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垫层法是挖出基础底面下一定范围内的软弱土层，分层填筑大强度砂、碎石、素土、灰土及其他性能稳定、无侵蚀性的材料，压实至要求的密度。
垫层法分类1 .按垫层材料分类。 砂垫层、碎石垫层、朴素垫层、灰土垫层、粉煤灰垫层、加筋土垫层等。 2 .按垫层所起的作用进行分类。 换土垫层、排水垫层、加筋土垫层。 垫层法适用条件：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、暗塘等浅层处理，建筑物荷载不大的地基。 充填法的处理深度一般控制在3m以内比较经济，但不应小于0.5m。
垫层的作用是各类工程，垫层所起的主要作用可能不同。 例如，建筑物基础下的垫层主要起换土作用。 在堤坝和土坝等工程中，主要利用垫层起到排水固结的作用。 1 .换土垫层(1)提高地基承载力地基中的剪切破坏从基底底面开始，随着基底压力的增大逐渐向纵深发展。 因此，用大强度砂或其他填筑材料代替软弱土层，可以提高持力层的承载力，避免地基破坏。 (2)在减少地面沉降量的基础上，地面浅层部分应力较大，其沉降量一般占地面总沉降的比例也较大。 用密实砂或密实填筑材料代替浅层软土，可以减少大部分地基沉降量。 另外，由于密实垫层的应力扩散作用，作用于下卧土层的压力变小，因此下卧土层的沉降量也相应减少。 )3)由于砂、碎石等缓冲材料对软土地基的透水性较大，软土地基压缩后，缓冲材料起到良好的排水面作用，基础下表面的孔隙水压力迅速分散，促进缓冲材料下软土地基的固结，提高地基土强度。 )防止地基土冻结，因为粗颗粒垫层的空隙大，不易发生毛细管现象，所以可以防止寒冷地区土中冻结引起的冻结。 2 .排水垫层排水垫层是指在软土地基路堤或大面积堆载基础等处铺设的水平排水层，一般采用透水性良好的中粗砂或碎石填筑，根据需要在垫层底部和顶面增设具有反滤性能的土工合成材料，使砂砾垫层被淤泥堵塞或拉拽其主要作用是： (1)作为水平排水层和下卧软土层的排水通道，加速地基排水固结，提高浅层地基抗剪强度，配合砂井加固深部软土层； )2)约束软弱下卧层侧向变形，提高地基稳定性，改善变形特性。 3 .加筋土垫层加筋土垫层是指在砂、石、土垫层中增加各种加筋材料的复合垫层。 加筋土垫层、土工格室垫层等。 其主要作用是： (1)扩散应力，使压应力分布均匀； )2)提高砂砾垫层的整体性和刚度，减少不均匀沉降； )3)约束软土侧向变形。
垫层设计的主要内容：垫层材料的选择、厚度的确定、垫层的铺设范围及地面沉降计算等。 一、缓冲材料使用缓冲材料。 砂、碎石、素土、灰土、粉煤灰、矿渣、加筋土等。 选择原则：因地制宜根据工程具体条件合理选择。
二.砂垫层厚度和宽度的确定
三.沉降计算
碎石、卵石、夹砂石、砂和矿渣等粗粒换填材料垫层在施工过程中垫层本身压缩变形基本完成，且大小较小，在地基变形计算中可以忽略这一部分； 但对于细粒材料，尤其是厚度较大的垫层，必须考虑垫层本身的变形。 在s1计算中，应力可以取垫层上面和底面压力的平均值。 一般砂层Es=20~30MPa； 粉煤灰Es=8~20MPa，碎石、卵石为30~50MPa。 无论是地基还是垫层，沉降计算都可以用传统的分层总和法计算。
