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1、第2章 地基处理与桩基础工程,2.1 地基处理,一、影响建筑物的地基的因素 强度及稳定性 压缩与不均匀沉降 地下水流失、潜蚀和管涌、液化 失稳和震陷 二、地基处理的方法 换填法 灰土挤密桩法 深层搅拌桩法 高压喷射注浆法,三、地基处理的原则,将局部软弱层或硬物尽可能挖除，回填与天然土压缩性相近的材料，分层夯实； 处理后的地基应保证建筑物各部位沉降量趋于一致，以减少地基的不均匀下沉。,3、材料要求,砂土 灰土,4、施工要点,施工前先验槽、清松土、打底夯两遍。 分层铺填，厚度200300mm，灰土用机械打夯或碾压； 砂土用振动碾压。 灰土垫层不得在柱基、墙角及承重窗间墙下接缝，上下缝距不得小于50
2、0mm，接缝处夯实。灰土夯实后3d内不得泡水。,土料的施工含水量控制在最优含水量范围内。,5、质量检验,施工中检查分层铺设的厚度，上下两层的搭接长度，加水量，夯压遍数和压实系数。 用贯入仪检验垫层质量（现场压实系数与贯入度相对应），压实系数检验用环刀法，取样点在每层的2/3的深度处。 分层检验垫层的质量，当该层的压实系数符合设计要求后，铺填上层。 施工结束后，检查换填的垫层的地基承载力。,五、灰土挤密桩法,原理：首先在基础地面形成若干个桩孔，再将灰土分层填入并压实，以提高地基的承载力或水稳性。 适用范围：用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。,六、振冲法,原理：利用振动和水冲
3、加固土体的方法。 适用范围： 振冲置换法适用于处理不排水抗剪强度不小于20KPa的黏性土、粉土、饱和黄土和人工填土。 振冲密实法适用于处理砂土和粉土。 施工工艺：定位成孔清孔填料振实,七、深层搅拌法,原理：深层搅拌法是利用特制的深层搅拌机在边坡土体需要加固的范围内，将软土与固化剂强制拌合，使软土硬结成具有整体性、水稳性和足够强度的水泥加固土，又称为水泥土搅拌桩。 固化剂：水泥浆或水泥砂浆，水泥的掺量为加固土重的 7 15，水泥砂浆的配合比为1：1或 1：2。 施工工艺：深层搅拌机定位预搅下沉制浆喷浆搅拌复搅下沉提升关机清洗移动至下一根桩,八、高压喷射处理方法,原理：就是利用钻机把带有喷嘴的注浆
4、管钻进至土层的预定位置，以高压设备使浆液或水成为200Mpa左右的高压流从喷嘴中射出来，冲击破坏土体。 施工工序：钻机就位钻孔插管喷浆拔管冲洗,补一 浅基础,分类 按使用材料的性能分类： 刚性基础（无筋扩展基础） 柔性基础（扩展基础） 按构造形式分类： 独立基础 条形基础 筏板基础 箱形基础,用于混合房屋的承重墙下，由素砼垫层、砼底板、大放脚组成。,（一）、墙下钢筋砼条基,2、施工工艺与施工要点 基坑验槽混凝土垫层弹线支模扎钢筋（包括插筋）浇混凝土养护（不少于7天） 施工缝的留设,1、构造要求,（二）、钢筋砼独立基础,控制锥体斜面坡度正确，斜面模板支护好，混凝土浇筑分层支设，严禁斜面部分不支模
5、。,（三) 筏形基础,适用于有地下室或地基承载能力较低而上部荷载较大的基础。,施工工艺与施工要点,施工工艺：施工准备（降低地下水位等）基坑开挖 ,铺垫层扎底板、梁钢筋、柱插筋浇地板混凝土支梁模板浇梁混凝土,两种情况,底板和梁模板一次支好，混凝土一次浇筑,施工要点 筏形混凝土基础应一次连续浇筑完成，不宜留施工缝。 必须留施工缝时应留垂直缝于次梁中部的1/3跨度范围内。砼浇筑方向应平行于次梁长度方向，平板式应平行于基础长边方向。 在基础底板预埋沉降观测点，定期观测，加强养护。,（四）、 箱形基础,由钢筋砼底板、顶板、侧墙及一定数量的纵横墙构成的封闭箱体。适用于上部结构分布不均匀的高层建筑物的基础。
