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1、地基与基础工程施工一、地基加固处理土方工程的地基问题，概括地说，可包括以下四个方面：（1）强度和稳定性的问题。当地基的承载能力不足以支撑上部结构的自重及外荷载时，地基就会产生局部或整体剪切破坏。（1）压缩及不均匀沉降的问题。当地基在上部结构的自重及外荷载作用下产生过大的变形时，会影响结构物的正常使用，特别是超过结构物所能容许的不均匀沉降时，结构可能开裂破坏。沉降较大时，不均匀沉降往往也很大。（3）地基的渗漏量超过容许值时，会发生水量损失导致发生事故。（4）地震、机器以及车辆的振动、波浪作用和爆破等动力荷载可能引起地基土，特别是饱和无黏性土的液化、失稳和震陷等危害。当结构物的天然地基存在上述四类
2、问题之一或其中几个时，必须采用相应的地基处理措施以保证结构物的安全与正常使用。地基处理的方法有很多，工程中人们常常采用的一类方法是采取措施使土中孔隙减少，通过物理化学作用把土颗粒胶结在一起，是地基承载力提高，刚度加大，变形减小。1、夯实地基法夯实地基法主要有重锤夯实法和强夯法两种（1）重锤夯实法。重锤夯实法（2）强夯法。 2、砂桩、碎石桩和水泥粉煤灰碎石桩碎石桩和砂桩合称为粗颗粒土桩，是指用振动、冲击或振动水冲等方式在软弱地基中成孔，再将碎石或砂挤压入孔，形成大直径的由碎石或砂所构成的密实桩体，具有挤密、置换、排水、垫层和加筋等加固作用。水泥粉煤灰碎石桩是在碎石桩基础上加一些石屑、粉煤灰和少量
3、水泥，加水拌和制成的具有一定粘结强度的桩。桩的承载能力来自桩全长产生的摩阻力及桩端承载力，桩越长承载力越高，桩土形成的复合地基承载力提高幅度可达 4 倍以上且变形量小，适用于多层和高层建筑地基，是近年来新开发的一种地基处理方式。3、土桩和灰土桩土桩和灰土桩挤密地基是由挤密土和填夯的桩体组成的人工“复合地基” 。适用于处理地下水位以上，深度 515m 的湿陷性黄土或人工填土地基。土桩主要适用于消除湿陷性黄土地基的湿陷性，灰土桩主要适用于提高人工填土地基的承载力。地下水位以下或含水量超过25%的土，不宜采用。土桩和灰土桩的施工方法是利用打入钢套管（或振动沉管）在地基中成孔、通过挤压作用，使地基土得
4、到加密，然后在孔内分层填入素土（或灰土、粉煤灰加石灰）后夯实而成土桩或灰土桩。回填土料一般采用过筛（筛孔不大于 20mm）的粉质黏土，并不得含有有机质物质；粉煤灰采用含水量为 30%50%湿粉煤灰；石灰用块灰消解 34d 形成的粗粒粒径不大于 5mm 的熟石灰。灰土（体积比 2:8 或 3:7）或二灰土应拌和均匀至颜色一致后及时回填夯实。土桩挤密地基由桩间挤密土和分层填夯的素土桩组成，土桩面积约占地基面积的10%23%。土桩桩体和桩间土均为被机械均匀挤密的同类土料，因此，土桩挤密地基可视为厚度较大的素土垫层。在灰土桩挤密地基中，由于灰土桩的变形模量远大于桩间土的变形模量，因此只占地基面积 20
5、%的灰土桩可以承担总荷载的 1/2。而占地基面积 80%的桩间土仅承担其余 1/2。这样就大大降低了基础底面以下一定深度内土的应力，消除了持力层内产生大量压缩变形和湿陷变形的不利因素。同时，由于灰土桩对桩间土能起到侧向约束作用，限制土的侧向移动，桩间土只产生竖向压密，使压力与沉降始终呈线性关系。除了上述土桩和灰土桩外，还有单独采用石灰加固软弱地基的石灰桩。石灰桩的成孔也是采用钢套管法成孔，然后再孔内灌入新鲜生石灰块，或在石灰块中掺入适量的水硬性掺合料粉煤灰和火山灰，一般的经验配合比为 8:2 或 7:3。在拔管的同时进行振捣或捣密。利用生石灰吸取桩周土体中水分进行水化反应，生石灰的吸水、膨胀、
