7.2置换法(换填法)

文献内容出自：高校土木工程专业指导委员会规划推荐教材《地基处理》P58 浙江大学 龚晓南 编著 同济大学 叶书麟 主审 中国建筑工业出版社 7.2 置换法（换填法） 置换法是指应用物理力学性质较好的岩土材料置换天然地基中的部分或全部软弱土体或不良土体，形成双层地基或复合地基，以达到提高地基承载力、减少沉降目的一类地基处理方法。不少地基处理方法在加固地基时都有置换作用，属于置换法的地基处理方法指的是以置换为主的一类地基处理方法，其方法主要有：换土垫层法、挤淤置换法、褥垫法、强夯置换法以及碎石桩置换法和砂桩置换法、石灰桩法、气泡轻质填土法和EPS超轻质料填土法等。 7.2.1 换土垫层法 7.2.1.1 加固机理和适用方法 换土垫层法就是将基础底面以下不太深的 一定范围内软弱土层挖去，然后用强度高、压缩性能好的岩土材料，如砂、碎石、矿渣、灰土、土工格栅加砂石料等材料分层填筑，采用碾压、振密等方法使垫层密实。通过垫层将上部荷载扩散传到垫层下卧层地基中，以满足提高地基承载力和减少沉降的要求。 填土垫层法适用于软弱土层分布在浅层且较薄的各类不良地基的处理。 7.2.1.2 设计 换土垫层法加固地基设计包括垫层材料的选用，垫层铺设范围、厚度的确定，以及地基沉降计算等。 1.垫层材料选用 P59 采用换图垫层处理地基，垫层材料可因地制宜地根据工程的具体条件合理选 用下述材料： ⑴砂、碎石或砂石料； ⑵灰土； ⑶粉煤灰或矿渣； ⑷土工合成材料加碎石垫层等。 2.确定垫层铺设范围 垫层铺设范围应满足基础底面应力扩散的要求。对条形基础，垫层铺设厚度B可根据当地经验确定，也可按下式计算： 2 tanBbz 式中 B—垫层厚度，m； b—基础底面宽度，m； Z—垫层厚度，m；  —应力扩散角，可按下表采用 整片垫层的铺设宽度可根据施工的要求适当放宽。垫层顶面每边宜超出基础底边不小于 300mm，或从垫层地面两侧向上，按当地开挖基坑经验放坡。 3.确定垫层厚度 垫层铺设厚度根据需要置换软弱土层的厚度确定，要求垫层底面处土的自重 应力与荷载作用下产生的附加应力之和不大于同一标高处的地基承载力特征值，如下图所示。其表达式为： 设计计算时，先根据垫层的地基承载力特征值确定出基础宽度，再根据下卧层的承载力特征值确定垫层的厚度。一般情况下，垫层厚度不宜小于 0.5m，也不宜大于 3m。垫层太厚成本高而且施工比较困难，垫层的厚度并不随厚度线性增大。 垫...