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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流第2章第3章 地基处理与桩基工程.精品文档.第4章 地基处理与桩基工程21 地基处理与加固为了满足结构的安全和正常使用，地基必须具有满足要求的承载力和变形，对于不能满足要求的地基，除改变基础的形式外，常用的一种方式是对地基进行处理与加固。2.1.1 换土垫层法做法：挖去软弱土层，回填砂垫层/碎石垫层/砂石垫层/灰土垫层，并夯实； 适用范围：荷载不大的软弱建筑物地基；1) 砂垫层和砂石垫层做法：挖去软弱土层，回填砂或碎石，分层夯实；适用范围：适用于处理透水性强的软弱粘性土地基,不宜用于加固湿陷性黄土以及不透水粘土地基；构造要求承载力 厚度：根据
2、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的软弱土层的容许承载力； 宽度：考虑应力扩散和垫层侧面土的容许承载力；材料要求强度、密实、排水；垫层材料应使用颗粒级配良好,质地坚硬的中砂、粗砂、砾砂、卵石或碎石。砂砾中石子含量不应大于50%，石子最大粒径不宜大于50mm，不得含有草根等有机物，含泥量不应超过5%，如作排水层，含泥量不超过3%。施工要点： 验槽； 砂、石材料应按级配拌合均匀； 分层铺设和夯实； 若地下水位高于基坑（槽）底，采用排水或降水措施；质量检查 环刀取样法； 贯入度测定法；2) 灰土垫层做法：挖去软弱土层，回填灰土（按一定体积比配合的石灰和粘性土）层，并在最优含水量情况
3、下分层夯实；构造要求承载力 厚度：确定方法同“砂垫”层； 宽度：一般为灰土顶面基础砌体宽度加2.5倍灰土层厚度之和；材料要求 石灰应使用生石灰(块状)，使用前12天消解熟化并过筛，颗粒不应大于5mm，不得夹有半熟化的生石灰块粒，含水不得过多； 土粒可尽可能采用挖槽土，凡有机质含量不大的粘性土都可使用，但不得使用表面耕植土、冻土，土料应过筛，粒径不宜大于15mm；施工要点： 施工前应该先验槽（消除松土，回填孔洞和软弱土层）； 施工时，将灰土拌合均匀，并控制其含水量；灰土拌好后及时铺好夯实，不得隔日夯打； 铺灰应分层夯筑，每层厚度可以参考教材P63； 质量检查 环刀取样法； 贯入度测定法；2.1.
4、2 重锤夯实法做法：将夯锤用机械提升后放开，利用夯锤自由下落时得冲击能来夯实土层；适用范围：处理离地下水位以上的稍湿的粘性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土和分层填土地基（若土层含水量过大，会形成橡皮土）；当夯击对邻近建筑有影响，或地下水高于有效夯实深度时，不宜使用，夯击基土表面一般为812遍；机具设备及其要求： 起重设备：摩擦式卷扬机、履带式起重机、打桩机、龙门式起重机等； 夯锤：形状截头圆锥体，制作砼，底部设置钢板，重量、直径、落距1530kN、1.01.5m、2.54.0m，顶面单位静压1520kPa；施工要点： 试夯选定夯锤重量、直径和落距确定最后下层量、夯击遍数和总下沉量； 重锤分层夯实地
