Transcript 第4章基础垫层施工
4 基础垫层施工 4.1 概述 4.2 灰土垫层施工 4.3 砂和砂石垫层施工 4.4 粉煤灰垫层施工 4.5 其他材料垫层施工 本章小结 4.1 概述 机械碾压法 • 垫层施工的方法： 重锤夯实法 平板振动法 普通垫层 • 垫层的分类： 换填垫层 4.1.1 普通垫层 普通垫层：在浅基础（刚性基础或钢筋混凝土基础） 下通常铺设一层素混凝土垫层，常用等级为C10 的素混凝土，垫层厚度为70~100mm，两边从基 础边缘各放出50~100mm。它与基坑（槽）直接 接触，具有改善基底土质、提供基底工作面的作 用，便于基础施工。 在基坑验槽后应立即浇灌垫层混凝土，以 保护地基，混凝土宜用表面振动器振捣，要求表 面平整。当垫层达到一定强度后，可根据设计要 求在其上面进行弹线、支模、铺放钢筋网片等施 工内容。 4.1.2 换填垫层 换填垫层 地基加固技术 当软弱土地基的承载力和变形满足不了建筑物的要 求，而软弱土层的厚度又不很大时将基础底面以下 处理范围内的软弱土层的部分或全部挖去，然后分 层换填强度较大的砂（碎石、素土、灰土、高炉干 渣、粉煤灰）或其它性能稳定、无侵蚀性等材料， 并压（夯、振）实至要求的密实度为止，这种地基 处理的方法称为换填法.它还包括低洼地域筑高（平 整场地）或堆填筑高（道路路基）。 按回填材料不同，垫层可分为：砂垫层、砂石垫层、碎 石垫层、素土垫层、灰土垫层、二灰垫层、干渣垫层和 粉煤灰垫层等。 《建筑地基处理技术规范》(JGJ79-2002)中规定：换填 法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填 土地基及暗沟、暗塘等的浅层处理。 换填深度一般为0.5~3m。 开挖基坑后，利用分层回填夯压，也可处理较深的软 弱土层。但换填基坑开挖过深，常因地下水位高，需要采 用降水措施；坑壁放坡占地面积大或边坡需要支护；及因 此易引起邻近地面、管网、道路与建筑的沉降变形破坏； 再则施工土方量大、弃土多等因素，常使处理工程费用增 高、工期拖长、对环境的影响增大等。因此，换填法的处 理深度通常控制在3m以内较为经济合理。 采用换填垫层全部置换厚度不大的软弱土层，可取得良好 的效果；对于轻型建筑、地坪、道路或堆场，采用换填垫层处 理上层部分软弱土时，由于传递到下卧层顶面的附加应力很小， 也可取得较好的效果。但对于结构刚度差、体型复杂、荷重较 大的建筑，由于附加荷载对下卧层的影响较大，如仅换填软弱 土层的上部，地基仍将产生较大的变形及不均匀变形，仍有可 能对建筑造成破坏。在我国东南沿海软土地区，许多工程实例 的经验或教训表明，采用换填垫层时，必须考虑建筑体型、荷 载分布、结构刚度等因素对建筑物的影响，对于深厚软弱土层， 不应采用局部换填垫层法处理地基。对于不同特点的工程，还 应分别考虑换填材料的强度、稳定性、压力扩散能力、密度、 渗透性、耐久性、对环境的影响、价格、来源与消耗等。当换 填量大时，尤其应首先考虑当地材料的性能及使用条件。此外 还应考虑所能获得的施工机械设备类型、适用条件等综合因素， 从而合理地进行换填垫层设计及选择施工方法。例如，对于承 受振动荷载的地基不应选择砂垫层进行换填处理；略超过放射 性标准的矿渣可以用于道路或堆场地基的换填，但不应用于建 筑换填垫层处理等。 应根据建筑体型、结构特点、荷载性质、岩土工程条 件、施工机械设备及填料性质和来源等进行综合分析，进行 换填垫层的设计和选择施工方法。 1）换填垫层设计 垫层设计的主要内容是确定垫层的合理厚度和宽度。应 根据建筑体型、结构特点、荷载性质和地质条件，以及机械 设备条件、垫层材料来源等综合考虑，进行垫层的设计。 对垫层的设计，即要求有足够的厚度以置换可能被剪切破 坏的软弱土层，又要求有足够大宽度以防止砂垫层向两侧挤 出。 