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换填垫层法地基处理要点分析

发布时间:2014-10-28 09:20:16 点击次数:297次
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引言:由于有些软土地基不能满足建筑物承载能力的要求,应对软土地基进行有效的加固措施,以确保建筑物之稳定,但基于地基处理的方法很多,针对不同的地基形式应采取不同的处理方法,故我将对地基处理的换填法进行一下我自己的分析。


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换填法又称换土法。所谓换土法是指将路基范围内的软土清除,用稳定性好的土、石回填并压实或夯实。在公路施工中,一般采用的是开挖换填天然砂砾,即在一定范围内,把影响路基稳定性的淤泥软土用挖掘机挖除,用天然砂砾进行换置,开挖换填深度在2m以内,采用分层填筑、分层压实、分层检测压实度的方法施工。从而改变地基的承载力特性,提高抗变形和稳定能力。在换填过程中,对于换填的天然沙砾中石头的粒径、含量和级配也应充分考虑,最好做试验检测,避免无法压实而引起沉降。


1.换填法的适用范围和条件:

当软土地基的承载力和变形满足不了建筑物的要求,而软土层的厚度又不是很大时,可采用换填法取得较好的效果。换填法常用于荷载不大的建筑、地坪、堆料场地和道路工程等的地基处理。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、暗塘等的浅层处理。处理深度一般在3m以内,也不宜小于0.5m。


1.1换填垫层的施工方法:

施工方法包括:机械碾压法、重锤夯实法和平板振冲法三种。


1.1.1机械碾压法:

采用压路机、推土机、羊足碾或其他压实机械来压实地基土。其施工时应先将拟建建筑物范围一定深度的软弱土挖去,现将基坑底 部碾压,再将沙石、素土、或灰土等垫层材料分层铺在基坑内,涿层压实。采用机械碾压施工时应注意保证碾压的速度:平碾不能大于2km/h;羊足碾不能大于 3km /h;振动碾不能大于2km/h;振动压实机不能大于0.5km/h。由于分层回填碾压应注意防止基坑灌水或雨水下渗,也应控制施工含水量。防止地基因水 处理不当而发生破坏。


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1.1.2重锤夯实法:

重锤夯实法是用起重机械将夯锤提升至一定的高度后,然后自由下落,不断重复夯击已加固地基。其主要设备为起重机械、夯锤、钢丝绳和吊钩。其施工顺序,应一夯挨一夯的顺序进行,在独立基坑内,易按先外后里的顺序夯击。当夯实完毕时,应将基坑表面修整之设计标高.采用重锤夯实施工时,应控制土的最优含水量,使土粒间有适当的水分润滑,夯击时易于相互滑动挤压密实;同时防止土的含水量过大,避免夯击成"橡皮土"。


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1.1.3平板振冲法:

平板振冲法是利用振动压实机来压实无粘性土或粘粒含量少、透水性较好的松散杂填土地基的方法。振动压实施工时,先振基槽两边,后振中间。振动压实的效果与填土成分、振动时间等因素有关。应注意其振动时间对地基土的影响。


2.换填法施工分类及各施工分类的优缺点和施工要点:

2.1素土垫层:

素土垫层是先挖去基础底面下部分或全部软弱土层,然后分层回填较好的素土夯实而成。素土具有一定的承载力,压缩模量在14.0~30.5MPa之间,施工简便,降低工程造价,加快建设速度。但其承载力较低,仅适用于荷载不大的浅层地基加固。

其 施工要点:施工过程中以控制最优含水量在19%~21%之间;填土应从最低处整片分层回填夯实,不能任意分段接缝;小面积可用人工填土而后夯实,大面积可 用机械或人工,如土层太干可喷水是土湿润方可继续回填,以保证上下层土良好的结合;夯实必须夯迹叠合一半,机械碾压不到之处,用人工或小型机械配合夯实; 上下相邻土层接搓应错开,不应小于500mm,并在夯实时,再接搓处夯实遍数应加多;土层夯实遍数应根据密实度和现场试验确定;每铺土层必须及时夯实,如 遇雨水,应将填土层表面的泥浆和积水,处理后回填;待施工完毕时必须及时进行下一道工序的施工,如不能应采取相应的措施。

2.2灰土垫层:

灰土垫层是将基础地面以下按要求挖去软弱土,用石灰按一定的体积比(石灰与土的体积配合比宜为2:8或3:7),在最优含水量的情况下,分层回填和压实。其具有一定的强度,水稳定性和抗渗性,施工简单,费用低。

