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1、第二章第二章 地基处理与基础工程地基处理与基础工程结构物的地基问题结构物的地基问题1 1、地基的基本概念地基的基本概念:建筑物的全部重量(包括各种荷:建筑物的全部重量(包括各种荷载)最终将通过基础传给地基。载)最终将通过基础传给地基。2 2、结构物的地基问题包括以下四个方面结构物的地基问题包括以下四个方面:(1 1)强度及稳定性问题强度及稳定性问题:当地基的抗剪强度不足支撑:当地基的抗剪强度不足支撑上部结构传来的荷载时,地基就会产生破会和失稳。上部结构传来的荷载时,地基就会产生破会和失稳。(2 2)压缩及不均匀沉降问题压缩及不均匀沉降问题:当地基在上部结构荷载:当地基在上部结构荷载作用下产生过
2、大的变形时,会影响结构物的正常使用,作用下产生过大的变形时,会影响结构物的正常使用,特别时超过建筑物的容许不均匀沉降时,结构可能开特别时超过建筑物的容许不均匀沉降时,结构可能开裂破坏。裂破坏。(3)地下水流失及侵蚀和管涌问题地下水流失及侵蚀和管涌问题:而导致地:而导致地基破坏。基破坏。(4)动力荷载作用下的液化、失稳和震陷问题动力荷载作用下的液化、失稳和震陷问题:地基土,特别是饱和无粘性土在地震、机器以地基土,特别是饱和无粘性土在地震、机器以及车辆的振动、波浪作用和爆破等动力荷载作及车辆的振动、波浪作用和爆破等动力荷载作用下,可能产生液化、失稳和震陷等危害。用下,可能产生液化、失稳和震陷等危害
3、。当结构物的天然地基发生上述情况之一或其中当结构物的天然地基发生上述情况之一或其中几个时,须采用适当的地基处理,以保证结构几个时,须采用适当的地基处理,以保证结构的安全与正常使用。的安全与正常使用。地基处理原则地基处理原则:符合使建筑物的各个部位沉降量趋于一致,符合使建筑物的各个部位沉降量趋于一致,以减小地基不均匀沉降的处理原则。以减小地基不均匀沉降的处理原则。人工地基处理方法有人工地基处理方法有:换土地基、重锤夯实、强夯、振冲、砂桩换土地基、重锤夯实、强夯、振冲、砂桩挤密、深层搅拌、堆载预压、化学加固等。挤密、深层搅拌、堆载预压、化学加固等。换土地基换土地基 挖去地表浅层软弱土层或不均匀土挖
4、去地表浅层软弱土层或不均匀土层,回填坚硬、较大粒径的材料,并夯实密实,层,回填坚硬、较大粒径的材料,并夯实密实,形成垫层的地基处理方法。(形成垫层的地基处理方法。(2:82:8、3:73:7灰土;灰土;砂石垫层)砂石垫层)重锤夯实重锤夯实 反复将夯锤提到高处使其自由落下,反复将夯锤提到高处使其自由落下,给地基以冲击和振动能量,将地基土夯实的地给地基以冲击和振动能量,将地基土夯实的地基处理方法。基处理方法。强夯强夯 将重锤提到高处使其自由落下形成夯坑,将重锤提到高处使其自由落下形成夯坑,并不断夯击坑内回填的砂石、钢渣等硬粒料,并不断夯击坑内回填的砂石、钢渣等硬粒料,使其形成密实的敦体的地基处理方
5、法。使其形成密实的敦体的地基处理方法。振冲振冲 在振冲器水平振动和高压水的共同作在振冲器水平振动和高压水的共同作用下,使松砂土层振密,或在软弱土层中成用下,使松砂土层振密,或在软弱土层中成孔,然后回填碎石等粗粒料形成桩柱,并和孔,然后回填碎石等粗粒料形成桩柱,并和原地基土组成复合地基的地基处理方法。原地基土组成复合地基的地基处理方法。砂桩挤密砂桩挤密 采用振动、冲击或水冲等方式在采用振动、冲击或水冲等方式在地基中成孔后,再将碎石、砂或砂石挤压入地基中成孔后,再将碎石、砂或砂石挤压入已成的孔中,形成砂石所构成的密实桩体,已成的孔中,形成砂石所构成的密实桩体,并和原桩周土组成复合地基的地基处理方法
6、。并和原桩周土组成复合地基的地基处理方法。水泥土搅拌法水泥土搅拌法 以水泥作为固化剂的主剂,以水泥作为固化剂的主剂,通过特制的深层搅拌机械,将固化剂和地基通过特制的深层搅拌机械,将固化剂和地基土强制搅拌,使软土硬结成具有整体性、水土强制搅拌,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的桩体的地基处理方法。稳定性和一定强度的桩体的地基处理方法。分为深层搅拌法和粉体喷搅法。分为深层搅拌法和粉体喷搅法。深层搅拌法深层搅拌法 是使用水泥浆作为固化剂的水泥是使用水泥浆作为固化剂的水泥土搅拌法,简称湿法。土搅拌法,简称湿法。粉体喷搅法粉体喷搅法 是使用干水泥粉作为固化剂的水是使用干水泥粉作为固化剂的水泥土
