2地基处理及基础工程

建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院2地基处理与基础工程学习重点：掌握地基的加固处理方法、适用范围、施工要点和质量检查；掌握浅基础施工要点；掌握钢筋混凝土预制桩和混凝土灌注桩施工及质量检验标准，对泥浆护壁成孔灌注桩施工过程及方法。建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院2.1地基处理及加固本章内容2.2浅埋式钢筋混凝土基础施工2.3桩基础工程建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院2.1地基处理及加固地基处理方法的选用原则：应做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量、因地制宜、就地取材、保护环境、节约资源。选定了地基处理方案后，地基加固处理应尽量提早进行，地基加固后强度的提高往往需要有一定时间，随着时间的延长，强度会继续增长。施工时应调整施工速度，确保地基的稳定和安全。还要在施工过程中加强管理，以防止由于管理不善而导致未能取得预期的处理效果。建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院又称换土垫层法垫层材料卵石、碎石、砾石、粗砂、中砂素土灰土：灰土比2:8或3:7工业废料：粉煤灰，矿渣垫层厚度一般：0.5~3m适用范围适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土及暗沟、暗塘等浅层处理。2.1.1换土地基建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院换土垫层作用（1）提高地基的承载力（2）减少地基沉降量（3）加速软弱土层的排水固结（4）防止冻胀和消除膨胀土地基的胀缩作用软土垫层建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院砂垫层的设计azczzfpp承载力要求：下卧土层)tan2)(tan2()(tan2)(zlzbppblpzbppbpckzckz矩形基础：条形基础：(1)砂垫层的厚度建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院(2)砂垫层的宽度tan2'zbbb′—垫层底面宽度，m。注意：垫层顶面宽度宜超出基础底面每边不小于300mm，或从垫层底面两侧向上按开挖基坑的要求放坡。(3)砂垫层的施工碾压法振动法夯实法分层铺筑分层压实建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院又称动力固结法强夯机械作用机理大吨位的起重机，把很重的锤（一般为10~40t）从高处自由下落（落距为6~40m）给地基以冲击力和振动巨大的夯击能和冲击波，压缩的微气泡，沉降；土体局部产生液化后，结构破坏，加速孔隙水压力消散；粘性土具有的触变性，使降低了的强度得到恢复和增强。2.1.2强夯地基建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院设计要求mhHH——需要加固土层的深度，m；——系数，与地基土性质有关，一般为0.50~0.70；m——锤重，t；h——锤的落距，m注意：强夯法加固地基所取得的效果还与几个施工参数有关，如夯击距离、击数、遍数、间歇时间等。建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院强夯施工工序：平整场地→标出首遍夯点→起重机就位，夯锤对准夯点→测量夯前锤顶高程→起吊夯锤至预定高度，释放夯锤→按设计夯击次数及控制标准完成第一遍夯击→用推土机填平夯坑→重复以上步骤，完成全部夯击遍数，最后用低能量满夯，将地表层松土夯实。建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院有砂井排水塑料排水带预压系统排水系统加载预压真空预压淤泥淤泥质土冲填土等饱和粘性土适用范围2.1.3预压法建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院预压法施工照片建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院砂井设计砂井的长度砂井的直径d=20~30cm砂井的间距（8~10）d“细且密”的原则施工工序：用一条聚乙烯网袋，长为H+2m，扎紧下口，装入少量砂土，放入套管，至设计深度。将网袋上口固定在装砂漏斗上，通过振动装砂入袋，装满砂袋后，从漏斗上卸下，拧紧套管上盖，把压缩空气送进套管，提升套管至地面，一个袋装砂井即完成。通常在地面上应留50~100cm长的砂袋。