地基处理与桩基施工

2019/8/101地基处理与桩基施工第一地基处理地基处理与桩基施工2019/8/102一、地基定义：建筑物基础底部下方一定深度与范围内的土层，承受由基础传来的建筑物荷载。二、地基要求：1.均应保证具有足够的强度和稳定性。2.在荷载作用下地基土不发生剪切破坏或丧失稳定；3.不产生过大的沉降或不均匀的沉降变形，以确保建筑物的正常使用。第一地基处理地基处理与桩基施工2019/8/103三、地基分类：天然地基：不需人工加固处理，具有足够承载力的土层。人工地基：经过人工处理，达到承载力的土层。地基处理的方法主要有：•换土处理：换土垫层法、强夯法、强夯置换法、排水固结法。•加固补强：振冲法、砂石桩法、水泥粉煤灰碎石桩法、夯实水泥土桩法、水泥土搅拌法、高压喷射注浆法、石灰桩法。第一地基处理地基处理与桩基施工2019/8/104（一）换土垫层法•1、灰土地基：•（1）方法：用石灰与黏性土拌和均匀，分层夯实而形成垫层层。其承载能力可达300kp。•（2）适用：一般黏性土地基加固，施工简单，费用较低。•（3）材料要求：•1）土料：采用就地挖出的黏性土及塑性指数大于4的粉土，土内不得含有松软杂质或使用耕植土；土料须过筛，其颗粒不应大于15mm。（塑性指数＞4，颗粒≤15mm）•2）石灰。应用Ⅲ级以上新鲜的块灰，含氧化钙、氧化镁愈高愈好，使用前1-2d消解并过筛，其颗粒不得大于5mm，且不应夹有未熟化的生石灰块粒及其他杂质，也不得含有过多的水分。（颗粒＜5mm）第一地基处理地基处理与桩基施工2019/8/105（4）施工要点：•1）铺设前应先检查基槽，待合格后方可施工。（地基验槽）•2）灰土配合比满足规定，一般体积比为3：7或2：8。（灰土配制）•3）施工时，控制其含水量、厚度、夯打遍数。（控制因数）•4）应先采取排水措施，在无水情况下施工。（无水施工）•5）不得在墙角、柱墩及承重窗间墙下接缝，上下错缝不小于500mm，接缝隙处的灰土应充分夯实。（接缝规范）•6）灰土打完后，应及时进行基础施工，并随时准备回填土。（防水）•7）冬季施工时，应采取有效的防冻措施，不得采用冻土。（防水）•8）用环刀取样测量土的干密度。压实系数一般为0.93-0.95g/。（防冻）•9）确定贯入度时，应先进行现场试验。（贯入度）2、砂和砂石地基（参照灰土地基讲解）（用砂或砂石做垫层替换基础下部的软土层）第一地基处理地基处理与桩基施工2019/8/106（二）重锤夯实法•原理：利用起重机械将夯锤提升到一定高度，然后自由落下，重复夯击基土表面，使地基表面形成一层比较实心密实的硬壳，从而使地基得到加固。•吊锤（1.5~3t，1.13~1.50m，C20，20mm钢底板）→落锤（2.5~4.5m）→夯击基土（6~10遍）•特点：本法使用轻型设备易于解决，施工简便，费用较低，但布点较密、夯击遍数多，施工期相对较长，同时夯击能量小，孔隙水难以消散。•适用：地下水位0.8m以上的黏土、砂土等加固，加固深度1.2~2.0m，强度提高可达30%。第一地基处理地基处理与桩基施工2019/8/107（三）强夯法1、原理：用起重机械吊起夯锤（8-40t），从高处（6-30m）自由落下，迫使土层孔隙压缩，土体局部液化，孔障水和气体逸出，土粒重新排列，经时效压密达到固结。2、适用：同上，加固深度10~40m，强度提高2~5倍。3、施工机具：1）夯锤：整体式（钢壳和混凝土）、装配式（钢板）。2）起重设备：可用15、20、25、30、50t带有离合摩擦器的履带式起重机第一地基处理地基处理与桩基施工2019/8/108•4、施工要点•1）地质勘察，制定强夯方案；•2）现场试夯，确定施工参数（夯锤质量、尺寸、落距、夯击遍数等）；•3）施工步骤为平整场地、测量放线、起重机就位、吊锤落锤、夯坑填平、标高测量•4）夯击时落锤平稳，夯位准确，坑内积水应及时排除。•5）分段进行，从边缘向中央•6）对于高饱和度的粉土、黏性土和新饱和填土，进行强夯时：•a、适当将夯击能量降低；•b、将夯常量差适当加大；•c、减少土内的水分。