7、搅拌法,简称干法。泥土搅拌法,简称干法。第一节、局部地基处理第一节、局部地基处理一一、松土坑(填土、墓穴、松土坑(填土、墓穴、菜窖、菜窖、淤泥)的处理淤泥)的处理 1 1、松土坑在基槽范围内松土坑在基槽范围内时,将坑中松软虚土挖出,使时,将坑中松软虚土挖出,使坑底及四壁均见天然土为止,回填与天然坑底及四壁均见天然土为止,回填与天然土土压缩性相接近压缩性相接近的材料:的材料:1 1)当天然土为砂土时,用砂或级配砂石回填;)当天然土为砂土时,用砂或级配砂石回填;2 2)当天然土为较密实的粘性土时,用)当天然土为较密实的粘性土时,用3 3:7 7灰土分层夯灰土分层夯实回填;实回填;3 3)天然土为中
8、密可塑的粘性土或新近沉积的粘性土,)天然土为中密可塑的粘性土或新近沉积的粘性土,可用可用1 1:9 9或或2 2:8 8灰土分层回填夯实,每层厚度不超过灰土分层回填夯实,每层厚度不超过20cm20cm。2 2、松土坑在基槽范围较大松土坑在基槽范围较大,且超过基槽边沿时,因条件,且超过基槽边沿时,因条件限制,槽壁挖不到天然土层时,则应将该范围内的基限制,槽壁挖不到天然土层时,则应将该范围内的基槽适当加宽,加宽按如下规定:槽适当加宽,加宽按如下规定:1 1)当用砂土或砂石回填时,基槽每边均应按)当用砂土或砂石回填时,基槽每边均应按l l:h h1 1:1 1坡度放宽;坡度放宽;2 2)用)用1 1
9、:9 9或或2 2:8 8灰土回填时,基槽每边均应按灰土回填时,基槽每边均应按0.50.5:1 1坡度放宽;坡度放宽;3 3)用)用3 3:7 7灰土回填时,如坑的长度小于等于灰土回填时,如坑的长度小于等于2m2m,基,基槽可不放宽,但灰土与槽壁接触处夯实。槽可不放宽,但灰土与槽壁接触处夯实。3 3、松土坑范围较大,且长度超过松土坑范围较大,且长度超过5m5m时时,如坑底土质与一,如坑底土质与一般槽底土质相同,可将该部分基础般槽底土质相同,可将该部分基础加深加深,做做1 1:2 2踏步踏步与两端相接,与两端相接,但每步不高于但每步不高于0.0.5m5m,长度不小于,长度不小于1m1m。4 4、
10、松土坑较深松土坑较深(大于槽宽或大于大于槽宽或大于1.5m1.5m时时),按以上要求,按以上要求处理到老土,槽底处理完毕后,还应当考虑是否需要处理到老土,槽底处理完毕后,还应当考虑是否需要加强上部结构的强度,常用的加强方法是:在灰土基加强上部结构的强度,常用的加强方法是:在灰土基础上础上1 12 2皮砖处(皮砖处(或或混凝土基础内),防潮层下混凝土基础内),防潮层下1 12 2皮砖处及首层顶板处各加配皮砖处及首层顶板处各加配4 4根根 8 8 1212钢筋,跨过该钢筋,跨过该松土坑两端各松土坑两端各1m1m,以防止过大的局部不均匀沉降。,以防止过大的局部不均匀沉降。5 5、地下水位较高的松土坑
11、地下水位较高的松土坑,如遇到地下水位较,如遇到地下水位较高,坑内无法夯实时,可将坑(槽)中软弱高,坑内无法夯实时,可将坑(槽)中软弱虚土挖去,再用砂土、砂石或混凝土代替灰虚土挖去,再用砂土、砂石或混凝土代替灰土回填;或地下水位以下用粗砂与碎石(比土回填;或地下水位以下用粗砂与碎石(比例例1 1:3 3)回填,地下水位以上用)回填,地下水位以上用3 3:7 7灰土回灰土回填夯实至要求高度。填夯实至要求高度。二二、砖井及土井的处理、砖井及土井的处理 1 1、砖井、土井在室外,据基础边缘砖井、土井在室外,据基础边缘5m5m以内以内:先用素土先用素土分层分层夯实,回填到室外地坪以下夯实,回填到室外地坪
12、以下1.5m1.5m处,将井壁四处,将井壁四周砖圈拆除或松软部分挖去,然后用素土分层回填并夯实。周砖圈拆除或松软部分挖去,然后用素土分层回填并夯实。2 2、砖井、土井在室内基础附近砖井、土井在室内基础附近:1 1)将水位降低到最低可能的限度,用中、粗砂及块石、)将水位降低到最低可能的限度,用中、粗砂及块石、卵石或碎砖等回填到地下水位以上卵石或碎砖等回填到地下水位以上50cm50cm;2 2)砖井应将四周砖圈拆至坑(槽)底)砖井应将四周砖圈拆至坑(槽)底以以下下1m1m或更深些,或更深些,然后再用素土分层回填并夯实,如井已回填,但不密然后再用素土分层回填并夯实,如井已回填,但不密实实或或 有软土
