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1、第二节第二节 地基与基础工程地基与基础工程一、地基与基础工程施工概述1、地基：指地层由于承受建、构筑物全、地基：指地层由于承受建、构筑物全部荷载而产生不可忽略的应力与应变的那部荷载而产生不可忽略的应力与应变的那部分土或岩石。部分土或岩石。2、地基承载力：单位面积所能承受的最、地基承载力：单位面积所能承受的最大荷载，以大荷载，以f0表示，单位表示，单位kPa。3 3、地基变形、地基变形因素：因素：（1 1）土的压缩性：渗流固结、蠕变）土的压缩性：渗流固结、蠕变（2 2）建、构筑物荷载作用）建、构筑物荷载作用4 4、地基的分类、地基的分类按组成、压缩性、均匀性、构成、处理与否按组成、压缩性、均匀性
2、、构成、处理与否分为不同种类。分为不同种类。( (表表2-2-1)2-2-1)5 5、地基的处理方法、地基的处理方法n n(1)(1)换土垫层法换土垫层法n n(2)(2)强夯法强夯法n n(3)(3)挤密桩法挤密桩法n n(4)(4)堆载预压法堆载预压法n n(5)(5)振冲法振冲法n n(6)(6)化学加固法化学加固法6 6、处理方法的选择、处理方法的选择n n不同地基选用不同处理方法（表不同地基选用不同处理方法（表2-2-22-2-2）基础分类基础分类n n按材料来分按材料来分房屋建筑基础按所用材料可分为砖基础、毛石基房屋建筑基础按所用材料可分为砖基础、毛石基础、灰土基础、混凝土基础及钢
3、筋混凝土基础。础、灰土基础、混凝土基础及钢筋混凝土基础。 1 1砖基础是用砖和水泥砂浆砌筑而成的基础。砖基础是用砖和水泥砂浆砌筑而成的基础。 2 2毛石基础是用开采的无规则的块石和水泥砂浆毛石基础是用开采的无规则的块石和水泥砂浆砌筑而成的基础。砌筑而成的基础。 3 3灰土基础是由石灰与粘土按一定比例拌合，加灰土基础是由石灰与粘土按一定比例拌合，加水夯实而成的基础。水夯实而成的基础。 4 4混凝土基础是由混凝土拌制后灌筑而成的基础。混凝土基础是由混凝土拌制后灌筑而成的基础。 5 5钢筋混凝土基础是在混凝土中加入抗拉强度很钢筋混凝土基础是在混凝土中加入抗拉强度很高的钢筋，使这种基础具有较高的抗弯抗
4、拉能力。高的钢筋，使这种基础具有较高的抗弯抗拉能力。 灰土、三合土基础灰土、三合土基础灰土、三合土基础灰土、三合土基础( ( ( (一一一一) ) ) )灰土基础的施工灰土基础的施工灰土基础的施工灰土基础的施工n n工艺流程：检验土料和石灰粉的质量并过筛工艺流程：检验土料和石灰粉的质量并过筛工艺流程：检验土料和石灰粉的质量并过筛工艺流程：检验土料和石灰粉的质量并过筛灰灰灰灰土拌合土拌合土拌合土拌合槽底清理槽底清理槽底清理槽底清理分层铺灰土分层铺灰土分层铺灰土分层铺灰土夯打密实夯打密实夯打密实夯打密实找找找找平验收。平验收。平验收。平验收。( ( ( (二二二二) ) ) )三合土基础的施工三合
