地基处理与基础工程.ppt

2019/4/7,1,第2章 地基处理与基础工程,2.1地基处理及加固 2.2浅埋式钢筋混凝土基础施工 2.3桩基础工程,2019/4/7,2,2.1 地基处理及加固,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。,2019/4/7,3,地基加固处理的原理是： 将土质由松变实，将水的含水量由高变低。即可达到地基加固的目的。常用的人工地基处理方法有换填法、重锤夯实法、机械碾压法、挤密桩法、深层搅拌法、化学加固法等,2019/4/7,4,一、地基的局部处理,根据勘察报告，局部存在异常的地基或经基槽检验查明的局部异常地基，均需根据实际情况、工程要求和施工条件，妥善进行局部处理。处理方法可根据具体情况有所不同，但均应遵循减小地基不均匀沉降的原则，使建筑物各部位的沉降尽量趋于一致,2019/4/7,5,1.局部松土坑（填土、墓穴、淤泥等）处理,当松土坑的范围较小（在基槽范围内）时，可将坑中松软土挖除，使坑底及坑壁均见天然土为止，然后采用与天然土压缩性相近的材料回填。例如：当天然土为砂土时，用砂或级配砂石分层夯实回填；当天然土为较密实的黏性土时，用3:7灰土分层夯实回填；如为中密可塑的黏性土或新近沉积黏性土时，可用1:9或2:8灰土分层夯实回填。每层回填厚度不大于200mm,2019/4/7,6,当松土坑的范围较大（超过基槽边沿）或因各种条件限制，槽壁挖不到天然土层时，则应将该范围内的基槽适当加宽，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；用3:7灰土回填时，如坑的长度不大于2m，基槽可不放宽，但灰土与槽松土坑在基槽内所占的长度超过5m时，将坑内软弱土挖去，如坑底土质与一般槽底土质相同，也可将此部分基础落深，做1:2踏步与两端相接（见下图)，每步高不大于o.5m，长度不小于1.0m。如深度较大时，用灰土分层回填至基槽底标高。,2019/4/7,7,局部基础落深示意图,2019/4/7,8,对于较深的松土坑（如深度大于槽宽或大于1.5m时），槽底处理后，还应适当考虑加强上部结构的强度和刚度，以抵抗由于可能发生的不均匀沉降而引起的应力。常用的加强方法是：在灰土基础上l2皮砖处（或混凝土基础内）、防潮层下l2皮砖处及首层顶板处各配置34根，直径为812mm的钢筋，跨过该松土坑两端各1m。 松土坑埋藏深度很大时，也可部分挖除松土（一般深度不小于槽宽的2倍），分层夯实回填，并加强上部结构的强度和刚度；或改变基础形式，如采用梁板式跨越松土坑、桩基础穿透松土坑等方法。 当地下水位较高时，可将坑中软弱的松土挖去后，用砂土、碎石或混凝土分层回填。,2019/4/7,9,2.砖井或土井的处理,当井内有水并且在基础附近时，可将水位降低到可能程度，用中、粗砂及块石、卵石等夯填至地下水位以上500mm。如有砖砌井圈时，应将砖井圈拆除至坑（槽）底以下1m或更多些，然后用素土或灰土分层夯实回填至基底（或地坪底）。 当枯井在室外，距基础边沿5m以内时，先用素土分层夯实回填至室外地坪下1.5m处，将井壁四周砖圈拆除或松软部分挖去，然后用素土或灰土分层夯实回填。 当枯井在基础下（条形基础3倍宽度或柱基2倍宽度范围内），先用素土分层夯实回填至基础底面下2m处，将井壁四周松软部分挖去，有砖井圈时，将砖井圈拆除至槽底以下11.5m，然后用素土或灰土分层夯实回填至基底。当井内有水时按上述方法处理。,2019/4/7,10,当井在基础转角处，若基础压在井上部分不多时，除用以上方法回填处理外，还应对基础加强处理，如在上部设钢筋混凝土板跨越或采用从基础中挑梁的办法解决；若基础压在井上部分较多时，用挑梁的办法较困难或不经济时，可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，并使落在天然土上的基础总面积不小于井圈范围内原有基础的面积，同时在墙内适当配筋或用钢筋混凝土梁加强。 当井已淤填，但不密实时，可用大块石将下面软土挤密，再用上述方法回填处理。若井内不能夯填密实时，可在井内设灰土挤密桩或在砖井圈上加钢筋混凝土盖封口，上部再回填处理。,2019/4/7,11,3.局部软硬土的处理,当基础下局部遇基岩、旧墙基、老灰土、大块石、大树根或构筑物等，均应尽可能挖除，采用与其他部分压缩性相近的材料分层夯实回填，以防建筑物由于局部落于较硬物上造成不均匀沉降而使建筑物开裂；或将坚硬物凿去300500mm深，再回填土砂混合物夯实。 当基础一部分落于基岩或硬土层上，一部分落于软弱土层上时，应将基础以下基岩或硬土层挖去300500mm深，填以中、粗砂或土砂混合物做垫层，使之能调整岩土交界处地基的相对变形，避免应力集中出现裂缝；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。,2019/4/7,12,4.其他情况的处理,（1）橡皮土 当黏性土含水量很大趋于饱和时，碾压（夯拍）后会使地基土变成踩上去有一种颤动感觉的“橡皮土”。所以，当发现地基土（黏土、亚黏土等）含水量趋于饱和时，要避免直接碾压（夯拍），可采用晾槽或掺石灰粉的办法降低土的含水量，有地表水时应排水，地下水位较高时应将地下水降低至基底0.5m以下，然后再根据具体情况选择施工方法。