垫层构造和应力分布如下图所示： 垫层设计计算简图 （1）、垫层厚度的确定 垫层厚度一般是根据垫层底面处软弱土层的承载力而确 定的。如上图所示，h为基础埋深。垫层厚度hs的确定依据是 垫层底部软弱土层的承载力。作用于垫层底面处土的自重应 力与附加应力之和应不大于下卧层的允许承载力，即 pz pcz f az 式中： pz ——垫层底面处的附加应力设计值（kPa）; p cz ——垫层底面处土的自重压力值（kPa）； f az——经深度修正后垫层底面处土层的地基承载力特 征值（kPa）。 垫层底面处的附加压力值 pz 可按压力扩散角 进行简化计算： 条形基础： 矩形基础： b( p p c ) pz b 2 z tg b l ( p pc ) pz (b 2 z tg )(l 2 z tg ) 式中 b ——矩形基础或条形基础底面的宽度（m）； l ——矩形基础底面的长度（m）； p pc ——基础底面压力的设计值（kPa）； z ——基础底面处土的自重压力值（kPa）； ——基础底面下垫层的厚度（m）； ——垫层的压力扩散角（°），可按下表采用。 (2)垫层宽度的确定 垫层的底面宽度应以满足基础底面应力扩散和防止垫层向 两侧挤出为原则进行设计。关于宽度计算，目前还缺乏可 靠的方法。一般可按下式计算或根据当地经验确定。 式中 b b 2 ztg b ——垫层底面宽度(m)； ——垫层的压力扩散角（°），可按上表采用； 当 z /<0.25时，仍按 b z / b =0.25取值。 垫层顶面每边宜比基础底面大0.3m，或从垫层底面两侧向 上按当地开挖基坑经验的要求放坡，整片垫层的宽度可根 据施工的要求适当加宽。 (3)垫层承载力的确定 垫层的承载力宜通过现场试验确定，并 应验算下卧层的承载力。 (4)沉降计算 对于重要的建筑或垫层下存在软弱下卧层的建 筑，还应进行地基变形计算。建筑物基础沉降等于垫层自身 的变形量 与下卧土层的变形量 之和。 s1 s2 2）换填垫层压实参数和施工方法 1）压实参数 ①压实原理 土一般是由固体颗粒、水、气体组成。土中固、液、 气三相组成的比例关系反应土的干湿、密实程度，对评 价土的工程性质有重要意义，是垫层压实参数选择的依 据。 当粘性土的土样含水量较小时，其粒间引力较大，在一定 的外部压实功能作用下，如还不能有效地克服引力而使土 粒相对移动，这时压实效果就比较差。当增大土样含水量 时，结合水膜逐渐增厚，减小了引力，土粒在相同压实功 能条件下易于移动而挤密，所以压实效果较好。但当土样 含水量增大到一定程度后，孔隙中就出现了自由水，结合 水膜的扩大作用就不大了，因而引力的减少就显著，此时 自由水填充在孔隙中，从而产生了阻止土粒移动的作用， 所以压实效果又趋下降，因而设计时要选择一个”最优含 水量”，这就是土的压实机理。 ②压实系数 粘性土含水量-干密度曲线 砂性土含水量-干密度曲线 ②压实系数 d c d d max d max d 现场土的实际控制干密度（g cm ）； 2 d max 的最大干密度（g cm ）。 2 用压实系数可对填土的施工进行控制。压实系数的大小一 般由设计人员根据工程特点使用要求和填土的工程性质来确 定。通常大于或等于0.93。 （2）换填垫层施工方法 (1)机械碾压法 机械碾压法是采用各种压实机械，如压路机、羊足服、推土 机或其他压实机械来压实地基土的一种压实方法，这种方法 常用于大面积填土的压实、杂填土地基处理、道路工程及基 坑面积较大的换土垫层的分层压实。 工程实践中，对垫层碾压质量的检验，要求获得填土最大干 密度。其关键在于施工时控制每层的铺设厚度和最优含水量， 其最大干密度和最优含水量宜采用击实试验确定。所有施工 参数（如施工机械、铺填厚度、碾压遍数、与填筑含水量等） 都必须由工地试验确定。