二地理处理与基础工程PPT课件

.,1,第二章地基处理与基础工程,2-1地基处理及加固现象：地基土质软硬不一致处理原则：使建筑物各部位沉降尽量趋于一致，减小地基不均匀沉降常用的方法：换土垫层、重锤表层夯实，强夯、振冲法、砂桩挤密、深层搅拌、堆载预压、化学加固等,.,2,一.换土垫层法,施工方法：先将基础下一定范围内的土层挖去，然后回填强度较大的砂、碎石或灰土，并夯至密实。（一）砂垫层和砂石垫层：作用：提高地基承载力，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作用。适用：处理透水性强的软弱粘性土地基，但不适用于湿陷性黄土和不透水的粘性土地基。1.构造要求：厚度：一般0.5h3m，一般根据垫层底面处土的自重应力与附加应力之和不大于同一标高处软弱土层的容许承载力确定。宽度：满足应力扩散要求和垫层侧面土的容许承载力来确定。一般应沿基础两边各放200300mm.,.,3,换土垫层法(2),2.材料要求：采用级配良好，质地坚硬的中砂、粗砂、碎（卵）石、石屑或其他工业废粒料。不得含有草根、垃圾等有机杂物，含泥量5%（3%，兼作排水垫层）3.施工要点：1）施工前验槽2）垫层底面处理：3）人工级配材料的处理：4）分层铺设、分层夯实5）基槽应人保持在干地施工状态6）冬期施工冰块的处理,.,4,换土垫层法（3）,4.质量检查：1）环刀取样法：适用砂质，其干密度不小于通过试验所确定的该砂料的中密状态时的干密度2）贯入测定法：插入深度可根据砂的控制干密度预先进行小型试验确定。（二）灰土垫层：按一定体积比配合的石灰和粘性土拌合均匀，在最优含水量情况下分层回填夯实或压实而成1.构造要求：厚度：与砂垫层相同宽度：一般为灰土顶面基础砌体宽度+2.5倍灰土厚度,.,5,换土垫层法（4）,2.材料要求：P633.施工要点：1）施工前验槽2）拌合要求：3）分层分段夯筑4）接缝位置的要求5）地下水位处的施工6）冬期施工要求4.质量检查：采用环刀法测定干密度，然后按压实系数c鉴定质量一般在c=0.930.95按压实系数c为土在施工时实际达到的干密度与室内采用击实试验得到的最大干密度之比,.,6,二.重锤夯实法,方法：是用起重机械将夯锤（1530KN）提升到一定高度（2.54.5m)，利用自由下落时的冲击能来夯实土表面，使其形成一层较为均匀的壳层，从而使地基得到加固。特点：优点：施工简便，费用低缺点：布点较密，夯击遍数多，布点密，施工期相对较长，夯击能量较小，孔隙水难以消散，加固深度有限，当含水量稍高时，易形成橡皮土。适用：地下水位以上稍湿的粘性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土和分层填土地基。设备及施工要点：P6465质量检查：1）同时符合试夯最后下沉量和基坑表面的总下沉量不小于试夯总下沉量的90%为合格2）采用在地基上选点夯击检查最后下沉量,.,7,三.强夯法,方法：利用起重机将重锤（80300kN）吊起从高处(6m30m)自由落下，给地基以冲击力和振动，从而提高地基土的强度并降低其压缩性质量检查：一般可采用标准贯入，静力触探或轻便触探方法，符合试验确定的指标即为合格,.,8,四.振冲法,方法：以起重机吊起振冲器，启动潜水电机带动偏心块，使振冲器产生高频振动，同时开动水泵，通过喷嘴喷射高压水流成孔，然后分批填以砂石料形成桩体，与原地基构成复合地基原理：振冲置换：适用于处理不排水，抗剪强度小于20kPa的粘性土、粉土、饱和黄土及人工填土。