1、换填地基施工工艺标准4.1 灰土地基灰土地基是将基础底面下要求范围内的软弱土层挖去，用一定比例的石灰与土，在最优含水量情况下，充分拌合，分层回填夯实或压实而成。灰土地基具有一定的强度、水稳性和抗渗性，施工工艺简单，费用较低，是一种应用广泛、经济、实用的地基加固方法。适于加固深14m 厚的软弱土、湿陷性黄土、杂填土等，还可用作结构的辅助防渗层。1材料要求(1)土料采用就地挖出的粘性土及塑性指数大于4 的粉土，土内有机质含量不得超过5。土料应过筛，其颗粒不应大于15mm。(2)石灰应用级以上新鲜的块灰，含氧化钙、氧化镁愈高愈好，使用前 12d 消解并过筛，其颗粒不得大于5mm，且不应夹有未熟化的生
2、石灰块粒及其他杂质，也不得含有过多的水分。2施工工艺方法要点(1)对基槽(坑)应先验槽，消除松土，并打两遍底夯，要求平整干净。如有积水、淤泥应晾干；局部有软弱土层或孔洞，应及时挖除后用灰土分层回填夯实。(2)灰土配合比应符合设计规定，一般用3：7 或 2：8(石灰：土，体积比)。多用人工翻拌，不少于 3 遍，使达到均匀，颜色一致，并适当控制含水量，现场以手握成团，两指轻捏即散为宜，一般最优含水量为14 18；如含水分过多或过少时，应稍晾干或洒水湿润，如有球闭应打碎，要求随拌随用。(3)铺灰应分段分层夯筑，每层虚铺厚度可参见表41，夯实机具可根据工程大小和现场机具条件用人力或机械夯打或碾压，遍数
3、按设计要求的干密度由试夯(或碾压)确定，一般不少于 4 遍。灰土最大虚铺厚度表 4-1 夯实机具种类重量（t）虚铺厚度(mm)备注石夯、木夯0.04 0.08 200 250 人力送夯,落距 400 500mm,一夯压半夯,夯实后约 80 100mm厚轻型夯实机械0.12 0.4 200 250 蛙式打夯机、柴油打夯机，夯实后约 100 150mm 厚压路机6 10 200 300 双轮(4)灰土分段施工时，不得在墙角、柱基及承重窗间墙下接缝，上下两层的接缝距离不得小于500mm，接缝处应夯压密实，并作成直槎。当灰土地基高度不同时，应做成阶梯形，每阶宽不少于500mm；对作辅助防渗层的灰土，应
4、将地下水位以下结构包围，并处理好接缝，同时注意接缝质量，每层虚土从留缝处往前延伸500mm，夯实时应夯过接缝300mm以上；接缝时，用铁锹在留缝处垂直切齐，再铺下段夯实。(5)灰土应当日铺填夯压，人槽(坑)灰土不得隔日夯打。夯实后的灰土30d 内不得受水浸泡，并及时进行基础施工与基坑回填，或在灰土表面作临时性覆盖，避免日晒雨淋。雨季施工时，应采取适当防雨、排水措施，以保证灰土在基槽(坑)内无积水的状态下进行。刚打完的灰土，如突然遇雨，应将松软灰土除去，并补填夯实；稍受湿的灰土可在晾干后补夯。(6)冬期施工，必须在基层不冻的状态下进行，土料应覆盖保温，冻土及夹有冻块的土料不得使用；已熟化的石灰应
5、在次日用完,以充分利用石灰熟化时的热量，当日拌合灰土应当日铺填夯完，表面应用塑料面及草袋覆盖保温，以防灰土垫层早期受冻降低强度。3质量控制(1)施工前应检查原材料，如灰土的土料、石灰以及配合比、灰土拌匀程度。(2)施工过程中应检查分层铺设厚度，分段施工时上下两层的搭接长度，夯实时加水量、夯压遍数等。(3)每层施工结束后检查灰土地基的压实系数。压实系数入。为土在施工时实际达到的干密度d 与室内采用击实试验得到的最大干密度dmax。之比，即：c=（4-1）灰土应逐层用贯人仪检验，以达到控制(设计要求)压实系数所对应的贯人度为合格，或用环刀取样检测灰土的干密度，除以试验的最大干密度求得。施工结束后，