在施工现场相应的压实功能下，由 于现场条件终究与室内试验不同，因而对现场应以压实系数 与施工含水量进行控制。 c 换土垫层的施工参数应根据垫层材料、施工机械设备 及设计要求等，通过现场试验确定，以求得最佳压(夯、振) 实效果。在不具备试验条件的场合，也可按下面表1和表2 取值。 施工时先校设计挖掉要处理的软弱土层，把基础底部 土碾压密实后，在分层填土，逐层压密填土。压实效果取 决于被压实土料的含水量和压实机械的能量；实际工程中 可按下面表1和表2选择合适的分层碾压厚度和次数。 为保证有效压实质量，碾压速度要有所摔制，平碾控 制在2.0 km／h ；羊足碾压控制在3.0 km／h；振动碾控制 在2.0 km／h；振动压实机控制在0.5km／h。 表1：垫层的每层铺填厚废及压实遍数 表2：各种压实机械镶土厚度及压实遍数 (2)重锤夯实法 重锤夯实是利用起重设备将夯锤提升到一定高度，然后自 由落锤，利用重锤自由下落时的冲击能来夯实浅层土层，重复 夯打，使浅部地基土或分层填土夯实。 重锤夯实一般适用地下水位距地表0.8m以上非饱和的黏土、 砂土、杂填土和分层填土，用以提高其强度，减少其压缩性和 不均匀性，也可用于消除或减少湿陷性黄土的表层湿陷性，但 在有效夯实深度内存在软弱土时，或当夯击振动对邻近建筑物 或设备有影响时，不得采用。 重锤夯实法的主要设备为起重机械、夯锤、钢丝绳和吊钩 等。 当直接用钢丝绳悬吊夯锤时，吊车的起重能力一般应大于 锤重的三倍。采用脱钩夯锤时，起重能力应大于夯锤重量的 1.5倍。 夯锤宜采用圆台形，锤重宜大于2t，锤底面单位静压力宜 为15～20kPa。夯锤落距宜大于4m。 施上要点： ①重锤夯实施工前应进行试夯。试夯面积不应小于10 m×10 m， 每层的虚铺厚度应通过试验确定，试夯层数不应少于2层。 ②夯前应检查基坑(槽)中土的含水量，按照试夯结果决定是否加 水。如需加水，应待水全部渗入土中一昼夜后方可夯击。若土的表 面含水量过大，夯击成软塑状态时，可采用铺撒吸 水材料(如生石灰、干上等)换土或其他有效措施处理。分层填土时， 其填料的含水量应控制在最优含水量。 ③在基坑(槽)的周边应作好排水措施，防止向坑(槽)内灌水。有地 下水时应采取降水措施，冬季施工应采取防冻措施。 ④基坑(槽)的夯实范围应大于基础底面，每边应超出基础边缘 0.5m，以便于夯实工作的进行。 ⑤在条形基槽或大面积基坑内夯实时，第一遍宜按一夯挨一夯顺 序进行．第二通宜在第一遍的扎隙点夯击，如此反复进行，最后两 遍应一夯搭半夯。在独立柱基基坑内夯击时，应采取先周边后中间 后先外后里的顺序夯击。当基坑底面标高不一致时，应按先深后浅 的顺序逐层夯击。 ⑥注意边坡稳定性和夯击对邻近建筑物的影响，必要时采取 有效措施。 (3)平板振动法 平板振动法是使用振动压实机来处理无粘性土或粘粒含 量少、透水性较好的松散杂填土地基的一种方法。 振动压实的效果与填土成分、振动时间等因素有关，一 般振动时间越长，效果越好，但振动时间超过某一值后，振 动引起的下沉基本稳定，再继续振动就不能起到进一步压实 的作用。为此，需要施工前进行试振，得出稳定下沉量和时 间的关系。对主要由炉渣、碎砖、瓦块组成的建筑垃圾，振 动时间约在1mim以上；对含炉灰等细粒填土，振动时间约 为3～5mim，有效振实深度为1.2～1.5m。 振实范围应从基础边缘放出0.6m左右，先振基槽两边，后 振中间，其振动的标准是以振动机原地振实不再继续下沉为合 格，并辅以轻便触探试验检验其均匀性及影响深度。振实后地 基承载力宜通过现场载荷试验确定。一般经振实的杂填土地基 承载力可达100～120kPa。 4.2 灰土垫层施工 灰土垫层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（石灰与 土的体积配合比宜为2：8或3：7），在最优含 水量情况下，充分拌合，分层回填夯实或压实 而成。