第二章地基处理与基础工程

1第二章地基处理与基础工程第一节地基处理及加固[目的要求]了解：地基的局部处理和其它地基加固方法简介。熟悉：换土地基：砂石地基、灰土地基，构造要求、材料要求、施工要点。掌握：、强夯地基：机具、施工、质量。振冲地基：机具、施工、质量。[讲授重点]换土地基：砂石地基、灰土地基，构造要求、材料要求、施工要点。[讲授难点]强夯地基：机具、施工、质量。振冲地基：机具、施工、质量。[讲授内容]一、换土地基（一）砂地基和砂石地基：是将基础下一定范围内的土层挖去，用砂或碎石回填分层夯实，以提高承载力，加速软土层的排水固结。该地基工艺简单、工期短、造价低。适用于处理透水强的软黏土。不适应湿陷性黄土和不透水的黏土。1、构造要求：厚度在0.5~3米，宽度沿两边各放出20~30厘米。2、材料要求：宜用级配良好，质地坚硬的中、粗、砾砂，碎石、石屑或工业废料。不得有草根、垃圾，含泥不超5%，碎石不大于50毫米。3、施工要点：1）先验槽，清理基底稳定边坡，处理孔洞等。2）如深度不同，应先深后浅，挖成斜坡或阶梯搭接，分层夯实。3）人工级配的砂石，应拌合均匀后铺填。4）应分层铺筑压实，每层厚度及含水量（见后表）。下层密实度合格后，再铺上层。5）地下水位高于基底时，应降水，如用水撼振动法时，应控制注水和排水。6）冬期施工不得夹有冰块，防止砂石冻结。4、质量检查：1）环刀取样法，用不小于200cm3的环刀取样测定干密度。2）贯入测定法：先将表面刮去30毫米，用直径20毫米长1250毫米的钢筋，举高700毫米，自由下落，其插入深度可实验确定。（二）灰土地基•适应处理1~4米厚的软土。1、构造要求：厚度同砂垫层，宽度为基础宽加2.5倍灰土厚度之和。2、材料要求：土料可用就地挖出的黏土或塑性指数大于4的粉土，但不得含有机杂质，应过筛粒径不大于15毫米。熟石灰粒径不大于5毫米，不得有生石灰块，其配合比为：石灰：土为2：8或3：7。3、施工要点：1）先验槽，清除松土、软土、孔洞用灰土回填夯实。2）将灰土拌合均匀，含水量应适当，手握•成团，落地即碎为宜。3）铺灰应分段分层，厚度即夯打遍数见下表4）分段施工时，不得在墙角、柱基及承重的窗间墙下接缝，上下应错开500毫米，接缝处应注意夯实。5）在地下水位以下的基坑，应排水，灰土三天内不得浸泡，应及时回填土，否则应进行覆盖，防止日晒雨淋。6）冬期施工不得有冻块，应有防冻措施。4、质量检查：用环刀取样，测定干密度，质量标准可查有关规范。二、重锤夯实地基用起重机将夯锤提到一定高度，用自由下落的冲击力来夯实基土进行加固。21、机具设备：1）起重机可用履带式起重机、打桩机等，起重量：自动脱钩时大于锤重1.5倍；用钢丝绳悬吊时应大于锤重3倍。2）夯锤：宜用截头圆锥体，可用C20混凝土制作，锤重1.5~3吨，底直径1~1.5米，落距为2.5~4.5米，锤底面单位静压力为15~20kPa。吊勾采用半自动脱勾器。2、施工要点：1）首先要试夯，选定锤重、直径、落距，最后下沉量，指最后2击平均每击的夯沉量，黏土和湿陷性黄土取10~20毫米，沙土取5~10毫米，试夯一般6~10遍，施工时增加1~2遍。2）分层虚铺厚度以锤底直径为宜，遍数由试夯确定，不少于两层。3）夯实范围，每边应比基础底面加宽0.3米，边坡应适当放缓4）夯实前如表层土含水量过大，可铺撒吸水材料，或换土，含水量低应适当撒水。三、强夯地基锤重8~30吨，吊起高度6~30米自由下落，给地基以冲击和振动，从而提高强度并降低压缩性，效果好、速度快，但噪声和振动大。