软土地基处理换填土层法施工工艺

换填土层法施工软土地基处理换填土层法施工 软土地基处理换填土层法施工软土地基处理换填土层法 （1）换填土层法的原理）换填土层法的原理换土垫层法换土垫层法是挖去地表浅层软弱土层或不均匀土层，以质地坚硬、是挖去地表浅层软弱土层或不均匀土层，以质地坚硬、强度较高、性能稳定性好、具有抗侵蚀性的砂、碎石、卵石、素强度较高、性能稳定性好、具有抗侵蚀性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、矿渣等材料分层换填，同时用人工或机械方法进行表土、灰土、矿渣等材料分层换填，同时用人工或机械方法进行表面机械碾压、重锤夯实、振动压实等密实处理至满足工程要求。面机械碾压、重锤夯实、振动压实等密实处理至满足工程要求。换填土层法施工 软土地基处理换填土层法 （1）换填土层法的原理各种不同材料的垫层（如砂垫层、砂石垫层、碎石垫层、各种不同材料的垫层（如砂垫层、砂石垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层及矿渣垫层等）主要的作用是提高地素土垫层、灰土垫层及矿渣垫层等）主要的作用是提高地基承载力，减少沉降量，加速软弱土层的排水固结，调整基承载力，减少沉降量，加速软弱土层的排水固结，调整不均匀地基的刚度，防治冻胀以及消除膨胀土的胀缩作用。不均匀地基的刚度，防治冻胀以及消除膨胀土的胀缩作用。 换填土层法施工 软土地基处理 垫层的作用垫层的作用1 1）提高浅层地基承载力）提高浅层地基承载力2 2）减少地基的变形量）减少地基的变形量3 3）加速软土层的排水固结）加速软土层的排水固结4 4）防止土的冻胀：）防止土的冻胀：毛细现象毛细现象5 5）消除地基土的湿陷性、胀缩性或冻胀性）消除地基土的湿陷性、胀缩性或冻胀性6 6）消除湿陷性黄土的湿陷作用）消除湿陷性黄土的湿陷作用7）局部换填处理暗浜和暗沟）局部换填处理暗浜和暗沟换填土层法施工 软土地基处理粘性土含水量（以质量分数计）较小时，水化膜粘性土含水量（以质量分数计）较小时，水化膜很薄，颗粒间引力大，压实效果差。很薄，颗粒间引力大，压实效果差。增加土含水量时，结合水膜逐渐增厚，颗粒间引增加土含水量时，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密，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，土干密度也随之提高。压实效果提高，土干密度也随之提高。土中含水量增大到一定程度后，孔隙中开始出现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，颗粒间引力自由水，结合水膜的扩大作用并不明显，颗粒间引力很弱，但是，自由水充填在孔隙中，阻止了土粒间的很弱，但是，自由水充填在孔隙中，阻止了土粒间的移动，病随着含水量的增大二阻力逐渐增大，压实效移动，病随着含水量的增大二阻力逐渐增大，压实效果下降，土干密度减少。果下降，土干密度减少。换填土层法施工 软土地基处理2）最优含水量最优含水量现场碾压与室内击实试验的比较现场碾压与室内击实试验的比较a-碾压碾压6遍；遍；b-碾压碾压12遍；遍；c-碾压碾压24遍；遍；d-室内击实试验室内击实试验 。 砂土和粘土的压实曲线砂土和粘土的压实曲线 最大干密度必须是最大干密度必须是针对某一特定的压针对某一特定的压实功能而言的。实功能而言的。