基础工程施工-地基处理-课件(新)

本章重点：地基加固的原理钢筋混凝土预制桩、灌注桩的施工打桩的质量控制灌注桩产生质量事故的原因及预防、处理方法第二章地基处理与基础工程1什么时候需要加固地基?当土层的承载能力较差，如淤泥、冲填土及其它软弱土层或虽然土层较好，但上部荷载甚大时，为使地基具有足够的坚固性和稳定性，可以对土层进行加固。2.1地基加固处理地基即指建筑物基础以下的土体，地基的主要作用是承托建筑物的基础基础直接建造在未经加固的天然土层上时，这种地基称之为天然地基。若天然地基不能满足地基强度和变形的要求，则必须事先要经过人工处理后再建造基础，这种地基加固称为地基处理。2地基加固1)地基加固原理：“将土质由松变实”，“将土的含水量由高变低”。2)拟订加固方案在拟订地基加固处理方案时，应充分考虑地基与上部结构共同工作的原则，从地基处理、建筑、结构设计和施工方面均应采取相应的措施进行综合治理，决不能单纯的进行加固处理，否则，不仅会增加工程费用，反而难以达到理想的效果。3地基加固的方法七字方法：挖、填、换、夯、压、挤、拌一、“挖”就是挖去软土层，把基础埋置在承载力大的基岩上或坚硬的土层中。这种方法当软土层不厚时，利用坚硬的岩/土层作为天然地基，甚为经济。二、“填”当软土层很厚时，而又需大面积对地基进行加固处理时，则可在软土层上直接回填一层一定厚度的好土，以提高地基的承载力减小软土层的承压力。（主要用于竖向荷载较小且分布均匀的道路、环境地坪处理）三、“换”换就是将挖与填相结合，它是将基础下面一定范围内的软弱土层挖去，而代之以人工填筑的垫层作为持力层。这种方法适用于软土层较厚，而仅对局部地基进行加固处理。垫层材料有砂石，碎石，三合土（石灰：砂：碎砖（石）＝1：2：4），三七灰土（石灰：土＝3：7），矿渣，素土等。素土：指碎石土、砂土、粉土、粘性土等“换”的两种常用方法（一）灰土垫层地基灰土垫层具有一定的强度、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。适用加固深1-4m厚的软弱土、沉陷性黄土、杂填土等，还可用作结构的辅助防渗层。禁忌：1、灰土早期泡水2、灰土受冻胀、疏松、开裂(冻胀是由于土中水的冻结和冰体（特别是凸镜状冰体）的增长引起土体膨胀、地表不均匀隆起的作用)砂垫层地基（二）砂垫层地基砂垫层地基是用夯（压）实的砂或砂石垫层替换基础下部一定厚度的软土层，以起到提高基础下地基承载力，减少沉降，加速软土层的排水固结作用。适用处理3.0m以内的软弱、透水性强的粘性土地基；不宜用于加固湿陷黄土地基及渗透系数小的粘性土地基。禁忌：1、用干细砂或含泥量大的砂铺设砂地基2、湿陷性黄土、膨胀土地基上用水撼法铺设砂和砂石地基3、人工级配砂石地基不拌合均匀铺设4、地基底面标高不一时，不挖成阶梯或斜坡搭接，不采取先深后浅的顺序铺设5、局部软弱土层不处理就施工6、铺设的地基密实度差四、“夯”利用打夯工具或机具夯击土壤，排出土壤中的水分，加速土壤的固结，以提高土壤的密实度和承载力。“夯”的两种常用方法（一）重锤夯实地基重锤夯实是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密实的硬壳层，从而使地基得到加固。适用范围：地下水位以上稍湿的粘性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土和分层填土的加固处理。缺点：振动锤表面夯实的加固深度一般为1.2～2.0m。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。锤重为1.5-3.0t，落距一般采用2.5-4.5m。