如果地基土已出现橡皮土，则应全部挖除，填以3:7灰土、砂土或级配砂石，或插片石夯实；也可将橡皮土翻松、晾晒、风干至最优含水量范围再夯实。,2019/4/7,13,（2）管道 当管道位于基底以下时，最好拆迁或将基础局部落低，并采取防护措施，避免管道被基础压坏。当管道穿过基础墙，而基础又不允许切断时，必须在基础墙上管道周围，特别是上部留出足够尺寸的空隙（大于房屋预估的沉降量），使建筑物产生沉降后不致引起管道的变形或损坏，如下图所示。 另外，管道应该采取防漏的措施，以免漏水浸湿地基造成不均匀沉降。特别当地基为填土、湿陷性黄土或膨胀土时，尤其应引起重视。,2019/4/7,14,2019/4/7,15,填：软土层很厚，而又需要大面积进行加固处理，则可在原有的软土层上直接回填一定厚度的好土或砂石、矿石等。 换：就是将挖与填相结合，即换土垫层法，施工时先将基础下一定范围内的软土挖去，而用人工填筑的垫层作为持力层，按其回填的材料不同可分为砂垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层等。,2.1 地基处理及加固,二、换土地基 挖：挖去表面的软土层，将基础埋置在承载力较大的基岩或坚硬的土层上。,2019/4/7,16,1.换土法的适用范围,当建筑物的地基土为软弱土、不均匀土、湿陷性土、膨胀土、冻胀土等，不能满足上部结构对地基强度和变形的要求，而软弱土层的厚度又不是很大时，常采用换土法（也称为换土垫层法）处理。即将基础下一定范围内的土层挖去，然后换填密度大、强度高的砂、碎石、灰土、素土，以及粉煤灰、矿渣等性能稳定、无侵蚀性的材料，并分层夯（振、压）实至设计要求的密实度。换土法的处理深度通常控制在3m以内时较为经济合理。,2019/4/7,17,换填法适用于处理淤泥、淤泥质土、湿陷性土、膨胀土、冻胀土、素填土、杂填土以及暗沟、暗塘、古井、古墓或拆除旧基础后的坑穴等浅层地基处理。对于承受振动荷载的地基，不应选择换填垫层法进行处理。 根据换填材料的不同，可将换土分为砂石（砂砾、碎卵石）垫层、土垫层（素土、灰土）、粉煤灰垫层、矿渣垫层等，其适用范围见表2-1。,2019/4/7,18,2019/4/7,19,2.灰土换土的施工,（1）施工准备,1）作业条件 基坑（槽）要事先进行钎探，当垫层底部存在古井、古墓、洞穴、旧基础、暗塘等软硬不均的部位时，应根据建筑对不均匀沉降的要求予以处理，经检验合格并及时办好隐蔽验槽手续后，方可铺填垫层。 基坑（槽）要事先进测量放线，保证基坑（槽）尺寸、位置准确。要制定灰土工程施工工艺，并做好水平标高量度点。基坑开挖时应避免坑底土层受扰动，可保留约200mm厚的土层暂不挖去，待铺填垫层前再挖至设计标高。 铺填换土施工前应注意基坑（槽）排水，不得在浸水条件下施工，当地下水位高于基坑（槽）时，应先行降水至施工面下500mm。,2019/4/7,20,2）材料要求 灰土垫层的灰料宜用新鲜的消石灰，用前充分熟化，不得夹有未熟化的生石灰块，也不得含有过量的水。灰料应过筛，粒径不得大于5mm。 灰土垫层的土料宜优先利用基槽挖出的土，但不得含有有机杂质。应尽可能使用不含松软杂质的粉质黏土，黏粒含量越高其灰土强度也越高。不宜使用块状黏土、砂质粉土、淤泥、耕土、冻土、膨胀土及有机质含量超过5的土。土料应过筛，粒径不得大于15mm。,2019/4/7,21,2）材料要求 灰土垫层的灰料宜用新鲜的消石灰，用前充分熟化，不得夹有未熟化的生石灰块，也不得含有过量的水。灰料应过筛，粒径不得大于5mm。 灰土垫层的土料宜优先利用基槽挖出的土，但不得含有有机杂质。应尽可能使用不含松软杂质的粉质黏土，黏粒含量越高其灰土强度也越高。不宜使用块状黏土、砂质粉土、淤泥、耕土、冻土、膨胀土及有机质含量超过5的土。土料应过筛，粒径不得大于15mm。,2019/4/7,22,（2）施工要点,1）灰土体积配合比宜按2:8或3:7配置，必须用斗量并拌合均匀后在当日铺填压实。含水量宜控制在最优含水量2的范围内，最优含水量可通过击实试验确定，也可按当地经验取用。如水分过多或不足时，应晾干或洒水湿润，一般可按经验在现场直接判断，判断方法为：手握成团，落地开花。 2）灰土垫层施工应选用平碾、振动碾或羊足碾，也可采用轻型夯实机或压路机等。垫层的施工方法、分层铺填厚度、每层压实遍数等宜按所使用的夯实机具及设计的压实系数通过现场试验确定。当无实测资料时，除接触下卧软土层的垫层底部应根据施工机械设备及下卧层土质条件确定厚度外，一般情况下，垫层的分层铺填厚度可取200300mm（可参考表2-2）。,2019/4/7,23,表2-2 灰土最大虚铺厚度,2019/4/7,24,（一）砂地基和砂石地基,将建筑物基础下的一定范围内的土层挖去，然后用强度比较高的砂或碎石等回填，并经分层夯实至致密，以提高地基的承载力、减少沉降、加速软弱土层的排水固结、防止冻胀和消除膨胀土的胀缩等作用。 1.构造要求 地基厚度要求，地基宽度要求 2.材料要求 砂地基宜用颗粒级配良好，质地坚硬的中砂、粗砂、砾 砂、碎石、石屑或其他工业废粒料。 3.施工要点 4.