适应于碎石、砂土、黏土、湿陷性黄土、填土等。见后图1、机具设备：1）起重机用150KN以上的履带起重机，也可用三角架或龙门架。2）夯锤：可用钢制的，也可用钢板外壳，内装C30混凝土，有圆和方型两种，面积：沙土3~4平米，黏土6平米。2、施工要点1）首先试夯，确定施工技术参数。2）平地、排水、测量放线，铺修道路。3）强夯时的控制以夯击数或沉降量为准，落锤应平稳、准确。4）每夯完一遍后测量下沉量，填平后在夯，直到满足要求。5）应做好强夯测量记录。3、质量检查：检查记录、标准贯入、静力触探等，符合试验指标为合格。四、振冲地基以起重机吊起振冲器进行振动，同时用高压水冲成孔，然后分批填筑砂石并振实，形成桩体，与原地基形成复合地基，提高承载力。1、机具设备：有振冲器、起重机、水泵及管道、运料车，控制电流操作台等。见后图。2、施工要点：1）先进行振冲试验，确定水压、水量、成孔速度、填料方法、填料量、密实电流、留振时间。2）放线定孔位并编号。3）启动水泵和振冲器，徐徐沉入土中，达到设计深度后，减小水压进行清孔，提振冲器。4）填料振密：按试验方法，分次填料振密。5）顶部一米内质量差，应以挖除。6）冬期冻土破碎后施工，防止水管冻结。3、质量检查：定位偏差不大于100毫米，完成后偏差不大于0.2倍孔径。沙土半月，黏土一个月方可检验，方法可采用载荷试验、标准贯入，静力触探等。五、地基局部处理及其他加固方法简介（一）地基局部处理1、松土坑的处理：当范围较小时可挖除回填，沙土用砂石回填，黏土用3：7灰土回填。范围超出基槽边沿时，回填槽可适当加宽，用砂石回填时按1：1放坡，用灰土回填时按0.5：1放坡。当坑的长度大于5米时可做1：2的踏步与两端相连。当坑深大于1.5米时，处理后再加强上部结构，例如用配筋砖跨过松土坑两端各1米。2、砖井或土井处理：在室外距基础5米以内时，先用素土分层夯实，到1.5米深时，拆去砖圈，再回填到顶；如井在室内基础附近，先降水，然后用中粗砂石碎砖等回填到1.5米，然后拆砖圈，用素土回填夯实。如井以回填但不密实有软土，用大块石挤紧在夯实。当井在基础下时，先回填至2米处然后拆除井圈，回填夯实。如井在转角处，除回填外，基础做挑梁压在井上。如上部荷载较大，可做石灰挤密桩，或做钢筋混凝土井盖封闭井口。33、局部软硬土的处理当基础下局部遇基岩、旧墙基、大孤石、化粪池、大树根等均应挖除后回填夯实。当基础落于一部分硬土，一部分软土上时。可在软土做钻孔灌注桩，或做混凝土或砌石支承墙。也可将硬基部分凿去0.3~0.5米，填以中粗砂，做软性褥垫，调整交界部位的不均匀变形。或加大基础的刚度来克服软硬地基的不均匀变形。（二）其他地基加固方法简介1、砂桩地基：通过冲击和振动，把砂挤入土中，形成砂桩。适应于挤密松散沙土、素填土。2、水泥土搅拌桩：用深层搅拌机，把水泥或石灰喷入地下和土搅拌均匀，形成水泥土桩。和原土形成复合地基。适用于淤泥、粉土、软黏土。也可用于基坑护坡。3、预压地基：在施工前先在地基表面压荷重，使其压密、沉降固结，提高强度。4、注浆地基：通过压力贯注化学浆液或胶结剂，将土粒胶结起来的处理方法。5、高真空击密法处理软土地基1）采用特制的高真空系统强制调整土体的含水量，控制需处理的土体逐步接近最优含水量；2）在需处理土体分遍逐步接近最优含水量的同时，采用特制的大型击密设备分遍击密需处理的土体，逐步接近最大密实度；3）根据处理土体的自振频率，调整击振频率；4）正确计算被处理土体超孔隙水压的消散时间，合理确定土体每遍击密的固结恢复时间，严防“弹簧土”的形成；5）根据不同的土体渗透系数、含水量，分层多遍强制调整各层土的真空度、真空气量、平衡参数；6）根据地基的处理深度要求，正确计算各层不同土体击密所需的击振能量本课小结1、换土地基：砂石地基、灰土地基，构造要求、材料要求、施工要点。