重锤夯实地基1.2起重机有摩擦式卷扬机的履式起重机打桩机悬臂式桅杆起重机龙门式起重机重锤夯实地基1.3施工要点1）最优含水量现场简易测定：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独立柱基础基坑内：先周边后中间或先外后里的跳打法先周边后中间先外后里独立柱基础基坑内夯打顺序（二）强夯地基强夯法是用起重机械将8-40t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。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：8-40t材料：首选铸钢或铸铁，次选钢板外壳内浇筑钢筋混凝土。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，对砂土一般为3-4m2，粘性土为不小于6m2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：五、“压”利用压路机、羊足碾、轮胎碾等机械压地基土壤，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。注意要形成良好的排水系统。主要方法：砂井堆载预压法、袋袋砂井堆载预压法、塑料排水带堆载预压法和真空预压法。真空预压处理软基六、“挤”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。七、“拌”利用高压射流切削土壤，旋喷浆液（水泥浆、水玻璃、丙凝等），搅拌浆土，使浆液和土壤混合，凝结成坚硬的柱体或土壁。方法：旋喷法和深层搅拌法深层搅拌水泥粉喷桩施工近年来新兴起了深层搅拌水泥粉喷桩（简称粉喷桩），可作为软土地基改良加固方法和重力式支护结构。施工时，以钻头在桩位搅拌后将水泥干粉用压缩空气输入到软土中，强行拌合，使其充分吸收地下水并与地基土发生理化反应，形成具有水稳定性、整体性和一定强度的柱状体，同时桩间土得到改善，从而满足建筑基础的设计要求。其桩径一般为500、600、700mm，桩长可达18m。第二节浅基础施工基础是建筑物埋在地面以下的承重构件，用以承受建筑物的全部荷载，并将这些荷载及其自重一起传给下面的地基。基础是建筑的重要组成部分，因此基础应满足以下要求：（1）强度要求（2）耐久性要求（3）经济性要求建筑物室外设计地坪至基础底面的垂直距离，称基础埋深，如图所示。其中埋置深度在5米以内的基础称为浅基础，埋置深度在5米以上的基础称为深基础。地基与基础的关系如图所示。（a）内墙（柱）基础埋深（b）室内外设计地面标高相差不大（c）室内外设计地面标高相差较大基础埋深示意图地基与基础的关系一、浅基础的类型：1．按受力特点分：刚性基础柔性基础2．按构造型式分：独立基础带形基础筏片基础交梁基础3．按材料不同分：砖基础毛石基础毛石砼基础钢筋砼基础等1．构成及其特点：组成：桩及桩承台特点：承载力高、沉降量小而均匀，能承受竖向力、水平力、上拔力、振动力等，施工速度快、质量好。刚性基础指抗压强度较大，而抗弯、抗拉强度较小的材料建造的基础如砖、灰土、毛石、混凝土、三合土基础。柔性基础指抗弯、抗压、抗剪强度都很大，适用于地基土软弱，上部结构荷载较大的基础。（a）墙下基础（b）柱下基础无筋扩展基础构造示意图d—柱中纵向钢筋直径一、条形基础1．构造要求（1）锥形基础边缘高度不宜小于200mm，阶梯形基础每阶高度宜为300-500mm（2）垫层厚度大于100mm，混凝土强度等级为C10，基础混凝土强度不低于C15（3）底板受力钢筋不小于8mm，保护层35mm，无地基时不小于70mm（4）插筋直径与数量与柱内纵向受力钢筋相同。