质量验收标准和方法 标准：见表格规定 方法：环刀取样法、贯入测定法,2.1 地基处理及加固,2019/4/7,25,表2.1 砂和砂石垫层每层铺筑厚度及最佳含水量,2.1 地基处理及加固,2019/4/7,26,（二）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。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） 灰土配合比满足规定，一般体积比为3：7或2：8。（灰土配制）,2.1 地基处理及加固,2019/4/7,27,（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）施工时，控制其含水量、厚度、夯打遍数、不得隔日夯打。（控制因数） 3）铺灰应分段分层夯实，每层铺土厚度符合要求（厚度要求） 4）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） 5）灰土打完后，应及时进行基础施工，并随时准备回填土。（防水） 6）冬季施工时，应采取有效的防冻措施，不得采用冻土。（防水）,2.1 地基处理及加固,2019/4/7,28,表2-2 灰土最大虚铺厚度,2019/4/7,29,(5)质量验收标准和方法 1）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） 2）确定贯入度时，应先进行现场试验。（贯入度）,2019/4/7,30,三、强夯地基 具有施工速度快、造价低、设备简单、能处理的土壤类别多等特点。 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。,2.1 地基处理及加固,2019/4/7,31,1. 机具设备 （1）夯锤： 夯锤重：8-30t 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，淤泥质土不小于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。,2.1 地基处理及加固,2019/4/7,32,（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。 （3）脱钩装置：,2.1 地基处理及加固,2019/4/7,33,强 夯 压 实,2.1 地基处理及加固,2019/4/7,34,强 夯 压 实,2.1 地基处理及加固,2019/4/7,35,2. 施工要点 施工前应进行试夯，试夯面积不小于10m10m，对试夯前后的变化情况进行对比，以确定正式夯击施工时的技术参数。 场地平整，应做好排水工作，确定夯位，地下水位高时铺粗砂或砂石地基。 以各个夯点的夯击次数为控制值。,2.1 地基处理及加固,2019/4/7,36,每夯一遍侧沉降量，将夯坑填平，进行下一次夯实。最后一遍符合要求。 雨季施工做好排水工作，防止积水。冬季应将冻块击碎。 做好夯击能量、夯击次数、每次沉降做好记录。,2019/4/7,37,3.强夯地基质量检验标准及方法 符合试验确定的指标：标准贯入、静力触探。 检查点数：每个建筑物地基不少于3处。,2019/4/7,38,2019/4/7,39,四、重锤夯实地基 重锤夯实法是利用起重设备将夯锤提升到一定高度，然后自由落锤，利用夯锤自由下落时的冲击能来夯实土层表面，重复夯打使浅层地基土或分层填土夯实，形成一层较为均匀的硬壳层，从而使地基得到加固。 重锤夯实法一般适用于处理地下水位以上稍湿的黏性土、砂土、杂填土和分层填土，以提高其强度，减少其压缩性和不均匀性；也可用于消除湿陷性黄土的表层湿陷性。但当夯击振动对邻近建筑物或设备产生不利影响时，或当地下水位高于有效夯实深度，以及当有效夯实深度内存在软弱土时，不得采用重锤夯实法。 5,2.1 地基处理及加固,2019/4/7,40,1. 机具设备 起吊设备可采用带有摩擦式卷扬机的履带式起重机、龙门式起重机或悬臂式桅杆起重机等。其起重能力：如直接用钢丝绳悬吊夯锤时，应大于夯锤重量的3倍；如采用自动脱钩时，应大于夯锤重量的1.5倍。落距一般控制在2.54.5m之间。 夯锤的形状宜采用圆台形，如下图所示。可用c20以上的钢筋混凝土制作，其底部可填充废铁并设置钢底板使重心降低。锤重宜为1530kn，底面直径宜为1.o1.5m，锤底面静压力宜为1520kpa。,2.1 地基处理及加固,2019/4/7,41,2.1 地基处理及加固,2019/4/7,42,2. 施工要点 1）施工前应在现场进行试夯，试夯面积不应小10m10m，试夯层数不少于两层，以确定符合设计密实度要求的有关夯击参数，如夯锤重量、锤底直径、落距、每层的虚铺厚度、有效夯击深度、夯击次数、最后下沉量、总下沉量等。最后下沉量是指最后两击的平均下沉量，对黏性土和湿陷性黄土取1020mm；对砂土取510mm，以此作为控制停夯的标准。 2）重锤分层夯实填土地基时，虚铺厚度相当于锤底直径，夯击遍数由试夯确定。 3）基坑（槽）的夯击范围应大于基础底面，每边应超出基础边缘0.5m，以便于底面边角夯打密实。夯实前基坑（槽）底面应高出设计标高，预留土层的厚度。为试夯时一般为总下沉量加50100mm。