地基处理100828.doc

第一章 地基与基础工程第一节 基本概念地基与基础工程是建筑工程中重要的分部工程（九大分部工程：地基与基础、主体结构、建筑装饰装修、建筑给排水及采暖、建筑电气、智能建筑、通风与空调、电梯。见建筑工程施工质量验收统一标准GB503002001）。基础：建筑物在地面以下并将上部全部荷载传递至地基的构件或结构。基础的埋置深度：基础底面至地面的竖起距离。地基：承受到基础荷载影响的那部分地层。持力层：地基是有一定深度和范围的，当地基由两层及两层以上土层组成时，通常将直接与基础底面接触的土层称为持力层。下卧层：地基承受的建筑荷载是随着土体深度的加深而慢慢减小的。到一定深度后土体承受的荷载就可以忽略不计了，这时我们就把持力层往下的土体叫做下卧层了。下卧层承受的荷载虽然可以忽略，但是如果下卧层是软弱下卧层（承载力显著低于持力层的高压缩性土层）的话，就要进行处理，比如下卧层是淤泥质土，那么我们就要考虑计算下卧层承载能力。如果计算不能承受，那么要考虑地基处理，或者考虑设计桩基础。见插图地基必须满足下列二方面的要求：1、地基的土体必须稳定（不开裂、滑动和塌陷），具有一定的承载力。2、地基的变形（沉降和不均匀沉降）不超过建筑物的容许变形值。一、基础按埋深可分为两类：1、浅基础：埋置深度一般认为小于5米的基础，如柱下独立基础等；2、深基础：当浅层土质不良，需要利用深处良好地层的承载力时，往往做成深基础，如桩基础，沉井和地下连续墙等。二、地基按是否经处理可分为：1、天然地基：开挖基坑后可以直接修筑基础的地基。2、人工地基：那些不能满足要求而需要事先进行人工处理的地基。第二节 地基处理人工基础的处理方法有换填垫层，碾压夯（振）实，土（砂）桩挤密、振动水冲，排水固结和胶结加固等。见插图一、换填垫层法（一）换填法施工材料要求1 素土：一般用黏土或粉质黏土，土料中有机物（会腐烂形成空隙，减低地基的承载力）含量不得超过5 % ，土料中不得含有冻土或膨胀土，土料中含有碎石时，其粒径不宜大于50mm （土石混杂，碎石粒径过大会造成地基承载力不均匀）。2 灰土：是土料与石灰按一定的比例（体积配合比，一般宜为2 : 8 或3 : 7）配合的混合物。3 砂：砂中不得含有杂草，树根等有机物，含泥量应小于5 。4 砂石：采用自然级配的砂砾石（或卵石、碎石）混合物，最大粒径不大于50mm ，不得含有植物残体，有机物垃圾等杂物。5 粉煤灰垫层：粉煤灰是燃烧煤的发电厂煤燃烧产生的混杂有大量不燃物的高温烟尘。主要成分为二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙和未燃尽碳。6 工业废渣俗称干渣：（工业废渣是指工业生产过程产生的固体废物。）（二）换填法施工质量控制1施工质量控制要点施工前应验槽，将积水、淤泥清净，待其干燥后方可铺土换填。（1）湿陷性黄土：土质较均匀、结构疏松、孔隙发育。未浸水时一般强度较高，压缩性小，浸水后土的结构破坏而发生显著下沉变形，强度迅速降低。西北地区,特别是黄河河床沿岸的新黄土,湿陷性特征很明显,黄土遇水后,基本不抗剪力。湿陷性黄土地基一般采用灰土垫层法，灰土挤密桩和强夯法等加固。进行换填加固时，不得选用砂石，土料中不得夹有砖、瓦和石块等可导致渗水的材料。（2）当用灰土换填时，灰土拌好后及时铺好夯实，随拌随用。夯实后的灰土三天内不得受水浸泡，防止日晒雨淋。（3）垫层施工应通过击实试验（密实度试验）来确定最优含水量。分层铺垫厚度，每层压实遍数和机械碾压速度应根据选用不同材料及使用的施工机械通过压实试验确定。2 施工质量检验要求（1）施工前应检查原材料，如土料、石灰以及配合比、灰土拌匀程度。