5、土基础的施工三合土基础的施工三合土基础的施工n n三合土基础是用石灰、细骨料、碎料和水拌匀分三合土基础是用石灰、细骨料、碎料和水拌匀分三合土基础是用石灰、细骨料、碎料和水拌匀分三合土基础是用石灰、细骨料、碎料和水拌匀分层铺放夯实而成。层铺放夯实而成。层铺放夯实而成。层铺放夯实而成。n n配合比常用石灰、细骨料、碎料体积比为配合比常用石灰、细骨料、碎料体积比为配合比常用石灰、细骨料、碎料体积比为配合比常用石灰、细骨料、碎料体积比为1 1 1 1：2 2 2 2：4 4 4 4和和和和1 1 1 1：3 3 3 3：6 6 6 6。有有有有拌和后铺设法拌和后铺设法拌和后铺设法拌和后铺设法和和和和铺
6、设碎料后灌浆法铺设碎料后灌浆法铺设碎料后灌浆法铺设碎料后灌浆法两种施工方法。两种施工方法。两种施工方法。两种施工方法。n n沙石地基基础施工沙石地基基础施工n n工艺流程工艺流程n n检验沙石质量检验沙石质量分层铺筑沙石分层铺筑沙石洒水洒水夯夯实或碾压实或碾压找平验收找平验收n n素混凝土基础施工素混凝土基础施工n n工艺流程工艺流程n n槽底或模板内清理槽底或模板内清理混凝土拌制混凝土拌制混凝土混凝土浇筑浇筑混凝土振捣混凝土振捣混凝土养护混凝土养护n n钢筋混凝土基础施工钢筋混凝土基础施工n n工艺流程：做好浇筑前的准备工作工艺流程：做好浇筑前的准备工作混凝混凝土的浇筑土的浇筑振捣振捣基础表
7、面修整基础表面修整混凝土混凝土的养护的养护模板的拆除。模板的拆除。n n按外形分类按外形分类 基础按外形可分为：基础按外形可分为： 1 1条形基础。这种基础多为墙基础，沿墙体长方条形基础。这种基础多为墙基础，沿墙体长方向是连续的。向是连续的。 2 2独立基础。这种基础主要为独立柱下的基础。独立基础。这种基础主要为独立柱下的基础。现浇钢筋混凝土独立柱基有平台式、坡面式。预现浇钢筋混凝土独立柱基有平台式、坡面式。预制柱下为钢筋混凝土杯形基础。制柱下为钢筋混凝土杯形基础。 3 3筏形基础。筏形基础形象于水中漂流的木筏。筏形基础。筏形基础形象于水中漂流的木筏。井格式基础下又用钢筋混凝土板连成一片，大大
8、井格式基础下又用钢筋混凝土板连成一片，大大地增加了建筑物基础与地基的接触面积，换句话地增加了建筑物基础与地基的接触面积，换句话说，单位面积地基土层承受的荷裁减少了，适合说，单位面积地基土层承受的荷裁减少了，适合于软弱地基和上部荷载比较大的建筑物。于软弱地基和上部荷载比较大的建筑物。 n n4箱形基础。箱形基础是由钢筋混凝土的顶板、底板和纵横承重隔板组成的整体式基础。箱形基础不仅同筏形基础一样有较大的基底面积，适用于软弱地基和上部荷载比较大的建筑物。而且由于基础自身呈箱形，具有很大的整体强度和刚度。当地基不均匀下沉时，建筑物不会引起较大的变形裂缝。该基础施工难度大，造价高。多用于高层建筑，另外可
9、兼作地下室1) 1) 条形基础：当建筑物采用砖墙承重时，墙下基础常连条形基础：当建筑物采用砖墙承重时，墙下基础常连条形基础：当建筑物采用砖墙承重时，墙下基础常连条形基础：当建筑物采用砖墙承重时，墙下基础常连续设置，形成通长的条形基础续设置，形成通长的条形基础续设置，形成通长的条形基础续设置，形成通长的条形基础. .独立基础：当建筑物上部为框架结构或单独柱子时，常采用独立基础：当建筑物上部为框架结构或单独柱子时，常采用独立基础：当建筑物上部为框架结构或单独柱子时，常采用独立基础：当建筑物上部为框架结构或单独柱子时，常采用独立基础；若柱子为预制时，则采用杯形基础形式。独立基础；若柱子为预制时，则采
