2019巖土工程師基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)：換填

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換填

當(dāng)軟弱土地基的承載力和變形滿(mǎn)足不了建筑物的要求，而軟弱土層的厚度又不很大時(shí)將基礎(chǔ)底面以下處理范圍內(nèi)的軟弱土層的部分或全部挖去，然后分層換填強(qiáng)度較大的砂(碎石、素土、灰土、高爐干渣、粉煤灰)或其他性能穩(wěn)定、無(wú)侵蝕性等材料，并壓(夯、振)實(shí)至要求的密實(shí)度為止，這種地基處理的方法稱(chēng)為換填法。它還包括低洼地域筑高(平整場(chǎng)地)或堆填筑高(道路路基)。

機(jī)械碾壓、重錘夯實(shí)、平板振動(dòng)可作為壓(夯、振)實(shí)墊層的不同機(jī)具對(duì)待，這些施工方法不但可處理分層回填土，又可加固地基表層土。

按回填材料不同，墊層可分為：砂墊層、砂石墊層、碎石墊層、素土墊層、灰土墊層、二灰墊層、干渣墊層和粉煤灰墊層等。

《建筑地基處理技術(shù)規(guī)范》(JGJ79—2002)中規(guī)定：換填法適用于淺層軟弱地基及不均勻地基的處理。

墊層的作用主要有：(1)提高地基承載力;(2)減少沉降量;(3)加速軟弱土層的排水固結(jié);(4)防止凍脹;(5)消除膨脹土的脹縮作用;

【例題5】在下列各項(xiàng)中不屬于墊層的作用的是()。

A. 提高地基承載力

B. 減少沉降量

C. 消除膨脹土的脹縮作用

D. 提高軟弱下臥層的承載力

答案:D

【例題6】在下列各種墊層中，適合用于消除膨脹土的脹縮作用的是()。

A. 灰土執(zhí)層

B. 素土墊層

C. 素砼墊層

D. 級(jí)配砂石墊層

答案:D

對(duì)砂墊層的設(shè)計(jì)，即要求有足夠的厚度以置換可能被剪切破壞的軟弱土層，又要求有足夠大寬度以防止砂墊層向兩側(cè)擠出。

1.墊層厚度的確定墊層厚度z應(yīng)根據(jù)需置換軟弱土的深度或墊層底部下臥土層的承載力確定，并符合下式要求：

pz+pcz≤faz (17-5-1)

具體計(jì)算時(shí)，一般可根據(jù)墊層的承載力確定出基礎(chǔ)寬度，再根據(jù)下臥土層的承載力確定出墊層的厚度。可先假設(shè)一個(gè)墊層的厚度，然后按式(17-5-1)進(jìn)行驗(yàn)算，直至滿(mǎn)足要求為止。

【例題7】當(dāng)確定采用墊層法對(duì)地基行處理時(shí)，其墊層的厚度應(yīng)根據(jù)()進(jìn)行確定。

A. 軟弱下臥層的底板埋深

B. 軟弱下臥層的頂板埋深

C. 墊層材料的強(qiáng)度

D. 需置換軟弱土的深度或墊層底部下臥土層的承載力

答案:D

2.墊層寬度的確定墊層的底面寬度應(yīng)以滿(mǎn)足基礎(chǔ)底面應(yīng)力擴(kuò)散和防止墊層向兩側(cè)擠出為原則進(jìn)行設(shè)計(jì)。關(guān)于寬度計(jì)算，目前還缺乏可靠的方法。一般可按下式計(jì)算或根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)確定。

b/≥b+2·ztgθ (17-5-4)

墊層頂面每邊宜比基礎(chǔ)底面大0.3m，或從墊層底面兩側(cè)向上按當(dāng)?shù)亻_(kāi)挖基坑經(jīng)驗(yàn)的要求放坡，整片墊層的寬度可根據(jù)施工的要求適當(dāng)加寬。

【例題8】墊層底面寬度的確定為()。

A. 每邊宜比基礎(chǔ)底面大0.3m

B. 每邊宜比基礎(chǔ)底面大0.5m

C. b/≥b+2·ztgθ

D. b/≥0.6+b

答案:C

3.墊層承載力的確定墊層的承載力宜通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定，當(dāng)無(wú)試驗(yàn)資料時(shí)，可按經(jīng)驗(yàn)取值，并應(yīng)驗(yàn)算下臥層的承載力。

4.沉降計(jì)算對(duì)于重要的建筑或墊層下存在軟弱下臥層的建筑，還應(yīng)進(jìn)行地基變形計(jì)算。建筑物基礎(chǔ)沉降等于墊層自身的變形量s1與下臥土層的變形量s2之和。

墊層施工方法有：

1.機(jī)械碾壓法;

2.重錘夯實(shí)法;

3.平板振動(dòng)法。

工程實(shí)踐中，對(duì)墊層碾壓質(zhì)量的檢驗(yàn)，要求獲得填土最大干密度。其關(guān)鍵在于施工時(shí)控制每層的鋪設(shè)厚度和最優(yōu)含水量，其最大干密度和最優(yōu)含水量宜采用擊實(shí)試驗(yàn)確定。

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