第二章地基与桩基础工程

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1、第二章 地基与桩基础工程 本章主要内容： l 软弱地基的加固处理 l 浅基础工程施工 l 桩基础工程 l 工程实践案例 (自学) 第一节 软弱地基的加固处理 l 软弱地基指高压缩土地基。高压缩性土分 为自然沉积的(如淤泥，泥炭等)和人工堆积的( 如建筑垃圾、生活垃圾、工业废料、炉渣等) 。在进行软弱地基加固处理时，应根据高压缩 性土的特性不同，不能采用相同的方法去处理 ，否则，将会造成许多人为事故。例如，在10 年前有人将强夯法用于夯击淤泥类土，变成了 橡皮土，越夯越坏。还有用碎石桩去改良淤泥 质土，造成六层 房屋下沉超过1 m，并且歪 斜。这些教训是很深刻的。 l 一. 软弱地基加固的原理

2、l 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 种人工加固处理的方法，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。 l 地基加固的原理是：“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。工程实践中各种加固 方法，如机械碾压法、重锤夯实法、挤密桩法、化学加固法、 预压固结法、深层搅拌法等均是从这一加固原理出发。但在拟 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，严禁单纯对地基进行加固处理，否则

3、，不仅会增加工程费用，反而难以达到理想的效果。 l 具体的加固措施有： l (1) 改变建筑体形，简化建筑平面。具有复杂的平 面和立面的建筑，即使承载力完全相同，也将引起严 重的破坏。 l(2) 调整荷载差异。 l(3) 合理设置沉降缝。沉降缝位置宜设在：地基不同土层的交 接处，或地基同一土层厚薄不一处；建筑平面的转折处；荷载 或高度差异处；建筑结构或基础类型不同处；分期建筑的交界 处；局部地下室的边缘；过长房屋的适当部位。 l(4) 采用轻型结构、柔性结构。 l(5) 加强房屋的整体刚度，如采用横墙承重方案或增加横墙； 增设圈梁；减小房屋的长高比；采用筏 l式基础、筏片基础、箱形基础等。 l

4、(6) 对基础进行移轴处理，当偏心荷载较大时，可使基础轴线 偏离柱的轴线。 l (7) 施工中正确安排施工顺序和施工进度，如对相邻的建筑， 应先施工重、高（即荷载重、高度大）的建筑，后施工轻、低 （即荷载轻、高度小）的建筑；对软土地则应放慢施工速度， 以便使地基能排水固结，提高承载力。否则，施工速度过快， 将造成较大的孔水压力，甚至使地基发生剪切破坏。 l二、地基加固的方法 l 根据地基加固的原理，可采取不同的加固方 法。这些加固方法，可归纳为“挖、填、换、 夯、压、挤、拌”七个字。 l三. 常用地基检验技术 l 1. 基槽检验技术 - 轻便触探法 l 基坑开挖后，基底七的情况是否符合设计 要

5、求需要检验。目前施工部门常用钎探法。但 是，这种方法有两个缺点：一是得不到质的概 念；二是人为因素太大，探深只有2. 5m。 在 目前新区大面积开发情况下，局部填土较深、 情况不明时，基槽检验带有检查地基承载力性 质，因此，应采用轻便触探试验。 l 2. 标准贯入试验法 l 它由标准贯人器(或圆锥探头)、触探杆和 穿心锤组成 。用来配合勘察钻孔取土试验， 进一步确定钻孔间土层的分布变化情况，适 用于砂、粉土、粘性土及颗粒直径较小的碎 石土。设备简单，易于操作，探深可达50余 米，在划分土层方面它比较准确。通过贯入 锤击数的大小，与取样结合对比可得到可靠 而详尽的地质剖面。在确定土的承载力及砂

6、的孔隙比、液化等方面属于间接测定，需要 与当地土的载荷试验及其它试验结果经过统 计，得出相关的经验系数，才能使用。 l3. 载荷试验法 l 对于最大加载量按土的类型决定，但不小于 设计荷载的两倍。加载分810级进行，待每 级沉降稳定后，才继续加下一级荷载。稳定的 标准为每小时的沉降量小于0. 1 mm。当沉降 速率不符合稳定要求时，应继续观测；如24 h 内达不到稳定标准或沉降急剧增大时即可停止 试验。 l 4. 沉降观测法 l 沉降观测是检查建筑物地基及基础施工质量 的一个重要手段。由于基础工程的隐蔽性，地 基土质的不均匀性，以及上部结构荷载不均匀 等因素，有可能造成沉降差异过大、房屋开裂

