依据。一、土的压实机理一、土的压实机理 要使土的压实效果最好，其含水量一定要使土的压实效果最好，其含水量一定要适当。过湿的土进行碾压会出现要适当。过湿的土进行碾压会出现“橡皮橡皮土土”，不能增大土的密实度。对很干的土，不能增大土的密实度。对很干的土进行碾压，也不能把土充分压实。进行碾压，也不能把土充分压实。1.1.最优含水量：最优含水量：在干密度在干密度含水量曲线上含水量曲线上干密度的峰值即为最大干密度，与之对应干密度的峰值即为最大干密度，与之对应的含水量即为最优含水量。的含水量即为最优含水量。30整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工 2.2.干密度干密度含水量曲线的物理意义含水量曲线的物理意义 当粘性土的含水量较小时，水化膜很薄，以结当粘性土的含水量较小时，水化膜很薄，以结合水为主，颗粒间引力大，在一定的外部压实功作用下，合水为主，颗粒间引力大，在一定的外部压实功作用下，还不能克服这种引力而使土粒相对移动，压实效果差，还不能克服这种引力而使土粒相对移动，压实效果差，土的干密度较小；土的干密度较小；当土的含水量增加时，结合水膜逐渐增厚，颗当土的含水量增加时，结合水膜逐渐增厚，颗粒间引力减弱，土粒在相同的压实功能下易于移动而挤粒间引力减弱，土粒在相同的压实功能下易于移动而挤密，压实效果提高，土的干密度也随之提高；密，压实效果提高，土的干密度也随之提高；当土中含水量增大到一定程度后，孔隙中开始当土中含水量增大到一定程度后，孔隙中开始出现自由水，结合水膜的扩大作用并不明显，颗粒间引出现自由水，结合水膜的扩大作用并不明显，颗粒间引力很弱，但自由水充填在孔隙中，阻止了土粒间的移动，力很弱，但自由水充填在孔隙中，阻止了土粒间的移动，并随着含水量的继续增大，移动阻力逐渐增大，压实效并随着含水量的继续增大，移动阻力逐渐增大，压实效果反而下降，土的干密度随之减少。果反而下降，土的干密度随之减少。31整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工32整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工n二、土的压实参数二、土的压实参数 1.1.压实系数压实系数ccd现场土的实际控制干密度；dmax土的最大干密度。33整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工n无资料时：无资料时：p pw w水的密度（水的密度（kN/mkN/m3 3）经经验验系系数数，粘粘土土取取0.950.95，粉粉质质粘粘土土取取0.960.96，粉土取，粉土取0.970.97；d ds s土颗粒的相对密度（土的比重）；土颗粒的相对密度（土的比重）；opop土的最优含水量（土的最优含水量（%），可按当），可按当地经验或取地经验或取p p+2+2（p p为塑限），粉土取为塑限），粉土取141418%18%。34整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工2.含水量含水量施工含水量应尽量接近最优含水量。3.铺填厚度及压实遍数铺填厚度及压实遍数 应通过现场试验确定。采用不同的施工机械，要选择与之相应的参数。35整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工n三、填筑要求三、填筑要求n要求：分层填筑、分层压实n 同层：分段填筑，上下层相错1000n 边坡应宽填：需修整：宽填0.2m，不需修整：宽填0.5m。n注意：a.分层应接近水平n b.各种土不得混杂使用n c.透水性小的土应铺在透水性大的土之上 36整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工n四、压实方法四、压实方法：n机械碾压法机械碾压法n重锤夯实法重锤夯实法n振动压实法振动压实法37整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工n机械碾压法机械碾压法n采用各种压实机械，如压路机、羊足碾、采用各种压实机械，如压路机、羊足碾、推土机或其他压实机械来压实地基土的一推土机或其他压实机械来压实地基土的一种压实方法，常用于种压实方法，常用于大面积填土的压实、大面积填土的压实、杂填土地基处理、道路工程及基坑面积较杂填土地基处理、道路工程及基坑面积较大的换土垫层的分层压实。大的换土垫层的分层压实。n施工时先按设计挖掉要处理的软弱土层，施工时先按设计挖掉要处理的软弱土层，把基础底部土碾压密实后，再分层填土，把基础底部土碾压密实后，再分层填土，逐层压密。