5、基时，每层得铺设厚度应相当于锤底直径； 基坑（槽）的夯实范围应大于基础底面，每边应比设计宽度加宽0.3m以上； 夯实前坑（槽）底面应高出设计标高，预留土的层的厚度应根据试夯时的总下沉量再加50100mm确定； 夯实时地基土的含水量应控制在最优含水量范围以内； 质量检查 检查施工记录：最后下沉量和总下沉量； 选点夯击检查；2.1.3 强夯法做法：强夯是用起重机械将80300kN的夯锤吊至630m的高处自由落下，给地基以巨大的冲击力和振动，迫使土颗粒重组，排除孔隙中水与气体，从而对土体进行强力夯实的一种加固方法。 适用范围：碎石土、砂土、粘性土、湿陷性黄土及杂填土地基的深层加固； 机具设备：起重机
6、械、夯锤和脱钩装置； 施工要点 质量检查 缺点：施工中噪声大，以影响周边建筑。2.1.4 振冲法原理：振冲法是利用振动和水加固土体的方法，它利用机械在地基中制造一群以石块、砂砾等散粒材料组成的桩体碎石桩，这些桩与原地基土一起构成所谓的复合地基，使地基承载力提高，沉降和沉降差减少；分类：振冲置换法适用不排水、抗剪强度小的粘性土、粉土、饱和黄土等； 振冲密实法适用于粘土颗粒含量小于10的粗砂、中砂地基；机具设备：振冲器（带潜水电机）、起重设备、水泵及供水管道、加料设备（翻斗车、手推车）和控制设备（控制电流设备）；施工要点 振冲试验确定成孔水压和水量、成孔速度、填料方法、密实电流值、填料量、留振时间
7、； 施工前，应按设计图纸定出冲孔中心位置并编号； 振冲流程定位、成孔、清孔、填料和振密，成桩(桩顶部约1m范围内的桩体密实度难以保证，一般挖除后另做垫层、或振动碾压)；质量与控制 振冲法加固土体，在施工中用密实电流、填料量、留振时间来控制； 桩位偏差不得大于0.2倍的桩孔直径； 待桩完成半个月(砂土)或一个月(粘性土)后方可进行荷载实验。2.1.5 地基局部处理及其他加固方法简介地基局部处理松土坑的处理、砖井和土井的处理、局部软硬土的处理；其它加固方法挤密砂桩法、沉层搅拌法、堆载预压法、化学加固法；浅埋式钢筋砼基础施工载体：采用天然地基、或加固处理后的地基（深层搅拌桩）；特点：造价低、施工简便
8、；常用形式：板式基础、杯形基础、筏式基础、箱形基础；2.1.6 板式基础类型：钢筋砼独立基础、墙下条形基础、柱下条形基础；适用范围：竖向荷载较小、地基承载力较高、水平荷载和力矩荷载较小；构造要求 几何上锥形基础边缘高度h200mm，阶梯形基础的每阶高度h1为300500mm； 垫层上厚度一般为100mm，砼等级为C10； 配筋上受力钢筋最小直径为8mm，间距不宜大于200mm； 保护层没有垫层，不宜小于35mm，有垫层，不宜小于70mm； 插筋上施工要点 验槽：去掉基坑（槽）局部软弱土层，回填灰土或砂砾，清除基坑（槽）内浮土、积水、淤泥、垃圾和杂物； 在一定强度后的砼垫层上弹线、支模； 铺设钢
9、筋网片（钢筋网片低与砼垫层顶之间用与砼保护层同厚度的水泥砂浆垫塞，使位置正确）； 清楚模板上的垃圾、泥土等，模板用水润湿； 分层浇筑（注意模板的铺设，具体见教材P7172，分阶梯形基础和锥形基础）； 基础上的插筋应固定，防止位置偏差；2.1.7 杯形基础 做法：基础中预留凹槽（杯口），然后插入预制柱，定位和临时固定后，在空隙中灌细石砼； 应用范围：一般用作钢筋砼预制柱的基础，常出现在厂房施工中； 形式：单杯口基础、双杯口基础、高杯口基础； 构造要求 插入深度h1（取值见教材P72）； 基础的杯底厚度和杯口厚度（取值见教材P72）； 按大小偏心、轴心和的值来对杯壁配筋；施工要点 砼分层浇筑； 杯