建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院预压荷载大小和堆载速率的控制（1）地面沉降速率在排水砂垫层上设地基垂直沉降观测点，要求堆载中心点地表日沉降量不超过10mm。（2）边桩水平位移在离预压土体四周边缘约1m处打一排边桩，长1.5~2.0m，打入地层内1m，要求边桩日水平位移不超过5~10mm。（3）地基土孔隙水压力在地基中不同深度处理设孔隙水压力计，要求孔隙水压力不超过预压荷载所产生应力的50%~60%。建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院挤密法：在软弱或松散地基中先打入桩管成孔，然后在桩管中填粗砂、砾石等坚实土料振冲法：应用松砂加水振动后变密的原理，通过振冲器成孔，然后填入砂或石、石灰、灰土等材料，再予以捣实形成桩与周围挤密后的松砂所组成的复合地基，来承受建筑物的荷重2.1.4挤密法及振冲法建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院挤密法建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院振冲法建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院化学浆液（1）水泥浆液：用高标号的硅酸盐水泥和速凝剂组成的浆液；（2）硅酸钠（水玻璃）为主的浆液：常用水玻璃和氯化钙溶液；（3）丙烯酸氨为主的浆液；（4）纸浆为主的浆液：如重铬酸盐木质素浆液其加固效果尚可，但有毒性，易污染地下水。化学灌浆2.1.5化学加固法建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院高压喷射注浆法适用于：淤泥、淤泥质土、一般粘性土、粉土、黄土、砂土、碎石土钻机钻至设计深度，用高压脉冲泵向四周土体喷射化学浆液，使浆液和周围土体搅拌混合，经凝结固化形成固结体。建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院深层搅拌法适用于：淤泥、淤泥质土、粉土、黄土、素填土、粘性土、无流动地下水的饱和松散砂土建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院地基局部处理：指在浅基础开挖基槽(坑)的施工中或验槽(坑)时，发现基槽(坑)范围内有洞穴、软弱土层或岩基、墙基等局部异常地基的处理。处理的方法和原则：将局部软弱层或硬物尽可能挖除，回填与天然土压缩性相近的材料，分层夯实；处理后的地基应保证建筑物各部位沉降量趋于一致，以减少地基的不均匀下沉。2.1.6地基局部处理建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院（1）软松土坑(填土、墓穴、淤泥)的处理①将坑中的软松土、虚土全部挖除，使坑底及四周均见天然土，然后用与坑边天然土层相近的材料分层夯实回填至坑底标高处。②常用回填材料有砂、砂砾石、天然土、3∶7或2∶8的灰土。采用天然土分层夯实回填时，每层厚度200mm，如图1.36(a)所示。③软松土坑范围较大，超过地槽的宽度时，应将该范围内的基槽适当加宽，挖至天然层，将部分基础加深，做成1∶2踏步与两端相接，如图1.36(c)所示。建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院④对于范围和深度较大的软土坑，由于回填材料与天然地基密实度相差较大，会造成基础不均匀下沉，所以还要考虑加强上部结构的强度，以抵抗地基不均匀沉降而引起的内力。在防潮层下设钢筋混凝土或钢筋砖圈梁(图1.37)建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院（2）砖井或土井的处理当井在基槽范围内时，应将井的井圈拆至地槽下1m以上，井内用中砂、砂卵石材料分层夯填处理，在拆除范围内用2∶8或3∶7灰土分层回填夯实至槽底(图1.38)。（3）局部范围内(硬物)的处理当桩基或部分基槽下有基岩、旧墙基、老灰土、压实路面等硬土或坚硬物时，首先在地坑、地槽范围内尽可能地挖除，以免基础局部落在硬物上造成不均匀沉降使上部建筑物开裂。硬土、硬物挖除后，若深度小于1.5m时，可用砂、砂卵石或灰土回填；若长度大于5m时，则将槽底做1∶2踏步灰土垫层与两端紧密连接，然后做落深基础。建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院2.2浅埋式基础施工2.2.0刚性基础无筋扩展基础砖基础灰土基础混凝土和毛石混凝土基础三合土基础毛石基础无筋扩展基础砖基础灰土基础混凝土和毛石混凝土基础三合土基础毛石基础刚性基础建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院(1)砖基础砖基础具有一定的抗压强度，但抗拉和抗剪强度较低，砖基础所用材料的最低强度等级按《砌体结构设计规范》规定，不得低于规范的要求。