第二章_换土垫层法.ppt

《第二章_换土垫层法.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第二章_换土垫层法.ppt（62页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、 第二章第二章 换填法换填法(Replacement method)(浅层处理法）浅层处理法）ll换填法的概念换填法的概念换填法的概念换填法的概念ll换填法适用性换填法适用性换填法适用性换填法适用性ll换填法的加固机理换填法的加固机理换填法的加固机理换填法的加固机理ll垫层的作用垫层的作用垫层的作用垫层的作用ll垫层的设计垫层的设计垫层的设计垫层的设计2022/12/13一、换填法的概念一、换填法的概念一、换填法的概念一、换填法的概念 当当当当软软软软弱弱弱弱地地地地基基基基的的的的承承承承载载载载力力力力或或或或变变变变形形形形不不不不能能能能满满满满足足足足建建建建筑筑筑筑物物物物要要要要

2、求求求求且且且且软软软软弱弱弱弱土土土土层层层层的的的的厚厚厚厚度度度度不不不不大大大大时时时时（0 0 0 0-3m-3m-3m-3m)，可可可可将将将将基基基基础础础础下下下下一一一一定定定定深深深深度度度度内内内内的的的的软软软软弱弱弱弱土土土土层层层层挖挖挖挖除除除除，然然然然后后后后分分分分层层层层换换换换填填填填强强强强度度度度较较较较高高高高、压压压压缩缩缩缩性性性性较较较较低低低低且且且且无无无无侵侵侵侵蚀蚀蚀蚀性性性性的的的的散散散散体材料，并夯实或振压至要求的密实度。称为体材料，并夯实或振压至要求的密实度。称为体材料，并夯实或振压至要求的密实度。称为体材料，并夯实或振压至要

3、求的密实度。称为换填法。换填法。换填法。换填法。压实方法：机械碾压、重锤夯实、平板振动。压实方法：机械碾压、重锤夯实、平板振动。压实方法：机械碾压、重锤夯实、平板振动。压实方法：机械碾压、重锤夯实、平板振动。二、换填法使用性二、换填法使用性二、换填法使用性二、换填法使用性 换换换换填填填填法法法法是是是是一一一一种种种种地地地地基基基基浅浅浅浅层层层层处处处处理理理理方方方方法法法法。常常常常用用用用于于于于下下下下列列列列土土土土组组组组成成成成的的的的地地地地基基基基情情情情况况况况：淤淤淤淤泥泥泥泥、淤淤淤淤泥泥泥泥质质质质土土土土、湿湿湿湿陷陷陷陷性性性性黄黄黄黄土土土土、膨膨膨膨胀胀

4、胀胀土土土土、素素素素填填填填土土土土、季节性冻土季节性冻土季节性冻土季节性冻土以及以及以及以及暗沟暗沟暗沟暗沟、暗塘暗塘暗塘暗塘等。等。等。等。2.1 概述2022/12/13Smooth-wheel roller 平碾压路机平碾压路机2022/12/132022/12/13 Sheepsfoot roller羊足碾羊足碾压机压机2022/12/13气胎碾压机2022/12/13平板振动压路机2022/12/13三、换填法的分类l砂垫层l砂石垫层l碎石垫层l素土垫层l灰土垫层l二灰垫层l粉煤灰垫层换填法的处理深度：0.5-3m2.1 概述2022/12/13软土软土垫层垫层b回填土回填土(c

5、ushion)2.1 概述2022/12/13一、垫层的作用一、垫层的作用一、垫层的作用一、垫层的作用 提高地基承载力提高地基承载力提高地基承载力提高地基承载力 减小基础沉降量减小基础沉降量减小基础沉降量减小基础沉降量 加速软弱土层的排水固结加速软弱土层的排水固结加速软弱土层的排水固结加速软弱土层的排水固结 防止季节性冻土的冻胀作用防止季节性冻土的冻胀作用防止季节性冻土的冻胀作用防止季节性冻土的冻胀作用 消除地基的湿陷性和胀缩性消除地基的湿陷性和胀缩性消除地基的湿陷性和胀缩性消除地基的湿陷性和胀缩性2.2 2.2 2.2 2.2 加固机理加固机理加固机理加固机理 由地基土附加应力分布规律，让垫

6、层承受上部较大荷载，由地基土附加应力分布规律，让垫层承受上部较大荷载，软弱层承受较小应力，以满足设计对地基要求。软弱层承受较小应力，以满足设计对地基要求。（垫层引起应力扩散）（垫层引起应力扩散）2022/12/13二、换填材料二、换填材料二、换填材料二、换填材料 砂和砂石砂和砂石砂和砂石砂和砂石：中粗砂，可掺入一定量的碎（卵）石，含泥量小于中粗砂，可掺入一定量的碎（卵）石，含泥量小于中粗砂，可掺入一定量的碎（卵）石，含泥量小于中粗砂，可掺入一定量的碎（卵）石，含泥量小于3%3%3%3%；灰土灰土灰土灰土：生石灰：生石灰：生石灰：生石灰：CaoCaoCaoCao含量含量含量含量8%8%8%8%，

