建筑施工课件地基处理与基础工程

通过学习，掌握地基的加固处理方法、适用范围、施工要点和质量检查；掌握浅埋式基础的施工要点；理解桩基础的施工工艺、质量要求，掌握桩基础的质量验收标准及检测方法。第二章地基处理与基础工程学习要求：人工地基的处理方法：有换土地基、重锤夯实、强夯、振冲、砂桩挤密、深层搅拌、堆载预压、化学加固等。概念：换土地基先将基础下一定范围内承载力的软土层挖去，然后回填强度较大的砂、碎石或灰土等，并夯至密实。分类：换土地基按其回填的材料可分为砂地基、碎(砂)石地基、灰土地基等。第一节地基处理及加固一、换土地基１．构造要求地基厚度一般不宜大于3m，也不宜小于0.5m。地基的宽度应沿基础两边各放出200~300mm。２．材料要求宜采用颗粒级配良好、质地坚硬的中砂、粗砂、砾砂、碎(卵)石、石屑或其它工业废粒料。所用砂石料，不得含有草根、垃圾等有机杂物；含泥量不应超过5%，兼作排水地基时，含泥量不宜超过3%，碎石或卵石最大粒径不宜大于50mm。(一)砂地基和砂石地基３．施工要点(1)铺设地基前应先验槽；(2)地基底面如深度不同时，施工应按先深后浅的程序进行；(3)人工级配的砂、石材料，应按级配拌合均匀；(4)地基应分层铺筑夯(压)实，每层的铺筑厚度不宜超过表2-1规定数值。施工时应对下层的密实度检验合格后，方可进行上层施工；(5)在地下水位高于基坑(槽)底面施工时，应采取排水或降低地下水位的措施；(6)冬期施工时，不得采用夹有冰块的砂石作地基，并应采取措施防止砂石内水分冻结。4.砂和砂石地基的质量验收标准及方法（1）砂和砂石地基的质量验收标准：砂和砂石地基的质量验收标准应符合表2-3的规定。（2）砂和砂石地基密实度现场实测方法：常用方法有环刀取样法和贯入测定法。1)环刀取样法：2)贯入测定法：1．构造要求灰土地基厚度确定原则同砂地基。地基宽度一般为灰土顶面基础砌体宽度加2.5倍灰土厚度之和。2．材料要求灰土的土料宜采用就地挖出的粘性土及塑性指数大于4的粉土，使用前土料应过筛，其粒径不得大于15mm。用作灰土的熟石灰应过筛，粒径不得大于5mm。灰土的配合比一般为2:8或3:7(石灰：土)(二)灰土地基3．施工要点(1)施工前应先验槽；(2)施工时，灰土拌合应均匀，颜色一致，含水量适宜，灰土拌好后及时铺好夯实，不得隔日夯打。(3)铺灰应分段分层夯筑，每层虚铺厚度应按所用夯实机具参照表2-2选用。(4)灰土分段施工时，不得在墙角、柱基及承重窗间墙下接缝。上下两层灰土接缝距离不得小于500mm，接缝处的灰土应夯实。(5)在地下水位以下的基坑(槽)内施工时，应采取排水措施。(6)冬期施工时，不得采用冻土或夹有冻土的土料，并应采取有效的防冻措施。4.灰土地基的质量验收标准及方法（1）灰土地基的质量验收标准：灰土地基的质量验收标准应符合表2-4的规定。（2）灰土地基压实系数现场实测方法：宜用环刀取样测定其干密度。如无设计规定时，也可按表2-5要求执行。如用贯入仪检查灰土质量时，应先进行现场试验以确定贯入度的具体要求。特点及适用范围：该法具有效果好、速度快、节省材料、施工简便，但施工时噪音和振动大等特点。适用于碎石土、砂土、粘性土、湿陷性黄土及填土地基等的加固处理。1．机具设备(1)起重机械：起重机宜选用起重能力为150KN以上的履带式起重机。(2)夯锤：夯锤可用钢材制作，或用钢板为外壳，内部焊接钢筋骨架后浇筑C30混凝土制成。(3)脱钩装置：脱钩装置应具有足够强度，且施工灵活。常用的工地自制自动脱钩器由吊环、耳板、销环、吊钩等组成。二、强夯地基2．施工要点(1)强夯施工前，应通过试夯确定正式施工技术参数。(2)强夯前应平整场地，周围做好排水沟，按夯点布置测量放线确定夯位。(3)强夯施工须按试验确定的技术参数进行。(4)每夯击一遍完后，应测量场地平均下沉量；最后一遍的场地平均下沉量，必须符合要求。(5)强夯施工最好在干旱季节进行，如遇雨天施工，夯击坑内或夯击过的场地有积水时，必须及时排除。