2桩基工程.

2地基处理与桩基工程学习重点：地基处理的原理与方法；钢筋混凝土预制桩和混凝土灌注桩施工工艺及质量检验标准；地基处理与桩基工程施工过程中的质量控制及常见问题的预防与处理方法。学习要求：了解桩基础组成及分类；掌握预制桩施工顺序确定、注意事项、质量事故产生的原因和预防措施；了解静力压桩特点和施工方法；了解泥浆护壁成孔施工过程及工艺原理；掌握沉管灌注桩、大直径人工挖孔灌注桩的施工方法，常见质量事故的预防和处理，安全施工措施；了解预制桩、灌注桩质量检验标准。了解地下连续墙、墩基础及沉井基础的施工特点。2.1地基处理本章小结本章内容End本章作业2.2桩基础工程2.1地基处理地基处理概念：为提高地基承载力，改善其变形性质或渗透性质而采取的人工处理地基的方法。地基处理方法的分类一般按作用机理分类，也可按以下方法分类：按时间分类：临时处理和永久处理按处理深度分类：浅层处理和深层处理按土性对象分类：砂性土处理、粘性土处理、饱和土处理和非饱和土处理等。2.1.1地基处理的方法按作用机理分类：碾压及夯实法换土垫层法排水固结法振密挤密法置换及拌入法加筋法其他编号分类处理方法原理及作用适用范围1碾压及夯实重錘夯实，机械碾压，振动压实，强夯（动力固结）利用压实原理，通过机械碾压夯击，把地基土层压实，强夯则利用强大的夯击能，在地基中产强烈的冲击波和动应力，迫使土动力固结密实适用于碎石土、砂土、粉土、低饱和度的粘性土、杂填土等，对饱和粘性土应慎重采用2换土垫层砂石垫层，素土垫层，灰土垫层，矿渣垫层以砂石、素土、灰土和矿渣等强度较高的材料、置换地基表层软弱土，提高持力层的承载力，扩散应力，减少沉降量适用于处理暗沟、暗塘等软弱土地基3排水固结天然地基预压，砂井预压，塑料排水带预压，真空预压，降水预压在地基中增设竖向排水体，加速地基的固结和强度增长，提高地基的稳定性，加速沉降发展，使基础沉降提前完成适用于处理饱和软弱土层，对于渗透性极低的泥碳土，必须慎重对待地基处理方法分类表2-14振密挤密振冲挤密，灰土挤密桩，砂桩，石灰桩，爆破挤密采用一定的技术措施，通过振动或挤密，使土体的孔隙减少，强度提高，必要时，在振动挤密的过程中，回填砂、砾石、灰土、素土等，与地基土组成复合地基，从而提高地基的承载力，减少沉降量适用于处理松砂、粉土、杂填土及湿陷性黄土5置换及拌入振冲置换，深层搅拌，高压喷射注浆，石灰桩等采用专门的技术措施，以砂碎石等置换软弱土地基中部分软弱土，或在部分软弱土地基中掺入水泥、石灰或砂浆等形成加固体，与未处理部分土组成复合地基，从而提高地基承载力粘性土、冲填土、粉砂、细砂等。振冲置换法对于不排水抗剪强度小于20KPa时慎用6加筋土工合成材料加筋，锚固，树根桩，加筋土在地基或土体中埋设强度较大的土工合成材料、钢片等加筋材料，使地基或土体能承受抗拉力，防止断裂，保持整体性，提高刚度，改变地基土体的应力场和应变场，从而提高地基的承载力，改善变形特性软弱土地基，填土及陡坡填土、砂土7其他灌浆，冻结，托换，纠偏等技术通过独特的技术措施处理软弱土地基根据实际情况确定表2-1续2.1.2换土垫层法施工换土垫层按其回填材料的不同可分为砂垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层、矿渣垫层、粉煤灰垫层等。垫层的作用是提高浅基础下地基的承载力，满足地基稳定要求；减少沉降量；加速软弱土层的排水结固；防止持力层的冻胀或液化。当在建筑物范围内上层软弱土较薄时，可采用全部置换处理；对于建筑物范围内局部存在古井、古墓、暗塘、暗沟、或拆除旧基础的坑穴等，可采作局部换填法处理。换填法的处理深度通常控制在3m以内较为经济合理。换土垫层的施工方法1．机械碾压法：机械碾压法是采用压路机、推土机、羊足碾或其他压实机械来压实地基土。施工时先将拟建建筑物范围一定深度内的软弱土挖去，开挖的深度和宽度应根据换土垫层设计的具体要求确定。然后在基坑底部碾压，再将砂石、素土或灰土等垫层材料分层铺垫在基坑内，逐层压实。2．