7、消解，消解，消解，消解3 3 3 3-4-4-4-4天；天；天；天；土：不含有机质的粘性土；土：不含有机质的粘性土；土：不含有机质的粘性土；土：不含有机质的粘性土；配比：石灰：土配比：石灰：土配比：石灰：土配比：石灰：土=2=2=2=2：8 8 8 8或或或或3 3 3 3：7 7 7 7；碎石碎石碎石碎石：d=5-40mm,d=5-40mm,d=5-40mm,d=5-40mm,含泥量小于含泥量小于含泥量小于含泥量小于5%5%5%5%；2.2 2.2 2.2 2.2 加固机理加固机理加固机理加固机理2022/12/132.3 2.3 换土垫层的设计换土垫层的设计1 1 1 1、换土垫层的设计主

8、要根据换土垫层的设计主要根据换土垫层的设计主要根据换土垫层的设计主要根据换土作用换土作用换土作用换土作用确定确定确定确定2 2 2 2、设计内容包括：、设计内容包括：、设计内容包括：、设计内容包括：垫垫垫垫层层层层承承承承载载载载力力力力验验验验算算算算、基基基基础础础础沉沉沉沉降降降降验验验验算算算算、下下下下卧卧卧卧层层层层承承承承载载载载力力力力验验验验算算算算等。等。等。等。3 3 3 3、对对对对湿湿湿湿陷陷陷陷性性性性黄黄黄黄土土土土、膨膨膨膨胀胀胀胀土土土土和和和和季季季季节节节节性性性性冻冻冻冻土土土土等等等等某某某某些些些些特特特特殊殊殊殊土土土土，处处处处理理理理主主主主要

9、要要要目目目目的的的的是是是是为为为为了了了了消消消消除除除除或或或或部部部部分分分分消消消消除除除除地地地地基基基基土土土土的的的的湿湿湿湿陷陷陷陷性性性性、胀胀胀胀缩缩缩缩性性性性和和和和冻冻冻冻胀胀胀胀性性性性，在在在在设设设设计计计计时时时时所所所所需需需需考考考考虑虑虑虑的的的的问问问问题题题题与与与与一一一一般般般般垫垫垫垫层层层层有所不同。有所不同。有所不同。有所不同。2022/12/13一、用于提高一、用于提高一、用于提高一、用于提高承载力承载力承载力承载力的垫层设计的垫层设计的垫层设计的垫层设计（一）砂石垫层（一）砂石垫层（一）砂石垫层（一）砂石垫层 砂砂砂砂石石石石垫垫垫垫

10、层层层层包包包包括括括括中中中中粗粗粗粗砂砂砂砂垫垫垫垫层层层层和和和和碎碎碎碎石石石石垫垫垫垫层层层层。设设设设计计计计的的的的一一一一般般般般要要要要求求求求是是是是：（1 1 1 1）有有有有足足足足够够够够的的的的厚厚厚厚度度度度以以以以置置置置换换换换可可可可能能能能受受受受到到到到剪剪剪剪切切切切破破破破坏坏坏坏的的的的软软软软弱弱弱弱土土土土层层层层，（2 2 2 2）要要要要有有有有足足足足够够够够的的的的宽宽宽宽度度度度以以以以防防防防止止止止垫垫垫垫层层层层向向向向两两两两侧侧侧侧挤挤挤挤出出出出从从从从而而而而增增增增加加加加沉沉沉沉降降降降（3 3 3 3）做到）做到）

11、做到）做到经济合理经济合理经济合理经济合理。一般将各种材料垫层设计都近似一般将各种材料垫层设计都近似一般将各种材料垫层设计都近似一般将各种材料垫层设计都近似按砂垫层计算方法进行按砂垫层计算方法进行按砂垫层计算方法进行按砂垫层计算方法进行.2.3 2.3 换土垫层的设计换土垫层的设计2022/12/131 1 1 1、砂石垫层厚度的确定、砂石垫层厚度的确定、砂石垫层厚度的确定、砂石垫层厚度的确定 垫层厚度垫层厚度垫层厚度垫层厚度z z z z：依据垫层底部软弱土层的承载力确定。依据垫层底部软弱土层的承载力确定。依据垫层底部软弱土层的承载力确定。依据垫层底部软弱土层的承载力确定。应符合下列要求：应

12、符合下列要求：应符合下列要求：应符合下列要求：下卧层顶面自重应力与附加应力之和小与软土承载力。下卧层顶面自重应力与附加应力之和小与软土承载力。下卧层顶面自重应力与附加应力之和小与软土承载力。下卧层顶面自重应力与附加应力之和小与软土承载力。2.3 2.3 换土垫层的设计换土垫层的设计2022/12/13ll p p p pz zz z计算计算计算计算 工工工工程程程程上上上上常常常常按按按按应应应应力力力力扩扩扩扩散散散散角角角角计计计计算算算算，如如如如建建建建筑筑筑筑地地地地基基基基处处处处理理理理技技技技术术术术规规规规范范范范（JGJ79JGJ79JGJ79JGJ792002200220

13、022002）介介介介绍绍绍绍的的的的用用用用应应应应力力力力扩扩扩扩散散散散角角角角计计计计算算算算公公公公式式式式如如如如下：下：下：下：b回填回填 土土 b bb2.3 2.3 换土垫层的设计换土垫层的设计p p为基底压力为基底压力2022/12/13l 压力扩散角的确定压力扩散角的确定2.3 2.3 换土垫层的设计换土垫层的设计2022/12/132 2 2 2、砂石垫层宽度的确定、砂石垫层宽度的确定、砂石垫层宽度的确定、砂石垫层宽度的确定 最常用的经验方法是最常用的经验方法是最常用的经验方法是最常用的经验方法是压力扩散角压力扩散角压力扩散角压力扩散角法：法：法：法：整片垫层平面尺寸可

