第二章 地基处理与桩基工程.ppt

第二章地基处理与桩基工程,1基坑验槽2地基加固处理3桩基施工,制作者：莫懿懿,1基坑验槽,基坑开挖至设计标高后，施工单位必须会同勘察、设计、监理和业主共同验槽，是否存在填井、填塘、暗沟和墓穴等不良情况，合格后方可进行基础工程施工。验槽方法：以观察为主，铺以夯、拍和钎探验槽,制作者：莫懿懿,1.1观察验槽：检查基坑（槽）的位置，断面尺寸、标高和边坡是否符合设计要求检查整个坑（槽）底的土质，土质颜色是否一样；土的坚硬度是否一致，有无局部过软或过硬；土的含水量；在坑（槽）底部行走或者夯拍时有无振颤或空穴的声音；检查基坑（槽）是否挖至老土层（地基持力层），是否继续下挖或者进行处理。1.2夯、拍验槽用木夯和蛙式打夯机或其他施工工具对干燥的基坑进行夯、拍（对软土或者潮湿地基不宜夯、拍，以免破坏基底土层），从夯、拍的声音判断土中是否存在土洞和墓穴。对可疑迹象，用钎探验槽进一步探测。,1基坑验槽,制作者：莫懿懿,1.3钎探验槽：钎探是用锤将钢钎打入坑（槽）底以下的土层内的一定深度，根据锤击次数和入土难易程度来判断土的软硬情况及有无土洞、枯井、墓穴和软弱下卧土层等。（录像）,1基坑验槽,钎探后的孔要用砂填实,制作者：莫懿懿,2地基加固处理,当工程结构的荷载较大，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，可针对不同情况，采取各种人工加固处理方法，以改善地基性质、提高承载力、增加稳定性，减少地基变形和基础埋置深度。原理：“将土质由松变实”，“将土的含水量由高变低”，工程实践中各种加固方法，都是从这一加固原理出发。,制作者：莫懿懿,拟定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，绝不能单独对地基进行加固处理。具体措施有：(1)改变建筑体形，简化建筑平面；(2)调整荷载差异；(3)合理设置沉降缝；(4)采用轻型结构、柔性结构；(5)加强房屋的整体刚度；(6)对基础进行移轴处理；(7)施工中正确安排施工顺序和施工进度。,2地基加固处理,制作者：莫懿懿,地基的加固方法归结起来为“挖、填、换、夯、压、挤、拌”七个字。1“挖”挖去软土层，把基础埋置在承载力大的基岩或坚硬的土层中。,2地基加固处理,当软弱土地基的承载力满足不了建筑地基的要求时，而软弱土层的厚度不大时，挖去软土层，最为经济。,制作者：莫懿懿,2“填”当软土层很厚，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。,2地基加固处理,在软土层上回填好土,制作者：莫懿懿,3“换”换就是将挖与填相结合，即换土垫层法。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。垫层材料有砂石、碎石、三合土、灰土、矿渣、等，分别成为砂石地基、三合土地基、粉煤灰地基。,此法适用于软土层较厚，而仅对局部地基进行加固处理。,2地基加固处理,制作者：莫懿懿,4“夯”就是利用打夯工具（如石硪、铁硪、蛙式打夯机、火力夯、电力夯、重锤夯、强力夯等）夯击土壤，排出土壤中的水分，加速土壤固结，以提高土壤的密实度和承载力。,2地基加固处理,制作者：莫懿懿,2地基加固处理,制作者：莫懿懿,2地基加固处理,制作者：莫懿懿,5“压”利用压路机、羊足碾、轮胎碾等机械碾压地基土壤，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，以提高地基承载力，减少建筑物地基后期沉降量。常用的方法有砂井堆载预压法、袋装砂井堆载预压法，塑料排水带堆载预压法和真空预压法。（1）砂井堆载预压法在预压层的表面铺砂层，并用砂井穿过该土层，以利排水固结。砂井直径一般为200400mm，间距为砂井直径的68倍为宜。,2地基加固处理,常用于软土地基处理,制作者：莫懿懿,（2）袋装砂井堆载预压法将砂先装入用玻璃纤维布、黄麻布、再生布等所制成的砂袋中，再将砂带置于井中。井径一般为70120mm，间距为1.52.0m。