（2）施工过程中应检查分层铺设厚度，分段施工时上下两层的搭接长度，夯实时含水量，夯压遍数等。（3）每层施工结束后检查灰土地基的压实系数，一般为0.930.95；逐层用贯入仪检验。压实系数检验可用环刀法、灌砂法、灌水法或其他方法检验。检验的数量分层检验的深度按 建筑地基处理技术规范JGJ79-2002规定执行。3 质量保证资料检查要求（1）检查地质勘察资料与地基验槽是否吻合，当不吻合时，要进一步搞清地质情况，由设计采取进一步加固的说明。（2）确定施工四大参数的试验报告和记录：a 最优含水量的试验报告。由击实试验（密实度试验）确定。b 分层需铺厚度，每层压实遍数，机械碾压运行速度的记录。c 每层垫层施工时的检验记录和检验点的图示。二、强夯法见插图该方法将80400kN重锤从640m处自由落下，给地基以冲击和振动，从而提高地基土的强度并降低其压缩性。地基经强夯加固后，承载能力提高25倍；叠压缩性可降低200%1000%，其影响深度在10m以上。强夯法常用来加固碎石土、砂土、粘性土、杂填土、湿隐性黄土等各类地基土。 用强夯法加固地基，一定要根据现场的地质条件和工程作用要求，做好强夯前后试验结果对比分析，确定正式施工的各项参数： (1)有效加固深度：既是选择地基处理方法的重要依据，又反映了处理效果。 (2)单击夯击能：单击夯击能等于锤重落距。 (3)最佳夯击能： (4)夯击遍数：夯击遍数应根据地基土的性质由设计或试验确定，也可以采用试夯后确定的沉降量来控制。地基土渗透系数低，含水量高，需分34遍夯击，反之可分两遍夯击，最后再以低能量“搭夯”一遍，其目的是将松动的表层土夯实。如夯位错位或坑底倾斜过大，宜用砂土将坑底整平，才能进行下一次夯击，每夯击一遍完成后，应测量场地平均下沉量，再进行下一遍夯击。最后一遍的场地平均下沉量，必须符合要求。强夯后，基坑应及时修整，浇筑混凝土垫层。 (5)间歇时间：是指相邻夯击两遍之间的时间间隔。一旦孔隙水压力消散，即可进行新的夯击作业。 (6)夯点布置和夯点间距：为了使夯后地基比较均匀，对于较大面积的强夯处理，夯击点一般可按等边三角形或正方形布置夯击点，这样布置比较规整，也便于强夯施工。由于基础的应力扩散作用，强夯处理范围应大于基础范围，其具体放大范围，可根据构筑物类型和重要性等因素考虑确定。1、施工要点：强夯应分段从边缘夯向中央。夯完一遍后，用推土机整平场地，再夯下一遍。按先深后浅的原则进行施工。强夯施工应做好记录。2、质量检查：施工前应检查夯锤重量、尺寸、落锤控制手段、排水设施及被夯地基的土质。施工中应检查落距、夯击遍数、夯点位置、夯击范围。施工结束后，检查被夯地基的强度或进行荷载试验。检查点数每一独立基础至少有一点，基槽每20延米有1点，整片地基50100m取一点。强夯后的土体强度随间歇时间的增加而增加，检验强夯效果的测试工作，宜在强夯之后14周进行，而不宜在强夯结束后立即进行测试工作，否则测得的强度偏低。强夯地基质量检验标准详建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）。 三、胶结加固法（又叫化学加固）利用胶结剂、加固料或化学溶液，通过压力灌注或搅拌混合等方式，将土颗粒胶结起来，从而使地基得到加固。（一）、灌浆法，用来灌注入土的浆液有水泥和化学材料两种，化学浆液的种类多，常用的有以水玻璃（为硅酸钠溶液状态，南方多称水玻璃，北方多称泡花碱）、丙烯酸胺等为主要材料的浆液。浆液灌注入土时可加压、无压或用直流电导入。浆液以渗透和填充等方式挤出和置换土粒间或岩石裂隙中的水和空气，浆液凝固后时把土粒或裂隙胶结起来。压力灌浆法用于加固建筑物地基；纠正建筑物的倾斜；防止堤坝或钢板桩渗漏；固定流砂等。