13、,可用大块石将下面软土挤紧,再分层回填素土夯实。有软土,可用大块石将下面软土挤紧,再分层回填素土夯实。3 3、砖井、土井在基础下或条形基础砖井、土井在基础下或条形基础3B3B或柱基或柱基2B2B范围内范围内:先用素土分层回填夯实,至基础底下先用素土分层回填夯实,至基础底下2m2m处,将井壁处,将井壁四周松软部分挖去,有砖井圈时,将井圈拆至槽底以四周松软部分挖去,有砖井圈时,将井圈拆至槽底以下下1 11.5m1.5m,当井内有水,应用中、粗砂及碎石、卵石,当井内有水,应用中、粗砂及碎石、卵石或碎砖回填至水位以上或碎砖回填至水位以上50cm50cm,然后再按上述方法处理。,然后再按上述方法处理。当
14、井内已有填土,但不密实,且挖除困难时,可在当井内已有填土,但不密实,且挖除困难时,可在部分拆除后的砖井圈上加钢筋混凝土盖封口,上面用部分拆除后的砖井圈上加钢筋混凝土盖封口,上面用素土或素土或2 2:8 8灰土回填,夯实至槽底。灰土回填,夯实至槽底。4 4、砖井、土井在房屋转角处,且基础部分或全部压在井上砖井、土井在房屋转角处,且基础部分或全部压在井上 除用以上办法回填处理外,还应对基础加固处理除用以上办法回填处理外,还应对基础加固处理(设计设计):1 1)当基础压在井上部分较少,可采用从基础中挑钢筋混)当基础压在井上部分较少,可采用从基础中挑钢筋混凝土梁的办法处理。凝土梁的办法处理。2 2)当
15、基础压在井上部分较多,挑梁的方法较困难或不经)当基础压在井上部分较多,挑梁的方法较困难或不经济时,则可将基础沿墙长方向向外延长出去,使延长部济时,则可将基础沿墙长方向向外延长出去,使延长部分落在天然土上,落在天然土上基础总面积应等于或稍分落在天然土上,落在天然土上基础总面积应等于或稍大于井圈范围内原有基础的面积,并在墙内配筋或用钢大于井圈范围内原有基础的面积,并在墙内配筋或用钢筋混凝土梁来加强。筋混凝土梁来加强。5 5、砖井、土井、已淤填,但不密实砖井、土井、已淤填,但不密实:可用大块石将下面软土挤密,再用上述办法可用大块石将下面软土挤密,再用上述办法回填处理,如井内不能夯填密实而上部荷载又较
16、回填处理,如井内不能夯填密实而上部荷载又较大,可在井内设灰土挤密桩或石灰柱处理,如土大,可在井内设灰土挤密桩或石灰柱处理,如土井在大体积混凝土基础下,可在井圈上加钢筋井在大体积混凝土基础下,可在井圈上加钢筋混混凝土凝土盖板封口,上部再用素土或盖板封口,上部再用素土或2 2:8 8灰土回填密灰土回填密实的办法处理,使基土内附加应力传布范围比较实的办法处理,使基土内附加应力传布范围比较均匀,盖板到基底的高差均匀,盖板到基底的高差h h大于等于大于等于井径井径。三、局部范围内三、局部范围内软软硬土的处理硬土的处理 1 1、基础下局部遇基岩、旧墙基、大孤石、老灰土、基础下局部遇基岩、旧墙基、大孤石、老
17、灰土、大树、大树根、砖窑、化粪池根、砖窑、化粪池等,尽可能挖除,以防建筑物由于局部等,尽可能挖除,以防建筑物由于局部落于坚硬地基上,造成不均匀沉降而使建筑物开裂;落于坚硬地基上,造成不均匀沉降而使建筑物开裂;2 2、若基础一部分落于硬土层上,一部分落于软土层上时若基础一部分落于硬土层上,一部分落于软土层上时(设计出变更)(设计出变更),将坚硬地基部分凿去将坚硬地基部分凿去303050cm50cm深,再回深,再回填土、砂混合物或砂作软性褥垫,起到调节变形作用,避填土、砂混合物或砂作软性褥垫,起到调节变形作用,避免裂缝;如硬物挖出困难,可再其上设置钢筋混凝土过梁免裂缝;如硬物挖出困难,可再其上设置
18、钢筋混凝土过梁跨越,并与硬物间保留一定空隙或在硬物上部设置一层软跨越,并与硬物间保留一定空隙或在硬物上部设置一层软性褥垫以调整沉降性褥垫以调整沉降 3 3、若基础一部分落于原土层上,一部分落于回填土层上若基础一部分落于原土层上,一部分落于回填土层上时时(设计出变更)(设计出变更)。四、橡皮土的处理四、橡皮土的处理 1 1、定义定义:当地基为粘性土,且含水量很大趋于饱和:当地基为粘性土,且含水量很大趋于饱和时,夯拍会使地基土变成踩上去有一种颤动感的土,时,夯拍会使地基土变成踩上去有一种颤动感的土,称称“橡皮土橡皮土”2 2、性质性质:橡皮土不宜直接夯拍,因为夯拍将扰动原:橡皮土不宜直接夯拍,因为
19、夯拍将扰动原状土,土颗粒之间的毛细孔将被破坏,在夯拍面形状土,土颗粒之间的毛细孔将被破坏,在夯拍面形成硬壳,水分不易渗透和散发。成硬壳,水分不易渗透和散发。3 3、处理方法处理方法:1 1)采用翻土晾槽或掺石灰法降低土的含水量,然后)采用翻土晾槽或掺石灰法降低土的含水量,然后再根据具体情况选择施工方法及基础类型。再根据具体情况选择施工方法及基础类型。2 2)如果地基土已发生了颤动现象,可加铺一层碎石)如果地基土已发生了颤动现象,可加铺一层碎石夯击,以将土挤密。夯击,以将土挤密。3 3)如果基础荷载较大,可在橡皮土上打入大块毛石)如果基础荷载较大,可在橡皮土上打入大块毛石或红砖挤密土层,然后满铺