14、根据施工要求适当加宽，垫层顶面整片垫层平面尺寸可根据施工要求适当加宽，垫层顶面整片垫层平面尺寸可根据施工要求适当加宽，垫层顶面整片垫层平面尺寸可根据施工要求适当加宽，垫层顶面每边超出基础边缘不少于每边超出基础边缘不少于每边超出基础边缘不少于每边超出基础边缘不少于30303030cmcmcmcm，或从垫层底部两侧按当地经或从垫层底部两侧按当地经或从垫层底部两侧按当地经或从垫层底部两侧按当地经验开挖放坡。验开挖放坡。验开挖放坡。验开挖放坡。2.3 2.3 换土垫层的设计换土垫层的设计2022/12/133 3 3 3、砂石垫层承载力的确定、砂石垫层承载力的确定、砂石垫层承载力的确定、砂石垫层承载力

15、的确定 宜宜宜宜通通通通过过过过现现现现场场场场试试试试验验验验确确确确定定定定。另另另另外外外外，垫垫垫垫层层层层承承承承载载载载力力力力的的的的设设设设计计计计值值值值必必必必须须须须对软弱下卧层的承载力验算后再确定。对软弱下卧层的承载力验算后再确定。对软弱下卧层的承载力验算后再确定。对软弱下卧层的承载力验算后再确定。对对对对一一一一般般般般工工工工程程程程，当当当当无无无无试试试试验验验验资资资资料料料料时时时时，可可可可按按按按表表表表2-42-42-42-4选选选选用用用用，并并并并应应应应验验验验算下卧层的承载力。算下卧层的承载力。算下卧层的承载力。算下卧层的承载力。2.3 2.3

16、 换土垫层的设计换土垫层的设计2022/12/132022/12/134 4 4 4、砂石垫层沉降计算、砂石垫层沉降计算、砂石垫层沉降计算、砂石垫层沉降计算 沉降量等于垫层自身的变形量与下卧层的变形量之和：沉降量等于垫层自身的变形量与下卧层的变形量之和：沉降量等于垫层自身的变形量与下卧层的变形量之和：沉降量等于垫层自身的变形量与下卧层的变形量之和：垫垫垫垫层层层层的的的的压压压压缩缩缩缩模模模模量量量量应应应应由由由由荷荷荷荷载载载载试试试试验验验验确确确确定定定定。当当当当无无无无试试试试验验验验资资资资料料料料时时时时，砂砂砂砂垫垫垫垫层层层层的的的的压压压压缩缩缩缩模模模模量量量量可可可

17、可选选选选用用用用2424242430303030MPaMPaMPaMPa，其其其其它它它它垫垫垫垫层层层层的的的的压压压压缩缩缩缩模模模模量量量量可可可可查阅相关规范。查阅相关规范。查阅相关规范。查阅相关规范。2.3 2.3 换土垫层的设计换土垫层的设计2022/12/132022/12/13（二）干渣垫层（二）干渣垫层（二）干渣垫层（二）干渣垫层 干干干干渣渣渣渣也也也也叫叫叫叫高高高高炉炉炉炉重重重重矿矿矿矿渣渣渣渣，简简简简称称称称矿矿矿矿渣渣渣渣，是是是是高高高高炉炉炉炉冶冶冶冶炼炼炼炼过过过过程程程程中中中中产产产产生生生生的的的的固固固固体体体体废废废废渣渣渣渣经经经经自自自自然

18、然然然冷冷冷冷却却却却而而而而成成成成。干干干干渣渣渣渣作作作作为为为为回回回回填填填填材材材材料料料料已已已已广广广广泛泛泛泛应应应应用用用用于于于于土土土土建建建建工工工工程程程程，在在在在工工工工程程程程中中中中均均均均获获获获得得得得成成成成功功功功，并并并并制制制制定定定定了了了了相相相相应应应应的的的的技技技技术术术术规规规规程。程。程。程。经经经经破破破破碎碎碎碎、筛筛筛筛分分分分的的的的干干干干渣渣渣渣称称称称分分分分级级级级干干干干渣渣渣渣（分分分分为为为为8 8 8 840404040mmmmmmmm和和和和4040404060606060mmmmmmmm两两两两级级级级）

19、；未未未未经经经经破破破破碎碎碎碎、筛筛筛筛分分分分的的的的干干干干渣渣渣渣称称称称原原原原状状状状干干干干渣渣渣渣；经经经经破破破破碎碎碎碎但但但但未经筛分的干渣称未经筛分的干渣称未经筛分的干渣称未经筛分的干渣称混合干渣混合干渣混合干渣混合干渣。2.3 2.3 换土垫层的设计换土垫层的设计2022/12/13 干干干干渣渣渣渣垫垫垫垫层层层层适适适适用用用用于于于于中中中中小小小小型型型型建建建建筑筑筑筑工工工工程程程程，尤尤尤尤其其其其适适适适用用用用于于于于地地地地坪坪坪坪和和和和堆堆堆堆场场场场等等等等工工工工程程程程的的的的大大大大面面面面积积积积地地地地基基基基处处处处理理理理和和