砖基础具有取材容易、价格便宜、施工简单等特点，因此应用广泛。砖基底面以下一般做10cm垫层，其剖面通常做成台阶式，俗称大放脚，常用形式有“二一间隔收”和“两皮一收”如图：建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院砖基础砌筑工艺标准（601-1996）建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院(2)毛石基础毛石是指未经加工凿平的石材，毛石基础应选用未经风化的硬质岩石砌筑而成。毛石和砂浆的强度等级应符合规范的要求。毛石基础剖面形状有阶梯形和梯形。每阶高度一般为300～400mm，块石应竖砌、错缝，缝内砂浆应饱满，如图：建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院(3)三合土基础三合土基础是由石灰、砂和骨料(碎石、碎砖或矿渣等)按体积比1:2:4～1:3:6配成，加人适量水拌和均匀后铺人槽内，每层虚铺约220mm，夯至150mm，分层夯实而成。三合土基础在我国南方地区常用，一般用于地下水位较低的四层及四层以下民用建筑。其厚度不小于300mm，宽度不小于700mm，如图：建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院(4)灰土基础灰土是用石灰和土料配制而成。石灰和土料的体积比一般为3：7或2：8，加适量水拌匀，然后铺人基槽内分层夯实，方法与三合土基本相同。建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院(5)混凝土和毛石混凝土基础混凝土基础的抗压强度、耐久性、抗冻性都较好，当荷载较大或位于地下水位以下时，常采用混凝土基础，混凝土强度等级一般为CI5。为了节约水泥用量，降低造价，可在混凝土内渗入25％～30％的毛石，做成毛石混凝土基础。渗入的毛石尺寸不应大于300mm，且应冲洗干净。如下图：毛石建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院2.2.1条式基础条式基础墙下钢筋混凝土条形基础，墙下钢筋混凝土条形基础一般做成无肋式，若地基土质不均匀也可做成有肋式。柱下钢筋混凝土独立基础，现浇可做成阶梯形或锥形，预制一般做成杯形。独立基础条形基础适用于“宽基浅埋”的情况建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院①锥形基础边缘高度≥200mm，阶梯形基础每阶高度=300～500mm；②垫层厚度≥70mm，混凝土强度等级C10，两端各宽出基础边缘50mm；③基础底板受力钢筋直径≥10mm，100mm≤间距≤200mm，基础纵向分布钢筋直径≥8mm，间距≤300mm，每延米分布钢筋面积应≥受力钢筋面积1/10。有垫层时钢筋保护层厚度≥40mm，无垫层时≥70mm；④混凝土强度等级不应低于C20；⑤当基础宽度≥2.5m时，底板受力钢筋长度取宽度的0.9倍，并宜交错布置；⑥基础底板在T形及十字形交接处，底板横向受力筋仅沿一个主要受力方向通长布置，另一方向的横向受力钢筋可布置到主要受力方向底板宽度的1/4处，在拐角处底板横向受力钢筋应沿两个方向布置；⑦基础内其插筋的数量、直径以及钢筋种类应与柱内纵向受力钢筋相同。插筋的锚固长度应符合现行《钢筋混凝土结构设计规范》要求。⑧在墙下条形基础相交处，不应重复计入基础面积。（1）构造要求：建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院①验槽并铺设垫层；②垫层达到一定强度后，在其上弹线、支模。铺钢筋网片时底部用与混凝土保护层厚度相同的水泥砂浆垫塞，以确保位置正确；③浇筑混凝土前，模板清污并浇水湿润；④混凝土分层连续浇筑完成。阶梯型每台阶高度内应分层浇捣，浇筑完一个台阶后停0.5~1.0h，待初步沉实后再浇筑上层；⑤锥形斜面部分模板应随混凝土浇捣分段支设并顶压紧密，边角处注意捣实，严禁斜面不支模，用铁锹拍实；⑥插筋应固定，防止浇捣混凝土时发生位移，浇筑完毕后，外露部分覆盖并浇水养护。（2）施工要点：建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院2.2.2杯形基础杯形基础：常作为钢筋混凝土预制柱基础，基础中预留凹槽（杯口），拼装施工时，插入预制柱，临时固定，在四周孔隙中灌细石混凝土。杯口形式：一般杯口、双杯口、高杯口等。建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院筏形基础可分为平板式和梁板式两类。底面积更大，能满足较软弱地基的承载力要求，不均匀沉降也因而减少。平板式梁板式梁板式2.2.3筏形基础建筑施工技术开封大学土木建筑工程学院建筑