6、应检验灰土地基的承载力。(4)灰土地基的质量验收标准如表42 所示。项目序号检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数值主控项目1 2 3 地基承载力配合比压实系数设计要求设计要求设计要求荷试验或按规定方法按拌合时的体积比现场实测d dmax c=d cdmax 一般项目1 2 3 4 5 石灰粒径土料有机质含量土颗粒粒径含水量（与要求的最优含水量比较）分层厚度偏差（与设计要求比较）mm%mm%mm 5 5 15 2 50 筛分法试验室焙烧法筛分法烘干法水准仪4.2 砂和砂石地基砂和砂石地基(垫层)系采用砂或砂砾石(碎石)混合物，经分层夯(压)实，作为地基的持力层，提高基础下部地基强度，并通过垫层
7、的压力扩散作用，降低地基的压应力，减少变形量，同时垫层可起排水作用，地基土中孔隙水可通过垫层快速地排出，能加速下部土层的沉降和固结。砂和砂石地基具有应用范围广泛；不用水泥、石材；由于砂颗粒大，可防止地下水因毛细作用上升，地基不受冻结的影响；能在施工期间完成沉陷；用机械或人工都可使地基密实，施工工艺简单，可缩短工期，降低造价等特点。适于处理 30m 以内的软弱、透水性强的粘性土地基，包括淤泥、淤泥质土；不宜用于加固湿陷性黄土地基及渗透系数小的粘性土地基。1材料要求(1)砂宜用颗粒级配良好、质地坚硬的中砂或粗砂，当用细砂、粉砂时，应掺加粒径2050mm 的卵石(或碎石)，但要分布均匀。砂中有机质含
8、量不超过5，含泥量应小于5，兼作排水垫层时，含泥量不得超过3。(2)砂石用自然级配的砂砾石(或卵石、碎石)混合物，粒级应在50mm 以下，其含量应在50以内，不得含有植物残体、垃圾等杂物，含泥量小于5。2.构造要求垫层的构造既要求有足够的厚度,以置换可能被剪切破坏的软弱土层，又要有足够的宽度，以防止垫层向两侧挤出。（1）垫层的厚度垫层的厚度z 应根据垫层底部软弱土层的承载力确定,即作用在垫层底面处土的自重压力(标准值)与附加压力(设计 值)之和不大于软弱土层经深度修正后的地基承载力特征值（图4-1），并应符合下式要求：pz+pczfaz 式中PZ垫层底面处的附加压力值（kPa）,可根据基础不同
9、形式分别按以下简化式计算：条形基础pz=矩形基础pz=b 条形基础或矩形基础底面的宽度（m）；l 矩形基础底面的长度（m）；p 基层底面压力（kPa）；b(p-pc)b+2ztg bl(p-pc)(b+2ztg)(c+2ztg )图 4-1 垫层内应力的分布1-基础；2-砂垫层；3-回填土pc基础底面处土的自重压力值（kPa）z 基础底面下垫层的厚度（m）垫层的压力扩散角，可按表4-3 采用；pcz 垫层底面处土的自重压力值（kPa）faz经深度修正后垫层底面处土层的地基承载力特征值（kPa）。压力扩散角()表 4-3换填材料z/b 中砂、粗砂、砾砂、圆砾、角砾、卵石，碎石粘性土和粉土（8Ip
10、14）灰土025 0.50 20 30 6 23 30 注:1 注：1当 zb025 时，除灰土仍取30外，其余材料均取0；2.当 025zb05 时，值可内插求得。按公式(42)确定垫层厚度时，需要用试算法，即预先估计一个厚度，再按式（4-2）2)校核，如不能满足要求时，再增加垫层厚度，直至满足要求为止。垫层的厚度一般为0525m，不宜大于3Om，否则费工费料，施工比较困难，也不够经济，小于05m 则作用不明显。(2)垫层的宽度垫层的宽度应满足基础底面应力扩散的要求，可按下式计算：b b+2ztg 式中b 垫层底面宽度；垫层的压力扩散角，可按表73 采用；当zb025 时，仍按表中zb=0.