,2.1 地基处理及加固,2019/4/7,43,4）夯实时地基土的含水量应控制在最优含水量范围以内。如需洒水，应待水全部渗入土中一昼夜后方可夯击；若土的表面含水量过大，可采取铺撒吸水材料（如干土、碎砖、生石灰等）、换土或其他有效措施。 5）在条形基槽或大面积基坑内夯击时，第一循环应按一夯挨一夯顺序进行，第二循环宜在前一循环的空隙点夯击，如此反复进行，最后两遍应一夯搭接半夯进行；在独立柱基基坑内夯击时，应采取先两边后中问或先外后里的顺序夯击；基坑（槽）底面标高不同时，应按先深后浅的顺序逐层夯击。 6）夯击完后，修整至设计标高。冬期施工应采取防冻措施。,2.1 地基处理及加固,2019/4/7,44,3. 质量检验 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，还应符合基坑（槽）表面的总下沉量不小于试夯总下沉量的90。也可在地基上选点夯击，检查最后下沉量，检查点数： 独立基础每个不少于l处； 基槽每20m不少于1处； 整片地基每50m2不少于1处。 如质量不合格，应进行补夯，直至合格为止。,2.1 地基处理及加固,2019/4/7,45,五、振冲地基 该法均是通过冲击和振动在地基中成孔，然后填筑砂、碎石等形成较大直径的砂、碎石桩，以对地基起到加固作用。 振冲法是利用振冲器边振动边水冲，使松砂地基密实，或在粘性土地基中成孔，填入碎石后形成复合地基。 前者称振冲密实法 后者称振冲置换法。 （1）振冲置换法适用于处理不排水、抗剪强度20kpa粘性土、粉土、饱和黄土和人工填土等地基。 （2）振冲密实法适用于处理砂土和粉土地基。,2.1 地基处理及加固,2019/4/7,46,2.1 地基处理及加固,2019/4/7,47,2.1 地基处理及加固,2019/4/7,48,1机具设备 (1)振冲器 (2)起重机械 起重能力一般为80150kn。 (3)水泵及供水管道供水压力宜大于o5mpa，供水量宜大于20m3/h。 (4)加料设备 可采用翻斗车、手推车或皮带运输机等。 (5)控制设备 控制电流操作台，附有150a以上容量的电流表(或自动记录电流计)、500v电压表等。,2019/4/7,49,2施工要点 (1)施工前应先在现场进行振冲试验，以确定成孔合适的水压、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)启动水泵和振冲器，水压可用400600kpa，水量可用200400l/min，使振冲器以12m/min的速度徐徐沉入土中。每沉入0.51.0m，宜留振510s进行扩孔，待孔内泥浆溢出时再继续沉入。当下沉达到设计深度时，振冲器应在孔底适当停留并减小射水压力，以便排除泥浆进行清孔。成孔也可采用将振冲器以12m/min的速度连续沉至设计深度以上o.30.5m时，将振冲器往上提到孔口，再同法沉至孔底。如此往复l2次，使孔内泥浆变稀，排泥清孔12min后，将振冲器提出孔口。,2019/4/7,50,(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，成桩操作即告完成。 (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，另做地基，或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。每班施工完毕后应将供水管和振冲器水管内积水排净，以免冻结影响施工。,2019/4/7,51,2.1 地基处理及加固,六、挤密法,土挤密桩和灰土挤密桩复合地基是利用沉管、冲击或爆扩等方法成孔时的侧向挤土作用，使桩间一定范围内的土得以挤密、扰动和重塑，然后将桩孔用素土或灰土分层夯填密实。前者称为土挤密桩，后者称为灰土挤密桩，属于深层挤密加固地基处理的一种方法，是一种人工复合地基。 土挤密桩法和灰土挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基，可处理的深度为515m（应根据建筑场地的土质情况、工程要求和成孔及夯实设备等综合因素确定）。当以消除地基土的湿陷性为主要目的时，宜选用土挤密桩法；当以提高地基土的承载力为主要目的时，宜选用灰土挤密桩法；当地基土的含水量大于24、饱和度大于65时，不宜选用土挤密桩法和灰土挤密桩法。,2019/4/7,52,土挤密桩和灰土挤密桩处理地基的面积，一般应大于基础或建筑物底层平面的面积。当采用局部处理时，超出基础底面的宽度：对非自重湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基，每边不应小于基底宽度的o.25倍，并不应小于0.5m；对自重湿陷性黄土地基，每边不应小于基底宽度的o.75倍，并不应小于1.om当采用整片处理时，超出建筑物外墙基础底面外缘的宽度，每边不宜小于处理土层厚度的1/2，并不应小于2.om。 桩孔直径宜为300450mm，并可根据所选用的成孔设备或成孔方法确定。