水泥浆液的材料以水泥为主，视需要可加入速凝剂（如氯化钙、三乙醇胺等）或缓凝剂等。无压水泥浆主要用于砂、砾石和岩石大裂隙；而孔隙小的粘性土则不易灌进。四、挤密桩法见插图（一）灰土挤密桩桩身直径一般为300600，深度为515m，平面布置多呈等边三角形、正方形或梅花形等排列，其间距和排距由设计确定，通常按有效挤密范围，桩距（S）一般约为2.53倍桩直径，排距约为0.866D。1、施工要点施工前应在现场进行成孔、夯填工艺和挤密效果试验，以确定分层填料厚度、夯击次数和夯实后干密度等要求。一般采取先将基坑挖好，预留2030cm土层，然后在坑内施工灰土桩，基础施工前再将已搅动的土层挖去。桩的成孔方法可选用沉管（振动或锤击）法、爆扩法、冲击法或洛阳铲成孔法等。桩的施工顺序应先外排后里排，同排内应间隔一两个孔进行，以免因振动挤压造成相邻孔产生缩孔或塌孔。成孔达到要求深度后，应立即夯填灰土，填孔前应先清底夯实、夯平。夯击次数不少于8次。桩孔内灰土应分层回填夯实，每层回填厚度为250400，一般落锤高度不小于2m，每层夯实不少于10锤。施打时，逐层下料，逐层夯实。桩顶施工标高应高出设计标高约150，挖土时将高出部分铲除。2、质量检查施工前应对土及灰土的质量、桩孔位置作检查。施工中应对桩孔直径、桩孔深度、夯击次数、填料的含水量等作检查。施工结束后应对成桩的质量作检查。建筑地基基础工程施工质量验收规范（GB50202-2002）随机抽样检查的数量，应不少于桩孔数的2%，同时每台班至少应抽查1根。抽查可用下财两种方法：用轻便触探方法检查，锤击数以不小于试夯时达到的数值为合格。用铬阳铲在桩孔中心挖土，然后用环刀取出夯击土样，測定其干密度；必要时，可通过开剖桩身，从基底开始沿桩身深度每米取夯实土样。（二）砂石桩法施工技术砂石桩孔内的填料宜用砾砂、粗砂、中砂、圆砾、角砾、卵石、碎石等含泥量不大于5 % ，粒径不大于50mm 。砂石桩法施工质量控制1 砂、石桩孔内填料量可按砂石桩理论计算桩孔体积乘以充盈系数来确定，设计桩的间距在施工前进行成桩挤密试验，试验桩数宜选79根，试桩后检验加固效果符合设计要求为合格，如达不到设计要求时，应调整桩的间距改变设计重做试验，直到符合设计要求，记录填石量等施工参数作为施工过程控制桩身质量的依据。2 桩孔内实际填砂石量（不包括水重），不应少于设计值（通过挤密试验确认的填石量）的95 。3 施工结束后，将基础底标高以下的桩间松土夯压密实。（三）水泥粉煤灰碎石桩（Cement Fly-ash Graval Pile）简称CFG桩是在碎石桩的基础上掺入适量石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌合后制成的具有一定强度的桩体。五、深层搅拌法见插图有湿法和干法二种施工方法。深层搅拌使用深层搅拌机，以水泥浆或石灰浆作为固化剂，在土层中强行与软土拌和，使软土硬结成水泥（或石灰）土桩（柱）体或连成地下桩排。起承载和防渗作用。施工程序见图9-14 ，先由两组向内旋转的叶片带动搅拌机下沉，而在叶片提升时压出水泥浆并加以重复搅拌。生石灰粉体喷射技术，属于“干法”施工的深层搅拌法。（一）深层搅拌法施工技术要求1 软土的固化剂：一般选用32.5级普通硅酸盐水泥，水泥的掺入量一般为被加固湿土重的1015。2 外掺剂：湿法施工用早强剂可选用三乙醇胺、氯化钙、碳酸钠或水玻璃等。（二）深层搅拌法施工质量控制1 湿、干法施工都必需做工艺试桩，把灰浆泵（喷粉泵）的输浆（粉）量和搅拌机提升速度等施工参数通过成桩试验使之符合设计要求，以确定搅拌桩的水泥浆配合比，每分钟输浆（粉）量，每分钟搅拌头提升速度等施工参数。