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建筑施工技术3地基处理与桩基工程3.1地基处理3.2预制桩施工3.3灌注桩施工3.4桩基的检测与验收3地基处理与桩基工程知识目标：1.掌握地基的处理方法、适用范围、施工要点和质量检查2.熟悉桩基础的施工工艺；掌握桩基础的质量验收标准及检测方法难点与重点：1.各种地基处理方法的适用范围及施工顺序2.桩基础的施工工艺3.1地基处理3.1.1影响地基稳定的因素及地基处理的原则方法一、影响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、地基处理的方法局部地基处理软土地基加固《建筑地基基础设计规范》GB50007-2011《建筑地基处理技术规范》JGJ79-2012《建筑基坑工程技术规程》JGJ120-2012《建筑基桩检测技术规范》JGJ106-2003《建筑桩基技术规范》JGJ94－2008三、地基处理的原则将局部软弱层/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(均匀)，以减少地基的不均匀下沉。3.1.2局部地基处理一古墓、坑穴的处理将坑中的软松土、虚土全部挖除，使坑底及四周均见天然土，然后用与坑边天然土层相近的材料分层夯实回填至坑底标高处。常用回填材料：砂、砂砾石、天然土、3∶7或2∶8的灰土。采用天然土分层夯实回填时，每层厚度200mm，如图1.36（a）所示。软松土坑范围较大，超过地槽的宽度时，应将该范围内的基槽适当加宽，挖至天然层，将部分基础加深，做成1∶2踏步与两端相接，如图1.36（c）所示。2.1二.砖井、枯井、土井的处理当井在基槽范围内时，应将井的井圈拆至地槽下1m以上，井内用中砂、砂卵石材料分层夯填处理，在拆除范围内用2∶8或3∶7灰土分层回填夯实至槽底(图1.38)。对于范围和深度较大的软土坑，由于回填材料与天然地基密实度相差较大，会造成基础不均匀下沉，所以还要考虑加强上部结构的强度，以抵抗地基不均匀沉降而引起的内力。在防潮层下设钢筋混凝土或钢筋砖圈梁(图)2.3三.局部范围内硬物的处理当桩基或部分基槽下有基岩、旧墙基、老灰土、压实路面等硬土或坚硬物时，首先在地坑、地槽范围内尽可能地挖除，以免基础局部落在硬物上造成不均匀沉降使上部建筑物开裂。硬土、硬物挖除后，若深度小于1.5m时，可用砂、砂卵石或灰土回填；若长度大于5m时，则将槽底做1：2踏步灰土垫层与两端紧密连接，然后做落深基础。四.橡皮土的处理概念：含水量大且趋于饱和时的粘性土，如果直接夯打或反复碾压，就容易形成有颤动弹性感的“橡皮土”。处理方法：避免直接夯拍，采用晾槽或掺石灰粉的办法降低含水量后压实。若施工中已出现橡皮土，则应将橡皮土层挖除，然后在槽底适当加深的情况下铺垫一层承载力高、符合设计要求的垫层地基，如砂土或级配砂石垫层等。一.换填法施工1、施工顺序：挖软弱层→分层回填→分层夯实→每层夯实后检测→回填到设计标高并验收2、适用范围淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基上部荷载不太大。砂/砂石/碎石地基适用于处理透水性强的软弱粘性土地基，不适用湿陷性黄土地基和不透水的粘性土地基。灰土地基适用于处理1~4米厚的软弱土。3.1.3软土地基加固换填法、重锤夯实法、强夯法、灰土挤密桩法、深层搅拌桩法3、材料要求砂土灰土灰土土料应选择粘性土或塑性指数大于4的粉土。配合比有2:8，3:74、施工要点施工前先验槽、清浮土、排水、打底夯两遍。分层回填，厚度200～300mm，灰土用机械打夯或碾压；砂土振动碾压。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500mm，接缝处夯实。灰土夯实后3d内不得泡水。