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地基与基础工程概述•必须防止强度破坏和失稳•必须控制基础的沉降不超过地基的变形允许值•尽量采用相对埋深不大普通施工就能成型的浅基础地基：指在建筑物载荷作用下基底下方产生的变形的那部分土层。•人工地基上的浅基础•特殊施工手段置入相对埋深较大的深基础基础：指将建筑物或者构筑物载荷传递给地基的下部结构2.1浅基础刚性基础：抗压强度大，抗弯、抗拉强度小的材料制成•砖•毛石•灰土•混凝土•三合土柔性基础：抗弯、抗拉、抗压强度都大•钢筋混凝土基础2.1.1浅基础类型按受力特点可分为分•单独基础：多呈柱墩形，界面梯形或锥形•带形基础：长度远大于高、宽，墙下条基•交梁基础：将纵横带形基础连接整体•筏板基础按构造形式分类•砖基础•毛石基础•灰土基础•混凝土和毛石混凝土基础•碎砖三合土基础•钢筋混凝土基础按材料不同分类2.1.2浅基础施工•2.1.2.1砖基础施工•砖基础是由垫层、基础砌体的扩大部分(俗称大放脚)和基础墙三部分组成。一般适用于土质较好、地下水位较低(在基础底面以下)的地基上。•基础墙下砌成台阶形的基础砌体的扩大部分，当承载力大于150kPa时，采用等高式大放脚，二皮一收；当承载力小于150kPa时，采用不等高式大放脚一皮一收与二皮一收的间隔式(等高式)两种。每次收进时，两边各收1/4砖长(即约60mm)。•砖基础若不在同一深度，则应先由底往上砌筑。•砖基础灰缝厚度为8~12mm。•接槎应留成斜槎或直槎设置拉结筋。•2.1.2.2石基础施工•石基础可用毛石或毛条石，以铺浆法砌筑。•砌筑时，第一层应先座浆，选较大的且较平整的石块铺平，并使平整的一面着地。砌第二层以上时，每砌一块石，应先铺好砂浆，再铺石块。上下两层石块的竖缝要互相错开，并力求丁顺交错排列，避免通缝。•2.1.2.3混凝土和毛石混凝土基础施工•混凝土及毛石混凝土基础一般用于层数较高(三层以上)的房屋，在地基土质潮湿或地下水位较高的情况下尤其合适。•基槽经过检验，弹出基础的轴和边线，即可进行基础施工，基础混凝土应分层浇筑，并振捣密实。对于阶梯形基础，每一阶内应再分浇筑层，并应注意边角处混凝土的密实。基础一般应连续浇捣完毕，不能分开浇筑。如基础上有插筋时，在浇捣过程中要保证插筋位置不能移动。•混凝土浇筑时可以加入25%左右的毛石，粒径不大于150mm，也不超过结构界面最小处1/4。•高于2m，用溜槽送混凝土入基坑。完毕后覆盖和浇水养护。2.2地基处理当土层的承载能力较差，如淤泥、冲填土及其它软弱土层虽然土层较好，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。什么时候需要加固地基?强度及稳定性问题压缩及不均匀沉降问题地下水流失及浅蚀和管涌问题动力荷载下的液化、失稳和震陷问题地基问题包括：•2地基加固的原理•1)地基加固原理：•“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减小软土层的承压力。•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。•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。•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。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2.2.1换土垫层法•1原理•换土垫层法是先将基础底面以下一定范围内的软弱土层挖去，然后回填强度较高、压缩性较低、并没有侵蚀性的材料，如中粗砂、碎石或卵石、灰土、素土、石屑、矿渣等，再分层夯实，作为地基持力层。•2作用•提高地基承载力，并通过垫层的应力扩散作用，减少垫层下天然土层所承受的压力，减少基础沉降。•3砂垫层宽度确定•厚度：应根据垫层底部软层的承载力来确定，即当上部载荷通过砂垫层按一定的扩散角传至下卧土层时，下卧土层顶面所受总压力不应超过其容许承载力。一般取1~2m。如果厚度小于50cm时，效果不明显；如果厚度大于3m，则施工比较困难。•宽度：一方面要满足应力扩散要求，另一方面要防止垫层向两边软弱土层挤出。•4材料要求•宜采用质地坚硬的中砂、粗砂、砾石、碎石、卵石、石屑。粒径不大于50mm。验槽：先将基底表面的浮土、淤泥等杂物清除干净，边坡必须稳定，防止塌方。砂和砂石地基底面宜铺设在同一标高上，如果深度不同时，施工应先深后浅的顺序进行。土面应挖成踏步和斜坡搭接，搭接处应充分夯实。按级配拌和填筑材料分层填筑、压实，铺筑厚度应符合相关要求。地下水位高于基坑底面施工时，应采用排水和降水等措施保证坑底无积水冬季施工时不得采用带有冰块的砂石作为地基，并且要防止水冻结。2.2.1.3施工要点2.2.2重锺夯实法•定义：重锺夯实法是利用起重机械将重物提升到一定高度后自由下落，重复夯打击实地基土表面，从而使浅层地基受到压密加固。•适用范围：重锤夯实法适合于处理离地下水位0.8m以上稍湿的粘性土、砂土、湿陷黄土、杂填土和分层填土的地基。