以决定选用一喷二搅或二喷三搅施工工艺。2 为了保证桩端的质量，当水泥浆液或粉体到达桩端设计标高后，搅拌头停止提升，喷浆或喷粉30秒 ，使浆液或粉体与己搅拌的松土充分搅拌固结。3 水泥土搅拌桩作为工程桩使用时，施工时设计停灰面一般应高出基础底面标高300 500mm , （基础埋深大用300mm ，基础埋深小用500mm ) ，在基础开挖时把它挖除。4 为了保证桩顶质量，当喷浆（粉）口到达桩顶标高时，搅拌头停止提升，搅拌数秒，保证桩头均匀密实。当选用干法施工且地下水位标高在桩顶以下时，粉喷制桩结束后，应在地面浇水，使水泥干粉与土搅拌后水解水化反应充分。六、高压喷射注浆法见插图施工程序见图9 11。先用射水、锤击或振动等方式将旋喷管置入要求的深度处，或用钻孔机钻出直径为100 200mm 的孔，再将旋喷管插至孔底。然后由下而上进行边旋转边喷射。旋喷法的设备是高压脉冲泵和带喷嘴的钻头。脉冲泵低压吸入浆液（以水泥浆为主，水灰比1 : 1 至1 . 5 : l ) ，并从喷嘴高压喷出。喷射压力可达20MPa ，旋转速度为20r / min。从喷嘴喷出的高速喷流，把周围的土体破坏，并强制与浆液混合，待胶结硬化后便成为旋喷桩。旋喷法适用于砂土、粘性土、人工填土和湿陷性黄土等土层。其作用有：旋喷桩与桩间土组成复合地基；作为连续防渗墙；制止流砂以及用于地基事后补强等。（一）高压喷射注浆法施工技术要求旋喷使用32.5级普通水泥，一般浆液灰水比为11.5 ，稠度过大，流动缓慢，喷嘴常要堵塞，稠度过小，对强度有影响。浆液应在旋喷前1h 以内配制，使用时滤去硬块、砂石等，以免堵塞管路和喷嘴。（二）高压喷射注浆法施工质量控制1为防止浆液凝固收缩影响桩顶高程，应在原孔位采用冒浆回灌或二次注浆。注浆管分段提升搭接长度不得小于100mm 。2当处理和加固既有建筑物时，要加强对原有建筑物的沉降观测；高压旋喷注浆过程中要大间距隔孔旋喷和及时用冒浆回灌，防止地基与基础之间有脱空现象而产生附加沉降。七、）预压法砂井堆载预压法见插图在含饱和水的软土或杂填土地基中用钢管打孔，灌砂设置一群排水砂桩（井）作为竖向排水通道，并在桩顶铺设砂垫层作为水平排水通道，在砂垫层上分期加荷预压，使土中孔隙水通过砂井上升至砂垫层排出地表，使地基土排水固结。砂垫层上部反滤层用520粒径的卵石。砂井的直径和间距取细而密时，效果较好，一般直径为300400，间距为69倍砂井直径，一般不小于1.5m；袋装砂直径一般为70120；砂井布置范围宜比建筑物基础轮廓线向外增约24m。砂井深度视层具体情况而定，从沉降考虑，砂井长度应穿过主要压缩层，一般为1020m。袋装砂井长度应比砂井孔长度长500mm，以便放入井孔中后能露出地面埋入排水砂垫层。砂垫层厚度应比预计基础沉降量大0.30.5m，一般为0.40.6m。砂垫层周围设排水管井，以便排水。1）施工要点打砂井的顺序应从外围或两侧向中间进，若距较大可逐排进行。使用普通砂井成形困难，软土层上难以使用大型机械施工，勿需大截面砂井时可用袋装砂井；当桩管沉到预定深度后插入袋；把袋子的上口固定到装砂用的漏斗上，通过振动将砂子填入袋中并密实。砂井预压加载物一般采用土、砂、石或水。加荷方式：在建筑物范围内堆载，待沉降基本完成后把堆载卸走，再进行上部结构施工。地基预压前，应设置垂直沉降观测点、水平位移观测桩、测斜仪及孔隙水压计。预压加载应分期、分级进行；加荷时应严格控制加荷速度。控制方法是每天测定边桩的水平位移与垂直升降和孔隙水压力等。地面沉降速率不宜超过10 mm/d。边桩水平位移宜控制在35 mm/d，边桩垂直上升不宜超过2 mm/d。若超过上述规定数值，应停止加荷或减荷，待稳定后再加荷。