压实效果取决于被压实土料的逐层压密。压实效果取决于被压实土料的含水量和压实机械的能量。含水量和压实机械的能量。38整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工n机械式振动压路机39整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工n羊足碾、蛙式打夯机40整理课件蛙式打夯机蛙式打夯机41整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工n重锤夯实法重锤夯实法：重锤夯实重锤夯实法是用起重机械将夯锤提升法是用起重机械将夯锤提升到一定高度，然后自由落锤，到一定高度，然后自由落锤，不断重复夯击以加固地基。不断重复夯击以加固地基。n施工顺序：施工顺序：重锤夯实宜一夯挨一夯重锤夯实宜一夯挨一夯顺序进行。在独立柱基基坑顺序进行。在独立柱基基坑内，宜按先外后里的顺序夯内，宜按先外后里的顺序夯击。同一基坑底面标高不同击。同一基坑底面标高不同时，应按先深后浅的顺序逐时，应按先深后浅的顺序逐层夯实。层夯实。42整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工n重锤夯实法重锤夯实法：n重锤夯实一般适用地下水位距地表重锤夯实一般适用地下水位距地表0.8m0.8m以以上非饱和的粘土、砂土、杂填土和分层填上非饱和的粘土、砂土、杂填土和分层填土，用以提高其强度，减少其压缩性和不土，用以提高其强度，减少其压缩性和不均匀性，也可用于消除或减少湿陷性黄土均匀性，也可用于消除或减少湿陷性黄土的表层湿陷性，的表层湿陷性，但在有效夯实深度内存在但在有效夯实深度内存在软弱土时，或当夯击振动对邻近建筑物或软弱土时，或当夯击振动对邻近建筑物或设备有影响时，不得采用。设备有影响时，不得采用。43整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工n重锤夯实机具设备重锤夯实机具设备 ：n1 1、重锤夯实机具设备重锤夯实机具设备 ：夯锤形状宜采用圆台型，可用夯锤形状宜采用圆台型，可用C20C20钢筋砼，钢筋砼，底部填充废铁并设置钢底板以降低重心。底部填充废铁并设置钢底板以降低重心。锤重锤重15kN15kN，底面静压力，底面静压力151520 kpa20 kpa。n2 2、起吊设备起吊设备：应采用带有摩擦式卷筒的：应采用带有摩擦式卷筒的起重机或其他起重设备。起重机或其他起重设备。n吊车起吊能力吊车起吊能力33倍锤重。脱钩夯锤倍锤重。脱钩夯锤1.51.5倍倍锤重。锤重。n落距落距一般控制在一般控制在2.52.54.5m4.5m之间之间 。44整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工n钢筋混凝土夯锤钢筋混凝土夯锤45整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工n夯击参数夯击参数 ：n重锤夯实的重锤夯实的最优含水量最优含水量应通过试验确定。应通过试验确定。n夯实的夯实的影响深度影响深度与锤重、锤底直径、落距与锤重、锤底直径、落距以及土质条件等因素有关。对于湿或稍湿，以及土质条件等因素有关。对于湿或稍湿，密度为稍密到中密状态的建筑垃圾杂填土，密度为稍密到中密状态的建筑垃圾杂填土，夯实时如采用夯实时如采用15 kN15 kN的锤，底面直径为的锤，底面直径为1.15m1.15m，落距为，落距为3 34m4m，其有效夯实深度约，其有效夯实深度约为为1.11.11.2m1.2m（相当于锤径）。（相当于锤径）。n施工施工夯击遍数夯击遍数的确定：一般试夯约的确定：一般试夯约6 61010遍，遍，施工时可适当增加施工时可适当增加1 12 2遍。遍。46整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工n夯击参数夯击参数：n停夯标准：再增加夯击能量或夯击次数，停夯标准：再增加夯击能量或夯击次数，土的密度不再增加，有时甚至会降低。因土的密度不再增加，有时甚至会降低。因此，应进行此，应进行现场试验，确定现场试验，确定符合夯击密实符合夯击密实度要求的度要求的最少夯击次数、最后下沉量最少夯击次数、最后下沉量（最（最后两击的平均下沉量），后两击的平均下沉量），总的下沉量总的下沉量及及有有效夯实深度效夯实深度等。对于粘性土及湿陷性黄土，等。对于粘性土及湿陷性黄土，最后下沉量不应大于最后下沉量不应大于10102020，砂性土不，砂性土不应超过应超过5 51010。