7、或倾斜。在高层建筑逐渐增多的情况下，已经 发生过数次因人们视觉偏差引起的倾斜争议， 由于有系统的沉降观测资料，这些争议才平息 了下来。 第二节 浅基础工程施工 l本节主要内容 l一、垫层施工 l二、浅基础施工 一、垫层施工 l为了使基础与地基有较好的接触面，把基础承 受的上部结构荷载比较均匀地传给地基，常常 在基础底部设置垫层。按地区不同，目前常用 的垫层材料有：灰土、碎砖（或碎石、卵石） 三合土、砂或砂石以及低强度等级的混凝土等 垫层。 l垫层施工以前，应检查基槽的位置、尺寸、标 高是否符合设计要求，槽（坑）壁是否稳定。 基槽底部如被雨雪或地下水浸软时，还必须将 浸软的土层挖去，或夯填厚20

8、cm左右的碎石 （或卵石），然后才可以进行垫层施工。 （一）灰土垫层施工 l灰土垫层是用石灰和粘土拌合均匀，然后分层 夯实而成。灰土的体积配合比例是3：7或2：8 ，常用3：7，故称“三七灰土”。三七灰土垫 层具有就地取材、造价低廉、施工简便等优点 ，一般适用于地下水位较低，基槽经常处于较 为干燥状态的基础。 l灰土垫层施工完毕后，应及时进行基础施工， 并迅速回填土。 （二）砂或砂石垫层施工 l砂或砂石垫层材料，宜采用颗粒级配良好，质 地坚硬的中砂、粗砂、砾砂、卵石和碎石。也 可采用细砂，但宜掺入一定数量的卵石或碎石 ，其掺量按设计规定。此外，如石屑、工业废 料经过试验合格后亦可作为垫层的材料

9、。所用 砂石材料都不应含有草根、垃圾等杂质；含泥 量要低于3%，石子最大粒径不宜大于5cm。 （二）砂或砂石垫层施工 l砂石垫层应注意级配必须良好，人工级配的砂 、石（体积比为1:11:2）拌合均匀后，方可 铺填捣实。垫层底面宜铺设在同一标高上，如 深度不同，垫层面应挖成踏步搭接，施工时， 应先深后浅，搭接处应注意捣实。分段施工接 头也应做成斜坡，每层错开0.51.0m，并充 分捣实。砂石垫层捣实方法根据不同条件，可 选用振实，夯实或压实等方法进行。 （三）碎砖三合土垫层 l碎砖三合土垫层是由石灰、粗砂和碎砖按1： 2：4的比例拌合而成。石灰用未熟化的灰块 ，临时加水熟化；砂用粗砂或中砂；碎砖

10、用断 砖打碎，粒径为35cm。 这三种材料加水拌合均匀后，倒入基槽中， 与灰土相同，需分层夯实。打夯至少三遍， 碎砖三合土垫层完成后，最好要曝晒一天， 等灰浆略干再在上面薄铺一层粗砂，并夯实 平整，以利于基础施工的弹线工作。 二、浅基础础施工 l浅基础础：指基础础埋置深度小于基础础的宽宽度或小于 5m深时时的基础础工程。 l按照受力状态态不同分刚刚性基础础和柔性基础础。 刚刚性基础础：指用抗压压极限强度比较较大，而受弯、受拉极 限强度较较小材料所建造的基础础。 柔性基础础：如钢钢筋混凝土基础础，它抗压压、抗弯、抗拉强 度都很大。 l刚刚性基础础不配置受力钢钢筋，但基础础的宽宽高比B/H或 刚刚

11、性角有一定限制即基础础的挑出部分（从砖墙边砖墙边 缘缘至基础边缘础边缘 ）不宜过过大。 l柔性基础础需配置受力钢钢筋，基础宽础宽 度可不受宽宽高比 的限制，主要用于建筑物上部结结构荷载较载较 大、地基 较软较软 的情况下。 图2-1 基础 （一）刚性基础 l1.毛石基础施工 毛石基础是用爆破法开采得来的不规则石块与砂浆砌筑而 成。 用于砌筑基础的毛石强度应满足设计要求。块体大小一般 以宽和高为2030cm，长为3040cm较为合适。砌筑用 的砂浆常用水泥砂浆、混合砂浆，但其强度等级按设计要 求选用。 施工时，放出基础轴线、边线，然后在适当位置立上皮数 杆，拉上准线。毛石应根据皮数杆上准线分层砌

