项目2 换填垫层

教学目标

1.熟悉换填垫层法的概念、作用，掌握垫层的适用条件。

2.熟悉垫层设计要点。

3.能根据工程的特点合理选择垫层施工。

4.掌握垫层施工质量控制和施工完后的质量检验。

项目背景

背景1.砂垫层在某泵房地基处理中的应用。

某泵房为砖混结构，承重墙下采用钢筋混凝土条形基础，基础宽b=1.2m，埋深d=1.1m，上部结构作用于基础的荷载为116kN／m。勘探资料显示，有一条深度为2.4m的废弃河道（已淤积填满）从泵房基础下穿过，地下水位埋深为0.9m。地基第一层土为洪积土，层厚2.4m，重度18.8kN／m³；第二层为淤泥质粉质黏土，层厚6.3m，重度18.0kN／m³，地基承载力标准值为68kPa；第三层为淤泥质黏土，层厚8.6m，重度17.3kN／m³；第四层为粉质黏土。由于泵房基础将坐落在古河道，有必要对地基进行处理。经多方案技术经济综合比较分析，决定采用砂垫层处理方案。

背景2.上海某学院动力馆砂垫层地基处理工程。

上海某学院动力馆是3层混合结构，建造在冲填土的暗浜范围内，上部建筑正立面与基础平剖面布置如图2.1和图2.2所示。

图2.1 建筑物正立面

建筑物场地系一池塘，冲填时塘底淤泥未挖除，地下水位较高，冲填龄期虽然已达40年之久但仍未能固结。其主要物理力学性质指标见表2.1。在基础平面外冲填土层曾做过两个载荷试验，地基承载力标准值为50kPa和70kPa。

经分析研究，最后决定如下方案：采用砂垫层置换部分冲填土。砂垫层厚度选用0.9m和1.5m两种，辅以井点降水，并适当降低基底压力，控制基底压力为74kPa。

图2.2 基础平剖面

图2.3 涵闸纵剖面（单位：m）

背景3.加筋砂石垫层在涵闸地基处理中的应用。

湖北黄石市拟在长江干堤某废弃涵闸旁重新建一座钢筋混凝土箱形穿堤涵闸。涵闸长109m，每节12m，箱涵内孔尺寸为2m×2m，外轮廓尺寸为3.2m×3.2m（图2.3）。闸位于淤泥质粉质黏土地基，闸底以下软弱土层厚10～18m，地基承载力100kPa。

考虑到地基承载力不足，经方案比较和设计计算，决定采用加筋砂垫层作地基处理。土层厚1.6m，由垫层底面开始每隔50cm厚度铺设一层土工格栅（图2.4）。

背景4.加筋砂石垫层在海堤地基处理中的应用。

浙江舟山东港海堤全长2235m，堤高6.0m，地基分为4个土层，即淤泥质黏土（ω=244.3%），淤泥（ω=54.3%），淤泥质亚黏土（ω=35.6%）和亚黏土（ω=26.4%），总厚度达20m。为使工程顺利进行，在大规模施工前做了一段试验堤。堤身材料为堆石，在与软基接触部位有一层砂石垫层。选用的筋材为织造型土工织物，抗拉强度为60kN／m。第一层织物在横断面上的长度为55m，其上抛填0.7m的砂石垫层；再在垫层上铺第二层织物，长度40m，如图2.5所示。试验堤工程于1994年底完成，并进行了观测，效果良好。

图2.4 闸底加筋砂石垫层

图2.5 浙江舟山东港海堤断面