10、口模板可做成二半式的定型模板，中间各加一块楔形板； 浇筑砼时，四周四侧对称均匀进行，避免杯口模板偏移； 将杯口内侧表面砼凿毛；2.1.8 筏式基础 组成：钢筋砼底板、梁； 适用范围：竖向荷载较大、地基承载力较低（相对于板式基础）； 优点：整体刚度大，使各柱沉降较为均匀；类型：梁板式、平板式； 计算图式：倒置的梁板楼盖、倒置的无梁楼盖； 构造要求 材料砼强度等级不宜低于C20； 几何钢筋保护层不小于35mm，底板厚度不宜小于200mm，梁顶高出底板不小于300mm，梁宽不小于250mm，底板下设厚度为100mm的C10砼垫层； 施工要点 保证在无水情况下进行基坑开挖和基础施工（降水）； 在垫层上
11、绑扎板、梁的钢筋和柱的插筋； 当底板强度达到25时，在底板上支模浇筑梁砼； 养护2.1.9 箱形基础组成：钢筋砼底板、顶板、外墙、隔墙；优点：整体性好、刚度大、调整不均匀沉降能力大；减小基地处原有的自重应力；适用范围：上部荷载大且分布不均匀、平面形状简单、对不均匀沉降敏感的设备基础和高层建筑物等；2.2 桩基础工程 当浅层土层无法满足建筑物对地基的变形和承载力要求时，便得利用下部土层或坚实得土层、岩层作为持力层； 深基础的类型：桩基础、墩基础、深井基础和地下连续墙；2.2.1 桩基础的作用、组成和分类 桩基一般由桩和连接桩和上部结构的承台组成。承台的作用是把上部结构的荷载传递到桩上，桩的作用是
12、把分配到的荷载传递到深层坚实的土层上和桩周的土层上；承台按与地面的相对位置不同，一般分为低承台（承台底面位于地面以下，常见于一般的房屋建筑中），高承台（承台底面位于地面以上，常见于桥梁和港口工程中）；分类： 按承载性质分：摩擦型桩（摩擦桩和端承摩擦桩）、端承型桩（端承桩、摩擦端承桩）； 按适用功能分：水平抗压桩、竖向抗拔桩、水平荷载桩、复合荷载桩； 按桩身材料分：砼桩、钢桩、木桩； 按成桩方法分：非挤土桩、部分挤土桩、挤土桩； 按桩制作过程分：预制桩和现场灌注桩；2.2.2 预制钢筋砼桩的施工工艺钢筋砼预制桩的制作短桩多在预制厂生产；长桩在打桩现场随近或现场一角直接制作；过长的桩可以分段制作，
13、分段接长；现场重叠法制作要点叠浇层数不超过4层；采用间隔法；砼应连续浇筑，不留施工缝；桩的主筋搭接应采用对焊；施工工艺流程现场布置场地地基处理、整平、浇筑砼支模绑扎钢筋、安设吊环浇砼养护至30%设计强度拆模支间隔端头模板、刷隔离剂、绑钢筋浇筑间隔桩砼同法间隔重叠制作第二层桩养护至70强度起吊养护至100%设计强度运输、打桩； 制作方法 多采用工具式模板（木模板，钢模板），支在坚实的地坪上； 重叠法生产，但是不宜超过四层； 钢骨架可以采用绑扎或点焊，骨架主筋宜采用对焊或搭接焊，主筋的接头位置应相互错开； 桩尖一般采用粗钢筋或钢板制作，并与钢骨架焊接在一起； 砼强度不宜小于C30，浇筑时从桩顶连续