基础灰土垫层施工1 .根据厚度确定软土地基上的土垫层厚度与砂垫层相同。 )1)非自重湿陷性黄土地基垫层厚度保证天然黄土层承受的压力小于湿陷起始压力值。 )2)使自重湿陷性黄土地基的垫层厚度大于非自重湿陷性黄土地基的垫层厚度，或控制残余湿陷量在20cm以下，可以取得较好的效果。 2 .根据宽度确定处理范围，素净垫层或灰土垫层分为局部垫层和整面垫层。 )1)局部垫层)一般设置在矩形(或方形)基础或带状基础底面下，其平面处理范围，每边超过基础底面的宽度不得小于垫层厚度的一半。
)2)整个垫层)一般设置在整个建筑物(大跨度工业厂房除外)的平面范围内。 每边超出建筑物墙体基础外缘的宽度小于垫层厚度，且不得小于2m。 粉煤灰垫层1 .化学性质粉煤灰与天然土中化学成分具有较大相似性，具有火山灰特性，在湿润条件下具有凝固性，与二氧化硅、三氧化二铝等物质发生水合反应，生成水合产物，压实后的粉煤灰颗粒胶结固化形成块状结构2 .物理性质粉煤灰压实曲线与粘性土相似，具有相对较宽的最佳含水量区间，其干密度对含水量的敏感性小于粘性土，最佳含水量易于控制。
垫层施工一、土的压实机理土一般由固体颗粒、水、空气组成。 土中固、液、气三相组成比例反映了干湿、密度，对评价土的工程性质具有重要意义，是垫层压实参数选择的依据。 实践证明，为了最大程度地提高土的压实效果，其含水量必须合适。 碾压过于湿润的土会产生“橡胶土”，无法提高土的密度。 把干土压烂，也不能把土充分压实。 1 .最佳含水量干密度——含水量曲线上干密度峰值为最大干密度，相应含水量为最佳含水量。
2 .干密度——含水量曲线的物理意义)1)粘性土含水量较小时，水化膜较薄，以结合水为主，颗粒间引力较大，通过一定的外压实功，无法克服这种引力，压实效果较低，增加土干密度)的含水量土粒在相同压实功能下容易移动而压实，压实效果提高，土干密度也提高)土中含水量增大到一定程度后，孔隙开始出现自由水，结合膜扩大作用不明显，颗粒间引力较弱，但自由水填充孔隙，阻止土粒间移动3 .土的压实系数c
二、垫层施工工艺机械碾压法、重锤压实法和振动压实法三种。 (一)机械碾压法：机械碾压法采用压路机、推土机、羊腿滚压、振动滚压或其他压实机械压实软土地基土或分层填土垫层。 常用于基坑面积大、开挖量大的工程。
施工顺序(1)将建议范围内一定深度内的软土开挖至设计要求； 2 .碾压夯实底部土体3 .分层填筑，分层加密。 施工参数：如施工机械、铺装厚度、碾压遍数和填筑含水量等通过工地试验确定。 为保证有效的压实质量，控制碾压速度，磨平控制在2.0km/h，磨羊控制在3.0km/h，振动磨平控制在2.0km/h。
碾压法加固表层地基深度一般可达2~3m。 一般粘性土经表层压实处理，地基承载力可达80~100kPa。 质量检查：施工过程中，逐层检查平均干密度、含水量。 采用环刀法或贯入测量法。 每个基坑或100~500m2设置检查点。 )二)重锤夯实法重锤夯实法是用起重机械将夯锤( 15~30kN )抬高至一定高度( 2.5~4.5m )后，使其自由下落，不断重复夯锤加固地基。 1 .施工顺序重锤的紧固应逐发顺序进行。 在独立柱基坑内，宜按先外后里顺序打桩。 同一基坑底面标高不同时，应按先深后浅的顺序逐层夯实。