12、筑（一般 两层30cm左右）。先砌转角处的角石，角石砌好后即把准 线移到角石上，再砌里外两面的面石，面石要表面方正， 并使方正面外露。最后砌中间部分的腹石，腹石要按石块 形状交错放置，使石块间的缝隙最小。 毛石基础 图2-2 毛石基础 图2-3 基础皮数杆 毛石基础施工的质量要求 l（1）砌体砂浆应浆应 密实饱满实饱满 ，组组砌方法应应正确 ，不得有通缝缝。墙墙面每0.7 m2 内，应应砌入丁 字石一块块，水平距离不应应大于2米。 l（2）砂浆浆平均强度不低于设计设计 要求的强度等 级级，任意一组试块组试块 的最低不得低于设计设计 强度 等级级的75%。 l（3）砌体的允许许偏差在规规范规规定

13、范围围内。 2.砖基础施工 l砖砖基础础由垫层垫层 、基础础砌体的扩扩大部分（俗称大放脚 ）和基础墙础墙 三部分组组成。一般适用于土质较质较 好，地 下水位较较低的地基上。 砖基础施工的质量要求 l（1）砌筑砂浆必须密实饱满，水平灰缝的砂 浆饱满度不得低于80%。 l（2）砂浆试块的平均强度不得低于设计的强 度等级，任意一组试块的最低值不得低于设计 强度等级75%。 l（3）组砌方法应正确，不应有通缝，转角处 和交接处的斜槎和直槎应通顺密实。直槎应按 规定加拉结钢筋。 l（4）预埋件、预留洞应按设计要求留置。 l（5）砖基础的允许偏差应在规定范围以内。 3.混凝土与毛石混凝土基础施工 l混凝土

14、与毛石混凝土基础适用于层数较高（三层以上 ）的房屋，特别是地基潮湿或地下水位较高时。 l基础混凝土应分层浇注，使用插入式振捣器捣实。对 于阶梯形基础，每一阶梯内应分层浇筑捣实。 l如基础上有插筋时，在浇捣过程中要保持插筋位置固 定，不得使其浇捣混凝土时而发生位移。 l为了节约水泥，在浇筑混凝土时，可投入30%左右的 毛石（30%为毛石与混凝土的体积比），这种基础称 为毛石混凝土基础。 图2-5 混凝土或毛石混凝土基础 （二）钢筋混凝土基础施工 l钢筋混凝土基础适用于上部结构荷载大，地基 较软弱，需要较大底面尺寸的情况。 l钢筋混凝土基础主要包括支模、扎筋、浇筑混 凝土、养护、拆模等工序。 l1

15、.钢筋混凝土条形基础 l钢筋混凝土条形基础一般用于混合结构民用房 屋的承重墙下，是由素混凝土垫层、钢筋混凝 土底板、大放脚组成，如图2-6所示。如土质 较好且又较干燥时，也可不用垫层、而将钢筋 混凝土底板直接做在夯实的土层上。 1.钢筋混凝土条形基础 l钢筋混凝土条形基础 的主筋（受力钢筋） 沿墙体横向放置在基 础底面，直径一般为 816，分布筋 沿纵向布置。 l混凝土保护层3.5cm （有垫层时）或7 cm （无垫层时）。 2.杯形基础 l杯形基础主要用于装配式 钢筋混凝土柱基础，如图 2-7所示。一般形式为杯 口基础，钢筋混凝土柱与 杯口接头采用细石混凝土 灌缝。 钢筋混凝土杯形基础施工中

16、的注意点 l（1）混凝土一般应按台阶高度分层浇筑，并用插入 式振动器振实。 l（2）浇捣杯口混凝土时，应特别注意杯口模板尺寸 和位置的准确性，以利柱子的安装。 l（3）杯形基础在浇筑时，应注意将杯底混凝土面比 设计标高降低5cm左右，以使柱子制作长度有误差时 便于调整。 l（4）在基础拆除模板或基坑回填土后，应根据轴线 控制桩在杯口上表面弹出柱子中心线位置，以作为柱 子安装时固定及校正位置的依据。在杯口内侧弹一标 高控制线（杯口水平线、高程线），用作控制杯口底 抄平的标高。 3.筏形基础施工 l筏形基础是由底板、梁等整体组成。当上部结构荷载 较大，地基承载力较低时，可以采用筏形基础。筏形 基础在外形和构造上象倒置的钢筋混凝土楼盖，分为 梁板式和平板式两类，如图2-8所示。 l梁板式筏形基础用于荷载较大的情况，平板式筏形基 础一般在荷载不大，柱网较