土木工程施工第4讲基坑验槽及地基加固处理ppt课件.ppt

第2章基础工程 基坑验槽和地基加固处理砼预制桩施工砼灌注桩施工 教学要求 了解基坑验槽和地基加固的方法 掌握地基加固的原理和拟定加固方案的原则 了解预制桩的构造 掌握锤击沉桩 静力沉桩 振动沉桩和射水沉桩的施工方法 掌握各类灌注桩的工艺原理和施工要点 了解桩基工程质量控制和检测验收的方法 教学重点 预制桩的沉桩方法 沉桩顺序 贯入度控制和质量控制方法 灌注桩常见质量问题的原因及预防 处理方法 教学难点 预制桩沉桩施工质量控制 灌注桩常见质量问题的预防及处理方法 第2章基础工程 基本概念 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 天然地基 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 人工地基 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 这种地基成为人工地基 地基处理 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 前言 第2章基础工程 浅基础 位于天然地基上 埋置深度小于5m的基础 柱基或墙基 以及埋置深度虽超过5m 但小于基础宽度的大尺寸基础 如箱形基础 如天然浅土层软弱 可进行地基处理加固 将浅基础做在人工地基上 天然地基上浅基础优点 用料省 施工设备和工艺简单 工期短 造价低 类型 按构造形式 独立基础 带形基础 交梁基础 伐板基础按材料不同 砖基础 石基础 灰土基础 砼和钢筋砼基础 深基础 位于地基深处承载力较高的土层上 埋置深度大于5m或大于基础宽度的基础 类型 桩基础 地下连续墙 墩基础 沉井基础 沉箱基础 第2章基础工程 基坑验槽及地基加固处理 1基坑验槽2地基加固处理 第2章基础工程 1基坑验槽 当基坑 槽 挖至设计标高后 应组织勘察 设计 监理 施工方和业主代表共同检查坑底土层是否与勘察 设计资料相符 是否存在填井 填塘 暗沟 墓穴等不良情况 这称为验槽 验槽的方法以观察为主 辅以夯 拍或轻便勘探 基坑验槽 基坑验槽 第2章基础工程 1 1观察验槽 观察验槽的内容包括 检查基坑 槽 的位置 断面尺寸 标高和边坡等是否符合设计要求 检查槽底是否已挖至老土层 地基持力层 上 是否继续下挖或进行处理 对整个槽底土进行全面观察 土的颜色是否均匀一致 土的坚硬程度是否均匀一致 有无局部过软或过硬 土的含水量情况 有无过干过湿 在槽底行走或夯拍 有无振颤现象或空穴声音等 挖掘探查 拉线检查 1基坑验槽 夯 拍验槽是用木夯 蛙式打夯机或其他施工工具对干燥的基坑进行夯 拍 对潮湿和软土地基不宜夯 拍 以免破坏基底土层 从夯 拍声音判断土中是否存在土洞或墓穴 对可疑迹象 应用轻便勘探仪进一步调查 1 2夯 拍验槽 观察验槽应重点注意柱基 墙角 承重墙下受力较大的部位 仔细观察基底土的结构 孔隙 湿度 含有物等 并与设计勘察资料相比较 确定是否已挖到设计的土层 对于可疑之处应局部下挖检查 1基坑验槽 1 3轻便勘探验槽 轻便勘探验槽是用钎探 轻便动力触探 手摇小螺纹钻 洛阳铲等对地基主要受力层范围的土层进行勘探 或对上述观察 夯或拍发现的异常情况进行探查 基坑底层基土质量钎探检查 1基坑验槽 轻 重型动力触探仪 动力 静力触探一体履带车系统 地基钎探施工现场地基钎探施工现场 1 3轻便勘探验槽 地基钎探 地基与基础工程施工质量验收规范 GB50202 2002 一 主要机具 穿心锤重1Okg 尖锥头的触探器钎杆 25钢筋 间隔30cm的横线 长度1 5 1 8m 其他有铅丝 凳子 手推车 夹具 撬棍 拔钢钎用 钢卷尺等 