11、25 取值.其他符号意义同上。垫层顶面每边宜超出基础底边不小于300mm，或从垫层底面两侧向上按当地经验的要求放坡。大面积整片垫层的底面宽度，常按自然倾斜角控制(图 4-2)适当加宽。垫层的承载力宜通过现场试验确定，当无试验资料时，可按表 44 选用，并验算下卧层的承载力。各种垫层的承载力表 4-4 施工方法换填材料压实系数c承载力fk(kPa)碾压或振密碎石、卵石0940.97 200300 砂夹石（其中碎石、卵石占全重的 30%50%）200250 土夹石（其中碎石、卵石占全重的 30%50%）150200 中砂、粗砂、砾砂150200 粘性土和粉土（8Ip14）130180 灰土0930
12、.95 200250 重锤土或灰土0930.95 150200 注 1.压实系数小的垫层，承载力取低值，反之取高值；2.重锤夯实土的承载力取低值，灰土取高值；3.压实系数 c为土的控制干密度pd与最大干密度pdmax的比值；土的最大干密度宜采用击实试验确定，碎石或卵石的最大干密度可取2.02.2t/m3。3施工工艺方法要点(1)铺设垫层前应验槽，将基底表面浮土、淤泥、杂物清除干净，两侧应设一定坡度，防止振捣时塌方。(2)垫层底面标高不同时，土面应挖成阶梯或斜坡搭接，并按先深后浅的顺序施工，搭接处应夯压密实。分层铺设时，接头应做成斜坡或阶梯形搭接，每层错开0.51.0m，开注意充分捣实。(3)人
13、工级配的砂砾石，应先将砂、卵石拌合均匀后，再铺夯压实。(4)垫层铺设时：严禁扰动垫层下卧层及侧壁的软弱土层，防止被践踏、受冻或受浸泡，降低其强度。如垫层下有厚度较小的淤泥或淤泥质土层，在碾压荷载下抛石能挤入该层底面时，可采取挤淤处理。先在软弱土面上堆填块石、片石等，然后将其压人以置换和挤出软弱土，再做垫层。垫层和砂石垫层铺设厚度及施工最优含水量表 4-5 捣实方法每层铺设厚度（mm）施工时最优含水量（%）施 工 要 点备注平振法200500 1520 1、用平板式振捣器往复振捣，往复次数以简易测定密实度合格为准2、振捣器移动时，每行应搭接三分之一，以防振动面积不搭接不宜使用干细砂或含泥量较大的
14、砂铺筑砂垫层插振法振捣器插入深度饱和1、用插入式振捣器2、插入间距可根据机械振捣大小决定3、不用插至下卧粘性土层4、插入振捣完毕，所留的孔洞应用砂填实5、应有控制地注水和排水不宜使用干细砂或含泥量较大砂铺筑砂垫层水撼法250 饱和1、注水高度略超过铺设面层2、用钢叉摇撼捣实，插入点湿陷性黄土、膨胀土、细砂地基上间距 100mm 左右3、有控制地注水和排水钢 叉 分 四 齿，齿 的 间 距30mm，长 300mm，木柄长900mm 不得使用夯实法150200 812 1、用木夯或机械夯2、木夯 重40kg，落 距400500mm 3、一夯压半夯，全面夯实适用于砂石垫层碾压法150350 812
15、610t 压压路机往复碾压；碾压次数以达到要求密实度为准，一般不少于4 遍，用 振 动 压 实 机 械，振 动35mm 适用于大面积的砂 石 垫层，不宜用于地下水位以下的砂垫层(5)垫层应分层铺设，分层历或压实，基坑内预先安好5m5m 网格标桩,控制每层砂垫层的铺设厚度。每层铺设厚度、砂石最优含水量控制及施工机具、方法的选用参见表4-5。振夯压要做到交叉重叠1/3，防止漏振、漏压。夯实、碾压遍数、振实时间应通过试验确定。用细砂作垫层材料时，不宜使用振捣法或水撼法，以免产生液化现象（6）当地下水位较高或在饱和的软弱地地基上铺设垫层时，应加强基坑内及外侧四周的排水工作，防目砂垫层泡水引起砂的流失，
16、保持基坑边坡稳定；或采取降低地下水位措施，使地下水位降低到基坑底500mm 以下。（7）当采用水撼法或插振法施工时，以振捣棒振幅半径的 1.75 倍为间距(一般为400500mm)插入振捣,依次振实,以不再冒气泡为准，直至完成；同时应采取措施做到有控制地注水和排水。垫层接头应重复振捣，插入式振动棒振完所留孔洞应用砂填实；在振动首层的垫层时，不得将振动棒插入原土层或基槽边部，以避免使软土混入砂垫层而降低砂垫层的强度。（8）垫层铺设完毕，应即进行下道工序施工，严禁小车及人在砂层上面行走，必要时应在垫层上铺板行走。4质量控制（1）施工前应检查砂、石等原材料质量及砂、石拌合均匀程度。（2）施工过程中必