桩孔宜按等边三角形布置，桩孔之间的中心距离可为桩孔直径的22.5倍,2019/4/7,53,（1）施工准备 1）作业条件 要切实了解建筑场地的工程地质条件和环境情况，需要收集的资料有：建筑场地的岩土工程勘察报告，施工钻探资料，地基土和桩孔填料的击实试验资料；建筑物的平面定位图，基础和桩施工布孔图；建筑场地内外、地面上下有无影响施工的障碍物；主要施工机械及配套设备的技术性能情况和目前的状态；工程的施工技术要求等。避免盲目进场后无法施工或施工难度大。 编制施工技术方案及相应的技术措施；做好场地平整工作；复测基线、水准点和基础轴线，定出控制桩和各基桩的中心点。,2019/4/7,54,进行成孔试验（一般不宜少于两组），当普遍出现缩孔、回淤或沉管贯入反常等情况，应及时会同设计单位、建设单位、监理单位解决（提出切实可行的施工技术措施或拟定补救措施，甚至重新考虑地基处理方案）。 2）材料要求 土料应采用一般黏性土或粉土，使用前要过筛，土粒粒径不得大于15mm，有机质含量不得超过5，严禁使用耕土、杂填土、淤泥质土等，不得夹有砖块、瓦砾、生活垃圾、杂土、冻土和膨胀土。当含有碎石时，其粒径不得大于50mm。含水量应接近最优含水量，一般可控制在3之内。,2019/4/7,55,石灰宜用新鲜的消石灰，一般是生石灰消解（闷透）34d后过筛的熟石灰粉，其粒径不得大于5mm。石灰储存时间不得超过3个月。石灰质量应符合三级标准，活性氧化物含量越高，灰土的强度越大。 灰土的配合比应符合设计要求（常用体积配合比为2:8或3:7），在接近最优含水量（一般为1418）的情况下拌和而成。在配制灰土过程中，一般需均匀加水浸湿、搅拌均匀、颜色一致，并应随拌随填孔，不得隔日使用。,2019/4/7,56,3）施工要点 土挤密桩和灰土挤密桩的施工工艺包括成孔和孔内回填夯实两部分。常用的成孔方法有锤击沉管成孔、振动沉管成孔、冲击成孔、爆扩成孔及人工挖孔等方法，通常应按设计要求、成孔设备、现场土质和周围环境等因素确定。夯实机械种类较多，按提锤方法有偏心轮夹杆式和卷扬机提升式两种。 成孔和孔内回填夯实应符合下列要求：成孔和孔内回填夯实的施工顺序，当整片处理时，宜从里（或中间）向外间隔l2孔进行；对大型工程，可采取分段施工；当局部处理时，宜从外向里间隔12孔进行；向孔内填料前，孔底应夯实，并应抽样检查桩孔的直径、深度和垂直度；,2019/4/7,57,桩孔的垂直度偏差不宜大于1.5；桩孔中心点的偏差不宜超过桩距设计值的5；经检验合格后，按设计要求向孔内分层填入筛好的素土、灰土或其他填料，并应分层夯实至设计标高。 桩顶标高以上应设置300500mm厚的2:8灰土垫层，其压实系数不应小于0.95。由于在成孔和拔管的过程中，对桩孔上部土层有一定的松动作用，因此在桩顶设计标高以上应预留覆盖层，当沉管（锤击、振动）成孔时，宜为0.50.7m；当冲击成孔时，宜为1.21.5m。,2019/4/7,58,2.2 浅埋式钢筋混凝土基础施工,一般工业与民用建筑在基础设计中多采用天然浅基础。它造价低、施工简便。常用的浅基础类型有条式基础、杯形基础、筏式基础和箱形基础等。 一、条式基础 条式基础包括柱下钢筋混凝上独立基础（图2一3）和墙下钢筋混凝土条形基础(图24)。这种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等荷载情况下使用。因高度不受台阶宽高比的限制.故适宜于需要“宽基浅埋”的场合厂采用。 1.构造要求 (1)锥形基础(条形基础)边缘高度而不宜小于200mm。阶梯形基础的每阶高度h1宜为300500mm。 (2)垫层厚度一般为100mm,混凝土强度等级为c10，基础混凝土强度等级不宜低于c15。,2019/4/7,59,（3）底板受力钢筋的最小直径不宜小8mm，间距不宜大于200mm。当有垫层时，钢筋保护层的厚度不宜小于35mm，无垫层时不宜小于70mm。 （4）插筋的数目与直径应与柱内纵向受力钢筋相同。插筋的锚固及柱的纵向受力钢筋的搭接长度，按国家现行混凝土结构设计规范规定执行。,2.2 浅埋式钢筋混凝土基础施工,2019/4/7,60,2.2 浅埋式钢筋混凝土基础施工,2019/4/7,61,2.2 浅埋式钢筋混凝土基础施工,2019/4/7,62,2.2 浅埋式钢筋混凝土基础施工,2019/4/7,63,2、施工要点 （1）基坑（槽）应进行验槽，局部软弱土层应挖去，用灰土或砂砾分层回填夯实至基底相平。基坑（槽）内浮土、积水、淤泥、垃圾、杂物应清除干净。验槽后地基混凝土应立即浇筑，以免地基被扰动。 （2）垫层达到一定强度后，在其上弹线、支模。铺放钢筋网片时底部用与混凝土保护层同厚度的水泥砂浆垫塞，以保证位置正确。 （3）在浇筑混凝土前，应清除模板上的垃圾、泥土和钢筋上的油污等杂物，模板应浇水加以润湿。 （4）基础混凝土宜分层连续浇筑完成。阶梯形基础的每一台阶高度内应分层浇捣，每浇筑完一台阶应稍停0.5-1.0h，待其初步获得沉实后，再浇筑上层，以防止下台阶混凝土溢出，在上台阶根部出现烂脖子，台阶表面应基本抹平。,2.2 浅埋式钢筋混凝土基础施工,2019/4/7,64,（5）锥形基础的斜面部分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。严禁斜面部分不支设，用铁锹拍实。 （6)基础上有插筋时，要加以固定，保证插筋位置的正确，防止浇捣混凝土发生移位。混凝土浇筑完毕，外露表面应覆盖浇水养护。