重锤夯实法：重锤夯实法是用起重机械将夯锤提升到一定高度，然后自由落锤，不断重复夯击以加固地基。重锤夯实法一般适用于地下水位距地表0.8m以上，有效夯实深度内土的饱和度小于并接近0.6时。当夯击振动对邻近建筑物或设备产生有害影响时不得采用重锤夯实。3．平板振动法：平板振动法是利用振动压实机（如图2-1所示）来压实非粘性土或粘粒含量少、透水性较好的松散杂填土地基的方法。图2-1振动压实机示意图定义：振冲置换法是在地基土中借振冲器成孔，振密填料置换，制成以碎石、砂砾等散粒材料组成的桩体，与原地基土一起构成复合地基，使地基承载力提高，沉降减少，故又称振冲置换碎石桩法。施工工艺（见图2-2）及施工顺序（见图2-3）施工要点2.1.3.1振冲置换法图2-2振冲置换施工工艺a)定位；b)振冲下沉；c)振冲至设计标高并下料；d)边振边下料、边上提；e)成桩图2-3振冲置换法成孔顺序ａ)围幕法；ｂ)排孔法；ｃ)跳打法施工要点①施工前应先进行振冲试验，以确定成孔合适的水压、水量、成孔速度及填料方法；达到土体密实时的密实电流、填料量和留振时间。②若土层中央有硬土层时应适当进行扩孔，即在此硬土层中将振冲器多次往复上下几次，使孔径扩大以便填料。③在粘性土层中制桩，孔中的泥浆太稠，填料在孔内下降的速度将减慢，且影响施工速度，在成孔后要留有1～2min清孔时间，以便回水把稠泥浆带出地面，降低孔内泥浆密度。④在强度很低的软土地基施工中，则要用“先护壁，后制桩”的施工方法。即在振冲孔到达第一层软弱层时，适当填料进行初步挤振，将填料挤到此软弱土层周围以加固孔壁，接着再同样方法处理以下第二、第三层软弱层，直至加固深度。⑤填料和振料方法，一般采取成孔后，将振冲器提出少许，从孔口往下填料，边填边振，直至该段振实，如此逐段施工。⑥每次往孔内倒入的填料数量不宜过多，约为堆积在孔内0.8m高，然后用振冲器振密后再继续加填料，此时电动机电流值为超过原空振时电流值35～45A。⑦每根桩的填料总量和密实度必须符合设计要求或施工规范的规定。一般每米桩体直径达0.8m以上所需碎石量为0.6～0.7m3。⑧加固区的振冲桩施工完毕，在振冲最上lm左右时，由于土覆压力小，桩的密实度难以保证，故宜予挖除，另作垫层，或另用振动碾压机进行碾压密实处理。⑨在施工场地地面上应预先设置排浆系统，将成桩过程中产生的泥浆集中引入沉淀池。定期将沉淀池底部的厚泥浆挖出运送至指定地点。沉淀池上部较清的水可重复使用。定义：振冲密实法是利用振动和压力水使砂层液化，砂颗粒相互挤密，重新排列，孔隙减少，从而提高地基承载力和抗液化能力，故又称振冲挤密砂桩法。施工工艺流程施工要点2.1.3.2振冲密实法施工工艺与流程施工要点①振冲挤密法施工操作，关键是控制水量大小和留振时间。水量的大小是保证地基中砂土充分饱和，受到振动能够产生液化；足够的留振时间(30～60s)是使地基中的砂土完全液化，停振后土颗粒重新排列，使孔隙比减小，密实度提高。②对粉细砂应加填料，加填料的作用是填充振冲器上提后留下的孔洞；此外，填料作为传力介质，在振冲器的水平振动下，通过连续加填料将砂层进一步挤密。③对中、粗砂，当振冲器上提后孔壁坍落能自行填满下面的孔洞，故可以不加填料。④当干砂厚度大，地下水位低时，则应采取措施大量补水，以使砂处于或接近饱和状态，方可施工。定义：深层搅拌法是利用水泥或水泥砂浆、石灰作为固化剂，通过特制的搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂强制搅拌，固化剂和软土之间会产生一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的地基，与天然地基形成复合地基，从而提高地基承载力，增大变形模量。深层搅拌法是用于加固饱和粘性土地基的一种新技术。2.1.4深层搅拌地基施工深层搅拌法加固地基的特点（1）深层搅拌法由于将固化剂和原地基软土就地搅拌混合，最大限度地利用了原土。（2）施工过程时无振动、无噪声、无污染。