2023年用换土垫层处理软弱土地基.docx

用换土垫层处理软弱土地基 2023-4-2023：1 3【大中小】 【打印】 【我要纠错】 0引言 软弱土是指淤泥、淤泥质土和局部冲填土、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。 换土垫层法是将根底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，提高根底下部地基强度，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。 1砂垫层的施工要点 1.1砂垫层采用中粗砂，经过化验含泥量必须在5%以内，操作前要验槽，将基底外表浮土、淤泥、杂物去除干净，两侧应设一定坡度，防止振捣时塌方。 1.2应按级配合砂料，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，适当洒水使其到达最正确含水量，以利 碾压密实。 1.3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前方可进行上一层施工。每层砂石在碾压前，应按每20230㎡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，经检查合格前方可进行上层砂石垫层施工。 1.4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，对上外表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 器在上外表交叉振动不少于两遍。 1.5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，以防止水中作业。 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。 1.6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。 1.7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。 2质量控制 2.1施工前应检查砂、石等原材料质量、配比，砂、石拌合均匀程度。 2.2施工过程中必须检查分层厚度，分段施工时搭接局部的压实情况、加水量、压实遍 数、压实系数。 2.3施工时要分层找平，碾压密实。 2.4施工结束后，应检查砂及砂石地基的承载力。 3应注意的几点事项 3.1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。 3.2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。 3.3应控制砂石级配、虚铺厚度、夯压遍数，洒水等工艺操作指标。 3.4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2023cm的、粒径是均匀的 毛石或碎石，防止基底产生不均匀压缩。 3.5大面积水撼砂，分层交叉处应以大于2m为宜。 3.6标准规定应在无积水状态下撼砂，但如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。 4结语 砂垫层法适于处理3.0m以内的软弱、透水性强的粘性土地基，包括淤泥、淤泥质土；不宜用于加固湿陷性黄土地基及渗透系数小的粘性土地基。 砂垫层不适于冬季施工以及在湿陷性黄土地基、不透水的粘性地基上施工，但也是人工加固地基建造浅埋根底的很重要的一种方法，具有施工工艺简单，工期短、工程本钱低，就地取材方便，减少根底沉降，提高地基强度和稳定性，减少根底埋深的优点，值得推广运用。 第二篇：软弱地基的处理及换土垫层的设计应用软弱地基的处理及换土垫层的设计应用 。软弱地基的处理，在水利工程建设中会经常碰到。在投资少，又能到达设计标准要求的前提下，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几种方法及换土垫层法的实际设计应用情况。 关键词：软弱地基处理方法设计应用 1、前言 在进行水工建筑物的根底设计时，时常会碰到软弱地基问题。下面就根据自己的一些工作实践经验，浅谈一下软弱地基如何处理和换土垫层法在XX市某泵站机房根底设计中的应用情况。 2、软弱地基的处理方法 直接利用软弱土层作为建筑物地基时，一般应按以下要求进行设计：软弱土层为淤泥和淤泥质土时，应充分利用其上覆较好土层作为持力层；假设软弱土层为冲填土、建筑余泥和性能稳定的工业废料，并且均匀性和密实性较好时，均可利用作为持力层。 对于有机质含量较多的生活垃圾和对根底有侵蚀性的工业废料等杂填土，未经处理不宜作为持力层。 当地基承载力和变形不能满足设计要求时，那么应将地基进行人工处理。这种经过人工处理的地基称为人工地基。 局部软弱土层及暗沟、暗塘的处理，可采用根底加深、根底梁跨越，换土垫层或桩基等方法。 