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1、本章重点： 地基加固的原理 钢筋混凝土预制桩、灌注桩的施工 打桩的质量控制 灌注桩产生质量事故的原因及预防、处理方法,第二章 地基处理与基础工程,1 什么时候需要加固地基? 当土层的承载能力较差，如淤泥、冲填土及其它软弱土层 或虽然土层较好，但上部荷载甚大时，为使地基具有足够的坚固性和稳定性，可以对土层进行加固。,2.1 地基加固处理,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。,2 地基加固 1)地基加固原理
2、： “将土质由松变实”，“将土的含水量由高变低”。 2) 拟订加固方案在拟订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，决不能单纯的进行加固处理，否则，不仅会增加工程费用，反而难以达到理想的效果。,3 地基加固的方法 七字方法：挖、填、换、夯、压、挤、拌 一、“挖”就是挖去软土层，把基础埋置在承载力大的基岩上或坚硬的土层中。这种方法当软土层不厚时，利用坚硬的岩/土层作为天然地基，甚为经济。 二、“填” 当软土层很厚时，而又需大面积对地基进行加固处理时，则可在软土层上直接回填一层一定厚度的好土，以提高地基的承载力
3、减小软土层的承压力。 （主要用于竖向荷载较小且分布均匀的道路、环境地坪处理）,三、“换”换就是将挖与填相结合，它是将基础下面一定范围内的软弱土层挖去，而代之以人工填筑的垫层作为持力层。这种方法适用于软土层较厚，而仅对局部地基进行加固处理。垫层材料有砂石，碎石，三合土（石灰：砂：碎砖（石）1：2：4），三七灰土（石灰：土3：7） ，矿渣，素土等。 素土：指碎石土、砂土、粉土、粘性土等,“换”的两种常用方法,（一）灰土垫层地基 灰土垫层具有一定的强度、水稳定性和抗渗性，施工工艺简单，取材容易，费用较低，是一种应用广泛、经济、实用的地基加固方法。 适用加固深1-4m厚的软弱土、沉陷性黄土、杂填土等，
4、还可用作结构的辅助防渗层。,禁忌： 1、灰土早期泡水 2、灰土受冻胀、疏松、开裂(冻胀是由于土中水的冻结和冰体（特别是凸镜状冰体）的增长引起土体膨胀、地表不均匀隆起的作用 ),砂垫层地基,（二）砂垫层地基 砂垫层地基是用夯（压）实的砂或砂石垫层替换基础下部一定厚度的软土层，以起到提高基础下地基承载力，减少沉降，加速软土层的排水固结作用。 适用处理3.0m以内的软弱、透水性强的粘性土地基；不宜用于加固湿陷黄土地基及渗透系数小的粘性土地基。,禁忌： 1、用干细砂或含泥量大的砂铺设砂地基 2、湿陷性黄土、膨胀土地基上用水撼法铺设砂和砂石地基 3、人工级配砂石地基不拌合均匀铺设 4、地基底面标高不一时
5、，不挖成阶梯或斜坡搭接，不采取 先深后浅的顺序铺设 5、局部软弱土层不处理就施工 6、铺设的地基密实度差,四、“夯”,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，以提高土壤的密实度和承载力。,“夯”的两种常用方法,（一）重锤夯实地基 重锤夯实是利用起重机械将夯锤提升到一定高度，然后自由落下，重复夯击基土表面，使地基表面形成一层比较密实的硬壳层，从而使地基得到加固。 适用范围：地下水位以上稍湿的粘性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土和分层填土的加固处理。 缺点：振动 锤表面夯实的加固深度一般为1.22.0m。,重锤夯实地基,1. 机具设备 1.1 夯锤 夯锤形状宜采用截头圆锥体，可用