20、和和场场场场地地地地平平平平整整整整，对对对对易易易易受受受受酸酸酸酸性性性性或或或或碱碱碱碱性性性性废废废废水影响的地基不能用干渣作为垫层材料。水影响的地基不能用干渣作为垫层材料。水影响的地基不能用干渣作为垫层材料。水影响的地基不能用干渣作为垫层材料。1 1 1 1干渣垫层的厚度和宽度的确定干渣垫层的厚度和宽度的确定干渣垫层的厚度和宽度的确定干渣垫层的厚度和宽度的确定 干渣垫层的厚度和宽度可按砂石垫层的计算方法确定。干渣垫层的厚度和宽度可按砂石垫层的计算方法确定。干渣垫层的厚度和宽度可按砂石垫层的计算方法确定。干渣垫层的厚度和宽度可按砂石垫层的计算方法确定。2 2 2 2干渣垫层的承载力和变

21、形模量干渣垫层的承载力和变形模量干渣垫层的承载力和变形模量干渣垫层的承载力和变形模量 干干干干渣渣渣渣垫垫垫垫层层层层的的的的承承承承载载载载力力力力和和和和变变变变形形形形模模模模量量量量宜宜宜宜通通通通过过过过现现现现场场场场试试试试验验验验确确确确定定定定。当当当当无无无无现场试验资料时，可按表现场试验资料时，可按表现场试验资料时，可按表现场试验资料时，可按表111111113 3 3 3选用。选用。选用。选用。3 3 3 3干渣垫层沉降计算干渣垫层沉降计算干渣垫层沉降计算干渣垫层沉降计算 干渣垫层沉降计算与砂石垫层的沉降计算相同。干渣垫层沉降计算与砂石垫层的沉降计算相同。干渣垫层沉降计

22、算与砂石垫层的沉降计算相同。干渣垫层沉降计算与砂石垫层的沉降计算相同。2.3 2.3 换土垫层的设计换土垫层的设计2022/12/132.3 2.3 换土垫层的设计换土垫层的设计2022/12/13（三）粉煤灰垫层（三）粉煤灰垫层（三）粉煤灰垫层（三）粉煤灰垫层 粉煤灰是燃煤电厂的工业废弃物。粉煤灰是燃煤电厂的工业废弃物。粉煤灰是燃煤电厂的工业废弃物。粉煤灰是燃煤电厂的工业废弃物。按排放系统划分：干排灰、湿排灰和调湿灰按排放系统划分：干排灰、湿排灰和调湿灰按排放系统划分：干排灰、湿排灰和调湿灰按排放系统划分：干排灰、湿排灰和调湿灰 按含钙量划分：按含钙量划分：按含钙量划分：按含钙量划分：高钙灰

23、高钙灰高钙灰高钙灰(CaO10%)(CaO10%)(CaO10%)(CaO10%)、低钙灰、低钙灰、低钙灰、低钙灰(CaOCaO 10%)10%)上海粉煤灰上海粉煤灰上海粉煤灰上海粉煤灰化学成分见表化学成分见表化学成分见表化学成分见表2-62-62-62-6，可作为填筑材料。，可作为填筑材料。，可作为填筑材料。，可作为填筑材料。粉粉粉粉煤煤煤煤灰灰灰灰垫垫垫垫层层层层适适适适用用用用于于于于厂厂厂厂房房房房、机机机机场场场场、港港港港区区区区陆陆陆陆域域域域和和和和堆堆堆堆场场场场等等等等大大大大、中中中中、小型工程的大面积填筑。小型工程的大面积填筑。小型工程的大面积填筑。小型工程的大面积填筑

24、。2.3 2.3 换土垫层的设计换土垫层的设计2022/12/13压实系数：压实系数：现场土料干密度现场土料干密度d d与室内最大干密度与室内最大干密度dmaxdmax 之比之比 c c=d d/dmaxdmax 2.3 2.3 换土垫层的设计换土垫层的设计2022/12/13粉煤灰性质粉煤灰性质l自重轻：是土的三分之一自重轻：是土的三分之一l击实性能好：击实性能好：l击实曲线与土相比，峰值段具有相对宽的最优含水量区击实曲线与土相比，峰值段具有相对宽的最优含水量区间。间。粉煤灰最优含水量区间粉煤灰最优含水量区间4%4%土的最优含水量区间土的最优含水量区间2%2%l抗剪强度抗剪强度压实系数压实系

25、数0.90-0.950.90-0.95时为：时为：=23-30=23-300 0，c=5-30kPac=5-30kPal压缩性压缩性 压实系数压实系数0.90-0.950.90-0.95时为：时为：E Es s=8-20kPa=8-20kPa2.3 2.3 换土垫层的设计换土垫层的设计2022/12/13l承载力：遇水降低承载力：遇水降低l压实系数压实系数0.90-0.950.90-0.95时为：承载力可采用时为：承载力可采用120kPa-150kPa120kPa-150kPal渗透性渗透性 初始初始K=10K=10-3-3-10-10-5-5cm/s,cm/s,大于粘性土。大于粘性土。由于火