6、发热以及离子交换作用，使桩周土体的含水量降低，孔隙比减小，使土体挤密和桩柱体硬化。柱和桩间共同承受荷载，成为一种复合地基。4、深层搅拌法施工深层搅拌法是利用水泥、石灰等材料作为固化剂的主剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地 软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应，使软土硬结成具有整体性的并具有一定承载力的复合地基。深层搅拌法适宜于加固各种成因的淤泥质土、黏土和粉质黏土等，用于增加软土地基的承载能力，减少沉降量，提高边坡的稳定性和各种坑槽工程施工时的挡水帷幕。施工前，应根据工程地质勘探资料，进行室内配合比试验，结合设计要求，选择最佳水泥掺入比，确
7、定搅拌工艺。用于深层搅拌的施工工艺目前有两种，一种是用水泥浆和地基土搅拌的水泥浆搅拌（简称旋喷桩） ，另一种是用水泥粉或石灰粉和地基土搅拌的粉体喷射搅拌（简称粉喷桩） 。5、高压喷射注浆桩(二)、桩基础施工桩基础是由若干根桩和桩顶的承台组成的一种常用的深基础。它具有承载能力大、抗震性能好、沉降量小等特点。采用桩基施工可省去大量土方、排水、支撑、降水设施，而且施工简便，可以节约劳动力和压缩工期。根据桩在途中受力情况不同，可分为端承桩和摩擦桩。端承桩是穿过软弱土层而达到硬土层或岩层的一种桩，上部结构荷载主要依靠桩端反力支撑；摩擦桩是完全设置在软弱土层一定深度的一种桩，上部结构荷载主要由桩侧的摩阻力
8、承担，而桩端反力承担的荷载只占很小的部分。按施工方法的不同，桩身可分为预制桩和灌注桩两大类。预制桩是在工程或施工现场制成各种材料和形式的桩（如钢筋混凝土桩、钢桩、木桩等） ，然后用沉桩设备将桩打入、压入、振入（有时还兼用高压水冲）或旋入土中。灌注桩是在施工现场的桩位上先成孔，然后在孔内灌注混凝土，也可加入钢筋后灌注混凝土。根据成孔方法的不同可分为：钻孔、挖孔、冲孔灌注桩，沉管灌注桩和爆扩桩等。1、钢筋混凝土预制桩施工钢筋混凝土桩坚固耐久，不受地下水和潮湿变化的影响，可做成各种需要的断面和长度，而且能承受较大的荷载，在建筑工程中广泛应用。常用的钢筋混凝土预制桩断面有实心方桩与预应力混凝土空心管桩
9、两种。方形桩边长通常为 200550mm，桩内设纵向钢筋或预应力钢筋和横向钢箍，在尖端设置桩靴。预应力混凝土管桩直径为 400600mm,在工厂内用离心法制成。混凝土预制桩的沉桩方法有锤击法、静力压桩法、振动法和水冲法等。（1） 、桩的制作、起吊、运输和堆放1）桩的制作。长度在 10m 以下的短桩，一般多在工厂预制，较长的桩，因不便于运输，通常就在打桩现场附近露天预制。实心桩宜采用工具式木模或钢模板支在坚实平整的场地上，用间隔重叠的方法预制。桩与桩间以皂角、黏土石灰膏或纸隔开。上层桩的浇灌，待下层桩的混凝土达到设计强度的 30%以后进行，重叠层数不宜超过 4 层。完成后，应洒水养护不少于 7d
10、。2）起吊、运输。钢筋混凝土预制桩应在混凝土达到设计强度的 70%以后方可起吊；达到设计强度的 100%才能运输和打桩。如提前吊运，应采取措施并经验算合格后方可进行。桩在起吊和搬运时，吊点应符合设计规定。3）堆放。桩堆放时，地面必须平整、坚实、不得产生不均匀沉陷。桩堆放时应设垫木，垫木的位置与吊点位置相同，各层垫木应上下对齐，堆放层数不宜超过 4 层。不同规格的桩应分别堆放。(2)、打桩打桩是利用桩锤的冲击克服土对桩的阻力，使桩沉到预定深度或达到持力层。这是最常用的一种沉桩方法。（1）打桩机具选择。打桩机具主要包括桩锤、桩架和动力装置三部分。桩锤是对桩施加冲击力，将桩打入土中的主要机具；桩架是
11、将桩吊到打桩位置，并在打桩过程中引导桩的方向，保证桩锤能沿要求方向冲击打桩设备；动力装置包括驱动桩锤及卷扬机用的动力设备。在选择打桩机具时，应根据地基土壤的性质、工程的大小、桩的种类、施工期限、动力供应条件和现场情况确定。施工中常用的桩锤有落锤、单动气锤、双动气锤、柴油桩锤和振动桩锤。桩锤的使用范围见下表。选择桩架种类与高度，应根据桩锤的种类、桩的长度、施工地点的条件等决定。桩架主要由底盘、导向杆、滑轮组等组成。桩锤的使用范围桩锤种类 适用范围 优缺点 附注落锤1、适宜打各种桩；2、黏土、含砾石的土和一般土层均可使用构造简单，使用方便，冲击力大，能随意调整落距，但锤打速度慢，效率较低落锤是指桩