6、,施工要点 施工时应做好基坑开挖、支护、排水、浇筑（止水带、后浇带留设，大体积砼施工 ，基坑回填）等工作,2.2 桩基础 桩基础构造 桩基础包括：桩体和承台。 荷载传递路径： 上部结构 桩的分类 按荷载传递机理分：,桩端阻力,桩侧阻力,地基,桩,承台,上部结构,承台,桩,地基,端承桩,摩擦桩,按材料分 木桩、砂石（灰）桩加固地基（排水固结、挤密土层） （钢筋）混凝土桩、钢管桩承载力大。 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。 混合桩等。 按施工方法分 预制桩： 灌注桩（即现浇桩）：,成孔,安放钢筋笼,浇注
7、混凝土,预制,运输,打桩,2.2.1 混凝土预制桩施工 主要施工过程：桩的预制、运输和沉入。 一、 桩的预制 工厂预制桩长一般不超过12m；工地预制不超过30m，且桩长L50倍桩截面边长或直径 预制桩有实心桩与空心桩。,这就是方桩，简写RC桩,方桩的端头,方桩的桩尖,这就是钢管桩简写SP桩,( 1)桩的制作并列法、间隔法、重叠法、翻模法 重叠不超过四层； 底模和场地应平整坚实，防止浸水沉陷； 上下层桩间及桩与底模之间刷隔离剂； 下层需达到30%设计强度后上层方可浇筑； 连续浇筑，不得留施工缝； 浇水养护不少于7d。,重叠法施工要求,根据什么确定层数？,地面允许荷载和施工条件确定层数,提高桩的抗
8、冲击能力,（2）桩的起吊、运输 混凝土强度要求 应在混凝土强度达到70设计强度后方可起吊，达到100后方可运输和沉桩。 桩起吊验算 问：桩起吊时承受的荷载远小于使用阶段承受的上部结构荷载，因此可不进行桩的起吊验算？ 答：关键是起吊阶段和使用阶段桩的内力性质不同，使用阶段主要为轴压力，起吊阶段为弯矩。 内力性质不同，则不可比较大小,桩的吊点布置 确定原则：吊点间的跨中弯矩与吊点处负弯矩相等。 常见的吊点位置如下图示:,一个吊点,两个吊点,三个吊点,预制桩吊点的合理位置图,桩的堆放,堆放不得超过四层； 上下层间设置垫木（按吊点位置确定间距、上下对齐） 地面平整坚实，设有排水坡度。,预制桩,地坪,垫
9、木,二、 沉桩前的准备工作,沉桩顺序确定的原则 从中间向四周沉没，由中及外； 从靠近建筑物最近的桩位起，由近及远； 先深后浅；先大后小。 结合考虑“退沉桩”还是向前“顶沉桩”。,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,逐排沉放,自中间向四周沉放,分段沉放,三、 桩的沉设 主要方法：锤击沉桩、振动沉桩、静力压桩、水冲沉桩 预制桩工机械主要有以下三类： 打桩机锤击沉桩 打桩机由桩锤和桩架组成，靠桩锤冲击桩头，使桩在冲击力的作用下贯入土中，故又称冲击式打桩机。根据桩锤驱动方式不同，可分为蒸汽、柴油和液压三种打桩机。 振动沉拔桩机振动沉桩 振动沉拔桩机由振动桩锤和桩架组成。振动
10、桩锤利用机械振动法使桩沉入或拔出。 静力压桩机静力沉桩 静力压桩机采用机械或液压方式产生静压力，使桩在持续静压力作用下压入至所需深度。,锤击沉桩 （1）桩锤 落锤适用于粘土或含砂石较多的地基土； 蒸汽锤（单动气锤、双动气锤 ）适用于各种桩； 电磁锤,柴油锤 工作原理： 单缸二冲程自由活塞式发动机以柴油为燃料，利用柴油点燃爆炸时膨胀产生的压力，将桩锤抬起，然后自由落下冲击桩顶。如此循环反复运动，将桩打入土中。 分类： 导杆式、筒式。 特点： 不需另带动力设备，但污染大，噪音大。 适用： 除过硬，过软地基外可打各种桩。,（2）桩架 作用： 吊桩就位、固定桩位置、承受桩锤和桩的重量、打桩过程中引导锤
11、和桩的方向，并保证桩锤能够沿着所要求的方向冲击桩体。 分类： 塔式、直式、悬挂式、三点支撑履带行走式。 行走机构： 滚管式、轨道式、轮胎式、汽车式、履带式和步履式等。 桩架高度： =桩长+滑轮组高（2m）+锤高+桩帽高+安装空隙（0.5m）,悬挂履带式打桩架 以履带起重机为底盘，用吊臂2悬吊桩架立柱6，立柱6下面与车体1通过支撑叉7相连接。由于桩架、桩锤的重量较大，重心高且前移，容易使起重机失稳。所以通常在车体上增加一些配重。立柱在吊臂端部的安装比较简单。为了能方便的调整立柱的垂直度，立柱下端与车体支撑连接一般都是采用丝 杠和液压式等伸缩可调的机构。 缺点： 横向稳定性较差，立柱的悬挂不能很好
