任务2.1 地基处理及加固

建筑施工技术主讲：贾汝达模块二地基处理与基础工程施工任务2.1地基处理及加固任务2.2浅埋式钢筋混凝土基础施工任务2.3桩基础工程施工任务2.1

地基处理及加固2.1.1地基加固的原理2.1.2地基处理及加固方法比萨斜塔地基质量问题地基质量问题墙体开裂地基质量问题墙体开裂地基质量问题不均匀沉降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。概念

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。2.1.1地基加固的原理

“将土质由松变实”，“将土的含水量由高变低”，即可达到地基加固的目的。工程实践中的各种加固方法均是从这一加固原理出发。1.地基加固的原理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.地基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

⑴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。3.地基处理的对象

⑵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4.地基加固处理的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：⑴改变建筑体形，简化建筑平面；⑵调整荷载差异；⑶合理设置沉降缝；⑷采用轻型结构、柔性结构；⑸加强房屋的整体刚度；⑹偏心荷载较大时，对基础进行移轴处理；⑺施工中正确安排施工顺序和施工进度。

地基处理及加固的方法很多，常见地基处理的方法有：换填法、强夯法、灰土挤密桩法、预压堆载法、振冲地基法、深层搅拌法等方法。2.1.2地基处理及加固方法挖去厚度不大的软土层在软土层上回填好土软土层较厚时，将基础下面一定范围内的软土挖去,代之以人工填筑的垫层作持力层。采用砂石、三合土、矿渣、素土等材料换土的地基分别称为砂石地基、三合土地基、粉煤灰地基。1.换填法

砂石地基施工

砂石垫层剖面图

利用打夯工具或机具夯击土壤，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.强夯法

平板振动夯进行地基夯实冲击夯进行软土压实施工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。强夯施工中强夯适用于粘性土、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）。夯锤上气孔长圆柱夯锤短圆柱夯锤圆锥形夯锤圆柱形夯锤高宽比过大，容易偏锤，要慎用圆锥形夯锤底面积小，会形成很深的夯坑在夯坑内回填块、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）。强夯置换强夯置换施工

碎石被夯入深坑中

起出并清理夯锤

灰土挤密桩是以震动或冲击的方法成孔，然后在孔中填充2:8或3:7灰土并夯实的地基处理方法。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”。3.灰土挤密桩法灰土桩施工现场

灰土挤密桩适用于处理松软砂类土、素填土、杂填土、湿陷性黄土等，将土挤密或消除湿陷性，效果显著，处理深度宜为5～15m。处理后地基承载力可以提高一倍以上，同时具有节省土方、施工简便、造价低等优点。3.灰土挤密桩法施工完的灰土桩

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。

4.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⑴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。⑵真空预压法

吹填施工软弱的吹填地基

振冲地基是利用振冲器在土中形成振冲孔，并在振动冲水过程中填以砂、碎石等材料，借振冲器的水平及垂直振动，振密填料，形成的密实的砂石桩体与原地基构成复合地基，提高地基的承载力和改善土体的排水降压通道，并对可能发生液化的砂土产生预振效应，防止液化。

按其所用加固材料和机理的不同，可分为振冲置换法（又称振冲置换碎石桩法）和振冲密实法（又称振冲挤密砂桩法）两种。5.振冲地基法又称振冲置换碎石桩法，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。振冲置换法碎石桩施工流程图边击实、边拔管碎石桩施工全景干法振冲碎石桩-底部给料(法国公司)振冲碎石桩施工待验收的碎石桩6.水泥土深层搅拌法⑴深层搅拌桩深层搅拌桩施工工艺流程图

水泥土深层搅拌法是利用水泥、石灰做固化剂，采用深层搅拌机在地基深部就地将软土和固化剂充分拌和，利用固化剂和软土发生一系列物理-化学反应，使其凝结成具有整体性、水性和较高强度的桩体，与天然地基形成复合地基。

水泥土深层搅拌法是化学加固法的一种。施工过程：

深层搅拌机定位→预搅下沉→制配水泥浆→提升喷浆搅拌→重复上、下搅拌→清洗→移至下一根桩位SMW工法桩

SMW工法桩是深层搅拌桩的一项新工艺，以多轴型钻掘搅拌机钻掘，在钻头处喷出水泥系强化剂与地基土反复混合搅拌，各施工单元之间采取重叠搭接施工，在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为应力补强材，形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。⑵高压旋喷桩

高压旋喷桩是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻至设计深度，将水泥浆液由喷嘴向四周高速喷射切削土层，同时将旋转的钻杆徐徐提升,浆液与土体在高压射流作用下充分搅拌混合，形成连续搭接的水泥加固体。高压旋喷桩施工旋喷法施工流程图单管旋喷的成桩直径较小，为获得大直径截面的桩，