地基处理加固施工-课件

[导言]任何建筑物都必须有可靠的地基和基础。建筑物的全部重量最终将通过基础传给地基，所以，对某些地基的处理及加固就成为基础工程施工中的一项重要内容。基础——地基——地基与基础的区别？基础底面下产生压缩变形的土层（直接承受建筑物荷载作用且应力发生变化的土层）。建筑物向地基传递荷载的下部结构。室内标高基顶标高基底标高室外标高基础持力层下卧层地基上部结构基础埋深上海莲花河畔楼房倒塌事故2009年6月上海莲花河畔13层在建楼房倒塌事故示意图事故示意图1、地基加固的原理•原理：当结构的荷载较大，地基土质又较软弱(强度不足或压缩性大)，不能作为天然地基时，可采取人工加固处理的方法改善地基性质，提高承载力、增加稳定性，减少地基变形和基础埋置深度。地基处理是指为提高地基承载力，改变其变形性质或渗透性质而采取的人工处理地基的方法。亦有称地基加固.人工地基：是经过人工处理后才满足设计要求的土层。天然地基：是不加处理就能满足设计要求，可直接在上面修建建（构）筑物的天然土层。“将土质由松变实”，“将土的含水量由高变低”地基碾压加固地基加固原理提高软弱地基的强度、保证地基的稳定性、减少不均匀沉降。坚实稳定的建筑地基在可靠地基上建造的基础2、地基处理的目的3、地基处理的对象⑴软弱地基包括：淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基。⑵特殊土地基包括：软土、湿陷性黄土、膨胀土、红粘土和冻土等地基。淤泥质土冲填土的施工现场膨胀土湿陷性黄土冻土当软弱土地基的承载力或变形满足不了建筑地基的要求，而软弱土层的厚度不大时，挖去软土层将基础置于承载力大的基岩或坚硬的土层中，最为经济。挖去厚度不大的软土层1、“挖”当软土层较厚、承载力或变形又与建筑地基要求的差距不大时，可在软土层上直接回填一定厚度的好土，以提高地基持力层的承载力，减小软土层的承压力。在软土层上回填好土2、“填”162.1换填地基法2.2夯实法2.3水泥搅拌法2.4其它处理方法2.5地基的局部处理第二章地基处理及加固它是先将基础下面一定范围内承载力低的软土层挖去，然后回填强度较大的砂、碎石或灰土等，并夯至密实。2.1换填地基法垫层材料有：砂、碎（砂）石、灰土（熟石灰：土＝2：8或3：7）。18（一）砂和砂石地基施工砂和砂石地基：砂和砂石地基是将基础下一定范围内的土层挖去，然后利用强度较大的砂或砂石等回填，并经分层夯实至密实，（以起到提高地基承载力，减少地基沉降量，加速软弱土层的排水固结，防止季节性地基土的冻胀和消除膨胀地基土的胀缩性等作用）。适用处理透水性强的软弱黏性土地基；但不宜用于湿陷黄土地基及不透水的黏性土地基（以免聚水而引起地基下沉和承载力降低）。该地基具有施工工艺简单、工期短、造价低等优点根据回填材料的不同，换填地基可分为砂地基、碎（砂）石地基、灰土地基等（二）灰土地基施工灰土地基：灰土地基是将基础下一定范围内的土层挖去，用按一定体积配合比的石灰和黏性土拌合均匀，在最优含水量情况下分层回填夯实或压实而成。该地基具有一定的强度、水稳定性和抗渗性，施工工艺简单，取材容易，费用较低，是一种应用广泛、经济、实用的地基加固方法。适用处理1-4m厚的软弱土、沉陷性黄土、杂填土等。换土垫层处理软土地基，其加固机理和作用主要体现在以下几个方面：1）提高浅层地基承载力；2）减少地基的沉降量；3）加速软弱土层的排水固结；4）防止季节性地基土的冻胀；5）消除膨胀地基土的胀缩性等。