6、C20钢筋混凝土制成。其底部可采用20mm厚钢板，以使重心降低。 锤重为1.5-3.0t， 落距一般采用2.5-4.5m。,重锤夯实地基,1.2 起重机 有摩擦式卷扬机的履式起重机 打桩机 悬臂式桅杆起重机 龙门式起重机,重锤夯实地基,1.3 施工要点 1）最优含水量 现场简易测定：以手捏紧后，松手土不散，易变形而不挤出，抛在地上即呈碎裂为合适 2） 夯打顺序： 大面积基坑或条形基槽内：一夯挨一夯 独立柱基础基坑内：先周边后中间或先外后里的跳打法,先周边后中间,先外后里,独立柱基础基坑内夯打顺序,（二）强夯地基,强夯法是用起重机械将8-40t的夯锤吊起，从6-30m的高处自由下落，对土体进行强
7、力夯实的地基加固方法。 强夯法与重锤夯实法的区别：强夯法属于高能量夯击，是用巨大的冲击能，使土中出现冲击波和很大的应力，迫使土颗粒重新排列，排除孔隙中的气和水，从而提高地基强度，降低其压缩性。,强夯地基,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。 优点：地基经强夯加固后，承载能力可以提高2-5倍，压缩性可降低200-1000%。是一种效果好、速度快、节省材料、施工简便的地基加固方法。 缺点：是施工时噪音和振动很大，离建筑物小于10m时，应挖防震沟，沟深要超过建筑物基础深。,强夯地基,1. 机具设备 1.1 夯锤：夯锤重：8-40t材料：首选铸钢或铸铁，次选钢板外壳内浇筑
8、钢筋混凝土。 夯锤底面：圆形（常用）或方形 锤的底面积大小：取决于表面土质，对砂土一般为3-4m2，粘性土为不小于6m2 夯锤中宜设置若干个上下贯通的气孔，以减少夯击时空气阻力。,强夯地基,1.2 起重机：一般采用自行式起重机。起重能力取大于1.5倍锤重，并需设安全装置，防止夯击时臂杆后仰。 1.3 脱钩装置：,五、“压”,利用压路机、羊足碾、轮胎碾等机械压地基土壤，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。注意要形成良好的排水系统。 主要方法：砂井堆载预压法、袋袋砂井堆载预压法、塑料排水带堆载预压法和真空预压法
9、。,真空预压处理软基,六、“挤”,就是先用带桩靴的工具式桩管打入土中，挤压土壤形成桩孔，然后拔出桩管，再在桩孔中灌人砂石或石灰、素土、灰土等填充料进行捣实，或者随着填充料的灌入逐渐拔出桩管。 适用于松软饱和地基，其原理就是挤密土壤，排水固结，以提高地基的承载力，所以也叫挤密桩。,七、“拌”,利用高压射流切削土壤，旋喷浆液（水泥浆、水玻璃、丙凝等），搅拌浆土，使浆液和土壤混合，凝结成坚硬的柱体或土壁。 方法：旋喷法和深层搅拌法,深层搅拌水泥粉喷桩施工,近年来新兴起了深层搅拌水泥粉喷桩（简称粉喷桩），可作为软土地基改良加固方法和重力式支护结构。 施工时，以钻头在桩位搅拌后将水泥干粉用压缩空气输入到
10、软土中，强行拌合，使其充分吸收地下水并与地基土发生理化反应，形成具有水稳定性、整体性和一定强度的柱状体，同时桩间土得到改善，从而满足建筑基础的设计要求。 其桩径一般为500、600、700mm，桩长可达18m。,第二节 浅基础施工,基础是建筑物埋在地面以下的承重构件，用以承受建筑物的全部荷载，并将这些荷载及其自重一起传给下面的地基。基础是建筑的重要组成部分，因此基础应满足以下要求：（1）强度要求（2）耐久性要求（3）经济性要求建筑物室外设计地坪至基础底面的垂直距离，称基础埋深，如图所示。其中埋置深度在5米以内的基础称为浅基础，埋置深度在5米以上的基础称为深基础。地基与基础的关系如图所示。,（a
11、）内墙（柱）基础埋深,（b）室内外设计地面标高相差不大,（c）室内外设计地面标高相差较大 基础埋深示意图,地基与基础的关系,一、浅基础的类型：,1按受力特点分：,刚性基础 柔性基础,2按构造型式分：,独立基础 带形基础 筏片基础 交梁基础,3按材料不同分：,砖基础 毛石基础 毛石砼基础 钢筋砼基础等,1构成及其特点：,组成：桩及桩承台 特点：承载力高、沉降量小而均匀，能承受竖向力、水平力、上拔力、振动力等，施工速度快、质量好。,刚性基础指抗压强度较大，而抗弯、抗拉强度较小的材料建造的基础如砖、灰土、毛石、混凝土、三合土基础。柔性基础指抗弯、抗压、抗剪强度都很大，适用于地基土软弱，上部结构荷载较