山东科技大学 王清标施工含水量施工含水量: 压实系数压实系数: 土的最大干密度土的最大干密度:换填土层法施工 软土地基处理（3 3）击实功）击实功 击实功是用击数来反映的，如用同一种土料，在同一含水率下分别击实功是用击数来反映的，如用同一种土料，在同一含水率下分别用不同击数进行击实试验，就能得到一组随击数不同的含水率与干用不同击数进行击实试验，就能得到一组随击数不同的含水率与干密度关系曲线，从而得出以下结论。密度关系曲线，从而得出以下结论。1）对于同一种土，最优含水率和最大干密度随击实功而变化；击实功）对于同一种土，最优含水率和最大干密度随击实功而变化；击实功愈大，得到的最优含水率愈小，相应的最大干密度愈高。愈大，得到的最优含水率愈小，相应的最大干密度愈高。2）含水率超过最优含水率后，击实功的影响随含水率的增加而逐渐减）含水率超过最优含水率后，击实功的影响随含水率的增加而逐渐减小。小。3）压实曲线和饱和曲线）压实曲线和饱和曲线土在饱和状态时的含水率与干密度的关系曲线土在饱和状态时的含水率与干密度的关系曲线不相交，且压实曲线永远在饱和曲线的下方不相交，且压实曲线永远在饱和曲线的下方换填土层法施工 软土地基处理 （4）土的级配）土的级配 级配良好的土压实性较好，这是因为不均匀土内级配良好的土压实性较好，这是因为不均匀土内粗颗粒形成的孔隙有足够的细土粒填充，因而能获粗颗粒形成的孔隙有足够的细土粒填充，因而能获得较高的干密度；均匀级配的土压实性较差，因为得较高的干密度；均匀级配的土压实性较差，因为均匀土内粗颗粒形成的孔隙很少有细土粒填充。此均匀土内粗颗粒形成的孔隙很少有细土粒填充。此压实特性可由室内击实试验中得到的。压实特性可由室内击实试验中得到的。换填土层法施工 软土地基处理 但实践工程表明，垫层填土、路堤施工填筑的但实践工程表明，垫层填土、路堤施工填筑的情况与室内击实试验的条件是有差别的。室内击实情况与室内击实试验的条件是有差别的。室内击实试验是用锤击的方法使土体密度增加。试验是用锤击的方法使土体密度增加。实际上实际上击实试验使土样在有侧限的击实筒内进行击实试验使土样在有侧限的击实筒内进行，不，不可能发生侧向拉移，力作用在有侧限的土体上，则可能发生侧向拉移，力作用在有侧限的土体上，则夯实会均匀，且能在最优含水率状态下获得最大干夯实会均匀，且能在最优含水率状态下获得最大干密度，而现场施工的土料土块大小不一，含水率和密度，而现场施工的土料土块大小不一，含水率和铺填厚度很难控制均匀，实际压实土的均匀性较差。铺填厚度很难控制均匀，实际压实土的均匀性较差。换填土层法施工 软土地基处理换填土层法 （2）换填土层的适用范围换填土层法可以用于处理浅层软基，包括淤泥、淤泥质土、换填土层法可以用于处理浅层软基，包括淤泥、淤泥质土、松散素填土、杂填土地基及暗塘、暗沟等浅层和低洼区域松散素填土、杂填土地基及暗塘、暗沟等浅层和低洼区域的填筑外，还适用处理一些区域性特殊土。的填筑外，还适用处理一些区域性特殊土。 换填土层法施工 软土地基处理换填土层法（3）垫层材料选择）垫层材料选择砂和砂石垫层材料，应选用颗粒级配良好、质地坚硬的粒料，其颗粒砂和砂石垫层材料，应选用颗粒级配良好、质地坚硬的粒料，其颗粒的不均匀系数最好不能小于的不均匀系数最好不能小于10，以中、粗砂为佳，可掺入一定数量，以中、粗砂为佳，可掺入一定数量的碎（卵）石，但要分布均匀。对湿陷性黄土地基，不得选用砂石等的碎（卵）石，但要分布均匀。对湿陷性黄土地基，不得选用砂石等渗水材料。若采用细砂、粉砂，因不易压实且强度也不高，使用时应渗水材料。