26、山灰反应，强度与抗渗性随龄获得增加由于火山灰反应，强度与抗渗性随龄获得增加l抗液化性抗液化性 宝钢实验证明，压实粉煤灰不会液化。宝钢实验证明，压实粉煤灰不会液化。粉煤灰垫层的设计与砂石垫层相同。粉煤灰垫层的设计与砂石垫层相同。2.3 2.3 换土垫层的设计换土垫层的设计2022/12/13二、用于二、用于二、用于二、用于减小湿陷性减小湿陷性减小湿陷性减小湿陷性的的的的土垫层土垫层土垫层土垫层设计设计设计设计 素土素土素土素土、灰土灰土灰土灰土、二灰垫层二灰垫层二灰垫层二灰垫层总称为土垫层。总称为土垫层。总称为土垫层。总称为土垫层。在在在在湿湿湿湿陷陷陷陷性性性性黄黄黄黄土土土土地地地地基基基基

27、上上上上设设设设置置置置土土土土垫垫垫垫层层层层是是是是我我我我国国国国一一一一种种种种传传传传统统统统的的的的地地地地基处理方法，已有近两千年历史，目前还在广泛使用。基处理方法，已有近两千年历史，目前还在广泛使用。基处理方法，已有近两千年历史，目前还在广泛使用。基处理方法，已有近两千年历史，目前还在广泛使用。采用土垫层处理湿陷性黄土地基：采用土垫层处理湿陷性黄土地基：采用土垫层处理湿陷性黄土地基：采用土垫层处理湿陷性黄土地基：可消除基础底面下可消除基础底面下可消除基础底面下可消除基础底面下1 1 1 13 3 3 3m m m m厚土层的湿陷性。厚土层的湿陷性。厚土层的湿陷性。厚土层的湿陷性

28、。减少地基的压缩性。减少地基的压缩性。减少地基的压缩性。减少地基的压缩性。提高地基的承载力和降低土的透水性。提高地基的承载力和降低土的透水性。提高地基的承载力和降低土的透水性。提高地基的承载力和降低土的透水性。2.3 2.3 换土垫层的设计换土垫层的设计2022/12/13 土垫层按分布范围可分为两种：，土垫层按分布范围可分为两种：，土垫层按分布范围可分为两种：，土垫层按分布范围可分为两种：，1.1.1.1.局部局部局部局部垫层：在建筑物基础底面。垫层：在建筑物基础底面。垫层：在建筑物基础底面。垫层：在建筑物基础底面。2.2.2.2.整片整片整片整片垫层：建筑物范围内的整片垫层。垫层：建筑物范

29、围内的整片垫层。垫层：建筑物范围内的整片垫层。垫层：建筑物范围内的整片垫层。在下列情况下宜采用整片垫层：在下列情况下宜采用整片垫层：在下列情况下宜采用整片垫层：在下列情况下宜采用整片垫层：（1 1 1 1）地基受水浸湿可能性大的工业与民用建筑物；）地基受水浸湿可能性大的工业与民用建筑物；）地基受水浸湿可能性大的工业与民用建筑物；）地基受水浸湿可能性大的工业与民用建筑物；（2 2 2 2）湿陷性黄土层厚度大的）湿陷性黄土层厚度大的）湿陷性黄土层厚度大的）湿陷性黄土层厚度大的级自重湿陷性黄土场地，需级自重湿陷性黄土场地，需级自重湿陷性黄土场地，需级自重湿陷性黄土场地，需要全部消除地基的湿陷性而采用

30、其它方法有困难时；要全部消除地基的湿陷性而采用其它方法有困难时；要全部消除地基的湿陷性而采用其它方法有困难时；要全部消除地基的湿陷性而采用其它方法有困难时；（3 3 3 3）在其它情况下，经技术经济比较后认为合理时。）在其它情况下，经技术经济比较后认为合理时。）在其它情况下，经技术经济比较后认为合理时。）在其它情况下，经技术经济比较后认为合理时。2.3 2.3 换土垫层的设计换土垫层的设计2022/12/13（一）土垫层地基的变形（一）土垫层地基的变形（一）土垫层地基的变形（一）土垫层地基的变形 土垫层地基的变形是由土垫层地基的变形是由土垫层地基的变形是由土垫层地基的变形是由土垫层土垫层土垫层

31、土垫层及其下部的及其下部的及其下部的及其下部的天然土层天然土层天然土层天然土层压缩压缩压缩压缩变形组成。变形组成。变形组成。变形组成。这两部分土层的变形包括这两部分土层的变形包括这两部分土层的变形包括这两部分土层的变形包括浸水前浸水前浸水前浸水前的压缩变形和的压缩变形和的压缩变形和的压缩变形和浸水后浸水后浸水后浸水后的的的的湿陷变形。湿陷变形。湿陷变形。湿陷变形。1 1 1 1土垫层地基的压缩变形土垫层地基的压缩变形土垫层地基的压缩变形土垫层地基的压缩变形 与基础底面面积、基底压力、垫层厚度、施工质量及其与基础底面面积、基底压力、垫层厚度、施工质量及其与基础底面面积、基底压力、垫层厚度、施工质