一般用于加固深1～4m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。 4.2.1 材料要求 • 灰土的土料宜用就地挖出的粘性土及塑性指数大于4 的粉土，土内不得含有松软杂质，不得用地表耕植土、 冻土或夹有冻块的土，土料应过筛，其颗粒不得大于 15mm。 • 石灰宜用新鲜的消石灰，含氧化钙氧化镁越高越好， 使用前1~2d消解并过筛，其颗粒不得大于5mm，且 不应夹有未熟化得生石灰块粒及其他杂质，也不得含 有过多的水分。 • 灰土的强度随用灰量增大而提高，但当超过一定的限 值后强度增加很小，灰土的石灰与土的体积配合比宜 为2：8或3：7。 4.2.2 施工准备 • 1）技术准备 （1）收集场地工程地质资料及水文地质资料。 （2）编制施工方案经审批后进行技术交底。 （3）施工前应合理确定填料含水量范围、铺土厚度和夯打 遍数等参数。重要工程的参数应通过压实试验确定。 • 2）机具设备 压路机、平板振捣器或插入式振捣器、木夯、蛙式或柴油打 夯机、手推车、筛子、标准斗、靠尺、耙子、平头铁锹、胶 皮管、小线和木折尺等。 • 3）作业条件 （1）基坑（槽）在铺砂石前必须进行钎探验槽，并按设计 和勘探部门的要求处理完地基，办完隐检手续。 （2）基础施工前应做好水平高程的标志。 （3）当地下水位高于基坑（槽）底时，施工前应采取降水 或降低地下水位的措施，是地下水位经常保持在施工面以下 0.5m左右。 （4）室内灰土和管沟灰土，应在完成上下水管道的安装或 管道墙间加固等措施之后，进行施工，并且将管沟、槽内、 地坪上的积水或杂物、垃圾等清楚干净。 （5）基础外侧打灰土，必须对基础、地下室墙和地下防水 层、保护层进行检查，发现损坏时应及时修补处理，办完隐 检手续。先浇的混凝土基础墙、地梁等均应达到规定的强度， 不得碰坏损伤混凝土。 4.2.3 工艺流程 检查灰土土料、石灰质量 灰土拌合 分层铺灰土 找平、验收 分层夯实 4.2.4 施工要点 （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，不少于三遍， 使达到均匀，颜色一致，并适当控制含水量，现场以手 搓成团，两指轻捏即散为宜，一般最优含水量为14％～ 18％（质量比）。如含水分过多或过少时，应稍晾干或 洒水湿润，如有球团应打碎，要求随拌随用。 （3）铺灰应分段分层夯筑，每层虚铺厚度参见下表， 夯实机具根据工程大小和现场机具条件或机械夯打或碾 压，遍数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 夯实机具种类 夯具质量 （t） 虚铺厚度 （mm） 备 注 石夯、木夯 0.04～0.08 200～250 人力送夯，落高400～ 500mm 200～250 蛙式打夯机 200～300 双轮 轻型夯实机械 压路机 6～10 （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，应作成阶梯形，每阶宽不少于 500mm。对作辅助防渗层的灰土，应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，入槽（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及基坑回填， 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）冬季施工，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实，表面 应用塑料布及草袋覆盖保温，以防灰土垫层早期受冻降低强度。 