•优点：施工简便，费用较低•缺点：分布较密，夯击遍数多，施工期相对较长，同时夯击量小，空隙水难以消散，加固深度有限，当土含水量较高时，易形成橡皮土，处理困难。（1）起重机械•可采用配有摩擦式卷扬机的履带式起重机、打桩机、龙门式起重机等，起重能力：自动脱钩时，应大于夯锤重量的1.5倍；钢绳悬挂时，应大于夯锤重量的三倍。（2）夯锤•截头圆锥体，可采用C20钢筋混凝土制作，可以在底部配置钢板以降低重心，锤重1.5~3.0t，底直径1.0~1.5m，落距为2.5~4.5m机具设备施工要点（1）施工前应在现场进行试夯，选定夯锤重量、底面直径和落距，以便确定最后下沉量及相应的夯击遍数和总下沉量。（2）夯实分层填土地基时，每层的虚铺厚度应相当于直径为宜，夯击遍数由试夯确定，试夯层数不宜小于两层。（3）基坑的夯实范围应大于基础底面，每边应比设计宽度宽0.3m以上，以便于底面边角夯打密实。（4）夯实时地基土的含水量应控制在最优含水量范围内。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。（5）大面积基坑或条形基槽内：一夯挨一夯。同一循环中同一夯位应连夯两遍，下一循环的夯位，应与前一循环错开1/2锤底直径。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夯位搭接2.2.3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。•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。•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2-4m2，粘性土为3-4m2，淤泥质土为4-6m2。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。•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：施工要点（1）施工前应进行地基勘测和试夯。（2）强夯前应进行平整场地，周围作好排水沟，按夯点布置测量放线确定夯位。（3）强夯必须按实验确定的参数进行，可采用控制每个夯点的夯击数或者沉降量作为控制。（4）每夯击一遍后，应测量场地平均下沉量，然后将夯坑填平，方可进行下一夯。（5）强夯最好在干旱季节施工。2.2.4振冲法•利用振动和水冲加固土体的方法称为振冲法。•分为：振冲挤密法（振密松砂地基）和振冲置换法（粘土加入其他材料）。•2.2.4.1振冲挤密的原理•原理：一方面是靠振冲器的强力振动使饱和砂层发生液化，使颗粒重新排列，空隙减少；另一方面是靠振冲器的水平振动力，在加回填料情况下通过填料使砂层挤压加密。•2.2.4.2振冲置换的原理•原理：利用振冲器在高压水流下边振边冲，在软弱粘性土地基中成孔，再在孔内分批填入碎石等坚硬材料制成一根根桩体，称为碎石桩。定位成孔清孔振密•采用带潜水电机的振冲器，其功率、振动力、振动频率等参数，可按加固的孔径大小、达到的土体密实度选用。（1）振冲器•起重能力和提升高度均要符合施工和安全要求，起重能力一般为80~150kN。（2）起重机械•供水压力宜大于0.5Mpa，供水量大于20m3/h（3）水泵及供水管道•翻斗车、手推车或者皮带运输机，按施工要求选择（4）加料设备•控制电流操作台，附有150A以上容量的电流表，500V电压表（5）控制设备施工要点（1）施工前应先在现场进行振冲实验，以确定成孔合适的水压、水量、成孔速度、填料方法、达到土体密实度的密实电流、填料量和留振时间（2）振冲前，应按设计图定出冲孔中心位置（3）启动水泵和振冲器，水压可以400~600kpa，水量可用200~400L/min，使振冲器以1~2m/min的速度徐徐沉入土中，每沉0.5~1m，宜留振5~10s进行扩孔，待孔内泥浆溢出时再继续沉入。达到设计深度时，振冲器应在孔底适当停留并减小射水压力，以便排除泥浆清孔。（4）填料和振密方法，一般采取成孔后，将振冲器提出孔口，将振冲器提出孔口，从孔口往下填料，然后再下降振冲器至填料中进行振密，待密实电流达到要求时，将振冲器提出，按此过程自下而上循环操作，至成桩完成（5）振冲桩施工时桩顶部约1m范围内的桩体密实度难以保证，一般予以挖除，另做地基，或用振动碾压压实。第三节桩基础工程•当地基较好时一般建筑物或构筑物多采用天然浅基础，它造价低、施工简便。如果地基土较弱，可采用机械压实、强夯、堆载预压、深层搅拌、化学加固等方法进行人工加固，形成人工地基。如深部土层也软弱，或上部荷载较大，或对沉降有严格要求的建筑物、构筑物以及桥梁基础等，则往往需采用深基础。桩基础（最常用）墩基础地下连续墙沉井基础沉箱基础深基础的类型•一、桩基础的作用和分类•1、桩基的组成与作用•桩基础是深基础应用最多的一种基础形式，它由若干个沉入土中的桩和连接桩顶的承台或承台梁组成。•桩的作用是将上部建筑物的荷载传递到深处承载力较强的土层上，或将软弱土层挤密实以提高地基土的承载能力和密实度。桩基础按受力性质分端承桩摩擦桩按材料分钢筋砼桩预应力钢筋砼桩复合地基桩按制作方法分预制桩现浇