钎探方法 将一定长度的钢钎打入槽底以下的土层内 根据每打入一定深度的锤击次数 间接的判断地基土质的情况 打钎分人工和机械两种方法 钎杆 1 3轻便勘探验槽 二 作业条件1 基土已挖至设计基坑底标高 表面应平整 轴线及坑宽符合设计图纸要求 2 根据设计图纸绘制钎探孔位平面布置图 3 按钎探孔位平面布置图放线 孔位钉上小木桩或撒白灰点 4 钎探孔的排列方式根据槽宽确定 槽宽大于200cm时采用梅花型排列方式 间距1 5米 1 3轻便勘探验槽 基坑钎探布点 三 操作工艺 1 将触探杆尖对准孔位 再把穿心锤套在钎杆上 扶正钎杆 拉起穿心锤 使其自由下落 锤落距50cm 把触探杆竖直打入土层中 2 记录锤击数 钎杆每打入土层30cm 记录一次锤击数 3 拔钎 用铅丝将钎杆绑好 留出活套 套内插入铁管 利用杠杆原理将钎拔出 拔除后用砖盖孔 1 3轻便勘探验槽 4 移位 将触探杆搬到下一个孔位 以便继续打钎 5 灌砂 打完的钎孔 经过质检人员和工长检查孔深与记录无误后 即进行灌砂 灌砂时每填入30cm左右可用钢筋捣实一次 6 整理记录 按孔顺序编号 将锤击数填入统一表格内 字迹清楚 经过技术负责人 质检员 打钎人员签字后归档 7 如工程在冬季施工 每打1孔及时覆盖保温材料 不能大面积掀开 以免地基土受冻 1 3轻便勘探验槽 四 质量要求1 钎探深度必须符合要求 锤击数记录准确 不得作假钎 2 钎位基本准确 钎孔不得遗漏 钎孔灌砂应密实 五 成品保护钎探完毕后 应作好标记 保护好钎孔 未经质量检查 有关工长复验 不得堵塞或灌砂 六 应注意的质量问题 1 地基土受雨后不得钎探 2 如打钎进行不下去时 应请示有关工长 适当移位打钎 不得不打钎而任意填锤击数 3 记录和平面布置图的整理 在记录表上用有色铅笔或符号将不同的锤击数孔位分开 4 在钎孔布置平面图上 注明过硬或过软孔号的位置 以便设计勘察人员分析处理 1 3轻便勘探验槽 2地基加固处理 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 基坑验槽及地基加固处理 2 1地基加固处理的原因 地基碾压加固 提高软弱地基的强度 保证地基的稳定性 降低软弱地基的压缩性 减少基础的沉降 防止地震时地基土的振动液化 消除特殊土的湿陷性 胀缩性和冻胀性 2 2地基加固处理的目的 坚实稳定的建筑地基在可靠地基上建造的基础 2地基加固处理 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 2 3地基加固处理的对象 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 吹填土的施工现场 淤泥质土湿陷性黄土膨胀土 2地基加固处理 2 4地基加固处理的综合措施 拟定地基加固处理方案时 应考虑地基与上部结构共同工作的原则 从地基处理 建筑和结构设计 施工方案方面均采取相应措施 绝不能单纯对地基进行处理 其具体措施有 改变建筑体形 简化建筑平面 调整荷载差异 合理设置沉降缝 采用轻型结构 柔性结构 加强房屋的整体刚度 偏心荷载较大时 对基础进行移轴处理 施工中正确安排施工顺序和施工进度 2地基加固处理 2地基加固处理 2 5地基加固处理的方法 挖去厚度不大的软土层 地基加固处理的方法很多 归纳起来是 挖 填 换 夯 压 挤 拌 七个字 加固原理就是将土质由松变实 将土的含水量由高变低 达到地基加固的目的 挖 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 在软土层上回填好土 2 5地基加固的方法 填 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 