4.2.5 质量验收规定 • （1）灰土土料、石灰或水泥（当水泥替代灰土中的石灰 时）等材料及配合比应符合设计要求，灰土应搅拌均匀。 • （2） 施工过程中应检查分层铺设的厚度、分段施工时上 下两层的搭接长度、夯实时加水量、夯压遍数、压实系数。 检验必须分层进行。应在每层的压实系数符合设计要求后 铺填上层土。 • （3）灰土的灰土的质量检验方法 换土垫层的施工质量检验必须分层进行，应在每层的压 实系数（通常可取压实系数为0.95）符合设计要求后铺填 上层土。垫层的施工质量检验可采用环刀法、贯入仪、静 力触探、轻型动力触探或标准贯入试验检验。并均应通过 现场试验以设计压实系数所对应的贯入度为标准检验垫层 的施工质量。压实系数也可采用环刀法、灌砂法、灌水法 或其他方法检验。 当采用环刀法检验垫层的施工质量时，取样点应位于每 层厚度的2/3深度处。检验点数量：对大基坑每50～100m2不 应少于1个点；对基槽每10～20m不应少于1个点；每个独立 柱基不应少于1个点。采用贯入仪或动力触探检验垫层的施 工质量时，每分层检验点的间距应小于4m。 换土垫层施工完成后，还应对地基强度或承载力进行 检验。检验方法和标准按设计要求。检验数量：每单位工程 不应少于3点；1000m2以上工程，每100m2至少应有1点； 3000m2以上工程，每300m2至少应有1点；每一独立基础下 至少应有1点；基槽每20延米应有1点。 竣工验收采用载荷试验检验垫层承载力时，每个单体工程 不宜少于3点，对于大型工程则应按单体工程的数量或工程 的面积确定检验点数。 4.2.6 成平保护 • （1）施工时应采取措施保护定位桩、轴线 桩和水平点位桩，防止碰撞位移，并经常 复测。 • （2）绘图施工时，对基础、基础墙或地下 防水层、保护层以及各种管线，均应妥善 保护，防止回填灰土时碰撞或损坏。 • （3）灰土施工后，应及时进行基础结构的 施工并及时回填或及时进行地坪面层的施 工，否则，应临时遮盖，防止日晒雨淋。 4.2.7 安全操作要求 • （1）施工现场的临时用电必须严格遵守现行国家 用电标准《施工现场临时用电安全技术规范》 (JGJ 46—2005)的规定。用电设备应安装漏电保护 器，施工中定期检查电源线路和设备的电器官件， 处理机械故障时必须断电，确保用电安全。 • (2)压路机、夯实机等设备的操作应严格遵守国家 现行标推《建筑机械使用安全技术规程》(JGJ 33—2001)的规定。 • (3)进入施工现场必须戴安全帽，冬、雨期施工必 须配备必要的劳保用品。 • (4)作业区应有明显标识或围栏，严禁闲人人内。 • (5)遇有雨、雪、雾和六级以上大风等恶劣气候， 应停止作业。 4.2.8 环保措施 • (1)灰土、石灰等易飞扬的细颗粒散体材料， 应遮盖存放，防止扬尘。 • (2)现场拌合灰土时，必须采取措施，防止 尘土飞扬。 • (3)施工现场配备洒水降尘器具，指定专人 负责现场洒水降尘。 • (4)运输灰土时必须覆盖，不得沿途遗撤。 4.3 砂和砂石垫层施工 • 砂和砂石垫层是指用砂或砂与石的混合料，经分 层夯实而成。砂和砂石垫层替换了基础下一定厚 度的软弱土层，提高地基承载力；并通过垫层的 压力扩散作用，降低对地基的压应力，减少沉降； 而且由于砂石材料透水性大，可作为良好的排水 层，加速软弱土层的排水固结。 • 优点：该方法具有不用水泥石材、施工工艺简单、 可缩短工期、降低造价等特点。由于砂颗粒大， 可防止地下水因毛细作用上升使地基冻结。适用 于处理3m以内的具有一定透水性的软弱粘性土地 基，不能用于湿陷性黄土地基及渗透系数小的粘 性土地基。 4.3.1 材料要求 • 砂石垫层的材料，宜采用级配良好、质地坚硬的 材料，其颗粒的不均匀系数最好不小于10，以中 粗砂为好。