(6)强夯施工时应对每一夯实点的夯击能量、夯击次数和每次夯沉量等做好详细的现场记录。3.强夯地基质量检验标准及方法(1)强夯地基的质量检验标准应符合表2-6的规定。(2)强夯地基应检查施工记录及各项技术参数，并应在夯击过的场地选点作检验。(3)检查点数，每个建筑物的地基不少于3处，检测深度和位置按设计要求确定。特点：该法具有施工简便、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，加固深度有限，当土的含水量稍高，易夯成橡皮土，处理较困难等特点。适用范围：适用于处理地下水位以上稍湿的粘性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土和分层填土地基。1．机具设备(1)起重机械：起重机械可采用履带式起重机、打桩机等。(2)夯锤：夯锤形状宜采用截头圆锥体，可用C20钢筋混凝土制作。吊钩宜采用半自动脱钩器，以减少吊索的磨损和机械振动。三、重锤夯实地基2．施工要点(1)施工前应通过现场试夯选定夯锤重量、底面直径和落距，确定最后下沉量及相应的夯击遍数和总下沉量。(2)采用重锤夯实分层填土地基时，每层的虚铺厚度以相当于锤底直径为宜，夯击遍数由试夯确定。(3)基坑(槽)的夯实范围应大于基础底面，每边应比设计宽度加宽0.3m以上，以便于底面边角夯打密实。(4)地基土的含水量应控制在最优含水量范围以内。(5)在大面积基坑或条形基槽内夯击时，应按一夯挨一夯顺序进行(图2-1a)。(6)夯实完后，应将基坑(槽)表面修整至设计标高。冬期施工时，必须保证地基在不冻的状态下进行夯击。3．质量检查重锤夯实后应检查施工记录，除应符合试夯最后下沉量的规定外，还应检查基坑(槽)表面的总下沉量，以不小于试夯总下沉量的90%为合格。也可采用在地基上选点夯击检查最后下沉量。夯击检查点数：独立基础每个不少于1处，基槽每30m不少于1处，整片地基每50m2不少于1处。检查后如质量不合格，应进行补夯，直至合格为止。振冲原理：振冲地基又称振冲桩复合地基，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，以提高地基的承载力，减少地基的沉降和沉降差的一种加固方法。特点：该法具有技术可靠，机具设备简单，操作技术易于掌握，施工简便，节省三材，加固速度快，地基承载力高等特点。分类：振冲地基按加固机理和效果的不同，可分为振冲置换法和振冲密实法两类。四、振冲地基1．机具设备振冲机具设备主要有振冲器、起重机械、水泵及供水管道、加料设备和控制设备５部分组成。2．施工要点(1)施工前应通过现场振冲试验确定成孔水压、水量、成孔速度、填料方法、达到土体密实时的密实电流值、填料量和留振时间。(2)振冲前，应按设计图定出冲孔中心位置并编号。(3)振冲中振冲器每沉入0.5~1.0m，宜留振5~10s进行扩孔，待孔内泥浆溢出时再继续沉入。(4)填料和振密方法，一般采取成孔后，将振冲器提出孔口，从孔口往下填料，然后再下降振冲器至填料中进行振密(图2-2)，待密实电流达到规定的数值，将振冲器提出孔口。如此自下而上反复进行直至孔口。(5)振冲桩施工时桩顶部约1m范围内的桩体密实度难以保证，一般应予挖除，用振动碾压使之压实。(6)冬期施工应将表层冻土破碎后成孔。3.振冲地基质量检验标准及方法(1)振冲地基的质量检验标准：振冲地基的质量检验标准应符合表2-7的规定。(2)振冲地基的质量检验方法：施工前应检查振冲器的性能，电流表、电压表的准确度及填料的性能；施工中应检查密实电流、供水压力、供水量、填料量、孔底留振时间、振冲点位置、振冲器施工参数等；施工结束后，应在有代表性的地段做地基强度或地基承载力检验。1．松土坑的处理当坑的范围较小(在基槽范围内)，可将坑中松软土挖除，回填与天然土压缩性相近的材料。当坑的范围较大(超过基槽边沿)或因条件限制，槽壁挖不到天然土层时，则应将该范围内的基槽适当加宽回填对于较深的松土坑(如坑深大于槽宽或大于1.5m时)，槽底处理后，还应适当考虑加强上部结构的强度。