12、的保持垂直。这一点限制了不能用于打斜桩。,三点式履带桩架 同样是以履带式起重机为底盘，但在使用时必须作较多的改动。首先要拆除吊臂，增加两个斜撑，斜撑2下端用球铰支持在液压支腿的横梁上使两个斜撑的下端在横向保持较大间距，构成稳定的三点支撑结构，如图所示。 三点式桩架在性能上是比较理想的，工作幅度小，具有良好的稳定性，其次还可通过斜撑的伸缩使立柱倾斜，以适应打斜桩的需要。,全液压履带式三支点打桩架,（3）打桩工艺 吊桩就位 打桩 轻锤高击 动量小，锤对桩头冲击大，回弹大，桩头容易损坏、桩难以入土。 重锤低击 动量大，锤对桩头冲击小，回弹小，桩头不易被打碎、桩能很快入土；落距小，效率高。,打桩宜采用
13、重锤低击、低提重击,为什么？,这是我们的放线工在放桩位，一般是用全站仪，这次用的经纬仪,放好桩位后，桩机转场就位,打桩前对桩材进行检查,开始打桩,在接第二节桩之前对桩材的法兰盘进行除锈,接第二节桩,上下两节桩对好，并校好垂直度后，进行焊接现在一般用CO2气保焊,等焊缝冷却后再进行一次锤击沉桩，冷却时间规范要求1分钟以上,如有上节桩再继续接桩锤击，如没有了就用送桩器进行送桩,打好桩后留下的桩洞是要进行回填的或加盖板子防止发生危险,挖出来的成桩,桩锚反力静载试验,锚桩反力静载试验和堆载试验都可以测出桩的极限承载力,动测试验：小应变用的仪器,小应变只能检测桩身完整性，并且只能测50倍桩径的长度，但大
14、应变不仅能测桩身完整性还能没桩的承载力，这张是大应变的检测仪器。它还需要吊车和重锤配合,（4）打桩注意事项 隐蔽工程及时做好记录 严禁偏打 桩锤、桩帽和桩身轴线重合，衬垫平整均匀，构造合适 桩顶衬垫弹性应适宜 延长锤击作用时间和应力波波长，降低锤击应力值，从而提高打击效率和降低桩的损坏率。 连续施打、入土速度均匀，不得间歇过长 避免土的固结作用，使继续打桩阻力增大，不易打入土中 桩锤回弹过大且经常发生,应更换重锤。,桩锤突然有较大的回弹 表明桩端遇阻，须减小锤的落距。 桩下沉突然加大 可能遇到软土层、洞穴或桩尖、桩身破坏等，应停止进行处理。 送桩时桩身和送桩轴线一致 打斜 应拔出，用砂石填孔，
15、重新插入施打。若拔桩困难，应在原桩附近再补打一桩。 尽量避免送桩,（5）打桩质量要求与验收 贯入度或标高必须符合设计要求 最后贯入度：在正常条件下进行（桩顶没有破坏、锤击没有偏心、锤落距符合规定、桩帽与弹性垫层正常），最后10击内桩的平均入土深度。 桩端达到坚硬、硬塑的粘性土、碎石土、中密以上的粉土和砂土或风化岩等土层时，以贯入度控制为主，桩端进入持力层深度或桩尖标高可作为参考； 当贯入度达到而桩端标高未到时应继续锤击3阵，每阵10击的平均贯入度不应大于规定的数值（一般在30-50mm）； 桩端位于其它软土层时，以桩端设计标高控制为主，贯入度可作为参考。 问：摩擦桩以设计标高控制为主，贯入度作
16、为参考? 端承桩以贯入度控制为主，设计标高作为参考?,重要概念,平面位置或垂直度必须符合施工规范要求 平面位置偏差不得大于100-150mm； 垂直度偏差不得超过0.5%； 桩身、桩帽、桩锤三者在同一垂直轴线上； 短桩接长的端面应平整，中心对齐； 挖土应制定合理的挖土方案，防止桩体位移或倾斜。 打入桩桩基工程的验收必须符合施工规范要求 当桩顶设计标高与施工场地标高相同时，在打桩完毕后进行； 需送桩时，每桩至设计标高后应先中间验收，待打桩完开挖至设计标高后再作全面验收。 提交的资料：桩位测量放线图；工程地质报告；材料试验记录；桩的制作与打入记录；桩位竣工平面图；桩的静载各和动载试验及确定桩贯入度的记录。,振动沉桩,（ 1）工作原理：其主要装置为振动器，利用振动器所产生的激振力，使桩身产生高频振