2 .施工要点(1)现场试夯； )强夯前应检查基坑中土含水量；(3)施工强夯法；(4)现场有边坡或附近建筑物时，应采用必要的防护措施。 3 .质量检查不仅要检查施工记录和强夯最终下沉量，还应检查加固质量。 基槽每30m，基础整体每100m2不少于2点。 用重锤压实的地基承载力可达100~150kPa。 (三)平板振动法振动压实法是利用各种振动压实机，对松散土进行压实振动。 适用于无粘性土和粘粒含量少、透水性好的松散填土地基的处理。 振动压实机的工作原理是通过电动机使两个偏心块以相同的速度反向旋转，产生较大的垂直振动力。 压实效果：夯实一般杂填土后，地基承载力特征值可达100~120kPa。
振动压实的效果与填土的成分、振动时间等因素有关，一般振动时间越长效果越好，但振动时间超过一定值时，振动引起的沉降基本稳定，继续振动就不能产生进一步的压实作用。 因此，有必要在施工前进行试振，得到稳定下沉量与时间的关系。 参考：对于以矿渣、砖、瓦块为主的建筑垃圾，振动时间约1min以上； 对于含炉灰等细粒的回填土，振动时间约为3~5min，有效振动深度为1.2~1.5m。 振动范围为从基础边缘放出0.6m左右，首先振动基槽两侧，在后振动的中间振动。 其振动标准以振动机原地振动、不进一步下沉为合格，通过轻微接触试验检验其均匀性和影响深度。 三、砂(砂石、碎石)褥垫层施工1 .褥垫层材料)颗粒级配良好、质地硬的砂石)砂石材料不均匀系数不小于5，以中粗砂为宜，砂中可掺一定量碎石，但必须均匀分布)不得含有草根、垃圾灰土：土料使用粉质粘土，请勿使用块状粘土和砂质粉土。 石灰请使用新鲜的熟石灰。 2 .施工要点(1)施工机械按垫层选用，压实参数通过现场试验确定。 )2)不同的施工机械应采用不同的最佳含水量，尤其应严格控制素土和灰土垫层。 粉质粘土和灰土施工含水量宜控制在最佳含水量wop2%范围内，粉煤灰应控制在最佳含水量wop4%范围内； 砂砾在使用平板型振子情况下优选为15%~20%，在使用平碾或蛙式夯的情况下优选为8%~12%，在使用嵌入型振子的情况下优选为饱和； 对于碎石和卵石，应充分浇水湿润后压实。 )3)不良地质现象)如垫层下存在古井、古墓、洞室、老基础、暗塘等，应先进行清理，然后施工垫层。 )4)施工中，严禁扰动垫层下的淤泥、淤泥质土等软弱土层。 为避免坑底土层扰动，保留约200mm厚的土层，暂不挖，铺垫层前挖至设计标高。 碎石或卵石垫层，其底部宜设150~300mm厚的砂垫层，或铺土工织物，防止软弱土层表面局部破坏。 )5)垫层底面宜铺设在同一标高上。 不同深度时，基坑底土面应按台阶状或斜坡状开挖重叠，先深后浅的顺序施工垫层，重叠处应压实。 )6)地下水位高于基坑底面时，应采取排放降水的措施。 )7)垫层每层虚铺200~300mm，分层填实，分层压实，每层经检查符合设计要求后，可进行下一层施工。 3 .质检施工质检——环刀法或贯入测量法。 (1)环切法：用容积不小于200cm3的环切机压入每层2/3深度取样，测量其干密度。 树干密度应不小于该砂砾料在密实状态下的树干密度值。 )2)贯入测量法)先刮掉砂垫层表面3cm左右厚的砂，然后用贯入器、钢架、钢筋按贯入度大小定性检测砂垫层质量。 工程质量检验——负荷试验。 换土垫层法注意事项： a .浅层(深层施工困难)； b .再填充厚度为0.5至3.0m (太薄浪费、太厚施工困难、费用高)； c .分层回填压实(质量保证)； d .验算变形e .大面积及深厚垫层宜考虑填料严重程度大于天然土时对变形的影响(自身影响及对邻近建筑物的影响)。 筑龙路桥市政，赞13
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