以此作为控制停夯的标准。以此作为控制停夯的标准。47整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工n夯击参数夯击参数：n预留土层厚度预留土层厚度：试夯时总下沉量加：试夯时总下沉量加5010050100，或，或S=hkS=hk SS开挖时预留夯实土厚度，开挖时预留夯实土厚度，e e、ee有效夯实深度范围内，夯实前后土有效夯实深度范围内，夯实前后土的平均天然孔隙比（由试夯确定）；的平均天然孔隙比（由试夯确定）；h h有效夯实深度（）；有效夯实深度（）；k k经验系数，一般取为经验系数，一般取为1.61.62.02.0。n分层夯实时，分层夯实时，每层土的虚铺厚度每层土的虚铺厚度应试夯确应试夯确定，一般相当于锤直径，试夯层数不宜少定，一般相当于锤直径，试夯层数不宜少于于2 2层。层。48整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工n施工要点施工要点 ：n1 1）施工前应试夯。面积不小于）施工前应试夯。面积不小于10m10 m10m10 m。n2 2）夯前应检查土的含水量；加水：应待水）夯前应检查土的含水量；加水：应待水全部渗入土中一昼夜后方可夯击。减水：全部渗入土中一昼夜后方可夯击。减水：铺撒吸水材料（如生石灰、干土等）换土铺撒吸水材料（如生石灰、干土等）换土或其它有效措施处理。或其它有效措施处理。n3 3）周边作好排水措施，防止坑内灌水。）周边作好排水措施，防止坑内灌水。n4 4）夯实范围）夯实范围 基础底面，每边超出基础底面，每边超出0.5 m0.5 m；n5 5）宜按一夯挨一夯顺序进行）宜按一夯挨一夯顺序进行 ；标高不一致；标高不一致时，先深后浅、逐层夯击；时，先深后浅、逐层夯击；49整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工n振动压实法振动压实法：n振动压实法是利用各种振动压实振动压实法是利用各种振动压实机，将松散土振压密实。机，将松散土振压密实。n 适用于处理无粘性土或粘粒含适用于处理无粘性土或粘粒含量少，透水性较好的松散杂填土以量少，透水性较好的松散杂填土以及矿渣、碎石、砾石、砾砂、砂砾及矿渣、碎石、砾石、砾砂、砂砾石等地基。石等地基。50整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工n振动压实法振动压实法：n工作原理工作原理:由电动机带动两个偏心块由电动机带动两个偏心块以相同速度反向转动而产生很大的垂以相同速度反向转动而产生很大的垂直振动力直振动力n振动压实振动压实机械机械:振动压实机（振动压实机（2T，振动力，振动力98KN）插入式振动器插入式振动器 平板式振动器平板式振动器51整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工振振动动压压实实机机示示意意图图52整理课件手扶振动压路机手扶振动压路机53整理课件(内燃内燃)振动平板夯振动平板夯54整理课件YZ2 型振动压路机型振动压路机55整理课件振动式平板系列夯实机振动式平板系列夯实机56整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工n压实效果：一般杂填土振实后，地基承载力特征值可达100120kPa。n振动压实效果与填土成分、振动时间等因素有关，一般振动时间越长，效果越好，但超过某一值后，振动引起的下沉基本稳定，继续振动不能起到进一步压实作用。n振实范围应从基础边缘放出0.6m左右，先振基槽两边，后振中间，其振实的标准是以振动机原地振实不再继续下沉为合格，并辅以轻便触探试验检验其均匀性及影响深度。57整理课件各种压实机械铺土厚度及压实遍数各种压实机械铺土厚度及压实遍数58整理课件垫层的每层铺填厚度及压实遍数垫层的每层铺填厚度及压实遍数59整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工n四、压实方法选择四、压实方法选择：n素填土宜用平碾和羊足碾，砂石等宜用振动碾和振动压实机和水撼法，当有效夯实深度内土的饱和度小于或接近0.6时，可采用重锤夯实。n机械碾压速度应控制在下述范围内：平碾为2km/h；羊足碾3km/h；振动碾2km/h；振动压实机0.5km/h。