14、浇筑到桩尖，不能中断；预制桩的起吊，运输和堆放起吊：起吊时应达到强度标准值的70，吊点应在按设计规定之处（见教材P79），吊索与桩间应加衬垫；吊点的设计是根据最大正弯矩等于最大负弯矩得出的；运输：运输时，桩的强度应达到强度标准值的100；运输用平板拖车；堆放：预制桩堆放场地应平整、坚实；点木与吊点的位置应相同，各垫木应上下对齐；堆放层数应小于4层；预制桩打桩施工打桩前的准备1) 清楚障碍高空、地上、地下；2) 平整场地在建筑物基线以外46m范围内的整个区域，或桩机进出场地及移动路线上；3) 打桩试验了解桩的沉入时间、最终沉入度、持力层的强度、桩的承载力等；4) 抄平放线在打桩现场设置水准点（至
15、少2个），用做抄平场地标高和检查桩的入土深度；按设计图纸要求定出桩基础轴线和每个桩位；5) 定桩位用小木桩或白灰点法标出桩位，或用设置龙门板拉线法定出桩位（此法可以避免挤土使白灰点或小木桩发生位移而产生的误差）；6) 确定打桩顺序影响打桩工程的速度和桩基质量（挤土效应），教材P78页列出了集中打法；预制桩的打设预制桩的打桩方法：锤击法、振动法、水冲法等；1) 锤击沉桩打桩设备（见教材P80图例）： 桩锤落锤、蒸气锤、柴油锤和液压锤（书上列举了各种锤的适用范围和优缺点）； 桩架作用使吊装就位、悬吊桩锤和支撑桩身，并在打桩过程中引导桩锤和桩的方向；优多能桩架和履带式桩架两种；桩锤和桩架的选用 动力
16、装置打桩工艺(1) 吊装就位移桩架于桩位处用卷扬机提升桩将桩送入龙门导管内，安放桩尖桩顶放置弹性垫层（草袋、麻袋）、放下桩帽和垫木（在桩帽上）试打检查（桩身、桩帽、桩锤是否在同一轴线上）；(2) 打桩开始宜低垂轻打，随沉桩加深，慢慢高锤重打；桩锤经常回弹，更换重锤；桩锤回弹，贯入度突减，说明桩尖遇上硬物，应减小锤距，加快锤击频率；贯入度突增或桩身变位，说明断桩（桩身破坏）；(3) 接桩硫磺胶泥浆锚法、电焊接桩法、法兰螺栓接桩法；2) 振动沉桩原理利用大功率甩动振动锤或液压振动锤，减低土对桩的阻力，使桩能较快沉入土中；在砂土中效率高，在粘土中效率低；3) 水冲沉桩原理在待沉桩身两侧对称插入两根带
17、有喷嘴的射水管，沉桩时，利用高压水使桩尖下的土壤松散而流动，使桩在自重或加重情况下沉入土中；预制桩在施工过程中常见的问题 土隆起桩排挤土体的原因； 桩顶移位空隙水压力、土体侧压力的原因； 桩头破损砼强度不足、桩头钢筋设置不合理、桩垫厚度不足、锤击偏心、冲击能太大；2.2.3 静力压桩施工工艺原理、特点及适用范围： 原理通过压桩机上的卷扬机的牵引，由钢丝绳、滑轮和压梁，将整个桩机的自重力反压在桩顶上，迫使预制桩下沉； 特点物噪音、无振动； 适用范围扩建工程、城市内桩机工程中的软土地基；压桩机械设备机械静力压桩机和液压静力压桩机；压桩工艺方法： 施工工序：测定定位桩机就位吊桩插桩桩身对中调值沉桩、
18、接桩、停止压桩切割桩头； 压桩方法； 桩拼接方法（浆锚接头、焊接接头）；压桩施工要点 压桩应连续进行，停歇后压桩力将增大； 压桩的终压控制：桩长控制（摩擦型桩），桩长控制为主、终压力为辅（端承摩擦桩）； 静力压桩单桩竖向承载力，可通过桩的终止压力来判断；2.2.4 现浇砼桩施工工艺现浇砼桩（灌注桩）在现场桩位上使用机械和人工成孔浇筑砼和安装钢筋笼；可以分为钻孔灌注桩、沉灌灌注桩、人工挖孔灌注桩、爆扩灌注桩等；钻孔灌注桩钻孔灌注桩分为泥浆护壁成孔（地下水位较高）和干作业成孔（地下水位过低）；1) 泥浆护壁成孔灌注桩按设备分为冲抓和冲击回转钻（适合碎石土、砂土等）、潜水回转钻（适合粘性土、淤泥等）