第一地基处理地基处理与桩基施工2019/8/109（四）振冲法（对地基土振冲、射水、成孔、填砂石成桩）•1、原理：是以起重机吊起振冲器，启动潜水电机带动偏心块，使振冲器产生高频振动，同时开动水泵，通过喷嘴喷射高压水流成孔，然后分批填以砂石骨料形成一根根桩体，桩体与原地基构成复合地基。•2、施工准备（1）技术准备：•1）了解现场有无障碍，工作面是不是够用，辅助措施有没有到位。•2）了解现场地质情况，•3）设置试验区，确定各项施工参数。（2）材料要求：可用粗砂，中砂，砾砂，碎石，卵石，角砾，圆砾等，粒径为5-50mm。（3）主要机具：振冲器，起重机，水泵，控制电流操作台，150A电流表，500V电压表，供水管道及加料设备等。第一地基处理地基处理与桩基施工2019/8/1010•3、施工工艺（1）振冲挤密法•1）方法：在中、粗砂地基中，不外加料，利用振冲器的振动使松散砂密实。•2）施工顺序：对准加固点、启动吊机、振冲下沉、振冲提升、关机关水和移位、整平场地。•（2）振冲置换法•1）方法：在砂土和粉土中，利用振冲器冲孔，加填料振密成桩。•2）施工程序：定位、振冲下沉、成孔、清孔、填料、振密、成•桩。•第一地基处理地基处理与桩基施工2019/8/1011（五）深层搅拌水泥土地基•1、原理：利用特制的深层搅拌机在地基深处，将软土与固化剂强制拌合，使软土硬结成具有整体性、水稳性和足够强度的水泥加固土，又称为水泥土搅拌桩。•2、施工工艺：定位——预拌下沉——制备水泥浆——提升、喷浆、搅拌——重复上下搅拌——清洗、移位•3、材料要求及截面形状：宜用425号水泥，掺灰量应不小于10%，以12~15%为宜；宜连续，形成封闭的实体或格状结构。•4、适用：淤泥、淤泥质土、粉质黏土等地基承载力特征值不大于150kP的土层。第二节桩基础工程第三章地基处理与桩基施工2019/8/1012•导入：用天然浅基础或仅做简单的人工地基加固仍不能满足要求时，常用的一种解决方法就是做桩基础。•桩基础的组成和作用：由桩身和承台两部分组成，桩身或部分埋入土中，将上部结构的荷载通过桩穿过软弱土层传递到较深的地基，以解决浅基础承载力不足和变形较大的地基问题。第二节桩基础工程第三章地基处理与桩基施工2019/8/1013第二节桩基础工程第三章地基处理与桩基施工2019/8/1014•概述•桩基础的分类：1、按传力性质分：端承桩、摩擦桩；•2、按制作方式分：预制桩、灌注桩；•3、按预制桩沉入方法分：锤击法、水冲法、振动法、静力压桩法；•4、按灌注桩成孔方法分：钻孔、冲孔、挖孔灌注法、钻扩孔、•沉管和爆扩灌注法等；•5、按成桩方法分：非挤土成孔桩、部分挤土桩和挤土桩；•6、按断面形式分：圆桩、方桩、多边行桩和管桩等；•7、按制作材料分：混凝土桩，钢筋混凝土桩、钢桩等。第二节桩基础工程第三章地基处理与桩基施工2019/8/1015一、预制桩施工•钢筋混凝土预制桩的施工，主要包括预制、起吊、运输、堆放、沉桩等过程。（一）桩的制作、起吊、运输和堆放•1、桩（实心桩和管桩）的制作：•a、实心桩正方形，边长200～450mm；（管桩的外径通常为400mm、500mm，壁厚80-110mm）；•b、30m以上的桩可分段预制，工厂制作每段不宜超过12M；•c、砼强度等级不宜低于C30（预应力砼桩的强度等级不宜低于C40）；•d、长桩现场制作，短桩工厂预制；第二节桩基础工程第三章地基处理与桩基施工2019/8/1016•e、用叠浇法预制桩施工，不宜超过4层，下层或邻桩的砼达到30％设计强度以后方可进行（管桩每节长度8～10M，采用离心法生产制作）。•f、制作程序为：•现场布置→场地处理→浇地坪筑砼→支模→扎筋、安设吊环→浇筑混凝土→养护→（到30％强度后）拆模→支间隔端头模板、刷隔离剂、扎筋→浇筑间隔桩混凝土→同法间隔重叠制作第二层桩→…→养护到70％强度起吊→达100％强度后运输。