20、或红砖挤密土层,然后满铺50cm50cm碎石后再夯实。碎石后再夯实。4)4)可采用换土方法,将橡皮土挖除,填以砂土或级可采用换土方法,将橡皮土挖除,填以砂土或级配碎石。配碎石。第二节第二节 浅埋式钢筋混凝土基础施工浅埋式钢筋混凝土基础施工一、独立基础与条形基础一、独立基础与条形基础1 1、构造要求:见书、构造要求:见书P68P68页页2 2、施工要点、施工要点1 1)基坑(槽)应进行验槽,局部软弱土层应挖去,用基坑(槽)应进行验槽,局部软弱土层应挖去,用灰土或砂砾分层回填灰土或砂砾分层回填夯夯实至基底相平。基坑(槽)内实至基底相平。基坑(槽)内浮土、积水、淤泥、垃圾、杂物应清扫干净。验槽后浮土
21、、积水、淤泥、垃圾、杂物应清扫干净。验槽后应立即浇筑垫层混凝土应立即浇筑垫层混凝土,以免地基土被扰动。,以免地基土被扰动。2 2)垫层达到一定强度后,在其上弹线、支模。铺放钢垫层达到一定强度后,在其上弹线、支模。铺放钢筋网片时底部用与混凝土保护层同厚度的水泥砂浆垫筋网片时底部用与混凝土保护层同厚度的水泥砂浆垫块块,以保证,以保证钢筋的保护层符合设计要求钢筋的保护层符合设计要求。3 3)在浇筑混凝土前,应清扫模板上的垃圾、泥土和钢在浇筑混凝土前,应清扫模板上的垃圾、泥土和钢筋上的油污等杂物,模板应浇水加以湿润。筋上的油污等杂物,模板应浇水加以湿润。4 4)基础混凝土宜分层连续浇筑完成。阶梯型基础
22、的每一基础混凝土宜分层连续浇筑完成。阶梯型基础的每一台阶高度内应分层浇捣,每浇筑完一台阶应稍停台阶高度内应分层浇捣,每浇筑完一台阶应稍停0.5-0.5-1.0h,-1.0h,待其初步获得沉实后,再浇筑上层,以防止下待其初步获得沉实后,再浇筑上层,以防止下台阶混凝土溢出,在上台阶根部出现烂脖子,台阶表台阶混凝土溢出,在上台阶根部出现烂脖子,台阶表面应基本抹平。面应基本抹平。5 5)锥形基础的斜面部分模板应随混凝土浇捣分段支设并锥形基础的斜面部分模板应随混凝土浇捣分段支设并顶压紧,以防模板上浮变形,边角处的混凝土应注意顶压紧,以防模板上浮变形,边角处的混凝土应注意捣实。严禁斜面部分不支模,用铁锹拍
23、实。捣实。严禁斜面部分不支模,用铁锹拍实。6 6)基础上有插筋时,要加以固定,保证插筋位置的正确,基础上有插筋时,要加以固定,保证插筋位置的正确,防止浇捣混凝土发生位移。混凝土浇筑完毕,外露表防止浇捣混凝土发生位移。混凝土浇筑完毕,外露表面覆盖浇水养护。面覆盖浇水养护。二、杯形基础二、杯形基础 是用于装配式钢筋混凝土柱的基础是用于装配式钢筋混凝土柱的基础1 1、构造要求、构造要求 2、施工要点、施工要点 杯形基础除参照板式基础的施工要点外,还应注意杯形基础除参照板式基础的施工要点外,还应注意以下几点:以下几点:1)混凝土应按台阶分层浇筑,对高杯口基础的高台阶)混凝土应按台阶分层浇筑,对高杯口基
24、础的高台阶部分按整段分层浇筑。部分按整段分层浇筑。2)杯口模板可做成二半式的定型模板,中间各加一块)杯口模板可做成二半式的定型模板,中间各加一块锲形板,拆模时,先取锲形板,然后分别将两半杯锲形板,拆模时,先取锲形板,然后分别将两半杯口模板取出。为便于周转宜做成工具式的,支模时口模板取出。为便于周转宜做成工具式的,支模时杯口模板要固定牢固并压浆。杯口模板要固定牢固并压浆。3 3)浇筑杯口混凝土时,应注意四侧要对称均匀进行,)浇筑杯口混凝土时,应注意四侧要对称均匀进行,避免将杯口模板挤向一侧。避免将杯口模板挤向一侧。4 4)施工时应先浇筑杯底混凝土并振实,注意在杯底一)施工时应先浇筑杯底混凝土并振
25、实,注意在杯底一般有般有50mm50mm厚的细石混凝土找平层,应仔细留出。待杯厚的细石混凝土找平层,应仔细留出。待杯底混凝土沉实后,再浇筑杯口四周混凝土。基础浇捣底混凝土沉实后,再浇筑杯口四周混凝土。基础浇捣完毕,在混凝土初凝后终凝前将杯口模板取出,并将完毕,在混凝土初凝后终凝前将杯口模板取出,并将杯口内侧表面混凝土凿毛。杯口内侧表面混凝土凿毛。5 5)施工高杯口基础时,可采用后安装杯口模板的方法)施工高杯口基础时,可采用后安装杯口模板的方法施工,即当混凝土浇捣接近杯口底时,再安装固定杯施工,即当混凝土浇捣接近杯口底时,再安装固定杯口模板,继续浇筑杯口四周混凝土。口模板,继续浇筑杯口四周混凝土