若采用细砂、粉砂，因不易压实且强度也不高，使用时应均匀掺入均匀掺入2530的碎卵石，最大粒径不宜大于的碎卵石，最大粒径不宜大于50mm。换填土层法施工 软土地基处理 换填土层法（3）垫层材料选择）垫层材料选择素土垫层素土垫层材料可选用挖出的黏性土，土料中有机质含量不得超过材料可选用挖出的黏性土，土料中有机质含量不得超过5，也不得含有冻土或膨胀土。当含有碎石时，其粒径不宜大于也不得含有冻土或膨胀土。当含有碎石时，其粒径不宜大于50mm。素土垫层材料不应采用地表耕植土、淤泥及淤泥质土、杂填土。素土垫层材料不应采用地表耕植土、淤泥及淤泥质土、杂填土。换填土层法施工 软土地基处理 换填土层法（3）垫层材料选择）垫层材料选择灰土垫层灰土垫层材料中的石灰易用新鲜的消石灰。一般常用的熟石灰粉末质材料中的石灰易用新鲜的消石灰。一般常用的熟石灰粉末质量应符合量应符合II级以上的标准，活性氧化钙、氧化镁含量不低于级以上的标准，活性氧化钙、氧化镁含量不低于50。灰。灰土中土的黏粒（土中土的黏粒（0.005mm以下）或胶粒（以下）或胶粒（0.002mm以下）含量越多，则以下）含量越多，则灰土的强度越高。土料应过筛，其粒径不得大于灰土的强度越高。土料应过筛，其粒径不得大于15mm。碎石垫层中的碎石粒径，一般为碎石垫层中的碎石粒径，一般为540mm的自然级配碎石，含泥量的自然级配碎石，含泥量不大于不大于5。换填土层法施工 软土地基处理换填土层法（3）垫层材料选择）垫层材料选择矿渣垫层矿渣垫层材料采用的矿渣应符合：质地坚硬，稳定性合格。无侵蚀性；材料采用的矿渣应符合：质地坚硬，稳定性合格。无侵蚀性；松散密度不小于松散密度不小于1.1t，压碎指标不大于，压碎指标不大于13，含硫量不大于，含硫量不大于1.5，铁矿含量不大于，铁矿含量不大于1；泥土与有机杂质含量不大于；泥土与有机杂质含量不大于5。换填土层法施工 软土地基处理换填土层法（4）砂垫层施工）砂垫层施工当地基表层具有一定厚度的硬壳层，其承载力较好，能上运输机械时，当地基表层具有一定厚度的硬壳层，其承载力较好，能上运输机械时，一般采用机械分堆摊铺法，即先堆成若干砂堆，然后利用机械或人工一般采用机械分堆摊铺法，即先堆成若干砂堆，然后利用机械或人工摊平。当硬壳层承载力不足时，一般采用顺序推进摊铺法。摊平。当硬壳层承载力不足时，一般采用顺序推进摊铺法。当软土地基表面很软，如新沉积或新吹填不久的超软地基，首先要改当软土地基表面很软，如新沉积或新吹填不久的超软地基，首先要改善地基表面的持力条件，使施工人员和轻型运输工具能在其上工作。善地基表面的持力条件，使施工人员和轻型运输工具能在其上工作。工程上常采用如下措施：地基表面铺荆笆；表面铺设塑料编制网或尼工程上常采用如下措施：地基表面铺荆笆；表面铺设塑料编制网或尼龙纺织网，纺织网上再作砂垫层；表面铺设土工合成材料，土工合成龙纺织网，纺织网上再作砂垫层；表面铺设土工合成材料，土工合成材料上再铺排水垫层。材料上再铺排水垫层。换填土层法施工 软土地基处理换填土层法（5）石灰土垫层施工）石灰土垫层施工灰土垫层施工前必须对下卧地基进行检验，如发现局部软弱土坑，应灰土垫层施工前必须对下卧地基进行检验，如发现局部软弱土坑，应挖除，用素土或灰土填平夯实。挖除，用素土或灰土填平夯实。施工时应将灰土拌和均匀，控制含水率，如土料水分过多或不足时应施工时应将灰土拌和均匀，控制含水率，如土料水分过多或不足时应晾干或洒水润湿。晾干或洒水润湿。换填土层法施工 软土地基处理谢谢大大家家！