10、用杯形基础形式。独立基础；若柱子为预制时，则采用杯形基础形式。独立基础；若柱子为预制时，则采用杯形基础形式。满堂基础：当上部结构传下的荷载很大、地基承载力很低、满堂基础：当上部结构传下的荷载很大、地基承载力很低、满堂基础：当上部结构传下的荷载很大、地基承载力很低、满堂基础：当上部结构传下的荷载很大、地基承载力很低、独立基础不能满足地基要求时，常将这个建筑物的下部做成独立基础不能满足地基要求时，常将这个建筑物的下部做成独立基础不能满足地基要求时，常将这个建筑物的下部做成独立基础不能满足地基要求时，常将这个建筑物的下部做成整块钢筋混凝土基础，成为满堂基础。按构造又分为伐形基整块钢筋混凝土基础，成为
11、满堂基础。按构造又分为伐形基整块钢筋混凝土基础，成为满堂基础。按构造又分为伐形基整块钢筋混凝土基础，成为满堂基础。按构造又分为伐形基础和箱形基础两种。础和箱形基础两种。础和箱形基础两种。础和箱形基础两种。n n桩基础。工程实践中，当建筑物上部结构荷载很桩基础。工程实践中，当建筑物上部结构荷载很大，地基软弱土层较厚，对沉降量限制要求较严大，地基软弱土层较厚，对沉降量限制要求较严的建筑物或对围护结构等几乎不允许出现裂缝的的建筑物或对围护结构等几乎不允许出现裂缝的建筑物，往往采用桩基础。建筑物，往往采用桩基础。 桩基础可以节省基础材料，减少土方工程量，改桩基础可以节省基础材料，减少土方工程量，改善劳
12、动条件，缩短工期。善劳动条件，缩短工期。 (1) (1) 桩基础由承台和桩群两部分组成。承台设于桩桩基础由承台和桩群两部分组成。承台设于桩顶，把各单桩联成整体，并把上部结构的荷载均顶，把各单桩联成整体，并把上部结构的荷载均匀地传递给各根桩，再由桩传给地基。匀地传递给各根桩，再由桩传给地基。 (2)(2)桩按传力方式不同，分为摩擦桩和端承桩。桩按传力方式不同，分为摩擦桩和端承桩。 (3)(3)混凝土或钢筋混凝土桩按制作方法不同可分为混凝土或钢筋混凝土桩按制作方法不同可分为预制桩和灌注桩两类预制桩和灌注桩两类 组成：基桩和连接于桩顶的承组成：基桩和连接于桩顶的承台。台。作用：将上部结构荷载通过承作
13、用：将上部结构荷载通过承台传递给桩基础，再由桩传递台传递给桩基础，再由桩传递到地基土（持力层）到地基土（持力层） 。特点：承载力高、稳定性好、特点：承载力高、稳定性好、沉降量小而均匀、便于机械化沉降量小而均匀、便于机械化施工、适应性强。施工、适应性强。桩基的分类桩基的分类n n按承载性状分按承载性状分( (荷载传递方式荷载传递方式) ) ：摩擦桩与端承桩摩擦桩与端承桩n n 按施工方法分：按施工方法分： 预制桩（混凝土预制桩、钢桩、木桩）预制桩（混凝土预制桩、钢桩、木桩） 灌注桩（沉管灌注桩、钻孔灌注桩、挖孔灌灌注桩（沉管灌注桩、钻孔灌注桩、挖孔灌注桩）注桩）按施工方法分类按施工方法分类分为分
14、为分为分为预制桩预制桩预制桩预制桩和和和和灌注桩灌注桩灌注桩灌注桩两类。两类。两类。两类。预制桩预制桩预制桩预制桩在工厂或施工现场制成的各种形式的桩，在工厂或施工现场制成的各种形式的桩，在工厂或施工现场制成的各种形式的桩，在工厂或施工现场制成的各种形式的桩，用沉桩设备通过锤击、振动、静压或旋入将桩打用沉桩设备通过锤击、振动、静压或旋入将桩打用沉桩设备通过锤击、振动、静压或旋入将桩打用沉桩设备通过锤击、振动、静压或旋入将桩打入、压入或振入土中，或有的用高压水冲沉入土入、压入或振入土中，或有的用高压水冲沉入土入、压入或振入土中，或有的用高压水冲沉入土入、压入或振入土中，或有的用高压水冲沉入土中。中