,2地基加固处理,制作者：莫懿懿,（3）塑料排水带堆载预压法将塑料排水带用插排机将其插入软土层中，组成垂直和水平排水体系，然后堆载预压，土中孔隙水沿塑料带的沟槽上升溢出地面，从而使地基沉降固结。,2地基加固处理,制作者：莫懿懿,（4）真空预压法利用大气压力作为预压荷载，勿需堆载加荷。它是地基表明砂垫层上覆盖一层不透气的塑料薄膜或橡胶布，四周密封，与大气隔绝，然后用真空设施进行抽气，使土中孔隙水产生负压力，将土中的水和空气逐渐吸出，从而是土体固结。,2地基加固处理,真空预压法适用于加固淤泥、淤泥质土和软粘土。,制作者：莫懿懿,6“挤”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，再在桩孔中灌入砂石或素土、石灰、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。这种方法最适用于加固松软饱和土地基，其原理是靠挤紧土壤，排水固结，以提高地基的承载力，所以也称为挤密桩。同时，亦能起到迅速排出土壤中饱和水的作用，加速地基下沉稳定。,2地基加固处理,施工完的灰土桩,灰土桩施工现场,制作者：莫懿懿,2地基加固处理,制作者：莫懿懿,7“拌”是指用旋喷法或深层搅拌法加固地基。其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。,2地基加固处理,制作者：莫懿懿,2地基加固处理,（录像旋喷桩）,制作者：莫懿懿,单管旋喷浆液射流衰减大，成桩直径较小，为了获得大直径截面的桩，可采用二重管旋喷（既两根同心管，分别喷水、喷浆），或三重管旋喷（三根同心管，分别喷水、喷气、喷浆）。喷浆方式有旋喷、定喷和摆喷，能分别获得柱状、壁状和块状加固体。（录像）,旋喷法可用于处理软弱地基，也可用于地下连续墙、挡土墙、深基坑支护的施工和防管涌、流砂的技术施工。,2地基加固处理,制作者：莫懿懿,3桩基施工,桩的分类桩基础是一种常用的深基础形式，它由桩基和承台组成。（1）按承台位置的高低分：高承台桩基础、低承台桩基础；（2）按承载性质不同分：端承桩、摩擦桩；,桩端阻力,桩侧摩擦力,制作者：莫懿懿,（3）按照桩身材料的不同分为：钢筋混凝土桩、钢桩、木桩、砂石桩、灰土桩；（4）按沉桩方法分：挤土桩打入式和压入式预制桩，无需预先成孔。部分挤土桩预钻孔打入式预制桩和部分挤土灌注桩。非挤土桩非挤土灌注桩。（5）按施工方法分：预制桩预制运输打桩灌注桩成孔下钢筋笼浇灌砼,3桩基施工,制作者：莫懿懿,钢筋砼预制桩的分类,制作者：莫懿懿,钢筋砼预制桩的制作,制作者：莫懿懿,（2）桩主筋应根据桩截面大小确定，一般为4根8根，直径为1225mm；主筋连接宜采用对焊；同一根钢筋两个接头的间距应大于30d，并不小于500mm。预制桩箍筋直径为68mm，间距不大于20cm。预制桩骨架的允许偏差应符合规范的规定。桩顶和桩尖处的配筋应加强。,钢筋砼方桩的预制,组成：桩尖+桩身+桩头,制作者：莫懿懿,钢筋砼方桩的预制,（3）现场分段预制桩时，应整体支模，纵向主筋应通长铺设，再在分段处切断。（4）砼应用机械搅拌、振捣。用桩顶向桩尖连续浇筑捣实，一次完成，严禁中段。制作完后，应浇水养护不少于7天。钢筋绑扎、模板施工(预制厂制做)混凝土浇筑(工地现场制做),表面拍实压光,人工浇筑砼,制作者：莫懿懿,PHC管桩的生产过程,预应力高强钢筋砼管桩(PHC)管桩,混凝土入模,封模、张拉,离心管桩桩径：400500mm；每节长度：8m、10m、12m不等；管壁内设直径1222mm主筋1020根，外面绕以6mm螺旋箍筋。C30砼制造。优点：与实心桩相比，使用相同体积砼，管径直径大，表面积大，承载能力高。,制作者：莫懿懿,PHC管桩的生产过程,高速离心成型,初级养护,优点：由于用离心法成型，砼多余的水分由于离心率被甩出，故砼致密，强度高，抵抗地下水和腐蚀性能好,制作者：莫懿懿,PHC管桩的生产过程,放张、脱模,压蒸、养护,成品堆放,制作者：莫懿懿,1.2钢筋砼预制桩起吊砼预制桩的砼强度达到设计强度的70%方可起吊；达到100%方可运输。如提前起吊，必须采取措施并经验算合格方可进行。按吊桩弯矩最小原则确定吊点。