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垫层

指的是设于基层以下的结构层。

垫层指的是设于基层以下的结构层。其主要作用是隔水、排水、防冻以改善基层和土基的工作条件，其水稳定性要求较好。

垫层介绍
垫层为介于基层与土基之间的结构层，在土基水稳状况不良时，用以改善土基的水稳状况，提高路面结构的水稳性和抗冻胀能力，并可扩散荷载,以减少土基变形。因此，通常在土基湿，温状况不良时设置。垫层材料的强度要求不一定高，但是其水稳定性必须要好。
使用条件
垫层使用条件和一般规定如下：
1.路基经常处于潮湿和过湿状态的路段，以及在季节性冰冻地区产生冰冻危害的路段应设垫层。
2.垫层材料有粒料和无机结合料稳定土两类。粒料包括天然砂砾，粗砂，炉渣等。采用粗砂和天然砂砾时，小于0.074mm的颗粒含量应小于5%；采用炉渣时，小于2mm的颗粒含量宜小于20%。
【垫层分刚性和柔性（又称沸刚性）两类。刚性垫层一般是C7.5-C10的混凝土捣成，它适用于薄而大的整体面层和块状面层；柔性垫层一般是用各种散材料，如砂、炉渣、碎石、灰土等加以压实而成，它适用于较厚的块状面层。】
3.垫层厚度要按当地经验确定，在季节性冰冻地区路面总厚度小于防冻最小厚度时，应以垫层材料补足。
垫层要注意与基础区分。很容易混淆这两个工程概念。垫层、基础材料不同时以材料划分，设计上会有阐述。材料是相同混凝土时，则大于20CM算基础，小于、等于20CM算垫层。
垫层设计要考虑基础、地基承载。
垫层是钢筋混凝土基础与地基土的中间层，作用是使其表面平整便于在上面绑扎钢筋，也起到保护基础的作用，都是素混凝土的，无需加钢筋。如有钢筋则不能称其为垫层，应视为基础底板。
关于垫层的厚度在《建筑地基基础设计规范》GB50007—2011中第8.2节中规定：
扩展基础的垫层的厚度不宜小于70mm，垫层混凝土强度等级应为C10，强度等级越高越好。
水泥混凝土道路垫层的宽度应与路基宽度相同，其最小厚度为150mm。
扩展基础系指柱下钢筋混凝土独立基础和墙下钢筋混凝土条形基础。
在无筋扩展基础中不必使用垫层。无筋扩展基础系指由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的墙下条形基础或柱下独立基础。
垫层作用
起找平、隔离和过渡作用。
1、方便施工放线、支基础模板。
2、确保基础底板筋的有效位置，保护层好控制；使底筋和土壤隔离不受污染。
3、方便基础底面做防腐层。
4、找平，通过调整厚度弥补土方开挖的误差，使底板受力在一个平面，也不浪费基础的高标号砼。
褥垫层是CFG复合地基中解决地基不均匀的一种方法。如建筑物一边在岩石地基上，一边在粘土地基上时，采用在岩石地基上加褥垫层（级配砂石）来解决。
褥垫层是桩体复合地基形成的必要条件,没有褥垫层,桩间土不能充分发挥其承载能力,因而也就不能形成桩体复合地基;
垫层指的是设于基层以下的结构层。其主要作用是隔水、排水、防冻以改善基层和土基的工作条件。其材料可以是砂、陶粒、砂浆、混凝土等。
本质上来说：褥垫层是传力层，而垫层是保护隔离层。
调整荷载对地基的应力分布，防止应力集中。
褥垫层可以保证基础始终通过褥垫层把一部分荷载传到桩间土上，调整桩和土荷载的分担作用。
1、在严寒、寒冷地区垫层主要是抗冻胀。
2、当建筑物基础不好时，通过换填提高地基承载力，如房屋基础、桥梁基础等。
3、过渡作用，如：沥青心墙与堆石。
4、反滤作用，如：土石坝中排水体（贴坡排水、辱垫排水等）。
砂石垫层，（二片石垫层） 可以减少沉降量，一般情况，基础下浅层的沉降量中所占得比例较大，由于主体侧向变形引起的沉降，理论上也是浅层部分占得比例较大，以垫层材料代替软弱土层，可大大减少这部分的沉降量。
技术要求
1 施工前应进行压实工艺试验，确定施工参数，并报监理单位确认。
2 复合地基桩顶设置砂垫层、碎石垫层、土工合成材料加筋垫层时，垫层应与桩头完整密贴。
3 土工合成材料进场后应整齐堆放在料棚（库）内，避免阳光照射，并保持通风、干燥和远离高温源。铺好后应及时按设计要求覆盖，不得长时间受阳光直接曝晒。
4 严禁碾压及运输等设备直接在土工合成材料上行走作业。土工合成材料砂垫层第一层填料压实应从两边开始循序向中间进行，当土工合成材料上的垫层和填料厚度大于0.5m时方可采用重型压实机械碾压密实。
5 砂垫层应采用天然级配的中、粗、砾砂，不含草根、垃圾等杂质，含泥量不得大于5%，用作排水固结地基的砂垫层含泥量不得大于3%。
6 碎石垫层应采用级配良好的砾石或碎石，最大粒径不得大于50mm，细粒含量不得大于10%，且不含草根、垃圾等杂质。
7 土工合成材料的品种、规格及质量应满足设计要求，进场时应进行现场验收。
8 砂垫层、碎石垫层铺设位置应符合设计要求。
9 土工合成材料的铺设层数、铺设方向和连接方法应满足设计要求。
10 砂垫层应碾压密实。碎石垫层当路堤填高≤3.0m时，顶面压实质量应满足K30≥150MPa/m；当路堤填高>3.0m时，顶面压实质量应满足K30≥180MPa/m。
抗冻胀机制
垫层抗冻胀机制的分析
垫层的主要作用是通过改善渠基土的水分场和温度场，使得冻胀发生的3个因素在一定程度上被削弱，从而达到抗冻胀的目的。其抗冻胀机制包括以下几点：
（1）垫层一般采用粗粒土，吸水难、排水易，也给垫层下土层留了一定的排水缓冲时间。
（2）粗粒土的热物理参数随着含水率和密度的改变而改变，在一定程度上影响了冻结深度。
（3）水分环境相同时，粗粒土中持水量低于原基土，使得土板间冻结力在发生冻结后减小，衬砌板受力得到改善。
（4）粗粒土与细粒土分层填筑时，其有一定的“阻毛减渗”作用，削弱了地下水的影响。
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