2 5 1换填法 2 5地基加固的方法 软土层较厚时 将基础下面一定范围内的软土挖去 回填强度高 压缩性低 无侵蚀性的材料作持力层 采用砂石 灰土 矿渣 素土等材料换土的地基分别称为砂石地基 灰土地基 粉煤灰地基 对于解决荷载较大的中小型建筑物的地基问题比较有效 处理深度通常控制在3m以内时较为经济合理 对于承受振动荷载的地基 不应选择换填垫层法进行处理 各种换填材料的适用范围 2 5 1换填法 砂石垫层的施工 砂石垫层的设计 主要内容 垫层厚度和宽度 垫层的厚度 根据垫层底部软弱土层的承载力来确定 即当上部荷载通过砂垫层按一定的扩散角传至下卧土层时 下卧土层顶面所受的总压力不应超过其承载力特征值 扩散角 碎石 粗砂 中砂 300其它较细的材料 220 砂垫层的厚度 一般1 2m 当厚度小于0 5m时 作用不明显 大于3m施工困难 不经济 砂石垫层剖面图 2 5 1换填法 垫层下地基土 垫层的宽度 满足两方面的要求 应力扩散的要求 防止砂垫层向两边软弱土层挤出 式中 B 垫层底部宽度B 基础宽度H 垫层厚度 扩散角 垫层底宽确定后 按照基坑的坡度向上延伸至基础底面 2 5 1换填法 目前缺乏可靠的理论计算 常用的方法是确定垫层底部宽度 砂石垫层材料要求 宜选用颗粒级配良好 质地坚硬的中砂 粗砂 砾石 碎石 石屑等 含泥量不宜超过5 在缺少中粗砂和砾石地区 也可采用细砂 但同时宜掺入最大粒径不宜大于50mm碎石或卵石 以保证垫层的密实和稳定 其掺量按设计 不少于总重30 不大于50 所用砂石料不得含草根 垃圾等有机杂物 兼起排水固结作用时 含泥量不宜超过3 若回填在碾压 夯 振地基土上时 其最大粒径不超过80mm 砂石地基施工 2 5 1换填法 砂石垫层的施工要点 施工前应验槽 先将浮土 淤泥 杂物等清除 基坑或槽的边坡必须稳定 防止振捣时塌方 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 人工级配的砂石材料 应按级配拌和均匀 再铺填捣实 捣实砂垫层时不能扰动基坑底及侧壁土 2 5 1换填法 在软土层上采用砂垫层时 注意保护好基坑底及侧壁土的原状结构 以免降低软土的强度 在垫层的最下一层 宜先铺设粗砂15 20cm厚 用木夯夯实 不得使用振捣器 采用碎石垫层时 也应在软土上先铺一层砂垫底 砂垫层的施工关键是如何使砂层密实 以达到设计要求 施工时应根据选用的压实机械和施工方法确定最佳含水量 压实遍数和铺设厚度 分层铺设 分层夯实 每铺好一层 经密实度检验合格方可进行上一层施工 2 5 1换填法 砂和砂石垫层每层铺筑厚度及最佳含水量 2 5 1换填法 地基底面标高不同时 边坡应挖成阶梯形 或平缓斜坡 每层错开0 5 1 0m 按先深后浅的顺序分层铺设 搭接处充分夯实 2 5 1换填法 砂石垫层的质量检查 垫层的施工质量均应通过现场试验以设计压实系数所对应的贯入度为标准进行检验 压实系数可采用环刀法 贯入仪 静力触探 轻型动力触探或标准贯入试验等取得 垫层的施工质量检验必须分层进行 应在每层的压实系数符合设计要求后铺填上层 采用环刀法检验垫层的施工质量时 取样点应位于每层厚度的2 3深度处 检验点数量 对大基坑每50 100m2不应少于1个检验点 对基槽每10 20m不应少于1个点 每个独立柱基不应少于1个点 竣工验收采用载荷试验检验垫层承载力时 每个单体工程不宜少于3点 对于大型工程则应按单体工程的数量或工程的面积确定检验点数 2 5 1换填法 利用打夯机具夯击土壤 排出土壤中的水分 加速土壤的固结 提高土壤的密实度和承载力 2 5 2夯实法 平板振动夯进行地基夯实冲击夯进行软土压实施工 2 5地基加固的方法 是一种较常采用的地基处理方法 它是用起重机械将大吨位夯锤 