26、。三、片筏基础三、片筏基础 片筏基础由钢筋混凝土底板、纵横地基梁等组片筏基础由钢筋混凝土底板、纵横地基梁等组成。当建筑物有地下室或地基承载力较低、上部荷成。当建筑物有地下室或地基承载力较低、上部荷载较大时采用。有梁板式、平板式两类。载较大时采用。有梁板式、平板式两类。1 1、构造要求(书)、构造要求(书)2 2、施工要点、施工要点1 1)施工前,如地下水位较高,可采用人工降低地下水)施工前,如地下水位较高,可采用人工降低地下水位至基坑底不少于位至基坑底不少于500mm500mm,以保证在无水情况下进,以保证在无水情况下进行基坑开挖和基础施工。行基坑开挖和基础施工。2)施工时,可采用先在垫层上绑
27、扎底板、梁的钢筋)施工时,可采用先在垫层上绑扎底板、梁的钢筋和柱子锚固插筋,浇筑底板混凝土,待达到和柱子锚固插筋,浇筑底板混凝土,待达到25%设计强度后,再在底板上支梁模板,继续浇筑完设计强度后,再在底板上支梁模板,继续浇筑完梁部分混凝土;也可采用底板和梁模板一次同时梁部分混凝土;也可采用底板和梁模板一次同时支好,混凝土一次连续浇筑完成,梁侧模板采用支好,混凝土一次连续浇筑完成,梁侧模板采用支架支承并固定牢固。支架支承并固定牢固。3)混凝土浇筑时一般不留施工缝,必须留设时,应)混凝土浇筑时一般不留施工缝,必须留设时,应按施工缝要求处理,并应设置止水带。按施工缝要求处理,并应设置止水带。4)基础
28、浇筑完毕,表面应覆盖和洒水养护,并防止)基础浇筑完毕,表面应覆盖和洒水养护,并防止地基被水浸泡。地基被水浸泡。四、箱型基础四、箱型基础 箱型基础是由钢筋混凝土底板、顶板、外箱型基础是由钢筋混凝土底板、顶板、外墙以及一定数量的内隔墙构成封闭的箱体,基础墙以及一定数量的内隔墙构成封闭的箱体,基础中部可在内隔墙开门洞作地下室。中部可在内隔墙开门洞作地下室。适用作软弱地基上的面积较小、平面形状适用作软弱地基上的面积较小、平面形状简单、上部结构荷载大且分布不均匀的高层建筑简单、上部结构荷载大且分布不均匀的高层建筑物的基础。物的基础。1 1、构造要求、构造要求2 2、施工要点、施工要点1 1)基坑开挖,如
29、地下水位较高,应采取措施降低地)基坑开挖,如地下水位较高,应采取措施降低地下水位至基坑底以下下水位至基坑底以下500mm500mm处,并尽量减少对基坑处,并尽量减少对基坑底土的扰动。当采用机械开挖基坑时,在基坑底底土的扰动。当采用机械开挖基坑时,在基坑底面以上面以上200-400mm200-400mm厚的土层,应用人工挖除并厚的土层,应用人工挖除并清理,基坑验槽后,应立即进行基础施工。清理,基坑验槽后,应立即进行基础施工。2 2)施工时,基础顶板、内外墙和顶板的支模、钢筋施工时,基础顶板、内外墙和顶板的支模、钢筋绑扎和混凝土浇筑,可采取分块进行,其施工缝绑扎和混凝土浇筑,可采取分块进行,其施工
30、缝的留设位置和处理的留设位置和处理应应符合钢筋混凝土工程施工及符合钢筋混凝土工程施工及验收规范有关要求,外墙接缝应设止水带。验收规范有关要求,外墙接缝应设止水带。3 3)基础的底板、内外墙和顶板宜连续浇筑完毕。为防基础的底板、内外墙和顶板宜连续浇筑完毕。为防止出现温度收缩裂缝,一般应设置贯通后浇带,带止出现温度收缩裂缝,一般应设置贯通后浇带,带宽不宜小于宽不宜小于800mm800mm,在后浇带处钢筋应贯通,顶板浇,在后浇带处钢筋应贯通,顶板浇筑后,相隔筑后,相隔2-42-4周,用比设计强度提高一级的细周,用比设计强度提高一级的细石混凝土将后浇带填灌密实,并加强养护。石混凝土将后浇带填灌密实,并
31、加强养护。4 4)基础施工完毕,应立即进行回填土。停止降水时,基础施工完毕,应立即进行回填土。停止降水时,应验算基础的抗浮稳定性,抗浮稳定系数不宜小于应验算基础的抗浮稳定性,抗浮稳定系数不宜小于1.21.2,如不能满足时,应采取有效措施,譬如继续抽,如不能满足时,应采取有效措施,譬如继续抽水直至上部结构荷载加上后能满足抗浮稳定系数要水直至上部结构荷载加上后能满足抗浮稳定系数要求为止,或在基础内采取灌水或加重物等,防止基求为止,或在基础内采取灌水或加重物等,防止基础上浮或倾斜。础上浮或倾斜。作业作业P71P715 5、1313、1717、19192 2 桩基础工程桩基础工程学习重点:学习重点:钢
