第二章 換填法

1、第二章第二章?lián)Q填法（換填法（cushion）第一節(jié)第一節(jié)概述概述淺層處理和深層處理很難明確劃分界限，一般可認(rèn)為地基淺層處理的范圍大致在地面以下5m深度以內(nèi)。淺層人工地基的采用不僅取決于建筑物荷載量值的大小，而且在更大程度上與地基土的物理力學(xué)性質(zhì)有關(guān)。地基淺層處理與深層處理相比，一般使用比較簡(jiǎn)便的工藝技術(shù)和施工設(shè)備，耗費(fèi)較少量的材料。一換填法的原理及適用范圍換填法的原理及適用范圍換填法換填法(ReplacementMethod、Cushi

2、on)就是將基礎(chǔ)底面以下不太深的一定范圍內(nèi)的軟弱土層挖去，然后以質(zhì)地堅(jiān)硬、強(qiáng)度較高、性能穩(wěn)定、具有抗侵蝕性的砂、碎石、卵石、素土、灰土、煤渣、礦渣等材料分層充填，并同時(shí)以人工或機(jī)械方法分層壓、夯、振動(dòng)，使之達(dá)到要求的密實(shí)度，成為良好的人工地基。換土墊層與原土相比，具有承載力高、剛度大、變形小等優(yōu)點(diǎn)。按換填材料的不同，將墊層分為砂墊層、砂卵石墊層、碎石墊層、灰土或素土墊層、煤渣墊層、礦渣墊層以及用其它性能穩(wěn)定、無(wú)侵蝕性的材料做的墊層等。換

3、填法適用于淺層地基處理，包括淤泥、淤泥質(zhì)土、松散素填土、雜填土、已完成自重固結(jié)的吹填土等地基處理以及暗塘、暗溝等淺層處理和低洼區(qū)域的填筑。換填法還適用于一些地域性特殊土的處理，用于膨脹土地基可消除地基土的脹縮作用，用于濕陷性黃土地基可消除黃土的濕陷性，用于山區(qū)地基可用于處理巖面傾斜、破碎、高低差，軟硬不勻以及巖溶等，用于季節(jié)性凍土地基可消除凍脹力和防止凍脹損壞等。墊層的適用范圍見(jiàn)表。二墊層的作用墊層的作用㈠提高地基承載力提高地基承載力大

4、家知道，淺基礎(chǔ)的地基承載力與基礎(chǔ)下土層的抗剪強(qiáng)度有關(guān)。如果以抗剪強(qiáng)度較高的砂或其它填筑材料代替較軟弱的土，可提高地基的承載力，避免地基破壞。㈡減少沉降量減少沉降量一般地基淺層部分的沉降量在總沉降量中所占的比例是比較大的。以條形基礎(chǔ)為例，在相當(dāng)于基礎(chǔ)寬度的深度范圍內(nèi)的沉降量約占總沉降量的50％左右。加以密實(shí)砂或其它填筑材料代替上部軟弱土層，就可以減少這部分的沉降量。由于砂墊層或其它墊層對(duì)應(yīng)力的擴(kuò)散作用，使作用在下臥層土上的壓力減小，這樣也

5、會(huì)相應(yīng)減小下臥層土的沉降量。㈢加速軟弱土層的排水固結(jié)加速軟弱土層的排水固結(jié)建筑物的不透水基礎(chǔ)直接與軟弱土層相接觸時(shí)，在荷載的作用下，軟弱土地基中的水被迫繞基礎(chǔ)兩側(cè)排出，因而使基底下的軟弱土不易固結(jié)，形成較大的孔隙水壓力，還可能導(dǎo)致由于地基強(qiáng)度降低而產(chǎn)生塑性破壞的危險(xiǎn)。砂墊層和砂石墊而變得易于移動(dòng)，夯擊或碾壓時(shí)容易出現(xiàn)類似彈性變形的“橡皮土”現(xiàn)象（軟彈現(xiàn)象），失去夯擊效果。所以，含水量太高或太低都得不到好的壓實(shí)效果。要使土的壓實(shí)效果最好，

6、其含水量一定要適當(dāng)。土的干密度是反映土的密實(shí)度的重要指標(biāo)。d?將同一種土，配制成若干份不同含水量的試樣，用同樣的壓實(shí)能量分別對(duì)每一份試樣進(jìn)行擊實(shí)后，測(cè)定各試樣擊實(shí)后的含水量和干密度，從而繪制含水量與干密度關(guān)系曲線，稱為壓實(shí)曲線壓實(shí)曲線。?d?壓實(shí)曲線表明，存在一個(gè)含水量可使填土的干密度達(dá)到最大值，產(chǎn)生最好的擊實(shí)效果。最優(yōu)含水量最優(yōu)含水量：將這種在一定夯擊能量下填土最易壓實(shí)并獲得最大密實(shí)度的含水量稱作土的最優(yōu)含水量，用wop表示。最大干密

7、度最大干密度：在最優(yōu)含水量下得到的干密度稱作填土的最大干密度，用ρdmax表示。二擊實(shí)功擊實(shí)功擊實(shí)功是用擊數(shù)來(lái)反應(yīng)的，如用同一種土料，在同一含水量下分別用不同擊數(shù)進(jìn)行擊實(shí)試驗(yàn)，就能得到一組隨擊數(shù)不同的含水量與干密度關(guān)系曲線。從而得出如下結(jié)論：★對(duì)于同一種土，最優(yōu)含水量和最大干密度隨壓實(shí)功能而變化；★擊實(shí)功能愈大，得到的最優(yōu)含水量愈小，相應(yīng)的最大干密度愈高。但干密度增大不與擊實(shí)功增大成正比，故企圖單存的用增大擊實(shí)功以提高干密度是不經(jīng)濟(jì)的。

8、有時(shí)還會(huì)引起填土面出現(xiàn)所謂“光面”。★含水量超過(guò)最優(yōu)含水量以后，壓實(shí)功能的影響隨含水量的增加而逐漸減?。弧飺魧?shí)曲線和飽和曲線（土在飽和狀態(tài)＝100％時(shí)含水量與干密度的關(guān)系曲線）不相交，且擊實(shí)曲線永遠(yuǎn)在飽和rS曲線的下方。這是因?yàn)樵谌魏魏肯?，土都不?huì)被擊實(shí)到完全飽和狀態(tài)，亦即擊實(shí)后的土內(nèi)總留存一定量的封閉氣體，故土是非飽和的。相應(yīng)于最大干密度的飽和度在80％左右。三土的級(jí)配土的級(jí)配級(jí)配良好的土易于壓實(shí)，壓實(shí)性較好，這是因?yàn)椴痪鶆蛲羶?nèi)較

9、粗土粒形成的孔隙有足夠的細(xì)土粒去充填，因而能獲得較高的干密度。均勻級(jí)配的土壓實(shí)性較差，因?yàn)榫鶆蛲羶?nèi)較粗的土粒形成的孔隙很少有細(xì)土粒去充填。以上所揭示的土的壓實(shí)特性均是由室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)中得到的。但實(shí)際工程中墊層填土、路堤施工填筑的情況與室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)的條件是有差別的。室內(nèi)擊實(shí)試驗(yàn)是用錘擊的方法使土體密度增加。實(shí)際上擊實(shí)試驗(yàn)使土樣在有側(cè)限的擊實(shí)筒內(nèi)進(jìn)行，不可能發(fā)生側(cè)向位移，力作用在有側(cè)限的土體上，則夯實(shí)會(huì)均勻，且能在最優(yōu)含水量狀態(tài)下獲得最大干密