振冲密实；适用于砂土和粉土质量检查：1）振冲成孔中心与设计定位中心偏差21m，应以设计桩长控制为主，终压力值对照1421m的桩，以终压力达满载为终压控制条件桩周土质较差且设计承载力较高的，要复压12次3.静力压桩单桩竖向承载力：通过桩的终止压力值可大致判断,.,26,3.桩拼接的方法：1)焊接2)浆锚法P82,.,27,.,28,四.现浇混凝土桩施工工艺,现浇混凝土桩：直接在现场桩位上使用机械或人工等方法成孔，然后在孔内安放钢筋笼、浇筑砼而成分类：钻孔灌注桩、沉管灌注桩、人工挖孔桩、爆扩灌注桩（一）钻孔灌注桩1.泥浆护壁成孔灌注桩：适用于地下水位较高的地质条件1）施工设备：冲击、冲抓、回转钻及潜水钻机,.,29,2）施工方法：场地平整设排水沟设泥浆池试桩成孔测量定位设钻孔护筒桩架就位钻孔清孔吊放钢筋笼浇注水下砼护筒：作用定位、保护孔口、存贮泥浆泥浆作用：固壁、携碴、冷却、润滑泥浆循环方式：不循环（掏渣筒）、正循环、反循环3）质量要求：护筒埋设、泥浆比重的控制、孔底沉渣的要求、水下砼施工要求,.,30,有循环式回转钻机,特点：钻头回转切削泥浆循环排土泥浆保护孔壁湿作业、地面泥泞施工过程：应用条件：地下水位较高的硬粘土或软石0.8m),泥浆的作用：排渣护壁正循环的优缺点：优点：设备简单、操作方便、小孔径效率较高缺点：泥浆反流速度低、排渣能力弱反循环的优缺点：与正循环相反,.,31,正循环工艺原理图1-钻头；2-泥浆循环方向；3-沉淀池；4-泥浆池；5-泥浆泵；6-水龙头；7钻杆；8-回转装置,反循环工艺原理图1-钻头；2-新泥浆流向；3-沉淀池；4-沙石泵；5-水龙头；7钻杆；7-回转装置；8-混合液流向,.,32,潜水钻机,特点：机理与回转钻机相同，但动力、变速机构、钻头联在一起位于水下，故轻便泥浆正循环条件：深度可达50m、直径可达0.8m地下水位较高的一般粘性土、淤泥质土及沙土,.,33,潜水钻机图1-钻头；2-潜水钻机；3-电缆；4-护筒；5-水管；6-滚轮；7-钻杆；8-电缆盘；9、10-卷扬机；11-电压表；12-开关,.,34,冲击钻机,特点：冲锥式钻头下落冲击破碎岩土掏渣筒掏渣条件:岩石类土,.,35,冲击钻孔图1-副滑轮；2-主滑轮；3-主杆；4-前拉索；5-后拉索；6-斜撑；7-卷扬机；8-导向轮；9-垫木；10-钢管；11-供浆管；12-溢流口；13-泥浆流槽；14-护筒回填土；15-钻头,.,36,施工过程,泥浆护壁成孔灌注桩施工程序图,质量检查,吊放钢筋笼,吊放导管,第二次清孔,灌注桩施工,泥浆沉淀池,泥浆处理排放,制备护壁泥浆,钢筋笼制作,桩机就位,测定桩位,埋设护筒,钻,孔,第一次清孔,.,37,.,38,.,39,2.干作业成孔灌注桩,适用于地下水位以上的干土层中桩基的施工1）施工设备：螺旋钻机、钻孔扩机、机动或人工洛阳铲2）施工方法：3）质量要求：垂直度、孔底虚土、桩位偏差、,.,40,3.施工中常遇到的问题及处理1）孔壁坍塌：应保持孔内水位并加大泥浆比重以稳定钻孔的护壁，若坍塌严重，应立即回填粘土，待孔壁稳定后再钻2）钻孔偏斜：安装要求、反复上提纠偏或回填纠偏3）孔底虚土：夯实4）断桩：质量控制：一次浇注完成，严格控制现场混凝土配合比,.,41,（二）沉管灌注桩,原理：利用锤击打桩或振动打桩法，将带有活瓣式桩靴或预制钢筋混凝土桩尖的钢管沉入土中，然后边浇筑砼（或先在管内放钢筋笼）边锤击或振动拔管而成。1.锤击沉管单打桩：复打桩：第一次打完桩后拔出桩管，再加上桩靴作第二次沉桩，使未凝固的砼向四周挤压扩大桩径，然后灌注第二次砼。*前后二次沉管的轴线应重合，复打必须在第一次灌注的砼初凝之前进行。