19、，主要讲解“潜水回转钻”；施工工艺：测定桩位（桩基轴线定位和水准定位）埋设护筒桩机就位钻孔清孔安放钢筋骨架浇筑砼；施工方法和质量检查(1) 埋设护筒作用：固定桩孔位置、保护孔口、防止塌孔、引导钻头方向；质量要求：护筒中心要求与桩中心偏差不大于50mm，其埋深在粘土中不小于1m，在砂土中不小于1.5m；(2) 制备泥浆作用：保护筒内水压稳定、稳固土壁，防止塌孔、携砂排土、钻头有冷却和润滑；制备：在砂土、碎石类土中，泥浆应按一定比例制备，在粘土中，可以注入清水以原土制备泥浆；(3) 钻孔在孔中注入泥浆，并使泥浆高于地下水位1.0m以上；并同时控制泥浆的比重（注入的泥浆比重小，排出的泥浆比重大，比如
20、在砂土中，注入的泥浆比重控制在1.1左右，排出的泥浆比重宜为1.21.4）根据土层类别、钻孔深度和供水量确定钻孔速度；(4) 清孔对于原土造浆的钻孔，使转机空转，同时注入清水，当排出泥浆比重降至1.1左右时合格；对于制备泥浆的钻孔，采用换浆法，当排出泥浆比重降至1.151.25时合格；沉渣厚度端承桩宜控制在50mm ，摩擦桩宜控制在300mm以内；沉渣厚度测定方法重锤法、沉渣仪；(5) 浇筑砼导管法施工，导管始终埋入砼中0.81.3m，泥浆用潜水泵回收；（参考旧教材64、65页的相关内容）2) 干作业成孔灌注桩按设备分为螺旋钻孔桩、钻孔扩机、人工洛阳铲等；主要讲解“螺旋钻孔桩”；施工工艺：测定
21、桩位（桩基轴线定位和水准定位）桩机就位钻孔清孔安放钢筋骨架浇筑砼；施工方法和质量检查(1) 桩机就位：钻杆要垂直对准桩位中心；(2) 钻孔刚开始时，钻杆先慢后快，避免钻杆摇晃；钻孔时常见问题：土层中含砖头、瓦块，土层中有软硬土层交界面或软塑性粘土沉影响：扩大孔径，增加孔底虚土措施：保持钻杆垂直，缓慢进尺；(3) 清孔：空转清土，提升钻杆卸土；(4) 浇筑砼砼连续分层浇筑，分层捣实；砼桩应适当超过桩顶标高；3) 常见问题及处理 孔壁坍塌泥浆冒泡、泥浆水位突然降低保持孔内水位、增大泥浆比重或填土再钻； 钻孔偏斜钻杆不垂直、土质软硬、孤石安装垂直，经常观察，提钻反复扫转，回填再钻； 孔底虚土扰动残存
22、土、孔壁坍落土、孔口落土铁饼或孔底夯实机夯实； 断桩沉管灌注桩 沉管灌注桩时指利用锤击打桩法或振动打桩法，将带有活瓣式桩靴或预制钢筋砼桩尖的钢管沉入土中，然后边浇筑砼，边锤击或振动拔管； 锤击（振动）沉管灌注桩（参看P87、88页图例）1) 锤击施工工艺：桩机就位、吊起桩管、套入砼桩尖扣上桩帽、起锤沉管边浇筑砼、边拔管；2) 振动施工工艺：桩机就位、吊起桩管（桩瓣闭合）激振沉管边浇筑砼、边拔管；3) 单打施工方法： 桩管与桩尖接触处垫以稻草绳或麻绳垫圈； 刚开始沉灌后，低锤轻击，保证方向垂直； 将钢管内灌满砼； 拔管时密锤低击不停（二次灌注砼），并控制拔出速度； 最后应使砼略高于地面；4) 单振法施工方法：桩瓣闭合，将桩管徐徐压入土中，并保持垂直；边振动，边拔管，边浇注砼；5) 其它施工方法：复打法、反插法、复振法扩大桩径、提高桩的质量和承载能力；6) 施工中常见问题 断桩桩的截面发生错位桩距过小、砼强度不高时受到挤压、软硬土层间传递过大的水平剪力拔去断桩、重新浇筑砼； 瓶颈桩桩的某段截面缩小过大的孔隙水压力增大砼露出地面的高度、控制拔管速度、采用复打法； 吊脚桩桩底形成空洞或松散层桩尖、桩瓣破坏或变形，使水（泥沙）进入桩管拔管填砂重打或开始拔管时反插多次；