当采用细砂、粉砂时，应掺加粒径 20～50mm的卵石（或碎石），但要分布均匀。 砂垫层含泥量不宜超过5％，也不得含有草根、 垃圾等有机质杂物。作排水垫层时，含泥量不宜 超过3％，并且不应有过大的石块和碎石，因为 碎石过大会导致垫层本身的不均匀压缩，一般要 求碎（卵）石最大粒径不宜大于50mm。对于湿 陷性黄土地基不应选用透水性的砂石垫层。 4.3.2 施工准备 • 1）技术准备 （1）收集场地工程地质资料及水文地质资料。 （2）编制施工方案经审批后进行技术交底。 （3）施工前应合理确定填料含水量范围、铺土厚度和夯打 遍数等参数。重要工程的参数应通过压实试验确定。 • 2）机具设备 压路机、平板振捣器或插入式振捣器、木夯、蛙式或柴油打 夯机、手推车、筛子、标准斗、靠尺、耙子、平头铁锹、胶 皮管、小线和木折尺等。 • 3）作业条件 （1）基坑（槽）在铺砂石前必须进行钎探验槽，并按设计 和勘探部门的要求处理完地基，办完隐检手续。 （2）基础施工前应做好水平高程的标志。 （3）当地下水位高于基坑（槽）底时，施工前应采取降水 或降低地下水位的措施，是地下水位经常保持在施工面以下 0.5m左右。 4.3.3 工艺流程 检查砂料、石料质量 碎石拌合 分层铺砂石 找平、验收 分层夯实 4.3.4 施工要点 (1)铺设垫层前应验槽，将浮土清除。基坑边坡必须稳定， 防止振捣时扬土。槽底或两侧如有孔洞、沟、墓穴等，应 在未做垫层前加以处理。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。先在软弱上面上堆填块石、片石等，然后将其 压入以置换和挤出软弱土，再作垫层。 (2)垫层底面标高不同时，土面应挖成阶梯或斜坡搭接， 按先深后浅的顺序施工，搭接处应夯压密实。分层分段铺 设时，接头应作成斜坡或阶梯形搭接，每层错开0.5~1.0 m， 并应充分捣实。 (3)人工级配的砂石，应先将砂、卵石拌和均匀后，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、受冻或受浸泡对基坑下灵敏度大的地基，在 垫层最下一层只能用木夯夯实，以免破坏基底土的结构。 (5)垫层应分层铺设，分层夯实或压实。基坑内预先安好 5m×5m网格标桩，控制每层砂垫层的铺设厚度。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。在下层密度经检验合格后，方可进行 上层施工。 (6)当地下水位较高或在饱和的软弱地基上铺设垫层时，应 加强基坑内及外侧四周的排水工作，防止砂垫层泡水；或采 取降低地下水位措施，使地下水位降低到基坑底500 mm 以下。 (7)垫层铺设完毕，应立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。在邻近进 行低于砂垫层顶面的开挖时，应采取措施保证砂垫层稳定。 (8)当采用碎石垫层时，要注意以下几点； ①为防止基坑(槽)表面软弱土层挤入碎石垫层的孔隙中而发 生局部破坏，导致建筑物产生附加沉降，一般在垫层的底部 和四周设置一层150一300 mm厚的砂框。当在湿陷性黄土地 基上时，可在垫层底部做一层200 mm厚的3：7灰土防渗层。 ② 施工前应验槽，然后作砂框，用平板振动器振实，再作 碎石垫层。侧边砂框与垫层同时施工。 ③碎石垫层一般用碾压法或振捣法压实。前者用于大面积垫 层压实；后者仅适用于小面积垫层及碾压不到的部位压实。 侧边砂框边缘与土接触处的砂层，用振动器振实或人工夯实。 ④碾压法的压实机械为8—12t压路机、6一l0t振动压路机或 用拖拉机牵引4t重的平碾；每层铺设厚度为250一300 mm，用 人工摊平或推土机拉平后，往返碾压4—6遍，行驶速度为 (3.5±2)km／h，每次碾压与前次碾压后轮轮迹重合一半；控 制每层碾压最后两遍的沉落差小于1mm。 ⑤振捣法的压实机械为功率不小于2．2kw、重量大于65kg 的平板式振动器，每层铺设厚度为200一250 mm，单位面积上 振动时间不少于60 s，振捣遍数由试验确定，一般振3~4遍， 每遍间隔不少于40 min，做到交叉、错开、重叠。施工时按铺 设面积大小，以总的时间来控制碎石分层振实的质量。 ⑥垫层达到设计标高后，在基础范围垫层顶面抹20一40 mm 厚水泥砂浆一层封闭，即可施工上部基础。 4.3.5 质量验收规定 (1)施工前应检查砂、石等原材料质量以及砂、石拌和均匀 程度。 (2)施工过程中应检查分层厚度、分段施工时搭接部分的压 实情况、夯实加水量、夯实遍数、压实系数等。检验必须分 层进行。应在每层的压实系数符合设计要求后，再铺垫上层 砂石。 (3)质量检验方法 ①环刀取样法 ②贯入测定法 ③检验数量 当取样检验垫层的质量时，每单位工程不应少于3点， 1000m2以上工程，每100m2至少应有一个检验点；3000m2以 上工程，每300m2至少应有一个检验点；对于基槽每20延长 米应有一个检验点；每个单独基础下至少应有一个检验点。 (4)施工结束后，应检查砂石地基的承载力。 (5)砂和砂石地基的质量验收标准应符合表4—4的规定。 4.3.6 成平保护 (1)施工时应采取措施保护定位桩、轴线校和水准点桩， 防止碰撞位移，并经常复测。 (2)砂石垫层施工时，对基础、基础墙或地下防水层、 保护层以及各种管线，均应妥善保护，防止回填时碰 撞或损坏。 (3)砂石垫层施工后，应及时进行基础结构的施工并及 时回填或及时进行地坪面层的施工，否则，应临时遮 盖，防止日晒雨淋。 4.3.7 安全操作要求 砂和砂石垫层施工的安全操作要求同灰土垫层的安全操作要求。 4.3.8 环保措施 (1)施工现场配备洒水降尘器具，指定专人负责现场洒水降尘。 (2)运输砂石时必须采取覆盖措施，不得沿途遗撒。 4.4 粉煤灰垫层施工 • 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。粉 煤灰承载能力和变形模量较大，而且是废 料利用，并且有施工简便、质量易于控制、 技术可行和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。 4.4.1 材料要求 • 粉煤灰垫层所用材料，应选用一般电厂Ⅲ 级以上粉煤灰，尽量选用氧化硅、氧化铝 和氧化铁的总含量高的，颗粒宜粗，烧失 量宜低，含氧化硫宜小于0.4％，以免对地 下金属管道等产生腐蚀性。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(31土4)％范 围内。 4.4.2 施工准备 1)技术准备 (1)收集场地工程地质资料和水文地质资料。 (2)编制施工方案经审批后进行技术交底。 (3)施工前应合理确定填料含水量控制范围、铺土厚度和夯 打遍数等参数。重要工程的参数应通过压实试验确定。 2)机具设备 压路机、推土机、平板振捣器或插入式振捣器、木夯、蛙 式或柴油打夯机、手推车、标准斗、靠尺、耙子、平头铁锹、 胶皮管、小线和木折尺等。 3)作业条件 (1)基坑(槽)在铺砂石前必须先行钎探验槽，并按设计和勘 探部门的要求处理完地基办完隐检手续。 (2)基础施工前，应作好水平高程的标志。 (3)当地下水位高于基坑(槽)底时，施工前应采取排水或降 低地下水位的措施，使地下水位经常保持在施工面以下0.5m 左右。 4.4.3 工艺流程 检查粉煤灰质量 分层铺粉煤灰 分层夯实 找平、验收 4.4.4 施工要点 (1)施工前应验槽、预压槽底两遍，使之密实。 (2)垫层应分层铺设并夯实。铺设厚度：用轻型夯实机械为 200一300 mm，用压路机为300一400 mm。