32、筋混凝土预制桩和混凝土灌注桩施钢筋混凝土预制桩和混凝土灌注桩施工及质量检验标准。工及质量检验标准。学习要求:学习要求:v了解桩基础组成及分类;了解桩基础组成及分类;v了解泥浆护壁成孔施工过程及工艺原理;了解泥浆护壁成孔施工过程及工艺原理;v了解预制桩、灌注桩质量检验标准。了解预制桩、灌注桩质量检验标准。v掌握预制桩施工顺序确定、注意事项、质量事掌握预制桩施工顺序确定、注意事项、质量事故产生的原因和预防措施;了解静力压桩特点故产生的原因和预防措施;了解静力压桩特点和施工方法;和施工方法;v掌握沉管灌注桩、大直径人工挖孔灌注桩的施掌握沉管灌注桩、大直径人工挖孔灌注桩的施工方法,常见质量事故的预防和
33、处理,安全施工方法,常见质量事故的预防和处理,安全施工措施;工措施;桩基础桩基础 是深基础应用最多的一种基础形式,是深基础应用最多的一种基础形式,它由若干个沉入土中的桩和连接桩顶的承台或承它由若干个沉入土中的桩和连接桩顶的承台或承台梁组成。台梁组成。桩的作用桩的作用 是将上部建筑物的荷载传递到深处承是将上部建筑物的荷载传递到深处承载力较强的土层上,或将软弱土层挤密实以提高载力较强的土层上,或将软弱土层挤密实以提高地基土的承载能力和密实度。地基土的承载能力和密实度。桩按桩按受力情况受力情况分为分为端承桩端承桩和和摩擦桩摩擦桩两种两种(图图2.1)2.1)v端承桩端承桩 是穿过软弱土层而达到坚硬土
34、层或岩层上是穿过软弱土层而达到坚硬土层或岩层上的桩,上部结构荷载主要由岩层阻力承受;施工时的桩,上部结构荷载主要由岩层阻力承受;施工时以控制贯入度为主,桩尖进入持力层深度或桩尖标以控制贯入度为主,桩尖进入持力层深度或桩尖标高可作参考。高可作参考。v摩擦桩摩擦桩 完全设置在软弱土层中,将软弱土层挤密完全设置在软弱土层中,将软弱土层挤密实,以提高土的密实度和承载能力,上部结构的荷实,以提高土的密实度和承载能力,上部结构的荷载由桩尖阻力和桩身侧面与地基土之间的摩擦阻力载由桩尖阻力和桩身侧面与地基土之间的摩擦阻力共同承受,施工时以控制桩尖设计标高为主,贯入共同承受,施工时以控制桩尖设计标高为主,贯入度
35、可作参考。度可作参考。桩按施工方法分为桩按施工方法分为预制桩预制桩和和灌注桩灌注桩v预制桩预制桩 根据沉入土中的方法,可分根据沉入土中的方法,可分打入桩打入桩、水水冲沉桩冲沉桩、振动沉桩振动沉桩和和静力压桩静力压桩等;等;v灌注桩灌注桩 是在桩位处成孔,然后放入钢筋骨架,是在桩位处成孔,然后放入钢筋骨架,再浇筑混凝土而成的桩。灌注桩按成孔方法不同,再浇筑混凝土而成的桩。灌注桩按成孔方法不同,有有钻孔灌注桩钻孔灌注桩、挖孔灌注桩挖孔灌注桩、冲孔灌注桩冲孔灌注桩、套管套管成孔灌注桩成孔灌注桩及及爆扩成孔灌注桩爆扩成孔灌注桩等。等。2.1 钢筋混凝土预制桩施工钢筋混凝土预制桩施工 本章小结本章小结
36、本本 章章 内内 容容End End 本章作业本章作业 2.2 混凝土灌注桩施工混凝土灌注桩施工 2.1 2.1 钢筋混疑土预制桩施工钢筋混疑土预制桩施工钢钢筋筋混混凝凝土土预预制制桩桩:在在预预制制构构件件厂厂或或施施工工现现场场预预制制,用用沉沉桩桩设设备备在在设设计计位位置置上上将将其其沉沉入入土土中中,其其特特点点:坚坚固固耐耐久久,不不受受地地下下水水或或潮潮湿湿环环境境影影响响,能能承承受受较较大大荷荷载载,施施工工机机械械化化程程度度高高,进进度快,能适应不同土层施工。度快,能适应不同土层施工。钢钢筋筋混混凝凝土土预预制制桩桩是是我我国国目目前前广广泛泛采采用用的的一一种种桩型。
37、桩型。钢筋混凝土预制桩有钢筋混凝土预制桩有方形实心断面桩方形实心断面桩和和圆柱体空圆柱体空心断面桩心断面桩。钢筋混凝土预制桩钢筋混凝土预制桩施工前施工前,应根据施工图设计要,应根据施工图设计要求、桩的类型、成孔过程对土的挤压情况、地质求、桩的类型、成孔过程对土的挤压情况、地质探测和试桩等资料,探测和试桩等资料,制定施工方案制定施工方案。其。其主要内容主要内容包括包括:确定施工方法,选择打桩机械,:确定施工方法,选择打桩机械,确定打桩确定打桩顺序,桩的预制、运输,以及沉桩过程中的技术顺序,桩的预制、运输,以及沉桩过程中的技术和安全措施。和安全措施。预制桩的施工,主要包括预制、起吊、运输、堆预制桩