其 施工要点:施工前先验槽,使其内部平整干净;灰土配合比满足设计规定,保证最优含水量在14%~18%范围内;铺灰层应分段分层夯筑,一般至少夯实四遍, 如图表所示;灰土分段施工时,不得在墙角、柱基及承重墙墙下接缝,上下两层接缝距离不得小于500mm,接缝处应压实;每铺土层必须及时夯实;雨季施工应 防水,保证在无水状态下施工,夯实灰土3天内不得受水浸泡;冬季施工,应防冻注意保温。

灰土最大虚铺厚度

项次 夯实机具种类 重量/t 虚铺厚度/mm 备注

1 石夯、木夯 0.04~0.08 200~250 人力送夯、落高400~500mm,一夯压半夯

2 轻型夯实机械 0.12~0.4 200~250 蛙式打夯机、柴油打夯机

3 压路机 6~10 200~300 双轮

2.3砂和砂砾石垫层:

砂垫层和砂砾石垫层采用砂和砾石混合物,经分层夯实而成。提高了地基承载力,降低建筑物对地基的压应力,减少沉降,由于沙石透水性大,可做良好的排水层,加速软弱土层的排水固结。

施工要点:先验槽,确保其干净稳定;在做垫层按先深后浅的顺序施工;人工级配的砂石,应先将砂、卵石拌和均匀后再铺夯压实;铺地层时应减少对地基的扰动,以免破坏地基;垫层分层铺设,交叉重叠夯实,防止漏震漏压,下层密度检验合格后,方可进行上层施工;入地下水位较高时,应加强基坑内外侧四周的排水工作,确保地基稳定;铺完时,应立即进行下一道工序,保证砂垫层的稳定。

2.4碎石垫层:

用碎石来做软弱土的地基,要求随时要有足够的强度。用作人工地基固结块,下沉能及早完成,变形模量大稳定性好。其施工简便,经济适用,是一种良好的垫层形式。

其 施工要点:先验槽,然后做砂框,用平板振动器振实,在做碎石垫层;垫层应分层铺设和压实;碎石垫层一般用碾压法和振捣法压实;碾压法的压实机一般为 8~12t压路机、6~10t振动压路机或拖拉机牵引4t重平碾;交叉碾压,控制每层碾压最后两遍的沉落差小于1mm;振动时应根据时间来确定碾压的质 量;垫层达到设计标高后,在基础范围垫层顶抹面20~40mm后的水泥砂浆一层封闭,即可施工上部基础。

2.5废渣垫层:

利用建筑垃圾或工业废渣等做垫层,成废渣垫层。利用废料,施工简便,经济实惠,有绿色环保理念,常用的废渣垫层有矿渣垫层、碎砖三合土垫层、粉煤灰垫层等。

2.5.1矿渣垫层;

利用矿渣做垫层,其变行模量大(在30~75MPa之间),可利用工业废料,施工简便,经济适用,是一种良好的换填垫层形式。

2.5.2碎砖三合土垫层:

碎砖三合土垫层,是用碎砖与石灰砂浆拌匀夯实而成。其施工简便,就地取材,可利用建筑废料,造价低廉等优点。 施工要点为:先验槽,在夯实槽底两遍;可用机械或人工配置三合土,最终标准为,是碎砖上粘满砂浆并指稠度均匀为止;垫层厚度在300mm以内,可一次性浇 筑,大于300mm可以分层浇注,铺设厚度第一层为220mm,以后每层为200mm,每层夯打至150mm,逐层铺垫至设计高度;浇筑时,空置其均匀, 不得在夯打后再补填或产销;要夯实平整,高低偏差不得大于20mm;铺设到设计高度时,最后一遍夯打时需加浇浓浆一层,再铺薄层砂子或炉渣,进行最后正平 夯实。

2.5.3粉煤灰垫层:

粉 煤灰是火力发电长的工业废料,有良好的物理力学性能,可作为处理软弱土层的换填材料。其承载力和变形模量较大,废料利用施工简便,质量易于控制,经济效果 好的优点。施工要点:前验槽,预压槽两遍,使之密实;垫层分层铺设并夯实;铺设时控制最优含水量在要求的范围内;每铺完一层并检验合格后,即使铺下一层, 防干燥;冬季施工时,最低气温不得低于0℃,以免粉煤灰含水冻胀.


结果:

换填法进行地基处理,该方法施工简便,易于操作和检测,可就地取材,施工中使用范围广泛,施工和技术人员应了解其工艺特点/性质以及使用换填法进行地基处理的施工要点。




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