（a）两皮一收（b）二、一间隔收砖基础构造示意图混凝土基础构造示意图2．施工要点：施工工艺流程：基底土质验槽→施工垫层→在垫层上弹线抄平→基础施工。（1）基坑先验槽，换填不良土层，清除杂物、积水，验槽后立即浇筑地基混凝土。（2）地基达到一定强度后，弹线、支模，铺放钢筋网片。（3）浇筑前，应清除模板垃圾和钢筋上的油污，模板应浇水湿润。（4）基础砼宜分层连续浇筑。（5）锥形基础的斜面部分模板应随砼浇捣分段支设并顶压紧，以防模板上浮变形，边角处应注意捣实。（6）基础上有插筋时，要加以固定。砼外表面应浇水养护。二、杯形基础杯形基础常常是预制柱基础，基础中预留杯口，将柱子插入杯口并用混凝土浇注固定的方法。1．构造要求：见混凝土设计规范有关规定。2．施工要点：施工工艺流程基底土质验槽→施工垫层→在垫层上弹线抄平→基础施工。（1）砼按台阶分层浇筑，高杯口的高台阶部分按整段分层。（2）杯口模板应做成定型模板，并应固定牢固，压浆。（3）浇注杯口砼，应对称均匀进行。（4）浇注时注意在杯底留出50mm的细石砼找平层。基础浇捣完毕，在砼初凝后终凝前取出杯口模板，并将杯口内侧凿毛。（5）高杯口基础施工时，当砼浇捣至杯口底时再安装固定杯口基础模板。三、筏式基础筏式基础是有由钢筋混凝土底板、梁等组成，适合于地础承载力低且上部荷载大的结构。一般有梁板式和平板式两类。1．构造要求（1）砼强度等级不宜小于C20，保护层厚不小于35mm。（2）基础平面应尽量对称，以减小偏心距，底板厚不小于200mm，梁顶高出底板顶不小于300mm，梁宽不小于250mm。（3）底板下设100mm厚C10砼地基，每边伸出底板不小于100mm。2．施工要求（1）施工前降水至基坑底下不小于500mm。（2）砼应平衡于次梁长度方向浇注，对于平板式应平行于基础长边方向。（3）砼浇注时一般不留施工缝，若不能一次浇注完，应留垂直施工缝，对底板或梁上有立柱时，砼应浇到柱脚顶，留水平施工缝。（4）基础浇筑完毕，表面应盖草，洒水养护，并不少于7d。四、箱形基础箱形基础是由钢筋混凝土底板、顶板、外墙以及一定数量的内墙组成。特点：整体性好，刚度大，调整不均匀沉降能力及抗震能力强，减少基底处原有地基自重应力。适用于软弱地基上的面积较小计，平面形状简单，上部结构荷载大且分布不均匀的高层建筑物基础。1．构造要求（1）箱基在平面布置上尽可能对称。（2）砼等级不应低于C20基础，高一般取建筑物高的—不宜小于箱基长度的—，且不小于3m。（3）底板厚一般取隔间距的—，约为300～1000mm，顶板厚约200～400mm，内墙厚不宜小于200mm，外墙厚不宜小于250mm。（4）平均每平米基础面积上墙体长度应不小400mm，或墙体水平截面积不得小于基础面积的，纵墙配置不得小于墙体总配置量的2．施工要点（1）基坑开挖地下水位较高时，应将地下水降至坑底下500mm处，采用机械开挖时，在坑底面设计标高，以上保留200-400厚土层，采用人工开挖，在验槽以后，应立即进行基础施工。（2）箱基的底板，顶板及内外墙的支模和浇筑，可采用内外墙和顶板分次支模浇注方法施工。（3）箱基的底板，顶板及内外墙宜连续浇筑完毕，当大型箱基，基础长度超过40m时，宜设一道不小于800的后浇带，以防产生温度收缩裂缝。（4）基础施工完毕，应立即回填，并验算抗浮稳定性。第二节桩基施工1.土木工程中什么情况下需采用桩基础？深部土层软弱，或建（构）筑物的上部荷载较大，而且是对沉降有严格要求的高层建筑、地下建筑以及桥梁基础等，则需采用深基础。桩基础是一种常用的深基础形式。墩基础，沉井基础，沉箱基础和地下连续墙。2.桩基础组成：由桩和桩顶承台组成桩基础按受力性质分端承桩摩擦桩按材料分钢筋砼桩预应力钢筋砼桩复合地基桩按制作方法分