,2.2 浅埋式钢筋混凝土基础施工,2019/4/7,65,二、杯形基础,2.2 浅埋式钢筋混凝土基础施工,2019/4/7,66,2.2 浅埋式钢筋混凝土基础施工,2019/4/7,67,2.2 浅埋式钢筋混凝土基础施工,2019/4/7,68,柱的插入深度,1.构造要求,2.2 浅埋式钢筋混凝土基础施工,2019/4/7,69,杯底厚度和杯壁厚度,2.2 浅埋式钢筋混凝土基础施工,2019/4/7,70,（1）当柱为轴心或小偏心受压且,2.杯壁配筋,或者大偏心受压且,时，杯壁内一般不配筋，,（3）其它情况，应按计算配筋,（2）当柱为轴心或小偏心受压且 杯壁内可按照下表构造配筋。,时，,杯壁配筋表,2.2 浅埋式钢筋混凝土基础施工,2019/4/7,71,3.施工要点 （1）混凝土应按台阶分层浇筑，对高杯口基础的高台阶部分应按整段分层浇筑； （2）杯口模板可做成二半式的定型模板，中间各加一块楔形板，拆模时，先取出楔形板，然后分别将两半杯口模板取出。为便于周转宜做成工具式的，支模时杯口模板要固定牢固并压浆。 （3）浇筑杯口混凝土时，应注意四侧要对称均匀进行，避免将杯口模板挤向一侧。 （4）施工时应先浇筑杯底模板并振实，注意在杯底一般有50mm后的细石混凝土找平层，应仔细留出。待杯底混凝土沉实后，再浇筑杯口四周混凝土。基础浇捣完毕，在混凝土初凝后终凝前将杯口模板取出，并将杯口内侧表面混凝土凿毛。 （5）施工高杯口基础时，可采用后安装杯口模板的方法施工，即当混凝土浇捣接近杯口底时，再安装固定杯口模板，继续浇筑杯口四周混凝土。,2.2 浅埋式钢筋混凝土基础施工,2019/4/7,72,三、筏片基础 基础是由整片的钢筋混凝土板构成，直接作用于地基上。 适用条件：多用于地基承载力低，而上部结构荷载大且不均匀；或软弱地基上建造多层砌体结构、框架结构和剪力墙结构等。 结构形式：梁板式 多用于柱下 无梁式 多用于墙下 1.构造要求 （1）混凝土强度等级不宜低于c20，钢筋无特殊要求，钢筋保护层厚度不小于35mm。 （2）基础平面布置应尽量对称，以减少基础荷载的偏心距。底板厚度不宜小于200mm，梁截面和板厚度按计算确定，梁顶高出底板顶面不小于300mm，梁宽不小于250mm。 （3）底板下一般宜设厚度为100mm的c10混凝土垫层，每边伸出基础底板不小于100mm。,2.2 浅埋式钢筋混凝土基础施工,2019/4/7,73,2.2 浅埋式钢筋混凝土基础施工,2019/4/7,74,2.2 浅埋式钢筋混凝土基础施工,2019/4/7,75,2.2 浅埋式钢筋混凝土基础施工,2019/4/7,76,片筏基础（满堂基础）,2.2 浅埋式钢筋混凝土基础施工,2019/4/7,77,2.施工要点 （1）施工前，如地下水位过高，可采用人工降低地下水位至基坑底不少于500mm，以保证在无水情况下进行基坑开挖和基础施工。 （2）施工时，可采用先在垫层上绑扎底板、梁的钢筋和柱子锚固插筋，浇筑底板混凝土，待达到25设计强度后，再在底板上支梁模板，继续浇筑完梁部分混凝土；也可采用底板和梁模板一次同时支好，混凝土一次连续浇筑完成，梁侧模板采用支架支承并牢固固定。 （3）混凝土浇筑时一般不留施工缝，必须留设时，应按施工缝要求处理，并应设置止水带。 （4）基础浇筑完毕，表面应覆盖和洒水养护，并防治地基被水浸泡。,2.2 浅埋式钢筋混凝土基础施工,2019/4/7,78,四、箱形基础 适用条件：高层建筑，具有特大荷载且需设地下室的建筑。 具有刚度大、抗震性能好的特点，可结合地下室。,组成：顶板、底板、侧墙。材料为钢筋混凝土,2.2 浅埋式钢筋混凝土基础施工,2019/4/7,79,2.2 浅埋式钢筋混凝土基础施工,2019/4/7,80,2.2 浅埋式钢筋混凝土基础施工,2019/4/7,81,浇注箱型基础底板,2.2 浅埋式钢筋混凝土基础施工,2019/4/7,82,预留管道套管,预留管道孔,2.2 浅埋式钢筋混凝土基础施工,2019/4/7,83,1.构造要求 （1）箱形基础在平面布置上尽可能对称，以减少荷载的偏心距，防治基础过度倾斜。 （2）混凝土强度等级不应低于c20，基础高度一般取建筑物高度的1/8- 1/12,不宜小于箱形基础长度的1/16- 1/18 ，且不小于3m。 （3）底、顶板的厚度应满足柱或墙冲切验算要求，并根据实际受力情况通过计算确定。底板厚度一般取隔墙间距的1/8- 1/10，约为300mm1000mm，顶板厚度约为200mm400mm，内墙厚度不宜小于200mm，外墙厚度不应小于250mm。 （4）为保证箱形基础的整体刚度，平均每立方米基础面积上墙体长度应不小于400mm，或墙体水平截面积不得小于基础面积的1/10 ，其中纵墙配置量不得小于墙体总配置量的3/5。,2.2 浅埋式钢筋混凝土基础施工,2019/4/7,84,2.施工要点 （1）基坑开挖，如地下水位较高，应采取措施降低地下水位至基坑底一下500mm处，并尽量减少对基坑底土的扰动。当采用机械开挖基坑时，在基坑底面以上200mm400mm厚的土层，应用人工挖除并清理，基坑验槽后，应立即进行基础施工。 （2）施工时，基础底板、内外墙和顶板的支模、钢筋绑扎和混凝土浇筑，可采取分块进行，其施工缝的留设位置和处理应符合钢筋混凝土工程施工及验收规范有关要求，外墙接缝应设止水带。 （3）基础的底板、内外墙和顶板宜连续浇筑完毕。为防止出现温度收缩裂缝，一般应设置贯通后浇带，带宽不宜小于800mm，在后浇带处钢筋应贯通，顶板浇筑后，相隔24周，用比设计强度提高一级的细石混凝土将后浇带填灌密室，并加强养护。 （4）基础施工完毕，应立即进行回填土。停止降水时，应盐验算基础的抗浮稳定性，抗浮稳定系数不宜小于1.2，如不能满足时，应采取有效措施，譬如继续抽水直至上部结构荷载加上后能满足抗浮稳定系数的要求为止，或在基础内采取灌水或加重物等，防止基础上浮或倾斜。,2.2 浅埋式钢筋混凝土基础施工,2019/4/7,85,一、桩的作用与分类 1.桩的作用 桩基础是深基础应用最多的一种基础形式，它由若干个沉入土中的桩和连接桩顶的承台或承台梁组成。 桩的作用是将上部建筑物的 荷载传递到深处承载力较强 的土层上，或将软弱土层挤 密实以提高地基土的承载能 力和密实度。,2.3 桩基础施工,2019/4/7,86,2.桩的分类 桩按受力情况分为端承桩和摩擦桩两种 端承桩是穿过软弱土层而达到坚硬土层或岩层上的桩，上部结构荷载主要由岩层阻力承受；施工时以控制贯入度为主，桩尖进入持力层深度或桩尖标高可作参考。 摩擦桩完全设置在软弱土层中，将软弱土层挤密实，以提高土的密实度和承载能力，上部结构的荷载由桩尖阻力和桩身侧面与地基土之间的摩擦阻力共同承受，施工时以控制桩尖设计标高为主，贯入度可作参考。,2.3 桩基础施工,2019/4/7,87,2.3 桩基础施工,2019/4/7,88,桩按施工方法分为预制桩和灌注桩 预制桩根据沉入土中的方法，可分打入桩、水冲沉桩、振动沉桩和静力压桩等； 灌注桩是在桩位处成孔，然后放入钢筋骨架，再浇筑混凝土而成的桩。灌注桩按成孔方法不同，有钻孔灌注桩、挖孔灌注桩、冲孔灌注桩、套管成孔灌注桩及爆扩成孔灌注桩等,2.3 桩基础施工,2019/4/7,89,二、预制桩施工 1.常见的施工方法 （1）锤击法 （2）振动法 （3）水冲法 （4）静力压桩法,2.3 桩基础施工,2019/4/7,90,静力压桩 静力压桩是利用无噪声、无振动的静压力将桩压入土中，常用于土质均匀的软土地基的沉桩施工。 静力压桩(图2.8)利用压桩架的自重和配重，通过卷扬机牵引，由钢丝绳、滑轮和压梁，将整个桩机的重力(8001500kn)反压在桩顶上，以克服桩身下沉时与土的摩擦力，迫使预制桩下沉。 压桩施工一般采取分节压入、逐段接长的施工方法。 接桩的方法目前有三种：焊接法(图2.9)、法兰螺栓连接法、硫磺浆锚法(图2.10)。,2.3 桩基础施工,2019/4/7,91,2.3 桩基础施工,2019/4/7,92,2.3 桩基础施工,2019/4/7,93,2.3 桩基础施工,2019/4/7,94,2.3 桩基础施工,2019/4/7,95,2.3 桩基础施工,2019/4/7,96,2.3 桩基础施工,2019/4/7,97,接桩,2.3 桩基础施工,2019/4/7,98,接桩,2.3 桩基础施工,2019/4/7,99,截桩,2.3 桩基础施工,2019/4/7,100,2.3 桩基础施工,2019/4/7,101,施打顺序 打桩顺序直接影响到桩基础的质量和施工速度，应根据桩的密集程度(桩距大小)、桩的规格、长短、桩的设计标高、工作面布置、工期要求等综合考虑，合理确定打桩顺序。 根据桩的密集程度，打桩顺序一般分为逐段打、自中部向四周打和由中间向两侧打三种，如图2.7所示。 当桩的中心距不大于4倍桩的直径或边长时，应由中间向两侧对称施打(图2.7(c)，或由中间向四周施打(图2.7(b)。 当桩的中心距大于4倍桩的边长或直径时，可采用上述两种打法，或逐排单向打设(图2.7(a) 。,2.3 桩基础施工,2019/4/7,102,根据基础的设计标高和桩的规格，宜按先深后浅、先大后小、先长后短的顺序进行打桩。,2.3 桩基础施工,2019/4/7,103,锤击法施工工艺 打入法也称锤击法，是利用桩锤落到桩顶上的冲击力来克服土对桩的阻力，使桩沉到预定的深度或达到持力层的一种打桩施工方法。 锤击沉桩是混凝土预制桩常用的沉桩方法，它施工速度快，机械化程度高，适用范围广，但施工时有冲撞噪声和对地表层有振动，在城区和夜间施工有所限制。 打桩设备及选择 打桩设备包括桩锤、桩架和动力装置。,2.3 桩基础施工,2019/4/7,104,桩锤 桩锤可选用落锤、汽锤、柴油打桩锤和振动锤。 落锤一般由铸铁制成。有穿心锤和龙门锤两种，重0.22t。它利用绳索或钢丝绳通过吊钩由卷扬机沿桩架导杆提升到一定高度，然后自由落下击打桩顶(如图2.4) 。 汽锤是以高压蒸汽或压缩空气为动力的打桩机械，有单动汽锤和双动汽锤两种(如图2.5) 。,2.3 桩基础施工,2019/4/7,105,2.3 桩基础施工,2019/4/7,106,2.3 桩基础施工,2019/4/7,107,柴油打桩锤（动画）利用燃油爆炸来推动活塞往返运动进行锤击打桩，柴油桩锤与桩架、动力设备配套组成柴油打桩机。 振动锤是利用机械强迫振动，通过桩帽传到桩上使桩下沉。 锤重选择应根据地质条件、工程结构、桩的类型、密集程度及施工条件等参考。