分段施工或地基地面不在同一标高上时，接头处应做成台阶形，且上下层错开0.5～1米。地基宽度应沿基础外边沿各放出200～300mm。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。换填地基质量检验标准见书48表3-2所示。换填地基质量检验标准。砂和砂石垫层粉煤灰垫层灰土垫层检验批验收二.挤密法原理：将重锤提升一定高度后自由落下，利用给地基的冲击力和振动加密地基土。适用范围：重锤夯实法：地下水位埋深0.8米以上粘性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土、分层填土地基强夯法：碎石土、砂土、粘性土、湿陷性黄土、填土地基机具：夯锤、起重器械、（脱钩装置）施工要点：①编制施工方案，确定夯打顺序(先周边后中间、先外后里)，进行施工技术交底②试夯：确定夯击时的施工参数（最后下沉量、总下沉量）③夯实范围＞基础范围，每边宽＞0.3米；④夯实前基坑底面标高=设计标高+总下沉量+50~100mm。地基土含水量应控制在ωop±2%⑤做好施工记录⑥强夯法夯实时，若地下水位较高，应在表层铺0.5~2米中粗砂地基，以支撑起重设备，并快速消除孔隙水压力。重锤夯实机械及施工现场强夯机及夯锤区别：重锤夯实法强夯法锤重1.5~3t8~30t落距2~5米6~30米加固深度1.5~3米表层土3~10米深层土夯击功≥800kN/m2适用范围地下水位埋深0.8米以上粘性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土、分层填土地基碎石土、砂土、粘性土、湿陷性黄土、填土地基质量检查施工记录；夯击检查点：独立基础≥1个，基槽≥1点/30m2,基坑≥2点/100m2标准贯入、静力触探法；检查点每单位工程≥3点。质量验收标准及方法：质量验收标准及方法：三.深层搅拌法施工(水泥土搅拌桩)原理：利用特制的深层搅拌机在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。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→移动至下一根桩质量检验四.灰土挤密桩法施工原理：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。素土桩与灰土桩的区别五.CFG桩钻孔→压入CFG材料成桩CFG桩+桩间土+褥垫层→复合地基3.2预制桩一.桩基础基本知识分类1.按承载的性质分端承桩：穿过软弱土层，而达到坚硬土层的桩。以桩尖阻力承担全部荷载，控制以贯入度为主。摩擦桩：悬浮于软弱土层的桩。以桩身于土层的摩阻力承担全部荷载。桩尖进持力层深度或桩尖标高为参考。2.按桩制作工艺分预制桩现场灌注桩3、按桩直径大小分①小直径桩d≤250mm②中等直径桩③大直径桩d≥800mm4、按成孔方法分①非挤土桩②部分挤土桩③挤土桩5.按外形分：方桩、管桩、板桩3.2.1钢筋混凝土预制桩施工3.2.1.1钢筋混凝土预制桩的制作、运输和堆放一.桩的制作、起吊、运输与堆放预制桩的制作工艺过程：间隔重叠法制作场地压实、整平→场地地坪浇筑→支模→扎钢筋→浇混凝土→养护至30％强度拆模→支间隔端头模板、刷隔离剂、绑钢筋→浇间隔桩混凝土→制作第二层桩→养护至70％强度起吊→达100％强度运输、堆放。间隔重叠法制作方法：较长桩在施工现场预制。砼强度等级≥30MPa，主筋连接宜采用对焊。浇筑应由桩顶→桩尖连续进行，严禁中断。制作偏差应符合规范的规定。钢筋混凝土预制桩预制桩的起吊：砼达设计强度的70%方可起吊，达100%时方可运输。吊点位置随桩长而异。预制桩的运输：运输过程中支点应与吊点位置一致。且随打随运。避免二次搬运。预制桩的堆放：堆放场地应平整坚实。垫木间距由吊点确定，且上下对齐，堆放层数不宜超过4层(a)1点吊桩(b)2点吊桩(c)3点吊桩(d)4点吊桩+M－M二、锤击沉桩的施工（一）打桩机械桩架、桩锤、动力装置1．