（3）深层搅拌法施工时对土无侧向挤压，因而对周围既有建筑物的影响很小。（4）按照不同地基土性质及工程设计要求，合理选择固化剂及其配方，设计比较灵活。（5）土体加固后重度基本不变，对软弱下卧层不致产生附加沉降。（6）根据上部结构的需要，可灵活地采用柱状、壁状、格栅状和块状等加固体，这些加固体与天然地基形成复合地基，共同承担建筑物的荷载。（7）可有效地提高地基承载力。（8）施工工期较短，造价低廉，效益显著。（9）深层搅拌法适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力标准值不大于120kPa的粘性土等地基，对超软土效果更为显著。（10）在深基坑开挖时用于防止坑壁及边坡塌滑、坑底隆起等，以及作地下防渗墙等工程上。施工工艺流程图2-5深层搅拌法工艺流程a）定位下沉；b）沉入到设计深度；c）喷浆搅拌提升；d）原位重复搅拌下沉；e）重复搅拌提升；f）搅拌完毕形成加固体施工要点①深层搅拌施工前应先整平场地，清除桩位处地上、地下一切障碍物(包括大块石、树根和生活垃圾等)，场地低洼处用粘性土料回填夯实，不得用杂填土回填。②施工前应标定搅拌机械的灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工参数，并根据设计要求通过成桩试验，确定搅拌桩的配合比。③施工使用的固化剂和外掺剂必须通过加固土室内试验检验才能使用。固化剂浆液应严格按预定的配合比拌制，并应有防离析措施。泵送必须连续，拌制浆液量、固化剂与外掺剂的用量以及泵送浆液的时间等应有专人记录。④保证起吊设备的平整度和导向架的垂直度，搅拌桩的垂直度偏差不得超过1.5％，桩位偏差不得大于50mm。⑤搅拌机预搅下沉时，不宜冲水；当遇到较硬土层下沉太慢时，方可适量冲水，但应考虑冲水成桩对桩身强度的影响。⑥控制搅拌机的提升速度和次数，记录搅拌机每米下沉或提升的时间，深度记录误差不得大于50mm，时间记录误差不得大于5s，施工中发现的问题及处理情况均应注明。⑦每天加固完毕，应用水清洗储料罐、砂浆泵、深层搅拌机及相应管道，以备再用。2.1.6地基处理施工质量验收与安全施工1、一般要求（1）建筑物地基的施工应具备下述资料：①岩土工程勘察资料；②临近建筑物和地下设施类型、分布及结构质量情况；③工程设计图纸、设计要求及需达到的标准，检验手段。（2）砂、石子、水泥、钢材、石灰、粉煤灰等原材料的质量、检验项目、批量和检验方法，应符合国家现行标准的规定。（3）地基施工结束，宜在一个间歇期后，进行质量验收，间歇期由设计确定。（4）地基加固工程，应在正式施工前进行试验段施工，论证设定的施工参数及加固效果。为验证加固效果所进行的载荷试验，其施加载荷应不低于设计载荷的2倍。（5）竣工后的地基强度或承载力必须达到设计要求的标准。检验的数量，每单位工程不应少于3点；1000m2以上工程，每100m2至少应有1点；3000m2以上工程，每300m2至少应有1点。每一独立基础下至少应有1点，基槽每20米应有1点。（6）对复合地基承载力检验，数量为总数的0.5％～1％，且不应少于3处。有单桩强度检验要求时，数量为总数的0.5％～1％，且不应少于3根。2．灰土地基（1）灰土土料、石灰或水泥（当水泥替代灰土中的石灰时）等材料及配合比应符合设计要求，灰土应搅拌均匀。（2）施工过程中应检查分层铺设的厚度、分段施工时上下两层的搭接长度、夯实时加水量、夯压遍数、压实系数。（3）施工结束后，应检验灰土地基的承载力。（4）灰土地基的质量验收标准应符合表2-2的规定。灰土地基质量检验标准表2-23．砂和砂石地基（1）砂、石等原材料质量、配合比应符合设计要求，砂、石应搅拌均匀。（2）施工过程中必须检查分层厚度、分段施工时搭接部分的压实情况、加水量、压实遍数、压实系数。（3）施工结束后，应检验砂石地基的承载力。（4）砂和砂石地基的质量验收标准应符合表2-3的规定。砂及砂石地基质量检验标准表2-34．振冲地基（1）施工前应检查振冲