加荷预压时间由设计规定，一般为6个月，但不宜少于3个月。同时，待地基平均沉降速率减小到不大于2 mm/d，方可开始分期、分级卸荷，但应继续观測地基降和回弹情况。2）质量检查a施工前，应检查施工检测措施，沉降、空隙水压力等原始数据，排水设施、砂井（包括袋装砂井）等位置。b堆载施工应检查堆载高度、沉降速率。c施工结束后，应检查地基土的十字板剪切强度，标准贯入或静压力触探值及要求达到的其他物理力学性能、重要建筑物地基应作承载力检验。 THE END 2010-05-08地基处理与基础工程施工工艺和要求一、单项选择题1下列地基处理方法中，能够起到排水作用，加速下部土层的沉降和固结，适于处理30m以内软弱、透水性强的黏性土地基的是A灰土地基B素土地基C粉煤灰地基D砂和砂石地基正确答案：D2下列地基处理方法中，既可用于加固14m厚的软弱土、湿陷性黄土、杂填土等地基，还可用作结构辅助防渗层的是A灰土地基B砂和砂石地基不得用于处理湿陷性黄土地基C粉煤灰地基D矿渣地基正确答案：A解题思路：灰土渗透系数小，基本上不透水，故可用作结构辅助防渗层材料19换土垫层按其回填的材料可分为不同的类型，( )适用于地下水位较低、基槽经常处于较干燥状态下的一般粘性土地基的加固A粘土垫层B灰土垫层C砂垫层D石垫层正确答案：B3基础混凝土浇筑，宜采用( B分层连续 )的浇筑方法浇筑设备基础混凝土时，一般应分层浇筑，每层混凝土的厚度宜为( C200300 ) mm6矿渣水泥、火山灰水泥拌制的大体积混凝土的养护时间不得少于A7dB14dC21dD28d正确答案：C10振冲地基法中，振动水冲形成的孔内加入的填料为A粉煤灰B矿渣C粗砂D碎石正确答案：D11钢筋混凝土预制桩锤击法施工中，下列做法中不正确的是A开始打桩时短距轻击B正式打桩时重锤低击C打桩时应注意观察桩的入土速度D桩入土深度的控制应以桩端设计标高为主正确答案：D解题思路：对端承型桩，入土深度的控制应以最后贯入度为主，桩端设计标高为参考；而对摩擦型桩，入土深度的控制则应以桩端设计标高为主，最后贯入度为参考。打桩时，应先沉设入土深度(较深 )和截面(较大 )的桩，可减轻后打入桩对先打入桩的挤压影响。41下列关于沉桩顺序，说法正确的有( )A当基坑不大时，打桩应逐排打设（减少桩机移动）B对于密集桩群，从中间开始分头向四周或两边对称施打C对于基础标高不一的桩，宜先深后浅D对于不同规格的桩，宜先大后小，先长后短E当一侧毗邻建筑物时，由另一方向向毗邻建筑物施打正确答案：ABCD12下列地基处理方法中，最为经济的深层地基处理方法是A强夯地基法B夯实水泥土复合地基法C振冲地基法D水混土搅拌桩地基法正确答案：A 20地下连续墙的接头分两类，在浇筑地下连续墙时在墙的纵向连接两相邻墙段的接头称为( C施工接头 )地下连续墙施工期间，槽内泥浆面必须高于地下水位( 100cm )以上。 地下连续墙混凝土浇筑后( 8h )内应将接头管全部拨出 25高层建筑筏形基础和箱形基础长度超过40m时，宜设置宽度不小于( 800mm)的后浇带。29泥浆护壁成孔灌注桩的施工工艺流程为( )D测定桩位埋设护筒制备泥浆成孔清孔下钢筋笼水下浇筑混凝土正确答案：D。31泥浆护壁成孔灌注桩施工工艺流程中，“清孔换浆”的下一道工序是“终孔验收”。33采用原槽土模浇筑条形基础混凝土时，应在基槽两侧的土壁上隔( 3000mm )左右交错打入长约100mm的标杆，标杆面与基础顶面标高平。35混凝土搅拌装料顺序为石子水泥砂子水 二、多项选择题36对于大体积混凝土工程，可以选用的水泥有( )A硅酸盐水混B火山灰水泥C复合水泥D粉煤灰水泥E矿渣水泥正确答案：BCDE37为了防止大体积混凝土浇筑后裂缝