17、须检查分层厚度，分段施工时搭接部分的压实情况、加水量、压实遍数、压实系数。（3）施工结束后，应检查砂及砂石地基的承载力。（4）砂及砂石地基的质量验收标准如表4-6 所示砂及砂石地基质量检验标准表 4-6 项 序检 查 项 目允许偏差或允许值检 查 方 法单位数值主控项目1 2 3 地基承载力配合比压实系数设计要求设计要求设计要求载 荷 试 验 或 按 规定方法检 查 拌 合 时 的 体积比或重量比现场实测一般项目1 2 3 4 5 砂石料有机质含量砂石料含泥量石料粒径含水量（与最优含水量比较）分层厚度（与设计要求比较）%mm%mm 5 5 100 2 50 焙烧法水洗法筛分法烘干法水准仪4.3
18、 粉煤灰地基粉煤灰是火力发电厂的工业废料，有良好的物理力学性能，用它作为处理软弱土层的换填材料，已在许多地区得到应用。它具有承载能力和变形模量较大，可利用废料，施工方便、快速，质量易于控制，技术可行，经济效果显著等优点。可用于作各种软弱土层换填地基的处理，以及作大面积地坪的垫层等。1粉煤灰垫层的特性根据化学分析，粉煤灰中含有大量SiO2、Al2O3、Fe2O3（表 4-7），有类似火山灰的特性，有一定活性，在压实功能作用下能产生一定的自硬强度。粉煤灰的化学成分（%）表 4-7 项目编号SiO2AL2O3FE2O3CaO MgO K2O SO3Na2O 烧失量1 2 3 51.1 51.4 52
19、.327.6 30.9 30.9 7.8 7.4 8.0 2.9 2.8 2.7 1.0 0.7 1.1 1.2 0.7 0.7 0.4 0.4 0.2 0.4 0.3 0.3 7.1 4.9 3.5 注：1编号 1 为国内百多个电厂粉煤灰化学成分的平均值；2编号 2 为上海地区粉煤灰化学成分平均值；3编号 3 为宝钢电厂粉煤灰化学成分。粉煤灰垫层具有遇水后强度降低的特性，其经验数值是：对压实系数 c0.90 0.95 的浸水垫层，其容许承载力可采用 120 200kPa，可满足软弱下卧层的强度与地基变形要求；当c0.90 时，可抗地震液化。2粉煤灰质量要求用一般电厂级以上粉煤灰，含 SiO2
20、、Al2O3、Fe2O3总量尽量选用高的，颗粒粒径宜0.001 2.0mm，烧失量宜低于12%，含 SO3宜小于 0.4%，以免对地下金属管道等产生一定的腐蚀性。粉煤灰中严禁混入植物、生活垃圾及其他有机杂质。粉煤灰进场，其含水量应控制在2%范围内。3施工工艺方法要点（1）铺设前，应清除地基土垃圾，排除表面积水，平整场地，并用8t 压路机预压两遍，使密实。（2）垫层应分层铺设与碾压，铺设厚度用机械夯为200 300mm，夯 完 后 厚 度 为 150 200mm；用 压 路 机 为300 400mm，压实后为250mm 左右。对小面积基坑、槽垫层，可用人工分层摊铺，用平板振动器或蛙式打夯机进行振
21、（夯）实，每次振（夯）板应重叠1/2 1/3 板，往复压实，由两侧或四侧向中间进行，夯实不少于3 遍。大面积垫层应采用推土机摊铺，先用推土机预压三遍，然后用 8t 压路机碾压，施工时压轮重叠1/2 1/3 轮宽，往复碾压，一般碾压 4 6遍。（3）粉煤灰铺设含水量应控制在最优含水量范围内；如含水量过大时，需推铺晾干后再碾压。粉煤灰铺设后，应于当天压完；如压实时含水量过小，呈现松散状态，则应洒水湿润再压实，洒水的水质不得含有油质，pH 值应为 6 9。（4）夯实或碾压时，如出现“橡皮土”现象,应暂停止压实,可采取将垫层开槽、翻松、晾晒或换灰等办法处理。（5）每层铺完经检测合格后，应及时铺筑上层，
22、以防干燥、松散、起尘、污染环境，并应严禁车辆在其上行驶；全部粉煤灰垫层铺设完经验收合格后，应及时进行浇筑混凝土垫层，以防日晒、雨淋破坏。（6）冬期施工，最低气温不得低于0，以免粉煤灰含水冻胀。4质量控制（1）施工前应检查粉煤灰材料，并对基槽清底状况、地质量条件予以检验。（2）施工过程中应检查铺筑厚度、碾压遍数、施工含水量控制、搭接区碾压程度、压实系数等。（3）施工结束后，应对地基的压实系数进行检查，并做载荷试验。载荷试验（平板载荷试验或十字板剪切试验）数量，每单位工程不少于3 点，3000m2以上工程，每300m2至少一点。（4）粉煤灰地基质量检验标准如表4-8 所示。粉煤灰地基质量检验标准表 4-8 项目序号检查项目允许偏差或允许值检查方法单位数量主控项目1 2 压实系数地基承载力设计要求设计要求现场实测按规定方法一般项目1 2 3 4 5 粉煤灰粒径氧化铝及二氧化硅含量烧失量每层铺筑厚度含水量（与最优含水量比较）mm%mm%0.0012.0 70 12 50 2 过筛试验室化学分析试验室烧结法水准仪取样后试验室确定
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