15、。中。中。灌注桩灌注桩灌注桩灌注桩在施工现场的桩位上用机械或人工成在施工现场的桩位上用机械或人工成在施工现场的桩位上用机械或人工成在施工现场的桩位上用机械或人工成孔，然后在孔内灌注混凝土而成。根据成孔方法的孔，然后在孔内灌注混凝土而成。根据成孔方法的孔，然后在孔内灌注混凝土而成。根据成孔方法的孔，然后在孔内灌注混凝土而成。根据成孔方法的不同分为挖孔、钻孔、冲孔灌注桩，沉管灌注桩和不同分为挖孔、钻孔、冲孔灌注桩，沉管灌注桩和不同分为挖孔、钻孔、冲孔灌注桩，沉管灌注桩和不同分为挖孔、钻孔、冲孔灌注桩，沉管灌注桩和爆扩桩等。爆扩桩等。爆扩桩等。爆扩桩等。 预制桩的分类及特点预制桩的分类及特点n n混
16、凝土预制桩混凝土预制桩混凝土预制桩混凝土预制桩 要求：截面边长要求：截面边长要求：截面边长要求：截面边长300300 500mm500mm，分节长度，分节长度，分节长度，分节长度 12m12m。预应力。预应力。预应力。预应力 管桩外径管桩外径管桩外径管桩外径300300 600mm600mm，每节长，每节长，每节长，每节长5 5 13m13m； 优点：承载力高，耐久性好，质量较易保证。优点：承载力高，耐久性好，质量较易保证。优点：承载力高，耐久性好，质量较易保证。优点：承载力高，耐久性好，质量较易保证。 缺点：自重大，打桩难，桩长难统一，工艺复杂。缺点：自重大，打桩难，桩长难统一，工艺复杂。缺
17、点：自重大，打桩难，桩长难统一，工艺复杂。缺点：自重大，打桩难，桩长难统一，工艺复杂。n n刚桩刚桩刚桩刚桩 要求：直径要求：直径要求：直径要求：直径250250 1200mm1200mm，批量生产。，批量生产。，批量生产。，批量生产。 优点：穿透性强，承载能力高，应用方便。优点：穿透性强，承载能力高，应用方便。优点：穿透性强，承载能力高，应用方便。优点：穿透性强，承载能力高，应用方便。 缺点：成本高，易锈蚀。缺点：成本高，易锈蚀。缺点：成本高，易锈蚀。缺点：成本高，易锈蚀。n n木桩木桩木桩木桩 要求：桩径要求：桩径要求：桩径要求：桩径160 160 260mm260mm，桩长，桩长，桩长，
18、桩长4 4 6m6m。 优点：制作运输方便，打桩设备简单。优点：制作运输方便，打桩设备简单。优点：制作运输方便，打桩设备简单。优点：制作运输方便，打桩设备简单。 缺点：承载力低，仅在一些加固工程与临时工程中采用缺点：承载力低，仅在一些加固工程与临时工程中采用缺点：承载力低，仅在一些加固工程与临时工程中采用缺点：承载力低，仅在一些加固工程与临时工程中采用。钢筋混凝土预制桩制作钢筋、模板施工灌注桩的分类灌注桩的分类n n分类分类分类分类 沉管灌注桩、钻孔灌注桩、挖孔桩。沉管灌注桩、钻孔灌注桩、挖孔桩。沉管灌注桩、钻孔灌注桩、挖孔桩。沉管灌注桩、钻孔灌注桩、挖孔桩。n n 原理原理原理原理 是直接在