32、量及其与基础底面面积、基底压力、垫层厚度、施工质量及其下部天然土层的性质有关。下部天然土层的性质有关。下部天然土层的性质有关。下部天然土层的性质有关。荷载试验资料表明，土垫层地基的压缩变形比未经处理荷载试验资料表明，土垫层地基的压缩变形比未经处理荷载试验资料表明，土垫层地基的压缩变形比未经处理荷载试验资料表明，土垫层地基的压缩变形比未经处理的湿陷性黄土地基的压缩变形要小的多，其沉降量与压力的湿陷性黄土地基的压缩变形要小的多，其沉降量与压力的湿陷性黄土地基的压缩变形要小的多，其沉降量与压力的湿陷性黄土地基的压缩变形要小的多，其沉降量与压力的关系接近于直线变化。的关系接近于直线变化。的关系接近于直

33、线变化。的关系接近于直线变化。2.3 2.3 换土垫层的设计换土垫层的设计2022/12/132 2 2 2土垫层地基的土垫层地基的土垫层地基的土垫层地基的湿陷变形湿陷变形湿陷变形湿陷变形 土垫层地基的湿陷变形与未经处理的湿陷性黄土地基的湿土垫层地基的湿陷变形与未经处理的湿陷性黄土地基的湿土垫层地基的湿陷变形与未经处理的湿陷性黄土地基的湿土垫层地基的湿陷变形与未经处理的湿陷性黄土地基的湿陷变形有所不同。陷变形有所不同。陷变形有所不同。陷变形有所不同。未经处理的湿陷性黄土地基未经处理的湿陷性黄土地基未经处理的湿陷性黄土地基未经处理的湿陷性黄土地基的上部土层容易受水浸湿，土的的上部土层容易受水浸湿

34、，土的的上部土层容易受水浸湿，土的的上部土层容易受水浸湿，土的侧向挤出严重，湿陷速率快，湿陷变形大。侧向挤出严重，湿陷速率快，湿陷变形大。侧向挤出严重，湿陷速率快，湿陷变形大。侧向挤出严重，湿陷速率快，湿陷变形大。土垫层地基土垫层地基土垫层地基土垫层地基由于直接在基础底面下挖去了部分湿陷性黄土层，由于直接在基础底面下挖去了部分湿陷性黄土层，由于直接在基础底面下挖去了部分湿陷性黄土层，由于直接在基础底面下挖去了部分湿陷性黄土层，换为密实的土垫层后，透水性大大降低，故浸水的危害性大大换为密实的土垫层后，透水性大大降低，故浸水的危害性大大换为密实的土垫层后，透水性大大降低，故浸水的危害性大大换为密实

35、的土垫层后，透水性大大降低，故浸水的危害性大大减小。减小。减小。减小。垫层地基的湿陷变形主要发生在未经处理的下部湿陷性黄土垫层地基的湿陷变形主要发生在未经处理的下部湿陷性黄土垫层地基的湿陷变形主要发生在未经处理的下部湿陷性黄土垫层地基的湿陷变形主要发生在未经处理的下部湿陷性黄土层中层中层中层中。2.3 2.3 换土垫层的设计换土垫层的设计2022/12/13（二）土垫层（二）土垫层（二）土垫层（二）土垫层厚度厚度厚度厚度的确定的确定的确定的确定 土垫层的厚度越大，则其下部湿陷性土层的厚度相应越土垫层的厚度越大，则其下部湿陷性土层的厚度相应越土垫层的厚度越大，则其下部湿陷性土层的厚度相应越土垫层

36、的厚度越大，则其下部湿陷性土层的厚度相应越薄，而剩余湿陷量就会变小。同时，通过土垫层扩散到下薄，而剩余湿陷量就会变小。同时，通过土垫层扩散到下薄，而剩余湿陷量就会变小。同时，通过土垫层扩散到下薄，而剩余湿陷量就会变小。同时，通过土垫层扩散到下部未处理的湿陷性黄土层上的附加应力也就越小，所以土部未处理的湿陷性黄土层上的附加应力也就越小，所以土部未处理的湿陷性黄土层上的附加应力也就越小，所以土部未处理的湿陷性黄土层上的附加应力也就越小，所以土垫层地基的湿陷变形也必然越小。垫层地基的湿陷变形也必然越小。垫层地基的湿陷变形也必然越小。垫层地基的湿陷变形也必然越小。在非自重湿陷性黄土场地内所作的土垫层上

37、载荷板为在非自重湿陷性黄土场地内所作的土垫层上载荷板为在非自重湿陷性黄土场地内所作的土垫层上载荷板为在非自重湿陷性黄土场地内所作的土垫层上载荷板为1 1 1 1m m m m2 22 2浸水载荷试验（见表浸水载荷试验（见表浸水载荷试验（见表浸水载荷试验（见表111111114 4 4 4）说明：）说明：）说明：）说明：地基所产生的湿陷量主要在地基所产生的湿陷量主要在地基所产生的湿陷量主要在地基所产生的湿陷量主要在1.51.51.51.5倍的基础宽度范围内；倍的基础宽度范围内；倍的基础宽度范围内；倍的基础宽度范围内；素土垫层的厚度不应小于素土垫层的厚度不应小于素土垫层的厚度不应小于素土垫层的厚度