38、的施工,主要包括预制、起吊、运输、堆放、沉桩等过程放、沉桩等过程制作制作 管桩及长度在管桩及长度在10m10m以内的方桩在预制厂制作,以内的方桩在预制厂制作,较长的方桩在打桩现场制作。较长的方桩在打桩现场制作。模模板板 可可以以保保证证桩桩的的几几何何尺尺寸寸准准确确,使使桩桩面面平平整整挺挺直直;桩桩顶顶面面模模板板应应与与桩桩的的轴轴线线垂垂直直;桩桩尖尖四四棱棱锥锥面面呈呈正正四四棱棱锥锥体体,且且桩桩尖尖位位于于桩桩的的轴轴线线上上;底底模模板板、侧侧模模板板及及重重叠叠法法生生产产时时,桩桩面面间间均均应应涂涂刷刷好好隔隔离离层层,不得粘结。不得粘结。2.1.2.1.1 1 桩的制作
39、、运输、堆放桩的制作、运输、堆放 钢筋骨架钢筋骨架的主筋连接宜采用对焊;主筋接头配置的主筋连接宜采用对焊;主筋接头配置在同一截面内数量不超过在同一截面内数量不超过50%50%;同一根钢筋两个接;同一根钢筋两个接头的距离应大于头的距离应大于3030d d并不小于并不小于500500mmmm。桩顶和桩尖桩顶和桩尖直接受到冲击力易产生很高的局部应力,桩顶和直接受到冲击力易产生很高的局部应力,桩顶和桩尖钢筋配置桩尖钢筋配置(如如图图2.22.2所示所示)应作特殊处理。钢筋应作特殊处理。钢筋骨架制作允许偏差应符合骨架制作允许偏差应符合表表2.12.1的规定。的规定。表表2.1 2.1 预制桩钢筋骨架质量
40、检验标准预制桩钢筋骨架质量检验标准项项目目序序号号检查项目检查项目允许偏差或允许值允许偏差或允许值(mm)(mm)检查方法检查方法 主主控控项项目目1 1主筋距桩顶距离主筋距桩顶距离 5 5用钢尺量用钢尺量2 2多节桩锚固钢筋位置多节桩锚固钢筋位置 5 5用钢尺量用钢尺量3 3多节桩预埋铁件多节桩预埋铁件 3 3用钢尺量用钢尺量4 4主筋保护层厚度主筋保护层厚度 5 5用钢尺量用钢尺量一一般般项项目目1 1主筋间距主筋间距 5 5用钢尺量用钢尺量2 2桩尖中心线桩尖中心线 1010用钢尺量用钢尺量3 3箍筋间距箍筋间距 2020用钢尺量用钢尺量4 4桩顶钢筋网片桩顶钢筋网片 1010用钢尺量用
41、钢尺量5 5多节桩锚固钢筋长度多节桩锚固钢筋长度 1010用钢尺量用钢尺量预预制制桩桩混混凝凝土土强强度度等等级级不不宜宜低低于于C30C30;宜宜用用机机械械搅搅拌拌、机机械械振振捣捣;浇浇筑筑混混凝凝土土过过程程中中应应严严格格保保证证钢钢筋筋位位置置正正确确,桩桩尖尖应应对对准准纵纵轴轴线线,纵纵向向钢钢筋筋顶顶部部保保护护层层不不宜宜过过厚厚,钢钢筋筋网网片片的的距距离离应应正正确确,以以防防锤锤击击时时桩桩顶顶破破坏坏及及桩桩身身混混凝凝土土剥剥落落破破坏坏。采采用用叠叠层层法法生生产产时时,上上层层桩桩和和邻邻桩桩浇浇筑筑,必必须须在在下下层层和和邻邻桩桩的的混混凝凝土土强强度度达
42、达到到设设计计强强度度的的30%30%以以后后才才能能进进行行。浇浇筑筑完完毕毕后后,立立即即加加强强养养护护,防防止止由由于于混混凝凝土收缩产生裂缝,养护时间不少于土收缩产生裂缝,养护时间不少于7 7d d。钢筋混凝土预制桩的钢筋混凝土预制桩的质量检验标准质量检验标准应符合应符合表表2.22.2的规定。的规定。项项目目序序号号检查项目检查项目允许偏差或允许值(mm)检查方法检查方法 单位单位数值数值主主控控项项目目1 1桩体质量检验桩体质量检验 按基桩检测技术规范按基桩检测技术规范 按基桩检测技术规范按基桩检测技术规范 2 2桩位偏差桩位偏差 见本表见本表 用钢尺量用钢尺量3 3承载力承载力
43、 按基桩检测技术规范按基桩检测技术规范 按基桩检测技术规范按基桩检测技术规范 一一般般项项目目1 1砂、石、水泥、钢材等原砂、石、水泥、钢材等原材料材料(现场预制时现场预制时)符合设计要求符合设计要求 查查出出厂厂质质保保文文件件或或抽抽样送检样送检 2 2混凝土配合比及强度混凝土配合比及强度(现现场预制时场预制时)符合设计要求符合设计要求检检查查称称量量及及查查试试块块记记录录 3 3成品桩外形成品桩外形 表表面面平平整整、颜颜色色均均匀匀、掉掉角角深深度度1010mmmm,蜂蜂窝窝面面积积小于小于总总面面积积0.0.5%5%直观直观 表表2.2 2.2 钢筋混凝土预制桩的质量检验标准钢筋混
44、凝土预制桩的质量检验标准 项项目目序序号号检查项目检查项目允许偏差或允许值允许偏差或允许值(mm)(mm)检查方法检查方法 单位单位数值数值一一般般项项目目4 4成品桩裂缝成品桩裂缝(收缩裂缝或起吊、收缩裂缝或起吊、装、堆放引起的裂缝装、堆放引起的裂缝)深深度度2020mmmm,宽宽度度0.250.25mmmm,横横向向裂裂缝缝不不超超过过边边长长的的一一半半 裂裂缝缝测测定定仪仪,该该基基在在地地下下水水有有侵侵蚀蚀地地区区及及锤锤击击数数超超过过500500击的长桩不适用击的长桩不适用 5 5成品桩尺寸:横截面边长成品桩尺寸:横截面边长 桩顶对角线差桩顶对角线差 桩尖中心线桩尖中心线 桩身