质量要求：1）桩砼强度等级大于C202）桩间距小于5d或2m时，均应跳打，待已打桩内砼强度达到50%以上后，方可施打3）桩位允许偏差,.,42,沉管灌注桩（2）,2.振动沉管灌注桩采用激振器或振冲锤将钢套管沉入土中成孔1）施工设备2）施工方法：a.单振法：b.反插法：c.复振法：3）质量要求：a.砼C20以上b.拔管过程中管内砼高度不小于2mc.振动沉管灌注桩中心距小于4d时要采用跳打d.为保证桩的承载力要求，要控制最后两个两分钟的沉管贯入度e.桩位允许偏差,.,43,沉管灌注桩（3）,3.施工中常遇到的问题：1）断桩：原因：桩受水平力挤压剪切处理：拔除后增大桩的截面或加箍筋后重新浇筑砼2）瓶颈桩：原因：拔桩速度过快或沉管时产生的孔隙水压在拔管后挤向砼处理：保持管内砼高度，使之有足够的扩散压力，拔管时采用复打或反插法，并严格控制拔桩速度3）吊脚桩：原因：桩靴强度不够，水或泥砂进入桩管；拔管时桩靴未脱出，砼未及时从管内流出处理：拔出桩管填砂后重打，或可采取密振动慢拔，开始拔管时先反插几次再正常拔管4）桩尖进泥进水：原因：桩尖与桩管接合处不紧密处理：拔管回填后再重打，若地下水位较高，等管到地下水位时，先在桩管内灌入0.5m厚度的水泥砂浆作封底，再灌入1m高度的砼增压，然后再继续下沉桩管,.,44,（三）人工挖孔灌注桩,采用人工挖桩孔，然后安放钢筋笼，浇注砼成桩特点：施工速度快，无噪声，可直接观察到土层状况，沉渣能清除干净。1.施工设备：2.施工工艺：必须考虑预防孔壁坍塌和流砂现象的发生。须拟定出合理的护壁措施和降排水方案护壁方案：现浇砼、喷射砼、砼沉井、砖砌体、钢套管、钢-木板桩工具式护壁施工流程：1）按设计图纸放线、定位2）分段开挖土方：高度以保持直立状态不塌，开挖范围为设计桩径+护壁的厚度3）支设护壁模板4）放置操作平台5）浇筑护壁砼6）拆除模板继续下段施工7）排出孔底积水，浇筑桩身砼,.,45,应用：大直径桩（15m)主要施工过程挖孔（挖土、运土）辅助工程（支护、降水、通风）钢筋混凝土工程挖孔方法机械挖土（）：国外人工挖土（）：国内支护方法钢筋混凝土护圈：适用于无涌水或有涌水但可通过排降水方法排除工作面涌水的土层沉井护圈：适合强透水层钢套管护圈：适合强透水层,.,46,混凝土墩身施工图在护圈保护下开挖土方；支模板和浇筑混凝土护圈；浇筑墩身混凝土,.,47,3.质量要求：,1）必须保证桩孔的质量：土质要求、孔的几何尺寸、孔底虚土残渣，以上作为隐蔽工程验收记录归档2）桩中心线的偏差20mm和垂直度的偏差1%，桩径的设计直径3）钢筋骨架及加工焊接质量和保护层的确定4）砼浇筑及振捣4.安全措施孔下操作人员必须戴安全帽；孔下有人时孔口必须有人监护；护壁要高出地面150200mm，孔内设有安全软梯；孔外周围设防护栏，孔下照明采用安全电压，潜水泵必须设有防漏电装置，应设鼓风机向井直输送洁净空气,.,48,（四）爆扩灌注桩：适用于粘性土,1.原理：用钻孔或爆扩法成孔，孔底放入炸药，再灌入适量的砼，然后引爆，使孔底形成扩大头，再放置钢筋骨架，浇筑桩身砼特点：成孔简单，节省劳力，成本低，但质量不便检查，施工要求严格2.质量要求：平面位移允许值、桩孔垂直度和桩身允许偏差3.施工中常见问题：1）拒爆：2）拒落：3）回落土：4）偏头：,.,49,（五）其他型式灌注桩,1.夯压成型灌注桩（建新桩）：在普能锤击沉管灌注桩的基础上发展起来：夯实扩底2.钻孔压浆灌注桩：成孔后：二次压浆：一次固壁放钢筋笼、再放粗骨料二次压浆到顶成桩,.,50,五.桩基础的检测与验收,（一）桩基的检测：1.静荷载试验：采用接近桩的实际工作条件，通过静载加压，确定单桩承载力，作为设计依据，或结工程桩的