38、不应小于1 1 1 1m m m m；灰土垫层比素土垫层的效果好，因而采用灰土垫层处理灰土垫层比素土垫层的效果好，因而采用灰土垫层处理灰土垫层比素土垫层的效果好，因而采用灰土垫层处理灰土垫层比素土垫层的效果好，因而采用灰土垫层处理非自重湿陷性黄土地基时，可适当减小其厚度。非自重湿陷性黄土地基时，可适当减小其厚度。非自重湿陷性黄土地基时，可适当减小其厚度。非自重湿陷性黄土地基时，可适当减小其厚度。2.3 2.3 换土垫层的设计换土垫层的设计2022/12/132.3 2.3 换土垫层的设计换土垫层的设计2022/12/13 设置在自重湿陷性黄土地基上的土垫层只能消除其上部设置在自重湿陷性黄土地基

39、上的土垫层只能消除其上部设置在自重湿陷性黄土地基上的土垫层只能消除其上部设置在自重湿陷性黄土地基上的土垫层只能消除其上部土层的湿陷性。未经处理的下部土层，在上覆土层的自重土层的湿陷性。未经处理的下部土层，在上覆土层的自重土层的湿陷性。未经处理的下部土层，在上覆土层的自重土层的湿陷性。未经处理的下部土层，在上覆土层的自重压力作用下浸水时仍有可能产生湿陷。压力作用下浸水时仍有可能产生湿陷。压力作用下浸水时仍有可能产生湿陷。压力作用下浸水时仍有可能产生湿陷。因此在自重湿陷性黄土地基上土垫层厚度应大于非自因此在自重湿陷性黄土地基上土垫层厚度应大于非自因此在自重湿陷性黄土地基上土垫层厚度应大于非自因此在

40、自重湿陷性黄土地基上土垫层厚度应大于非自重湿陷性黄土地基上土垫层的厚度，或控制剩余湿陷量不重湿陷性黄土地基上土垫层的厚度，或控制剩余湿陷量不重湿陷性黄土地基上土垫层的厚度，或控制剩余湿陷量不重湿陷性黄土地基上土垫层的厚度，或控制剩余湿陷量不大于大于大于大于20202020cmcmcmcm，才能取得较好的效果。才能取得较好的效果。才能取得较好的效果。才能取得较好的效果。2.3 2.3 换土垫层的设计换土垫层的设计2022/12/13（三）垫层宽度的确定（三）垫层宽度的确定（三）垫层宽度的确定（三）垫层宽度的确定 在在在在单独基础单独基础单独基础单独基础或或或或条形基础条形基础条形基础条形基础下设

41、置一定宽度的土垫层，有利下设置一定宽度的土垫层，有利下设置一定宽度的土垫层，有利下设置一定宽度的土垫层，有利于改善土中的应力扩散，增强地基的稳定性，阻止基底下于改善土中的应力扩散，增强地基的稳定性，阻止基底下于改善土中的应力扩散，增强地基的稳定性，阻止基底下于改善土中的应力扩散，增强地基的稳定性，阻止基底下土向旁侧挤出从而减小或消除地基的上湿陷变形。土向旁侧挤出从而减小或消除地基的上湿陷变形。土向旁侧挤出从而减小或消除地基的上湿陷变形。土向旁侧挤出从而减小或消除地基的上湿陷变形。在土性相同的湿陷性黄土场地上所作的在土性相同的湿陷性黄土场地上所作的在土性相同的湿陷性黄土场地上所作的在土性相同的湿

42、陷性黄土场地上所作的素土垫层素土垫层素土垫层素土垫层荷载试荷载试荷载试荷载试验表明，在相同的基底面积和基底压力下进行浸水试验，验表明，在相同的基底面积和基底压力下进行浸水试验，验表明，在相同的基底面积和基底压力下进行浸水试验，验表明，在相同的基底面积和基底压力下进行浸水试验，宽度不同，地基的湿陷量随垫层宽度的增大而减小。宽度不同，地基的湿陷量随垫层宽度的增大而减小。宽度不同，地基的湿陷量随垫层宽度的增大而减小。宽度不同，地基的湿陷量随垫层宽度的增大而减小。如表如表如表如表111111115 5 5 5所示，垫层的宽度超出基础底面宽度太小，所示，垫层的宽度超出基础底面宽度太小，所示，垫层的宽度超

43、出基础底面宽度太小，所示，垫层的宽度超出基础底面宽度太小，地基受水浸湿后不能有效地防止土的侧向挤出，湿陷变形地基受水浸湿后不能有效地防止土的侧向挤出，湿陷变形地基受水浸湿后不能有效地防止土的侧向挤出，湿陷变形地基受水浸湿后不能有效地防止土的侧向挤出，湿陷变形仍然较大。因此，垫层每边超出基础底面的宽度不得小于仍然较大。因此，垫层每边超出基础底面的宽度不得小于仍然较大。因此，垫层每边超出基础底面的宽度不得小于仍然较大。因此，垫层每边超出基础底面的宽度不得小于垫层厚度的垫层厚度的垫层厚度的垫层厚度的40404040，并不得小于，并不得小于，并不得小于，并不得小于0.50.50.50.5m m m m

44、。2.3 2.3 换土垫层的设计换土垫层的设计2022/12/13 设置设置整片垫层整片垫层是为了消除室内地面和基础底面下部是为了消除室内地面和基础底面下部黄土层的湿陷性，同时借助于整片土垫层的隔水效果，黄土层的湿陷性，同时借助于整片土垫层的隔水效果，可预防水从室内外渗入地基，保护整个建筑物范围内下可预防水从室内外渗入地基，保护整个建筑物范围内下部未经处理的湿陷性黄土层不受水浸湿，所以部未经处理的湿陷性黄土层不受水浸湿，所以整片土垫整片土垫层超出外墙基础外缘的宽度不宜小于其厚度，且不得小层超出外墙基础外缘的宽度不宜小于其厚度，且不得小于于1.51.5m m。2022/12/13（四）土垫层承载