45、弯曲矢高桩身弯曲矢高 桩顶平整度桩顶平整度 mmmmmmmmmmmmmmmm5 5 10101010 L/1000L/100021.01.01010L/1000L/1000秒表测定秒表测定用钢尺量用钢尺量 用钢尺量用钢尺量 7 7硫磺胶泥接桩:胶泥浇筑时间硫磺胶泥接桩:胶泥浇筑时间 浇筑后停歇时间浇筑后停歇时间 minminminmin277秒表测秒表测定定秒表测秒表测定定8 8桩顶标高桩顶标高 mmmm50 50 水准仪水准仪 9 9停锤标准停锤标准 设计要求设计要求现场实测或查沉桩记录现场实测或查沉桩记录 起吊、运输、堆放:起吊、运输、堆放:钢钢筋筋混混凝凝土土预预制制桩桩应应达达到到设设
46、计计强强度度的的70%70%才才可可起起吊吊;达达到到100%100%设设计计强强度度才才能能运运输输和和打打桩桩。若若提提前前吊吊运运,必必须须采取措施并经过验算合格方可进行。采取措施并经过验算合格方可进行。桩桩在在起起吊吊搬搬运运时时,必必须须做做到到平平稳稳,避避免免冲冲击击和和振振动动,吊吊点点应应同同时时受受力力,且且吊吊点点位位置置应应符符合合设设计计规规定定。如如无无吊吊环环,设设计计又又未未作作规规定定时时,绑绑扎扎点点的的数数量量及及位位置置按按桩桩长长而而定定,应应符符合合起起吊吊弯弯矩矩最最小小的的原原则则,可可按按图图2.32.3所所示示的位置捆绑。的位置捆绑。堆堆放放
47、时时,地地面面必必须须平平整整、坚坚实实,垫垫木木间间距距应应与与吊吊点点位位置相同,堆放层数不宜超过置相同,堆放层数不宜超过4 4层。层。2.1.2.1.2 2 打桩设备及选择打桩设备及选择 打桩设备包括打桩设备包括桩锤桩锤、桩架桩架和和动力装置动力装置。(1)(1)桩锤桩锤桩锤可选用桩锤可选用落锤落锤、汽锤汽锤、柴油打桩锤柴油打桩锤和和振动锤振动锤。落落锤锤 一一般般由由铸铸铁铁制制成成。有有穿穿心心锤锤和和龙龙门门锤锤两两种种,重重0.20.22 2t t。它它利利用用绳绳索索或或钢钢丝丝绳绳通通过过吊吊钩钩由由卷卷扬扬机机沿沿桩桩架架导导杆杆提提升升到到一一定定高高度度,然然后后自自由
48、由落落下下击击打打桩桩顶顶(如如图图2.42.4)。适用于粘土和含砂砾较多的土层。适用于粘土和含砂砾较多的土层。缺缺点点 打打桩桩速速度度慢慢、功功效效低低,对对桩桩的的损损伤伤较较大大,噪噪音音大,影响环境。大,影响环境。汽锤汽锤 是以高压蒸是以高压蒸汽或压缩空气为动汽或压缩空气为动力的打桩机械,有力的打桩机械,有单动汽锤单动汽锤和和双动汽双动汽锤锤两种两种(如图如图2.52.5)。优点优点 冲击频率高,冲击频率高,功效较高。适宜打功效较高。适宜打各种桩,还可用于各种桩,还可用于水下打桩、打钢板水下打桩、打钢板桩,并可用于拔桩。桩,并可用于拔桩。柴油打桩锤柴油打桩锤 利用燃油爆炸来推动活塞往
49、返运动进利用燃油爆炸来推动活塞往返运动进行锤击打桩,柴油桩锤与桩架、动力设备配套组成行锤击打桩,柴油桩锤与桩架、动力设备配套组成柴油打桩机。柴油打桩机。用于用于打木桩、钢板桩和混凝土预制桩。打木桩、钢板桩和混凝土预制桩。缺点缺点 容易熄火,噪声和空气污染而影响环境,在容易熄火,噪声和空气污染而影响环境,在城市中施工受到一定限制。城市中施工受到一定限制。振动锤振动锤 是利用机械强迫振动,通过桩帽传到桩上是利用机械强迫振动,通过桩帽传到桩上使桩下沉。适合在砂类土中的打桩,并适合打钢筋使桩下沉。适合在砂类土中的打桩,并适合打钢筋混凝土管桩。混凝土管桩。锤重选择锤重选择 应根据地质条件、工程结构、桩的
50、类型、应根据地质条件、工程结构、桩的类型、密集程度及施工条件等参考密集程度及施工条件等参考表表2.32.3选用。选用。表表2.3 2.3 锤重选择表锤重选择表 锤锤 型型 柴柴 油油 锤锤(t)t)202025253535454560607272锤的锤的动力动力性能性能 冲击部分重冲击部分重(t)t)2.02.02.52.53.53.54.54.56.06.07.27.2总总 重重(t)t)4.54.56.56.57.27.29.69.615.015.018.018.0冲击力冲击力(kN)kN)20002000200020002500250025004025004000004000500400