,2.3 桩基础施工,2019/4/7,108,2.3 桩基础施工,2019/4/7,109,3. 预钻孔锤击法 锤击法施工遇到砂层及砂卵石层较厚难以打入时，或在城市建筑密集区施工，为减少对周围的影响，可以采用先钻孔后打桩的方法。,2.3 桩基础施工,2019/4/7,110,三、 灌注桩施工 灌注桩：直接在桩位上用机械成孔或人工挖孔，在孔内安放钢筋、灌注混凝土而成型的桩。 与预制桩相比：灌注桩具有不受地层变化限制，不需要接桩和截桩，节约钢材、振动小、噪声小等特点。 灌注桩按成孔方法分为泥浆护壁成孔灌注桩、沉管灌注桩、螺旋（干作业）钻孔灌注桩、爆扩灌注桩等。,2.3 桩基础施工,2019/4/7,111,1. 泥浆护壁成孔灌注桩（动画） 泥浆护壁成孔是利用泥浆保护稳定孔壁的机械钻孔方法。它通过循环泥浆将切削碎的泥石渣屑悬浮后排出孔外，适用于有地下水和无地下水的土层。 成孔机械有潜水钻机、冲击钻机、冲抓锥等。 泥浆护壁成孔灌注桩的施工工艺流程：测定桩位、埋设护筒、桩机就位、制备泥浆、机械(潜水钻机、冲击钻机等)成孔、泥浆循环出渣、清孔、安放钢筋骨架、浇筑水下混凝土。,2.3 桩基础施工,2019/4/7,112,(1) 埋设护筒和制备泥浆 钻孔前，在现场放线定位，按桩位挖去桩孔表层土，并埋设护筒。护筒高0.3m左右，上部设12个溢浆孔，是用厚48mm钢板制成的圆筒，其内径应大于钻头直径200mm。护筒的作用是固定桩孔位置，保护孔口，防止地面水流入，增加孔内水压力，防止塌孔，成孔时引导钻头的方向。,2.3 桩基础施工,2019/4/7,113,在钻孔过程中，向孔中注入相对密度为1.11.5的泥浆，使桩孔内孔壁土层中的孔隙渗填密实，避免孔内漏水，保持护筒内水压稳定；泥浆相对密度大，加大了孔内的水压力，可以稳固孔壁，防止塌孔；通过循环泥浆可将切削的泥石渣悬浮后排出，起到携砂、排土的作用。,2.3 桩基础施工,2019/4/7,114,(2) 成孔 1) 潜水钻机成孔 潜水钻机成孔示意图如图2.12所示。 潜水钻机是一种旋转式钻孔机，其防水电机变速机构和钻头密封在一起，由桩架及钻杆定位后可潜入水、泥浆中钻孔。注入泥浆后通过正循环或反循环排渣法将孔内切削土粒、石渣排至孔外。,2.3 桩基础施工,2019/4/7,115,2.3 桩基础施工,2019/4/7,116,潜水钻机成孔排渣有正循环排渣和泵举反循环排渣两 种方式，如图2.13所示。 正循环排渣法:（动画）在钻孔过程中，旋转的钻头将碎泥渣切削成浆状后，利用泥浆泵压送高压泥浆，经钻机中心管、分叉管送入到钻头底部强力喷出，与切削成浆状的碎泥渣混合，携带泥土沿孔壁向上运动，从护筒的溢流孔排出。 泵举反循环排渣法: （动画）砂石泵随主机一起潜入孔内，直接将切削碎泥渣随泥浆抽排出孔外。,2.3 桩基础施工,2019/4/7,117,2.3 桩基础施工,2019/4/7,118,2) 冲击钻成孔 冲击钻机通过机架、卷扬机把带刃的重钻头(冲击锤)提高到一定高度，靠自由下落的冲击力切削破碎岩层或冲击土层成孔(图2.14)。 冲击钻头形式有十字形、工字形、人字形等，一般常用十字形冲击钻头(图2.15)。 冲孔前应埋设钢护筒，并准备好护壁材料。,2.3 桩基础施工,2019/4/7,119,2.3 桩基础施工,2019/4/7,120,3) 冲抓锥成孔 冲抓锥(图2.16)锥头上有一重铁块和活动抓片，通过机架和卷扬机将冲抓锥提升到一定高度，下落时松开卷筒刹车，抓片张开，锥头便自由下落冲入土中，然后开动卷扬机提升锥头，这时抓片闭合抓土。冲抓锥整体提升至地面上卸去土渣，依次循环成孔。 冲抓锥成孔施工过程、护筒安装要求、泥浆护壁循环等与冲击成孔施工相同。 适用于松软土层(砂土、粘土)中冲孔，但遇到坚硬土层时宜换用冲击钻施工。,2.3 桩基础施工,2019/4/7,121,2.3 桩基础施工,2019/4/7,122,（3）清孔 验孔是用探测器检查桩位、直径、深度和孔道情况； 清孔即清除孔底沉渣、淤泥浮土，以减少桩基的沉降量，提高承载能力。 泥浆护壁成孔清孔时，对于土质较好不易坍塌的桩孔，可用空气吸泥机清孔，气压为0.5mpa，使管内形成强大高压气流向上涌，同时不断地补足清水，被搅动的泥渣随气流上涌从喷口排出，直至喷出清水为止。 对于稳定性较差的孔壁应采用泥浆循环法清孔或抽筒排渣，清孔后的泥浆相对密度应控制在1.151.25。,2.3 桩基础施工,2019/4/7,123,(4) 浇筑水下混疑土 泥浆护壁成孔灌注混凝土的浇筑是在水中或泥浆中进行的，故称为浇筑水下混凝土。 水下混凝土宜比设计强度提高一个强度等级，必须具备良好的和易性，配合比应通过试验确定。 水下混凝土浇筑常用导管法(图2.17)。 浇筑时，先将导管内及漏斗灌满混凝土，其量保证导管下端一次埋入混凝土面以下0.8m以上，然后剪断悬吊隔水栓的钢丝，混凝土拌和物在自重作用下迅速排出球塞进入水中。,2.3 桩基础施工,2019/4/7,124,2.3 桩基础施工,2019/4/7,125,2. 螺旋钻孔灌注桩 （动画） 螺旋钻孔灌注桩施工过程如图2.11所示。 成孔一般采用螺旋钻机钻孔。螺旋钻头外径分别为400mm、500mm、600mm，钻孔深度相应为12m、10m、8m。利用螺旋钻叶片出土，适用于成孔深