19、桩位上就地成孔，然后在孔内安放钢筋是直接在桩位上就地成孔，然后在孔内安放钢筋是直接在桩位上就地成孔，然后在孔内安放钢筋是直接在桩位上就地成孔，然后在孔内安放钢筋笼灌注混凝土而成。笼灌注混凝土而成。笼灌注混凝土而成。笼灌注混凝土而成。n n 特点特点特点特点 能适应各种地层，无需接桩，施工时无振动、无能适应各种地层，无需接桩，施工时无振动、无能适应各种地层，无需接桩，施工时无振动、无能适应各种地层，无需接桩，施工时无振动、无挤土、噪音小，宜在建筑物密集地区使用。挤土、噪音小，宜在建筑物密集地区使用。挤土、噪音小，宜在建筑物密集地区使用。挤土、噪音小，宜在建筑物密集地区使用。n n 施工的关键问题
20、施工的关键问题施工的关键问题施工的关键问题 桩身的成型和混凝土质量。桩身的成型和混凝土质量。桩身的成型和混凝土质量。桩身的成型和混凝土质量。预制桩的施工预制桩的施工n n预制桩的施工方法预制桩的施工方法锤击锤击振动下沉振动下沉静压静压打入第一节桩体打入第一节桩体电焊接桩电焊接桩打入末节桩体打入末节桩体吊桩连续压桩接桩（管口焊接）压入一节灌注桩的施工灌注桩的施工沉管灌注桩：沉管灌注桩：利用锤击或振动等方法沉管成利用锤击或振动等方法沉管成孔，然后浇灌混凝土拔出套筒。可避免流孔，然后浇灌混凝土拔出套筒。可避免流砂、坍孔及排渣等弊病。砂、坍孔及排渣等弊病。n n锤击沉管灌注桩锤击沉管灌注桩n n振动沉
21、管灌注桩振动沉管灌注桩n n内击式沉管灌注桩内击式沉管灌注桩沉管灌注桩的施工程序示意沉管灌注桩的施工程序示意（a a）打桩机就位；（）打桩机就位；（b b） 沉管；（沉管；（c c） 浇灌混凝土；（浇灌混凝土；（d d） 边拔管，边振动；边拔管，边振动；（e e） 安放钢筋笼，继续浇灌混凝土；（安放钢筋笼，继续浇灌混凝土；（f f） 成型成型钻（冲）孔灌注桩钻（冲）孔灌注桩n n原理原理原理原理 用钻机（如螺旋钻、振动钻、冲抓锥钻等）钻土成孔用钻机（如螺旋钻、振动钻、冲抓锥钻等）钻土成孔用钻机（如螺旋钻、振动钻、冲抓锥钻等）钻土成孔用钻机（如螺旋钻、振动钻、冲抓锥钻等）钻土成孔（需泥浆护壁），
22、然后清除孔底残渣，安放钢筋笼，浇灌（需泥浆护壁），然后清除孔底残渣，安放钢筋笼，浇灌（需泥浆护壁），然后清除孔底残渣，安放钢筋笼，浇灌（需泥浆护壁），然后清除孔底残渣，安放钢筋笼，浇灌混凝土。混凝土。混凝土。混凝土。n n施工方法施工方法施工方法施工方法 有正循环、反循环施工法。有正循环、反循环施工法。有正循环、反循环施工法。有正循环、反循环施工法。n n优缺点优缺点优缺点优缺点 优点：入土深，能进入岩层，刚度大，承载力高，桩身优点：入土深，能进入岩层，刚度大，承载力高，桩身优点：入土深，能进入岩层，刚度大，承载力高，桩身优点：入土深，能进入岩层，刚度大，承载力高，桩身变形小，并可方便地进行水下施工。变形小，并可方便地进行水下施工。变形小，并可方便地进行水下施工。变形小，并可方便地进行水下施工。 缺点：要求有专门的设备（钻机），清孔较难彻底缺点：要求有专门的设备（钻机），清孔较难彻底缺点：要求有专门的设备（钻机），清孔较难彻底缺点：要求有专门的设备（钻机），清孔较难彻底护筒的作用护筒的作用1 1）固定桩位，并作钻孔导向；）固定桩位，并作钻孔导向；2 2）保护孔口，防止孔内土层坍塌）保护孔口，防止孔内土层坍塌3 3）隔水，稳固孔壁。）隔水，稳固孔壁。钻孔灌注桩钻孔灌注桩-护筒埋设护筒埋设