常见的吊点位置：,钢筋砼预制桩起吊,制作者：莫懿懿,钢筋砼预制桩运输、堆放,（录像：预制桩3min）,制作者：莫懿懿,打桩前的施工准备：清除障碍物平整场地沉桩试验抄平放线定桩位确定沉桩顺序安设打桩机。打桩顺序：打桩顺序合理与否，会直接影响打桩速度、打桩质量及周围环境。当桩距小于4倍桩的边长或桩径时，打桩顺序尤为重要。打桩顺序影响挤土方向。打桩向哪个方向推进，则向哪个方向挤土。根据桩及基础的设计标高，打桩宜先深后浅；根据桩的规格，则宜先大后小，先长后短。这样可避免后施工的桩对先施工的桩产生挤压而发生桩位偏斜。,3桩基施工,桩基轴线的定位应设置在不受打桩影响的区域；打桩区附近设置不少于2个水准点，供施工过程中检查桩位的偏差以及桩的入土深度。,制作者：莫懿懿,打桩顺序：由一侧向单一方向进行（图a）；自中间向两个方向对称进行（图b）；自中间向四周进行（图c）。第一种打桩顺序，打桩推进方向宜逐排改变，以免土朝一个方向挤压而导致土壤挤压不均匀，对于同一排桩，必要时还可采用间隔跳打的方式。对于密集桩群，应采用自中间向两个方向或向四周对称施打的顺序；当一侧毗邻建筑物或有其他须保护的地下、地面构筑物、管线等时，应由毗邻建筑物处向另一方向施打。,3桩基施工,制作者：莫懿懿,打桩方法要点（1）控制入土时的垂直度桩插入时的垂直度偏差不得超过0.5。桩、桩帽、桩锤在同一铅垂线上，确保桩能垂直下沉。（2）桩头保护在桩锤和桩帽之间应加弹性衬垫、桩帽和桩顶周围四周应有510mm的间隙，以防损伤桩顶。（3）打桩开始打桩时，锤的落距应较小，待入土一定深度（约2m）并稳定后，再按要求落距锤击，最大落距不宜1m。在打桩过程中，遇有贯入度剧变、桩身突然发生倾斜、移位或有严重回弹、桩顶或桩身出现严重裂缝或破碎等异常情况时，应暂停打桩，及时研究处理。,3桩基施工,制作者：莫懿懿,3桩基施工,制作者：莫懿懿,接桩,多节桩的接桩：混凝土桩的接桩一般用焊接、法兰或硫磺胶泥锚接。（录像：接桩）钢桩一般均用焊接法。,角钢焊接,法兰连接,制作者：莫懿懿,打桩的质量控制,打桩的质量控制打桩的质量控制包括打桩前、打桩过程中的控制以及施工后的质量检查。（1）施工前应对成品桩做外观及强度检验，锤击预制桩，应在强度与龄期均达到要求后，方可锤击。接桩用焊条或半成品硫磺胶泥应有产品合格证书，或送有关部门检验。（2）施工过程中应检查桩的垂直偏差控制在1%内，（3）平面位置偏差，单排桩桩重1.52倍时，效果最理想。桩重2t时，可采用比桩轻的锤，但不能3.5倍桩径；考虑打桩顺序，桩架行走路线，注意减少对新打桩的影响。如发现断桩，将断桩段拔出，清理桩孔，略增大桩身面积或加上铁箍连接，重新灌注砼。缩颈（动画）原因：在含水量大的粘性土中沉管时，桩身手强烈扰动和挤压，产生很高的孔隙水压力，桩管拔出后，这种水压力作用到新灌注的砼桩，使桩身发生不同程度的缩颈现象。解决措施：复打法,套管成孔灌注桩,制作者：莫懿懿,吊脚桩（动画）原因：桩靴强度不够，沉管时被破坏变形，水或泥砂进入桩管，或活瓣被及时打开。解决措施：将桩管拔出，纠正桩靴或将砂回填桩孔后重新沉管桩靴进水进泥原因：桩靴活瓣闭合不严，预制桩靴被打坏或活瓣变形。解决措施：拔出桩管，清除泥砂，整修桩靴活瓣，用砂回填后重打。地下水位高时，先灌入0.5m厚的水泥砂浆做封底，在灌1m高混凝土增压，然后在继续沉管。,套管成孔灌注桩,制作者：莫懿懿,爆扩成孔灌注桩,4爆扩成孔灌注桩用钻孔爆扩成孔，孔底放入炸药，在灌入适量的砼，然后引爆，是孔底形成扩大头。在放置钢筋笼，浇筑桩身砼制成的桩。爆扩灌注桩包括两部分：桩柱和扩大头,制作者：莫懿懿,挖孔灌注桩,挖孔灌注桩人工挖土成孔，在井壁护圈的保护下，灌注砼而成的桩。当需要扩大柱底断面尺寸时，则称为挖孔扩底灌注桩。优点：承载力大，受力性能好，质量可靠，沉降量小，施工操作工艺简单，无需大型的机械设备，无振动、噪音、无环境污染、在荷载大的重型结构和超高层建筑深基础中得到广泛应用。人工挖土灌注桩孔径一般为0.83m，最大可到4m。桩长（埋深）一般在20m左右，国内最深可到70m。为了确保人孔挖孔桩的施工安全，要有预防孔壁坍塌和产生流砂、管涌