60整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工n五、各种垫层施工五、各种垫层施工：n一一)砂石垫层施工砂石垫层施工n二二)素土和灰土垫层施工素土和灰土垫层施工n三三)粉煤灰垫层施工粉煤灰垫层施工61整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工n一一)砂石垫层施工砂石垫层施工n垫层材料垫层材料 级配良好、质地坚硬的级配良好、质地坚硬的中砂、粗砂、中砂、粗砂、砾砂、圆砾、卵石或碎石砾砂、圆砾、卵石或碎石等，不均匀等，不均匀系数系数d d6060/d/d10105 5，最好为，最好为d d6060/d/d1010 1010，不得含有草根、垃圾等杂物，且含泥不得含有草根、垃圾等杂物，且含泥量不应超过量不应超过5%5%。使用粉细砂时，应掺。使用粉细砂时，应掺入入25-30%25-30%的碎石或卵石，最大粒径不的碎石或卵石，最大粒径不宜大于宜大于5cm5cm。碾压或夯、振动时不超过。碾压或夯、振动时不超过8cm8cm。湿陷性黄土地基，不得选用砂石。湿陷性黄土地基，不得选用砂石等渗水材料。等渗水材料。62整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工n一一)砂石垫层施工砂石垫层施工n施工参数选择施工参数选择 n下卧层是高灵敏度的软土时，铺设第一层下卧层是高灵敏度的软土时，铺设第一层时不能采用振动能量大的机具扰动下卧层。时不能采用振动能量大的机具扰动下卧层。一般情况下，砂及砂石垫层首先用振动法，一般情况下，砂及砂石垫层首先用振动法，更能有效地使砂和砂石密实。更能有效地使砂和砂石密实。n 按室内击实试验确定设计要求的按室内击实试验确定设计要求的d d和和c cn无数据：中砂无数据：中砂16KN/m16KN/m3 3,粗砂粗砂17KN/m17KN/m3 3 ，碎，碎石、卵石石、卵石20-22KN/m20-22KN/m3 3。63整理课件n砂和砂石垫层每层铺筑厚度及最优含水量振捣方法振捣方法每层铺筑每层铺筑最优含水量（最优含水量（%）平振法平振法厚度（）厚度（）1520%1520%插振法插振法200250200250饱饱 和和水撼法水撼法振捣器振捣器饱饱 和和夯实法夯实法插入深度插入深度812812碾压法碾压法250250812812注：水撼法即每铺一层料后即注水，注：水撼法即每铺一层料后即注水，并用四齿钢叉插入摇撼捣实。并用四齿钢叉插入摇撼捣实。64整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工n施工要点施工要点：施工机具宜采用振动碾和振动压实机，压实参施工机具宜采用振动碾和振动压实机，压实参数由现场试验确定；数由现场试验确定；不同施工机具应采用不同的最优含水量；不同施工机具应采用不同的最优含水量；如存在不良地质现象，应先进行清理，然后再如存在不良地质现象，应先进行清理，然后再施工垫层；施工垫层；施工过程中严禁扰动垫层下卧的淤泥和淤泥质施工过程中严禁扰动垫层下卧的淤泥和淤泥质土等软弱土层；土等软弱土层；砂石垫层的底面宜铺设在同一标高上；砂石垫层的底面宜铺设在同一标高上；当地下水位高于基坑底面时，应采取排降水措当地下水位高于基坑底面时，应采取排降水措施施65整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工n质量检验：n分层进行；每压实一层，即应检验其平均压实系数，达到设计要求后，方可继续铺上一层。n（1）环刀取样法 n（2）贯入测定法 66整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工n（1）环刀取样法n用容积不小于2003的环刀压入垫层中的每层深度处取样，测其干密度，以不小于砂料在中密状态时的干密度为合格。n环刀取样点的数目，对大基坑每50100应不少于1点；对基槽每1020 m应不少于1点；每个单独柱基应不少于1个点。67整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工n（2）贯入测定法n先将垫层表面的砂刮掉先将垫层表面的砂刮掉3030，再用贯入仪、，再用贯入仪、钢筋或钢叉等以贯入度的大小来定性地检钢筋或钢叉等以贯入度的大小来定性地检验砂垫层的质量，以不大于通过相关试验验砂垫层的质量，以不大于通过相关试验确定的贯入度为合格。确定的贯入度为合格。n钢钢筋筋贯贯入入法法：用用2020，长长1.25m1.25m的的钢钢筋筋，垂垂直直举举离离砂砂垫垫层层表表面面7070时时自自由由下下落落，测测其贯入深度。其贯入深度。n钢钢叉叉贯贯入入法法：所所用用钢钢叉叉同同水水撼撼法法，于于5050高处自由落下，测其贯入深度。高处自由落下，测其贯入深度。