5.10.2换填垫层法-结构工程师专业考试教程

2023-08-28 理论教育版权反馈

【摘要】：《地处规范》指出：换填垫层法适用于浅层软弱土层或不均匀土层的地基处理。剖面如图5.10-2所示。图5.10-2 ～图中砂垫层修正后的承载力特征值fa与下列哪项数值最接近？基底处土的自重应力pc=16.8×1.0kPa=16.8kPa，条形基础按式计算砂垫层底面中心处自重应力pcz与下列哪项数值最接近？

《地处规范》指出：换填垫层法适用于浅层软弱土层或不均匀土层的地基处理。

应根据建筑体型、结构特点、荷载性质、场地土质条件、施工机械设备及填料性质和来源等进行综合分析后，进行换填垫层的设计，并选择施工方法。垫层的设计内容包括垫层厚度和宽度的确定。

1.垫层厚度的确定

垫层的厚度应根据置换软弱土的深度或下卧土层的承载力确定，厚度宜为0.5～3.0m，并应符合式（5.10-1）要求

p_z+p_cz≤f_az （5.10-1）

式中 p_z——相应于作用的标准组合时，垫层底面处的附加压力值（kPa）；

p_cz——垫层底面处土的自重压力值（kPa）；

f_az——垫层底面处经深度修正后的地基承载力特征值（kPa）。

需要注意的是，式（5.10-1）是考虑垫层底面处的土中总有效应力应小于该处软弱下卧层的地基承载力特征值，因此这里的p_cz与5.6.3节2中软弱下卧层承载力验算中的式（5.6-5）含义不同，这里计算p_cz时，垫层厚度范围内土层的重度应该取垫层材料的重度，而不是天然土层的重度。

垫层底面处的附加压力值可分别按下式计算。

条形基础

矩形基础

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_k——相应于作用的标准组合时，基础底面处的平均压力值（kPa）；

p_c——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）；

θ——垫层（材料）的压力扩散角（°），宜通过试验确定，当无试验资料时，可按表5.10-1采用。

表5.10-1 土和砂石材料压力扩散角θ（°）

注：1.当z/b＜0.25，除灰土取θ=28°外，其余材料均取θ=0°，必要时宜由试验确定。

2.当0.25＜z/b＜0.50时，θ值可以内插。

3.土工合成材料加筋垫层其压力扩散角宜由现场静载荷试验确定。

2.垫层宽度的确定

垫层底面的宽度应满足基础底面应力扩散的要求，可按式（5.10-3）确定

b′≥b+2ztanθ （5.10-3）

式中 b′——垫层底面宽度（m）；

θ——压力扩散角（°），可按表5.10-1采用，当z/b＜0.25时，仍按表中z/b=0.25取值。

整片垫层底面的宽度可根据施工的要求适当加宽。垫层顶面每边超出基础底边不宜小于300mm。且从垫层底面两侧向上，按当地基坑开挖的经验及要求放坡。

垫层的承载力宜通过现场载荷试验确定，并应进行下卧层承载力验算。

【例5.10-2】～【例5.10-6】一幢5层砖混结构住宅楼，承重墙至标高±0.0m处的荷载为200kN/m，±0.0～-1.5m深度范围内是杂填土，重度γ=16.8kN/m³；其下为厚度较大的淤泥质软土，承载力特征值f_ak=70kPa，天然重度γ=17.2kN/m³，含水量w=50%（w＞w_L），土粒相对密度为2.69，地下水位在-3.5m处，基础砌至标高-1.0m。若基底下采用中砂垫层，中砂垫层承载力特征值f_ak=150kPa，中砂填筑后湿重度γ=19.8kN/m³，含水量w=7%。剖面如图5.10-2所示。（要求使用《地处规范》）