加固机理1、主要设备和机具重锤夯实法的主要设备和机具有：起重机、夯锤、钢丝绳和吊钩等。2、夯实工艺一般来说，重锤夯实的有效夯实深度可达1m左右(与锤底直径相当)，并可消除1.0一1.5m厚度范围土层的湿陷性。夯实效果和影响深度除与锤重、锤底直径、夯距有关外．还与夯实工艺、夯击遍致以及土的含水量密切相关。重锤夯实法2324重锤夯实地基1.机具设备1.1夯锤夯锤形状宜采用截头圆锥体，可用C20钢筋混凝土制成。其底部可采用20mm厚钢板，以使重心降低。锤重宜为2.0~3.0t，落距一般采用4~6m。重锤夯实地基1.2起重机械有摩擦式卷扬机的履式起重机打桩机悬臂式桅杆起重机龙门式起重机起重能力：自动脱钩：大于夯锤重量的1.5倍钢丝绳悬吊：大于夯锤重量的3倍重锤夯实地基1.3施工要点1）最优含水量＝塑限含水量±2％现场简易测定：以手捏紧后，松手土不散，易变形而不挤出，抛在地上即呈碎裂为合适2）夯打顺序：大面积基坑或条形基槽内：一夯挨一夯独立柱基基坑内：先周边后中间或先外后里的跳打法基坑（槽）底面标高不同时，应按先深后浅的顺序逐层夯实先周边后中间先外后里独立柱基础基坑内夯打顺序强夯法：通过重锤(8~30吨)利用一定的落差(6~30米)，对地基施加很大的冲击能，以达到地基加固的目的。2.2强夯法强夯法是用起重机械将（8-30t）的夯锤吊起，从（6-30m）的高处自由下落，对土体进行强力夯实的地基加固方法。强夯法与重锤夯实法的区别：强夯法属于高能量夯击，是用巨大的冲击能，使土中出现冲击波和很大的应力，迫使土颗粒重新排列，排除孔隙中的气和水，从而提高地基强度，降低其压缩性。（二）强夯地基强夯地基适用范围：碎石土、砂土、粘性土、湿陷性黄土及杂填土地基的深层加固。优点：地基经强夯加固后，承载能力可以提高2-5倍，压缩性可降低200-1000%。是一种效果好、速度快、节省材料、施工简便的地基加固方法。缺点：是施工时噪音和振动很大，离建筑物小于10m时，应挖防震沟，沟深要超过建筑物基础深。强夯地基1.机具设备1.1夯锤：夯锤重量：8-40t夯锤底面：圆形（常用）或方形锤的底面积大小：取决于表面土质夯锤中宜设置若干个上下贯通的气孔，以减少夯击时空气阻力。强夯地基1.2起重机：一般采用自行式起重机。起重能力取大于1.5倍锤重，并需设安全装置，防止夯击时臂杆后仰。1.3脱钩装置：夯锤脱钩机构强夯工地现场夯机起锤原理：深层搅拌法是利用特制的深层搅拌机在边坡土体需要加固的范围内，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。固化剂：水泥浆或水泥砂浆，水泥的掺量为加固土重的7％～15％，水泥砂浆的配合比为1：1或1：2。施工工艺：深层搅拌机定位→预搅下沉→制浆→喷浆搅拌→复搅下沉→提升→关机→清洗→移动至下一根桩质量检验2.3水泥搅拌法水泥搅拌桩根据地基处理的作用机理还有：返回下页•砂石桩地基•预压地基•注浆地基2.4认识其它处理方法预压法—排水固结法：利用压实机械碾压地基土壤，使地基压实排水固结。也可采用预压固结法，即先在地基范围的地面上，堆置重物预压一段时间,使地基压密，以提高承载力，减少沉降量。