68整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工n垫层测试点垫层测试点：n测测试试点点数数量量因因各各地地土土条条件件和和经经验验不不同同而而取取值范围不同。值范围不同。n贯贯入入法法：检检验验点点间间距距应应小小于于4m4m，大大基基坑坑每每5050100100应应不不少少于于1 1个个点点，或或每每100100不不少少于于2 2个个点点；对对基基槽槽每每101020 20 m m应应不不少少于于1 1个个点点，每每施施工工段段布布2 2个个点点，每每个个单单独独柱柱基基应应不不少少于于1 1个个点点。管管道道基基础础下下，每每50 50 m m布布一一个个点点，每施工段布每施工段布2 2个点。个点。n重重锤锤夯夯实实：按按试试夯夯检检查查施施工工质质量量记记录录，总总夯沉量不少于试夯总夯沉量的夯沉量不少于试夯总夯沉量的90%90%为合格为合格。69整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工二二)素土和灰土垫层施工素土和灰土垫层施工n材料要求材料要求：素土：采用基槽中挖出的粘性土并过筛，粒径素土：采用基槽中挖出的粘性土并过筛，粒径15mm15mm，碎石碎石50mm 50mm，有机质有机质5%5%。灰土：新鲜消石灰，过筛，粒径灰土：新鲜消石灰，过筛，粒径5mm5mm，土料粒径土料粒径1515，宜用不含松软杂质的粘性土，宜用不含松软杂质的粘性土及塑性指数及塑性指数IpIp4 4的粉土。的粉土。禁用：淤泥、耕土、冻土、膨胀土以及有机质含禁用：淤泥、耕土、冻土、膨胀土以及有机质含量超过量超过5%5%的土的土 。n配合比配合比：石灰：土料：石灰：土料=28=28或或3737（体积比），（体积比），石灰活性物含量在石灰活性物含量在8%8%左右为佳。左右为佳。70整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工n二灰垫层：采用石灰、粉煤灰按适当比例加水拌合，然后分层夯实的垫层称二灰垫层。n特点：最优含水量比灰土大，干土重度比灰土小，但其强度却比灰土垫层高。71整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工n施工要点n1 1、用平碾、羊足碾、轻型夯实机及、用平碾、羊足碾、轻型夯实机及6-10t6-10t压路机。灰土最大虚铺厚度压路机。灰土最大虚铺厚度200-250mm200-250mm。n2 2、灰土含水量、灰土含水量16%16%左右。左右。n3 3、分段施工垫层时，不得在柱基、墙角以、分段施工垫层时，不得在柱基、墙角以及承重窗间墙下接缝。上下两层土的接缝及承重窗间墙下接缝。上下两层土的接缝距离不小于距离不小于0.5m0.5m。接缝处的土层应夯实。接缝处的土层应夯实。n4 4、灰土应拌合均匀，及时铺填夯实，不得、灰土应拌合均匀，及时铺填夯实，不得隔日夯打。夯实后的土层，三天内不得受隔日夯打。夯实后的土层，三天内不得受水浸泡。水浸泡。72整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工n（三）粉煤灰垫层的施工（三）粉煤灰垫层的施工n材料要求：材料要求：粉煤灰不得含垃圾、有机质等杂粉煤灰不得含垃圾、有机质等杂物。粉煤灰运输时含水量宜适中，物。粉煤灰运输时含水量宜适中，过多会滴水，过少会扬尘。过多会滴水，过少会扬尘。n施工时含水量应为施工时含水量应为opop4%4%范围内。范围内。73整理课件第三节第三节 垫层施工垫层施工n施工要点n1 1、应预先进行击实试验，确定其、应预先进行击实试验，确定其dmaxdmax和和opop ，以此作为施工和验收的控制指标。，以此作为施工和验收的控制指标。n2 2、在软土地基上填筑时，应先铺约、在软土地基上填筑时，应先铺约2020厚厚的中、粗砂或高炉干渣，以免下卧软土层的中、粗砂或高炉干渣，以免下卧软土层表受到扰动，同时有利于下卧的软土层的表受到扰动，同时有利于下卧的软土层的排水固结，并可切断毛细水上升。排水固结，并可切断毛细水上升。n3 3、在地下水位以下施工时应采取排、降水、在地下水位以下施工时应采取排、降水措施，不得在饱和或浸水状态下施工，更措施，不得在饱和或浸水状态下施工，更不要采取水沉法施工。不要采取水沉法施工。n4 4、其它可参照砂石垫层的相关内容。、其它可参照砂石垫层的相关内容。74整理课件第四节第四节 垫层施工验收垫层施工验收 n垫层施工中垫层施工中：逐层检验 n垫层施工时分层检验方法及数量 垫层名称垫层名称质量检验方法质量检验方法 检检 验验 数数 量量 砂（沙砾、砂（沙砾、碎石）垫碎石）垫层层环刀法环刀法贯入测定法贯