（图示）•g、钢筋骨架主筋12-25mm（不宜小于Φ14mm），箍筋为6-8mm，间距不大于200mm，•主筋对焊（接头数量不得超过50％。距离应大于30d且不小于500mm）。第二节桩基础工程第三章地基处理与桩基施工2019/8/1017•h、覆盖洒水养护不少于7d。•i、桩的制作质量除应符合有关规范的允许偏差规定外，还应符合•下列要求：•1）表面平整、密实，掉角的深度不应超过10MM，且局•部蜂窝和掉角的缺损总面积不得超过该桩表面全部•面积的0.5%，并不得过分集中。•2）收缩裂缝深度不得大于20mm，宽度不得大于0.25MM；横向裂缝长度不得超过0.5倍的边长。•3）桩顶和桩尖处不得有蜂窝、麻面、裂缝和掉角。第二节桩基础工程第三章地基处理与桩基施工2019/8/1018•2、桩的起吊：•桩的强度达到设计强度标准值的70%后方可起吊，在•吊索与桩间应加衬垫，起吊应平稳提升，起吊时，必•须合理选择吊点，防止在起吊过程中过弯而损坏。•3、桩的运输：•混凝土预制桩达到设计强度的100%方可运输。可采用•平板拖车（场外运输）或轻轨平板车运输（场内运输）。•4、桩的堆放：•垫平、放稳，堆放层数不宜超过4层，不同规格的桩应•分别堆放。第二节桩基础工程第三章地基处理与桩基施工2019/8/1019（二）沉桩机械设备:主要包括桩锤、桩架和动力装置三部分。•1、桩锤:是对桩施加冲击力，将桩打入土中。桩锤主要有落锤、汽•锤、柴油锤、振动锤等，目前应用较广的是柴油锤。•（1）落锤：落锤重量为5~20KN，用于普通粘性土和含砾石较多的土•层中打桩。•（2）汽锤：a、单动汽锤的锤重30~150KN，适用于打各种桩。•b、双动汽锤的锤重0.6~6t(6~160KN)，适用于打各种•桩，并可以用于拔桩和水下打桩。•（3）柴油锤：打桩工效高，构造简单，移动灵活，使用方便，不•适用于在过硬或过软的土层中打桩，多用于打木桩、•钢板桩及长度在12m以内的钢筋混凝土桩。•（4）液压锤：新型、低噪音、无油烟、能耗省的打桩锤。它是由液•压推动密闭在锤壳体内的芯锤活塞柱，令其往返实现•夯击作用，将桩沉入土中。第二节桩基础工程第三章地基处理与桩基施工2019/8/1020•（5）振动锤：利用偏心轮引起激振.•2、桩架（有稳桩、吊锤、导向的作用）•是支持桩身和桩锤，将桩吊到打桩位置，并在打入过程中引导桩的方向，保证桩锤沿着所要求的方向冲击。桩架的选择时，应考虑桩锤的类型、桩的长度和施工条件等因素。常用的桩架形式有：滚筒式桩架、多功能桩架、履带式桩架。•（1）滚筒式桩架：（靠钢滚筒行走、灵活性差）行走靠两根钢滚筒在垫木上滚动，优点是结构比较简单，制作•容易，但在平面转弯、调头方面不够灵活，操作人员较多。（2）轨道式桩架：（可旋转、倾斜、沿轨道行走）轨道式桩架的机动性和适应性很大，在水平方向可做360度旋•转，导架可以伸缩和前后倾斜，底座下装有铁轮，底盘在轨道•上行走。这种桩架可适用于各种预制桩和灌筑桩施工。•（3）履带式桩架：（比轨道式更灵活）以履带起重机为底盘，增加导杆和斜撑组成，用以打桩。移动方•便，比多功能桩架更灵活，可用于各种预制桩和灌筑桩施工。第二节桩基础工程第三章地基处理与桩基施工2019/8/1021•3、动力装置动力设备包括驱动桩锤用的动力设施，如卷扬机、锅炉、空气压缩机和管道、绳索和滑轮等。打桩机的动力装置，主要根据所选的桩锤性质而定。选用蒸汽锤则需配备蒸汽锅炉；用压缩空气来驱动，则需考虑电动机的或内燃机的空气压缩机；用电源作动力，则应考虑变压器容量和位置、电缆规格及长度、现场供电情况等.•（三）沉桩工艺•沉桩方法有捶击法、水冲法、振动法、钻孔捶击法、静力压桩法.•捶击法沉桩：利用桩捶的冲击力克服土体对桩体的阻力，使桩沉到预定尝试或达到持力层。•（1）打桩准备•1）定桩位和确定打桩顺序•打桩顺序直接影响打桩速度和打桩质量。所以，群桩施打前，应根据桩群的密集程度、桩的规格、长短、和桩架移动方便来正确