12、大的基础。,（a）墙下基础,（b）柱下基础,无筋扩展基础构造示意图 d柱中纵向钢筋直径,一、条形基础 1构造要求 （1）锥形基础边缘高度不宜小于200mm，阶梯形基础每阶高度宜为300-500mm （2）垫层厚度大于100mm，混凝土强度等级为C10，基础混凝土强度不低于C15 （3）底板受力钢筋不小于8mm，保护层35mm，无地基时不小于70mm （4）插筋直径与数量与柱内纵向受力钢筋相同。,（a）两皮一收,（b）二、一间隔收砖基础构造示意图,混凝土基础构造示意图,2施工要点：施工工艺流程：基底土质验槽施工垫层在垫层上弹线抄平基础施工。 （1）基坑先验槽，换填不良土层，清除杂物、积水，验槽后
13、立即浇筑地基混凝土。 （2）地基达到一定强度后，弹线、支模，铺放钢筋网片。 （3）浇筑前，应清除模板垃圾和钢筋上的油污，模板应浇水湿润。 （4）基础砼宜分层连续浇筑。 （5）锥形基础的斜面部分模板应随砼浇捣分段支设并顶压紧，以防模板上浮变形，边角处应注意捣实。 （6）基础上有插筋时，要加以固定。砼外表面应浇水养护。,二、杯形基础杯形基础常常是预制柱基础，基础中预留杯口，将柱子插入杯口并用混凝土浇注固定的方法。 1构造要求：见混凝土设计规范有关规定。 2施工要点： 施工工艺流程基底土质验槽施工垫层在垫层上弹线抄平基础施工。 （1）砼按台阶分层浇筑，高杯口的高台阶部分按整段分层。 （2）杯口模板应
14、做成定型模板，并应固定牢固，压浆。,（3）浇注杯口砼，应对称均匀进行。 （4）浇注时注意在杯底留出50mm的细石砼找平层。基础浇捣完毕，在砼初凝后终凝前取出杯口模板，并将杯口内侧凿毛。 （5）高杯口基础施工时，当砼浇捣至杯口底时再安装固定杯口基础模板。,三、筏式基础 筏式基础是有由钢筋混凝土底板、梁等组成，适合于地础承载力低且上部荷载大的结构。一般有梁板式和平板式两类。 1构造要求 （1）砼强度等级不宜小于C20，保护层厚不小于35mm。 （2）基础平面应尽量对称，以减小偏心距，底板厚不小于200mm，梁顶高出底板顶不小于300mm，梁宽不小于250mm。 （3）底板下设100mm厚C10砼地
15、基，每边伸出底板不小于100mm。,2施工要求 （1）施工前降水至基坑底下不小于500mm。 （2）砼应平衡于次梁长度方向浇注，对于平板式应平行于基础长边方向。 （3）砼浇注时一般不留施工缝，若不能一次浇注完，应留垂直施工缝，对底板或梁上有立柱时，砼应浇到柱脚顶，留水平施工缝。 （4）基础浇筑完毕，表面应盖草，洒水养护，并不少于7d。,四、箱形基础 箱形基础是由钢筋混凝土底板、顶板、外墙以及一定数量的内墙组成。 特点：整体性好，刚度大，调整不均匀沉降能力及抗震能力强，减少基底处原有地基自重应力。 适用于软弱地基上的面积较小计，平面形状简单，上部结构荷载大且分布不均匀的高层建筑物基础。,1构造要
16、求 （1）箱基在平面布置上尽可能对称。 （2）砼等级不应低于C20基础，高一般取建筑物高的不宜小于箱基长度的，且不小于3m。 （3）底板厚一般取隔间距的，约为3001000mm，顶板厚约200400mm，内墙厚不宜小于200mm，外墙厚不宜小于250mm。 （4）平均每平米基础面积上墙体长度应不小400mm，或墙体水平截面积不得小于基础面积的，纵墙配置不得小于墙体总配置量的,2施工要点 （1）基坑开挖地下水位较高时，应将地下水降至坑底下500mm处，采用机械开挖时，在坑底面设计标高，以上保留200-400厚土层，采用人工开挖，在验槽以后，应立即进行基础施工。（2）箱基的底板，顶板及内外墙的支模和浇筑，可采用内外墙和顶板分次支模浇注方法施工。 （3）箱基的底板，顶板及内外墙宜连续浇筑完毕，当大型箱基，基础长度超过40m时，宜设一道不小于800的后浇带，以防产生温度收缩裂缝。 （4）基础施工完毕，应立即回填，并验算抗浮稳定性。,