45、力的确定（四）土垫层承载力的确定（四）土垫层承载力的确定（四）土垫层承载力的确定 根据载荷试验资料，素土垫层的容许承载力可达根据载荷试验资料，素土垫层的容许承载力可达根据载荷试验资料，素土垫层的容许承载力可达根据载荷试验资料，素土垫层的容许承载力可达200200200200kPakPakPakPa以上，灰土垫层可达以上，灰土垫层可达以上，灰土垫层可达以上，灰土垫层可达300300300300kPakPakPakPa以上，但具体数值应根据试验以上，但具体数值应根据试验以上，但具体数值应根据试验以上，但具体数值应根据试验或当地经验确定。或当地经验确定。或当地经验确定。或当地经验确定。（1 1 1

46、1）在在在在非非非非自自自自重重重重湿湿湿湿陷陷陷陷性性性性黄黄黄黄土土土土地地地地基基基基上上上上，当当当当设设设设置置置置土土土土垫垫垫垫层层层层是是是是为为为为了了了了消消消消除除除除地地地地基基基基的的的的全全全全部部部部湿湿湿湿陷陷陷陷时时时时，土土土土垫垫垫垫层层层层的的的的容容容容许许许许承承承承载载载载力力力力应应应应根根根根据据据据其其其其下下下下部部部部各天然土层的各天然土层的各天然土层的各天然土层的湿陷起始压力湿陷起始压力湿陷起始压力湿陷起始压力确定。确定。确定。确定。（2 2 2 2）在）在）在）在自重湿陷性黄土地基自重湿陷性黄土地基自重湿陷性黄土地基自重湿陷性黄土地基

47、上，当设置土垫层的目的是控上，当设置土垫层的目的是控上，当设置土垫层的目的是控上，当设置土垫层的目的是控制剩余湿陷量不超过制剩余湿陷量不超过制剩余湿陷量不超过制剩余湿陷量不超过20202020cmcmcmcm，或消除地基的全部湿陷性时，或消除地基的全部湿陷性时，或消除地基的全部湿陷性时，或消除地基的全部湿陷性时，土垫层的容许承载力一般采用土垫层的容许承载力一般采用土垫层的容许承载力一般采用土垫层的容许承载力一般采用200200200200kPakPakPakPa。2.3 2.3 换土垫层的设计换土垫层的设计2022/12/13（3 3 3 3）当土垫层以下天然土层的容许承载力较低时，采用土当土

48、垫层以下天然土层的容许承载力较低时，采用土当土垫层以下天然土层的容许承载力较低时，采用土当土垫层以下天然土层的容许承载力较低时，采用土垫层的目的除消除或减小湿陷性外，还有提高地基承载力垫层的目的除消除或减小湿陷性外，还有提高地基承载力垫层的目的除消除或减小湿陷性外，还有提高地基承载力垫层的目的除消除或减小湿陷性外，还有提高地基承载力的作用。此时土垫层的容许承载力的取值应满足垫层底部的作用。此时土垫层的容许承载力的取值应满足垫层底部的作用。此时土垫层的容许承载力的取值应满足垫层底部的作用。此时土垫层的容许承载力的取值应满足垫层底部总应力不超过下卧天然土层的容许承载力。总应力不超过下卧天然土层的容

49、许承载力。总应力不超过下卧天然土层的容许承载力。总应力不超过下卧天然土层的容许承载力。（4 4 4 4）当设置土垫层的目的是消除地基的部分湿陷性时，土）当设置土垫层的目的是消除地基的部分湿陷性时，土）当设置土垫层的目的是消除地基的部分湿陷性时，土）当设置土垫层的目的是消除地基的部分湿陷性时，土垫层允许承载力的选用主要应从防止或减小土垫层以下天垫层允许承载力的选用主要应从防止或减小土垫层以下天垫层允许承载力的选用主要应从防止或减小土垫层以下天垫层允许承载力的选用主要应从防止或减小土垫层以下天然黄土的湿陷量来考虑，使通过土垫层传递到天然土层的然黄土的湿陷量来考虑，使通过土垫层传递到天然土层的然黄土

50、的湿陷量来考虑，使通过土垫层传递到天然土层的然黄土的湿陷量来考虑，使通过土垫层传递到天然土层的附加应力尽可能地减小，所以，一般采用地允许承载力不附加应力尽可能地减小，所以，一般采用地允许承载力不附加应力尽可能地减小，所以，一般采用地允许承载力不附加应力尽可能地减小，所以，一般采用地允许承载力不宜超过宜超过宜超过宜超过200200200200kPakPakPakPa，以便土垫层能更好发挥其防止湿陷的作用。以便土垫层能更好发挥其防止湿陷的作用。以便土垫层能更好发挥其防止湿陷的作用。以便土垫层能更好发挥其防止湿陷的作用。2.3 2.3 换土垫层的设计换土垫层的设计2022/12/132.4 2.4