对小面积垫层可 用人工摊铺，平板振动器或哇式打夯机振(夯)实，夯实不少 于3遍。大面积垫层应采用推土机摊铺，先用推土机预压两 遍，然后用压路机碾压，一般碾压4—6遍。 (3)粉煤灰铺设含水量应控制在最佳含水量范围内。如含水 量过大或过小时，应晾干或洒水湿润后再碾压。铺设后粉煤 灰垫层，应于当天压完。 〔4)每层铺完经检测合格后，应及时铺筑上层，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，应及时浇筑混凝上垫层，以 防日晒雨淋。 (5)冬季施工，最低气温不得低于0℃，以免粉煤灰含水冻 胀。 4.4.5 质量验收规定 (1)施工前应检查粉煤灰原材料质量。 (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。检验必须分层 进行。应在每层的压实系数符合设计要求后，再铺垫上 层粉煤灰。 (3)质量检验方法 参见砂和砂石垫层的内容。 (4)施工结束后，应检查地基的承载力。 (5)粉煤灰地基的质量验收标准应符合表4-5。 4.4.6 成平保护 (1)施工时应采取措施保护定位桩、轴线桩和水准点桩，防 止碰撞位移，并经常复测。 (2)每层铺完经检测合格后，应及时铺筑上层，以防干燥、 松散、起尘、污染环境，井应严禁车辆在其上行驶；全部粉 煤灰垫层铺没完经验收合格后，应及时浇筑混凝土垫层，以 防日晒雨淋。 4.4.7 安全操作要求 粉煤灰垫层施工的安全操作要求同灰土塾层的安全操作要求。 4.4.8 环保措施 粉煤灰垫层施工的环保措施同灰土垫层的环保措施。 4.5 其他材料垫层施工 4.5.1 矿渣垫层 矿渣垫层是利用矿渣作垫层材料，变形模量大(在 30~75MPa之间)，可利用工业废料，施工简便，经济实用， 是一种良好的换填垫层形式。 4.5.2 碎砖三合土垫层 碎砖三合土(又称灰浆碎砖三合土)垫层，是用碎砖与石灰 砂浆(或石灰浆)拌匀夯实而成。碎砖三合土垫层施工简便 并具有就地取材、可利用建筑废料和造价低廉等优点，适 用于深度在1.2m以内的民用建筑地基加固或作地面垫层。 4.5.3 素土垫层 素土垫层是先挖去基础底面下的部分或全部软弱土层，然 后分层回填较好的素土夯实而成。素土垫层具有一定的承载 力，压缩模量在14.0~30.5MPa之间。素土垫层不用建筑材料， 施工简便，可大幅度降低建筑造价，加快建设速度。素土垫 层适用于处理厚度为1~4m的软土、湿陷性黄土和杂填土地 基。但由于素土的稳定时间较长，承载力较低，一般 仅用于上部建筑荷载不大和相对沉降差要求不高的浅层地基 加固。素土垫层在湿陷性黄土地区使用较为广泛，这是一种 以土治土的处理湿陷性黄土地基的传统方法。 本章小结 • 本章主要介绍了换填法地基加固的几种常用的基础垫层 类型，即灰土垫层、砂和砂石垫层、粉煤灰垫层等的定 义、适用范围、基本规定、施工准备(技术准备、材料准 备、施工机具、作业条件)、材料(质量)要求、施工流程 图、施工方法(施工工艺)要点、质量标淮(规范)、成品保 护及安全环保措施等方面的内容。当软土地基不能满足 承载力或稳定要求时，对地基加固是有效的措施。加固 方法很多，而且尚在发展中，各种方法都有它的适用范 围和局限性，选用何种方法，必须进行技术经济综合考 虑。在选择地基处理方案前，应搜集详细的工程地质、 水文地质及地基基础设计资料；根据工程的设计要求和 采用天然地基存在的主要问题，确定地基处理的目的、 处理范围和处理后要求达到的各项技术经济指标。换填 法的原理是减少或减小土体中的孔隙，使土颗粒尽量靠 拢，从而减少压缩性，提高强度．本章介绍的灰土垫层、 砂和砂石垫层、粉煤灰垫层等均属于换填法。 • 学生应在课堂教学的同时，结合实践教学，加深对本章 节内容的了解。