桩锤的选择根据现场情况、机具设备条件及工作效率确定：落锤、蒸汽锤、柴油锤、振动锤。桩锤重＞桩重的1.5～2倍时，沉桩效果较好。2．桩架的选择桩架的选择应考虑桩锤类型、桩的长度和施工现场的条件等因素。桩架的高度=桩长＋桩锤高度＋滑轮组高＋起锤移位高度＋安全工作间隙3．动力装置的选择动力装置的选择应根据桩锤的类型来确定。广州大学城工地——柴油锤捶击沉桩，一般用在对周围居民影响不大的空旷地区。（二）沉桩前的准备工作1．清除地上、地下障碍物，对场地进行平整并做好排水工作。2．放出桩的基准线并定出桩位，在不受打桩影响的适当位置设置水3．接通现场的水、电管线，准备好施工机具；做好对桩的质量检验4．打桩试验（≥2根）——检验设备和工艺是否符合要求。5.做好施工方案，确定打桩顺序（三）打桩顺序：逐排打、自中央向边缘打和分段打等三种当桩中心距＞4倍桩长或桩径时，可采用逐排打或两侧同时向中间打。当桩中心距≥4倍桩长或桩径时，不考虑挤土效应对标高不一的桩应遵循“先深后浅”的原则；对不同规格的桩，应遵循“先大后小、先长后短”的原则。考虑挤土效应时，采用以下打桩顺序：（四）打入桩的施工工艺桩机就位→吊桩→打桩→送桩→接桩→拔桩→截桩（送桩）落锤原则：重锤低击接桩的方法：焊接、法兰连接、硫磺胶泥锚结硫磺胶泥锚结（五）打桩过程中常见的问题（1）桩顶碎裂、桩身断裂。（2）桩身倾斜。（3）桩打不下或一桩打下邻桩升起（4）接桩处拉脱开裂（六）质量控制：满足贯入度或标高要求。三、静力压桩法1.原理：利用静力压桩机将预制桩压入土中的一种施工方法。2.特点：无振动、无噪音、对周围环境影响小，适合在城市中施工。桩的断面和配筋可以减小。3.施工要点：在沉桩施工过程中需连续进行，以防间歇过久，难以沉桩。4.施工机械：机械静力压桩机、液压静力压桩机。压桩长度可达37m。静力压桩施工现场5.施工工艺：场地清理→测量定位→桩机就位→吊桩→桩尖就位插桩→桩身对中调直→压桩→接桩→再压桩→终止沉桩→截桩（送桩）四、振动沉桩法•利用固定在桩顶部的振动器所产生的激振力，使桩表面与土层间的摩擦力减少，桩在自重和振动力共同作用下沉人士中。•适用于在粘土、松散砂土及黄土和软土中沉桩，更适合于打钢板桩，同时借助起重设备可以拔桩。DZM100液压振动锤二台桩锤联动打钢管桩DZJ135振动桩锤白马河特大桥振动沉桩共32页第24页五.植桩法沉桩在沉桩部位按设计要求的孔径和孔深先用钻机钻孔，在孔内插入预制钢筋混凝土桩，然后采用锤击或振动锤打入法，将桩打入设计持力层标高植打桩顺序为：先打长桩，后打短桩；先打外围桩，后打中间桩，以防止土体位移对四周建筑物及各种设施造成的影响。六.预制桩头的截桩承台施工前要按承台底标高对已验收合格的预制桩进行截桩处理，截去高出的桩身砼，剔出桩身受力主筋锚入承台内。截桩施工应防止对桩身的过大震动和破坏。预应力管桩加焊锚固钢筋截桩后浇注砼垫层截桩作业中六预制桩的沉桩质量控制⑴桩的垂直偏差应控制在1%以内，平面位置的偏差，单排桩不大于100mm，多排桩为1/2～1个桩的直径或边长。⑵承受轴向荷载的磨擦桩的入土深度控制，以标高为主，贯入度为参考；按标高控制的桩，桩顶标高的允许误差为±50mm。⑶端承桩的入土深度以最后贯入度控制为主，标高作为参考。⑷如遇桩顶位移或上升涌起、桩身倾斜、桩头击碎严重、桩身断裂、沉桩达不到设计标高等严重情况时，应暂停施工，采取相应措施处理后方可继续施打。3.3灌注桩施工不同成孔方法：钻孔灌注桩（干作业成孔、泥浆护壁成孔）、套管成孔、人工挖孔灌注桩等。3.3.1泥浆护壁成孔灌注桩原理：利用原土自然造浆或人工造浆浆液进行护壁，通过循环泥浆将被钻头切下的土块带出孔外成孔，然后安放钢筋笼，水下灌注混凝土成桩。适用范围：地下水位较高的黏性土、粉土、砂土填土、碎石土及风化岩层。分类1.潜水钻机钻孔正循环排渣法反循环排渣法2.冲击钻机钻孔施工工