4、“压”排水固结法水平排水体竖向排水体塑料排水带排水系统加压系统降低地下水法真空法堆载法砂垫层袋装砂井电渗法普通砂井5、“挤”•用带桩靴的工具式桩管打入土中，挤压土壤形成桩孔，拔出桩管再在桩孔中灌入砂石或石灰、素土、灰土等填充料进行捣实。其原理是挤密土壤、排水固结，提高地基的承载力，俗称“挤密桩”。包括碎(砂)石桩、石灰桩、灰土桩、CFG桩等。深层挤密法振冲法砂石桩就是先用带桩靴的工具式桩管打入土中，挤压土壤形成桩孔，然后拔出桩管，再在桩孔中灌人砂石或石灰、素土、灰土等填充料进行捣实，或者随着填充料的灌入逐渐拔出桩管。适用于松软饱和地基，其原理就是挤密土壤，排水固结，以提高地基的承载力，所以也叫挤密桩。6、“拌”利用水泥作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌。水泥搅拌法六字方法：换、夯、压、挤、拌、注换填地基法夯实法预压法砂石桩地基水泥搅拌桩地基注浆地基建筑工程技术专业ü1：对地基的进行局部处理2.5地基的局部处理ü一、对软土坑进行处理ü二、砖井或土井的处理ü三、局部范围内硬土的处理ü四、橡皮土的处理一、松土坑的处理1、松土坑在基槽中范围内较小可将坑中松软土挖除，使坑底及四壁均见天然土为止，回填与天然土压缩性相近的材料。①当天然土为砂土时，用砂或级配砂石回填；②当天然土为较密实的粘性土，用3：7灰土分层回填夯实；③天然土为中密可塑的粘性土或新近沉积粘性土，可用1：9或2：8灰土分层回填夯实，每层厚度不大于20cm。处理方法将该范围内的基槽适当加宽，采用与天然土压缩性相近的材料回填。如用砂土或砂石回填时，基槽每边均应按1:1坡度放宽；如用1:9或2:8灰土回填时，基槽每边均应按0.5:1坡度放宽；3、松土坑范围较大，（超过基槽边沿）3、松土坑范围较大，且长度超过5m如坑底土质与一般槽底土质相同，可将此部分基础加深，做1：2踏步与两端相接．每步高不大于0.5m，长度不小于1m。4、坑在基槽中范围内较大，（深度大于槽宽或1.5m）按以上要求处理挖到老土，槽底处理完毕后，还应适当考虑加强上部结构的强度，方法是在灰土基础上1~2皮砖处（或混凝土基础内）、防潮层下1~2皮砖处及首层顶板处，加配4φ8~12mm钢筋跨过该松土坑两端各1m，以防产生过大的局部不均匀沉降5、松土坑下水位较高①当地下水位较高，坑内无法夯实时，可将坑（槽）中软弱的松土挖去后，再用砂土、砂石或混凝土代替灰土回填。②如坑底在地下水位以下时，回填前先用粗砂与碎石（比例为1：3）分层回填夯实；地下水位以上用3：7灰土回填夯实至要求高度。二、砖井、枯井、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。三、局部软硬土的处理尽可能挖除，采用与其他部分压缩性相近的材料分层夯实回填，或将坚硬物凿去300－500mm深，再回填土砂混合物夯实。将基础以下基岩或硬土层挖去300－500mm深，填以中、粗砂或土砂混合物做垫层；或采取加强基础和上部结构的刚度来克服地基的不均匀变形。一边软一边硬四、橡皮土的处理当地基为粘性土，含水量大且趋于饱和时，如果直接夯打或反复碾压，就容易形成有颤动弹性感的“橡皮土”。处理方法：避免直接夯拍，采用晾槽或掺石灰粉的办法降低含水量后压实。若施工中已出现橡皮土，则应将橡皮土层挖除，然后在槽底适当加深的情况下铺垫一层承载力高、适应设计要求的垫层地基，如砂土或级配砂石垫层等。如何处理？60弹簧土（含水率过高）