12、锤用人力或机械拉升，然后自由落下，利用自重夯击桩顶单动气锤 适于打各种桩构造简单，落距短，对设备和桩头不易打坏，打桩速度及冲击力较落锤大，效率较高利用蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举，然后由锤的自重向下冲击沉桩双动气锤1、适于打各种桩，便于打斜桩；2、使用压缩空气时，可在水下打桩；3、可用于拔桩冲击次数多，冲击力大，工作效率高，可不用桩架打桩，但设备笨重，移动较困难利用蒸汽或压缩空气的压力将锤头上举及下冲，增加夯击能量柴油桩锤1、最宜于打木桩、钢板桩；2 不适用与在过硬或过软的土中打桩附有桩架、动力等设备，机架轻，移动便利，打桩快，燃料消耗少利用燃油爆炸，推动活塞，引起锤头跳动，有重量轻和不需要
13、外部能源等优点振动桩锤1、适宜于打钢板桩、钢管桩、钢筋混凝土桩和木桩；2、适用于砂土、塑性黏土及松软砂黏土3、在卵石夹砂及紧密沉桩速度快，适应性大，施工操作简易安全，能打各种桩并帮助卷扬机拔桩利用偏心轮引起激振，通过刚性连接的桩帽传到桩上Comment tcj1: 要考虑挤土效应Comment tcj2: 本人至今还未见过这样处理。黏土中效果较差（2）打桩前的准备工作。打桩前，应认真处理地上、地下（地下管线、旧有基础、树木等）障碍物，打桩机进场及移动范围内的场地应平整压实，以使地面有一定的承载力，并保证桩机的垂直度。在打桩前应根据设计图纸确定桩基轴线，并将桩的准确位置测设到地面。（3）确定打桩
14、顺序。打桩顺序是否合理，直接影响打桩进度和施工质量。确定打桩顺序时要综合考虑到桩的密集程度、基础的设计标高、现场地形条件、土质情况等。一般当基坑不大时，打桩应从中间开始分头向两边或四周进行；当基坑较大时，应将基坑分为数段，而后在各段内分别进行。打桩应避免自外向内，或从周边向中间进行。当桩基的设计标高不同时，打桩顺序宜先深后浅；当桩的规格不同时，打桩顺序宜先大后小、先长后短。（4）打桩施工。打桩机就位后，将桩锤和桩帽吊起来，然后吊装并送至导杆内，垂直对准桩位缓缓送下插入土中，垂直度偏差不得超过 0.5%，然后固定桩帽和桩锤，使桩、桩帽、桩锤在同一铅垂线上，确保桩能垂直下沉。在桩锤和桩帽之间应加弹
15、性衬垫，桩帽和桩顶周围应有 510mm的间隙，以防损伤桩顶。打桩开始时，锤的落距应较小，待桩入土至一定深度且稳定后，再按要求的落距锤击，用落锤或单动气锤打桩时，最大落距不宜大于 1m，用柴油锤时应使锤跳动正常。在打桩过程中，遇有贯入度剧变，桩身突然发生倾斜、移位或有严重回弹，桩顶或桩身出现严重裂缝或破碎等异常情况时，应暂停打桩，及时研究处理。打桩工程是一项隐蔽工程，为了确保工程质量，必须在打桩过程中做好记录。（5）接桩方法。钢筋混凝土预制长桩，受运输条件和打桩架的高度限制，一般分成数节制作，分节打入，在现场接桩。目前，常用的接桩方法有焊接、法兰或硫磺胶泥锚接。前两种接桩方法适用于各类土层；后者
16、只适用于软弱土层。焊接接桩应用最多。（6）桩头处理。空心管桩，在打完桩后，桩尖以上 11.5m范围内的空心部分应立即用细石混凝土填实，其余部分可用细砂填实。各种预制桩在打桩完毕后，为使桩顶符合设计高程，应将无法打入的桩身截去。3、静力压桩静力压桩是利用压桩架的自重及附属设备（卷扬机及配重等）的重量，通过卷扬机的牵引，由钢丝绳滑轮及压梁将整个压桩架的重量传至桩顶，将桩逐节压入土中。由于打桩噪声大、振动大，在城市施工会带来公害。因此，当条件具备时，在软土地基上，可利用静压力将预制桩压入土中。近年来，在我国沿海地基上较为广泛的采用。（1）压桩程序。压桩一般是分节压入、逐段接长，为此，桩需分节预制。当第一节桩压入土中，其上端距地面 2m左右时，将第二节桩接上，继续压入。（2）接桩方法。对每一根桩的压入，各工序应连续施工。如需接桩，可用焊接法或硫磺砂浆锚接。4、振动沉桩振动沉桩的原理是借助固定于桩头的振动箱所产生的振动力，以减少桩与土壤颗粒之间的摩擦力，使桩在自重与机械力的作用下沉入土中。振动沉桩主要适用于砂土、砂质黏土、亚黏土层，在含水