五、地基局部处理及其他加固方法简介(一)地基局部处理2．砖井或土井的处理（１）当砖井或土井在室外，距基础边缘5m以内时，应先用素土分层夯实，回填到室外地坪以下1.5m处，将井壁四周砖圈拆除或松软部分挖去，然后用素土分层回填并夯实。（２）如井在室内基础附近，可将水位降低到最低可能的限度，用中、粗砂及块石、卵石或碎砖等回填到地下水位以上0.5m。砖井应将四周砖圈拆至坑(槽)底以下1m或更深些，然后再用素土分层回填并夯实。（３）当井在基础下时，应先用素土分层回填夯实至基础底下2m处，将井壁四周松软部分挖去，有砖井圈时，将井圈拆至槽底以下1~1.5m。当井内有水，应用中、粗砂及块石、卵石或碎砖回填至水位以上0.5m，然后再按上述方法处理；（４）若井在房屋转角处，且基础部分或全部压在井上，除用以上办法回填处理后还可采用从基础中挑梁或将基础沿墙长方向向外延长出去，使延长部分落在天然土上的方法对基础加强。（５）当井已淤填，但不密实时，可用大块石将下面软土挤密，再用上述办法回填处理。3．局部软硬土的处理（１）当基础下局部遇基岩、旧墙基、大孤石、老灰土、化粪池、大树根、砖窑底等，均应尽可能挖除。（２）若基础一部分落于基岩或硬土层上，一部分落于软弱土层上，基岩表面坡度较大，则应在软土层上采用现场钻孔灌注桩至基岩；或在软土部位作混凝土或砌石支承墙或支墩至基岩；或将基础下基岩凿去0.3~0.5m深，填以中粗砂或土砂混合物作软性褥垫，调整岩土交界部位地基的相对变形，避免应力集中出现裂缝。（３）如基础一部分落于原土层上，另一部分落于回填土地基上时，可在填土部位用现场钻孔灌注桩或钻孔爆扩桩直至原土层，使该部位上部荷载直接传至原土层，以避免地基的不均匀沉降。1．砂桩地基：挤密砂桩是采用沉管灌注桩的方法，通过冲击和振动，把砂挤入土中而成的。这种方法经济、简单且有效。2．水泥土搅拌桩地基：深层搅拌法是采用水泥、石灰等材料作为固化剂，通过深层搅拌机械，在地基深处将软土和固化剂(浆液或粉体)强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理、化学反应，使软土硬结成具有一定强度的优质地基。(二)其他地基加固方法简介3．预压地基：堆载预压法是在建筑物施工前，在地基表面分级堆土或其它荷重，使地基土压密、沉降、固结，从而提高地基强度和减少建筑物建成后的沉降量。4．注浆地基：注浆地基是指利用化学溶液或胶结剂，通过压力灌注或搅拌混合等措施，而将土粒胶结起来的地基处理方法。天然浅基础的类型：常用的浅基础类型有板式基础、杯形基础、筏式基础和箱形基础等。板式基础的分类：板式基础包括柱下钢筋混凝土独立基础(图2-3)和墙下钢筋混凝土条形基础(图2-4)。特点及适用范围：板式基础的抗弯和抗剪性能良好，可在竖向荷载较大，地基承载力不高以及承受水平力和力矩荷载等情况下使用。因高度不受台阶宽高比的限制，故适宜于需要“宽基浅埋”的基础。第二节浅埋式钢筋混凝土基础施工一、板式基础1．构造要求(1)条形基础边缘高度h≥200㎜；阶梯形基础的每阶高h1宜为300~500㎜。(2)垫层厚一般100㎜，砼强度为C10，基础混凝土强度等级不宜低于C15。(3)底板受力钢筋的最小直径≥8㎜，间距≤200㎜。当有垫层时钢筋保护层的厚度不宜小于35㎜，无垫层时不宜小于70㎜。(4)插筋的数目与直径应与柱内纵向受力钢筋相同。2．施工要点(1)基坑(槽)在浇混凝土前应进行验槽清理干净。验槽后垫层混凝土应立即浇筑，以免地基土被扰动。(2)垫层混凝土达到一定强度即可在其上弹线、支模。(3)在浇筑混凝土前，应清除模板内的垃圾、泥土和钢筋上的油污等杂物，模板应浇水湿润。(4)基础混凝土宜分层连续浇筑。(5)锥形基础的斜面模板应随混凝土浇捣分段支设并顶压紧，以防模板上浮变形，边角处的混凝土应注意捣实。(6)基础上有插筋时，要加以固定，保证插筋位置的正确。混凝土浇筑完毕，外露表面应覆盖浇水养护。杯形基础常用作钢筋混凝土预制柱基础(图2-5)。1．构造