一般不小于8t 起吊到高处 一般不小于6m 后 自由落下 对土体进行强力夯实 强夯施工中 2 5地基加固的方法 强夯适用于碎石土 砂土 非饱和粘性土 湿陷性黄土及人工填土地基的加固 但强夯产生的振动对已建成或在建的建筑物有影响时 不得采用 强夯法施工 强夯可提高地基土的强度 降低土的压缩性 改善土的抗液化条件 吊起夯锤 自动脱钩装置 起重机配三角架起吊 夯锤下落瞬间 起重机配龙门架起吊 夯坑 2 5地基加固的方法 夯锤一般重10 25t 大吨位锤通常采用钢板外壳内灌砼 也可用局部钢板浇筑砼组合锤 锤底面积宜按表面土的性质确定 锤底静压力值可取25 40KPa 夯锤中宜设置若干上下贯通的气孔 可减小夯锤起吊时的吸力 夯锤吸力可达3倍锤重 夯锤上气孔 长园柱夯锤短园柱夯锤园锥形夯锤 园柱形夯锤高宽比过大 容易偏锤 要慎用 园锥形夯锤底面积小 会形成很深的夯坑 2 5地基加固的方法 在夯坑内回填块 碎石 强行夯入并排开软土 形成砂石桩与软土的复合地基 称之为强夯置换 或动力置换 强夯挤淤 强夯置换 2 5地基加固的方法 强夯置换施工碎石被夯入深坑中起出并清理夯锤 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 2 5 3预压法 排水固结法 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 普通砂井 电渗法 2 5地基加固的方法 堆载预压法 在饱和软土地基上施加荷载后 孔隙水被缓慢排出 孔隙体积随之减少 地基发生固结变形 土体的密实度和强度提高 加载预压 堆载预压法包括加压系统和排水系统 按堆载材料分为自重预压 加载预压和加水预压 按加压程序可分为单级加荷和多级加荷 加水预压 2 5地基加固的方法 是在软土地基表面先铺设砂垫层 埋设垂直排水竖井 再用不透气的封闭膜使之与大气隔绝 薄膜四周埋入土中 通过埋设的排水竖井 用真空装置进行抽气 抽气使地表砂垫层及排水竖井内形成负压 使土体内部与排水竖井之间形成压力差 压差作用下土体中的孔隙水不断由排水竖井排出 从而使土体固结 真空预压法 2 5地基加固的方法 真空预压法 覆盖封闭膜 真空预压法 排气进行时 按照竖向排水体的不同 真空预压法又可分为普通砂井 袋装砂井和塑料排水带 2 5地基加固的方法 插板机在进行塑料排水带施工 袋装砂井施工机械 袋装砂井埋设完毕 2 5地基加固的方法 袋装砂井与排水横管连接 2 5地基加固的方法 塑料排水带埋设完毕 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 2 5 4深层挤密法 施工完的灰土桩 灰土桩施工现场 2 5地基加固的方法 CFG桩 CFG桩又称水泥粉煤灰碎石桩 由长螺旋钻机或振动沉管桩机成孔 将碎石 石屑 砂 粉煤灰掺水泥加水拌和灌注成桩 CFG桩的适用范围很广 在砂土 粉土 粘土 淤泥质土 杂填土等地基均有大量成功的实例 CFG桩破桩头施工现场 CFG桩施工现场 CFG桩和桩间土通过褥垫层形成CFG桩复合地基 2 5地基加固的方法 又称振冲碎石桩 是用振动或冲击荷载将底部装有活瓣式桩靴的桩管挤入地层 在软弱地基中成孔后 再将碎石从桩管投料口处投入桩管内 然后边击实 边上拔桩管 形成密实碎石桩 并与桩间土体形成复合地基 挤密碎石桩 碎石桩施工流程图 边击实 边拔管 碎石桩施工全景 2 5地基加固的方法 干法振冲碎石桩 底部给料 法国公司 2 5地基加固的方法 振冲碎石桩施工 待验收的碎石桩 2 5 5化学 注浆 加固法 是指用旋喷法或深层搅拌法加固地基 原理是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 深层搅拌桩