当地基承载力和变形不能满足设计要求时，地基处理可选用机械压（夯）实、换土垫层、堆载预压、砂井真空预压、砂桩、碎石桩、灰土桩，水泥旋喷或深层搅拌形成的水泥土桩以及桩基等方法。处在地下水位以上，由建筑余泥或工业废料组成的杂填土地基，可采用机械压（夯）实方法进行处理。其中重锤夯实的有效夯实深度可达1.2m左右；假设采用强夯，那么有效夯实深度应经试验确定；当需要大面积回填夯实时，可采用机械分层回填碾压方法；处理含少量粘性土的建筑余泥、工业废料和炉灰填土地基时，可采用振动压实的方法。当震实机自重2t，振动作用力20230kn时，有效夯实深度可达1.2~1.5m。 处理较厚淤泥和淤泥质土地基时，可用堆载预压、砂井堆载预压或砂井真空预压。采用堆载预压时，预压荷载宜略大于设计荷载，预压时间应根据建筑物要求以及地基固结情况决定，同时应注意堆载大小和速率对周围建筑物的影响。采用砂井堆载预压或砂井真空预压时，应在砂井顶部作排水砂垫层。 用砂桩、碎石桩、灰土桩、水泥旋喷或深层搅拌桩处理软弱地基时，桩的设计参数宜通过试验确定。施工时，表层土如有隆起或松动，应予以挖除或压实。对地基承载力、变形或稳定性要求较高的建筑物，假设用桩基，那么桩尖宜打入压缩性低的土层中。 假设仅需处理软弱地基的浅层，可采用换土垫层的方法。 总之，软弱地基的处理应该因地制宜，处理后的地基承载力应满足设计要求。 2、换土垫层的设计应用 换土垫层就是将根底下面一定厚度的软弱土层挖除，然后以中砂、粗砂、砾石、碎石或卵石、灰土、粘性土以及其他性能稳定、无侵蚀性的材料。垫层应分层夯实，每层夯实后的密度应到达设计标准。 换土垫层设计包括决定垫层所应具有的最小宽度和厚度。 在垫层的宽度方面，根据建筑经验，垫层的顶宽一般采用较根底底边每边宽出200mm，垫层的底宽一般取根底同宽（如图1）。垫层的厚度应根据作用在垫层底面处土的自重应力与附加应力之和不大于软弱土层承载力的条件确定，同时厚度不小于500mm。 在该灌站机房的根底进行设计时，由钻探资料显示，该地基为很厚的软粘土层，其承载力标准值fk=80kn/m2，重度γ=17kn/m3，il=1.00，e=1.00。机房独立根底承受上部结构荷载设计值f=155kn，设计室内外高差为0.3m，室外根底埋深d=0.80m。从以上数据可知，该地基承载力和变形不能满足设计要求。 由于该灌站交通不便，重型机械无法进入（如打桩机等），为了减少工程投资，又能到达设计要求的目的，经几个方案比较，决定采用直接用人工就可施工的换土垫层法作为该灌站根底设计。在垫层材料方面，采用中砂作为垫层，其承载力设计值按f=180kn/m2计算（施工时砂垫层密度控制在中密程度），重度取γ=19.5kn/m3。 按公式l=b=[f/（f-γh）]1/2确定基底长度和宽度（独立柱正方形根底）。式中：l、b——根底底面长和宽； f——上部结构的荷载设计值； f——换土垫层承载力； γ——根底及回填土平均重度，一般取γ=20kn/m3； h——根底自重计算高度。 l=b=[f/（f-γh）]1/2=[155/（180-20×0.95）]1/2=0.98m，取l=b=1.0m下面进行砂垫层厚度的计算： 在进行砂垫层厚度计算时，一般应满足pcz+pz≤fz式中：pcz——作用在垫层底面处土的自重应力（kn/m2）;pz______垫层底面处的附加应力设计值（kn/m2）; fz________垫层底面处软弱土层承载力设计值（kn/m2）; 采用该式确定垫层厚度时，需要用试算法，即预先估计一个厚度，然后按上式校核，如不满足要求时，必须增加垫层厚度，直至满足要求为止。 为了减少计算工作量，设计该机房根底换土垫层的厚度时，采用了查曲线图的计算方法：曲线图见建筑地基根底1990.2023；231。 首先，按下式计算出k1值 k1=[fk+ηbγ软（b-3）+ηdγ其次，按下式计算出k2值 k2=k1+15b（ηdγ -γ ）/p0 （d-0.5）-γ d]×2023/p0 软软 软垫式中：p0——根底底面附加应力（kn/m2）; fk——垫层底面处软弱土层的承载力标准值（kn/m2）;ηb、ηd——分别为根底宽度和埋深的承载力修正系数； d——根底埋置深度（m）； γ软、γ垫——分别为软弱土层和垫层的重度（kn/m3）。 然后根据k 1、k2和根底底面长边与短边的比值n=l/b，由曲线图查得m值。最后算出垫层厚度z=mb。本根底：fk=80kn/m 2、d=0.8m、γηd=1.1。 另外，p0=（f+g）/b-γd=（155+1×0.95×20）/1-17×0.8=160.4kn/m2，代入上两式得： =17kn/m 3、γ =19.5kn/m 3、按表查得ηb=0、 软垫k1=[fk+ηbγ软（b-3）+ηdγ 软 （d-0.5）-γ 软 d]×2023/p0 =[80+1.1×17×（0.8-0.5）-17×0.8]×2023/160.4 .=4.49 k2=k1+15b（ηdγ-γ ）/p0软垫=4.49+15×1×（1.1×17-19.5）/160.4=4.42 根据k1=4. 49、k2=4.42和n=1查曲线图得m=0.82。那么砂垫层厚度：z=bm=1.0×0.82=0.82m，取z=0.85m，如图2所示。 3、结语 该灌站工程建成且连续平安运行已有五年多，