文档介绍:换 填 法
Replacement Method
专题
合肥工业大学本科生教学
《地基处理》
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主要内容
适用范围
加固机理
垫层设计
垫层施工
垫层质量检验
工程实例
换填法
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3)灰土垫层
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15mm。石灰宜用新鲜的消石灰,其颗粒不得大于5mm。
灰土强度随土料中粘粒含量增高而加大,塑性指数小于4的粉土中粘粒含量太少,不能达到提高灰土强度的目的,因而不能用于拌合灰土。灰土所用的消石灰应符合Ⅲ级以上标准,贮存期不超过3个月,所含活性CaO和MgO越高则胶结力越强。通常灰土的最佳含灰率为CaO+MgO约达总量的8%。石灰应消解3~4d并筛除生石灰块后使用
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4)粉煤灰垫层
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。
粉煤灰可分为湿排灰和调湿灰。按其燃烧后形成玻璃体的粒经分析,应属粉土的范畴。但由于含有CaO、SO3等成分,具有一定的活性,当与水作用时,因具有胶凝作用的火山灰反应,使粉煤灰垫层逐渐获得一定的强度与刚度,有效地改善了垫层地基的承载能力及减小变形的能力。不同于抗地震液化能力较低的粉土或粉砂,由于粉煤灰具有一定的胶凝作用,,即可以抵抗7度地震液化。
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5)矿渣垫层
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11kN/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。
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6)其他工业废渣垫层
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。
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7)土工合成材料垫层
由分层铺设的土工合成材料与地基土构成加筋垫层。作为加筋的上工合成材料应采用抗拉强度较高、受力时伸长率不大于4%~5%、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。
用于换填垫层的土工合成材料,在垫层中主要起加筋作用,以提高地基土的抗拉和抗剪强度、防止垫层被拉断裂和剪切破坏、保持垫层的完整性、提高垫层的抗弯刚度,因此利用土工合成材料加筋的垫层有效地改变了天然地基的性状,增大了压力扩散角,降低了下卧天然地基表面的压力,约束了地基侧向变形,调整了地基不均匀变形,增大地基的稳定性并提高地基的承载力。
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提高地基承载力
减少沉降量
加速软弱土层的排水固结
防止冻胀
消除地基土的湿陷性、膨胀性作用
虽然不同材料的垫层,其应力分布稍有差异,但从试验结果分析其极限承载力还是比较接近的;通过沉降观测资料发现,不同材料垫层的特点基本相似,故可将各种材料的垫层设计都近似的按砂垫层的计算方法进行计算。但对湿陷性黄土、膨胀土、季节性冻土等某些特殊土采用换土垫层处理时,因其主要处理目的是为了消除地基土的湿陷性、膨胀性和冻胀性,所以在设计时需考虑的解决问题的关键也应有所不同。
8.垫层的作用
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(1)提高地基承载力 大家知道,浅基础的地基承载力与持力层的抗剪强度有关。如果以抗剪强度较高的砂或其它填筑材料代替软弱的土,可提高地基的承载力,避免地基破坏。
(2)减少沉降量 一般地基浅层部分沉降量在总沉降量中所占的比例题是比较大的。以条形基础为例题,在相当于基础宽度的深度范围内的沉降量约占总沉降量50%左右。如以密实砂或其它填筑材料代替上部软