2、重锤夯实地基：机具设备、施工要点、质量要求3、强夯地基：机具、施工、质量。3、振冲地基：机具、施工、质量。4、地基的局部处理和其它地基加固方法简介。5、作业：97页，1、2。第二节浅埋式钢筋混凝土基础施工[目的要求]了解：浅埋式钢筋混凝土基础施工要求。熟悉：板式基础、杯形基础、筏式基础、箱形基础的构造要求、施工方法掌握：板式基础、杯形基础、筏式基础、箱形基础的构造要求、施工方法[讲授重点]板式基础、杯形基础、筏式基础、箱形基础的构造要求、施工方法[讲授难点]筏式基础、箱形基础的构造要求、施工方法。[讲授内容]一、板式基础包括：柱下独立基础、墙下条形基础。1、构造要求：1）锥形（条形）基础边缘高度不小于200毫米；阶梯形基础每阶高度宜为300~500毫米。2）地基垫层厚度100毫米，混凝土为C10，基础混凝土为C15。43）底板受力钢筋直径不小于8毫米，间距不大于200毫米。保护层厚度：有垫层35毫米，无垫层70毫米。4）竖向插筋的数量应与柱内受力筋相同。施工要点：1）先验槽，清理槽底做垫层。2）弹线、支模、安放钢筋，支垫保护层。3）湿润模板后，连续分层浇筑混凝土，台阶下层浇完停0.5~1小时，再浇上层。4）锥形基础斜面，应随浇随支模，并压紧，以防上浮变形。严禁斜面不支模，用铁锹拍。5）插筋要固定，保证位置正确，防止浇混凝土时位移。混凝土浇完后要覆盖洒水养护。二、杯形基础常用作钢筋混凝土预制柱的基础，中间留凹槽（杯口），插入预制柱。1构造要求：1）杯口深度应满足锚固长度的要求，一般不小于柱长的0.05倍。2）基础的杯底和杯壁厚度应满足设计要求。3）杯底和杯壁配筋应满足设计要求。2施工要点：1）混凝土应按台阶分层浇筑，高基础的高台阶应按整段分层浇筑。2）杯口模板可做成两半式的定型模板，支模时应固定牢固并压浆。3）浇筑杯口时要四侧对称进行，防止挤偏。4）先浇杯底混凝土并振实，并用50毫米厚的细石混凝土找平，待杯底混凝土沉实后，再浇杯口混凝土，初凝后取出杯口模板，并把杯口内侧凿毛。5）施工高杯口基础时，可用后安杯口模板的方法，既当混凝土浇筑接近杯底时，再安杯口模板，浇四周混凝土。三、筏式基础由钢筋混凝土板和梁组成，适用于地基承载力较低，而上部荷载较大的工程。外形象倒置的楼盖，整体刚度较大。有梁板式和平板式两类。1构造要求：1）混凝土不低于C20。2）平面布置应尽量对称，底板厚不小于200毫米，梁高出底板顶300毫米，宽不小于250毫米。3）底板下设100毫米厚的C10混凝土垫层，每边伸出底板不小于100毫米。2、施工要点1）要保证在无水情况下开挖和基础施工。2）先做垫层，然后绑钢筋，安模板，浇筑混凝土可以板梁一次浇完，也可先板后梁。3）一般不留施工缝，必须留设时，应设止水带，施工缝要处理好。4）基础浇筑完毕，表面应覆盖洒水养护，并防止地基被水浸泡。四、箱形基础是由钢筋混凝土底板、顶板、外墙以及内隔墙构成的封闭箱体。可做地下室，整体性好，刚度大，适应软弱地基，荷载较大的工程。1、构造要求：1）平面布置尽量对称，减少偏心矩，防止基础过度倾斜。2）混凝土强度为C20，基础高为建筑物高的1/8~1/12，不小于3米。3）底、顶板厚度应设计确定，一般为200~400毫米，内墙厚200，外墙后250毫米。4）为保证基础的整体刚度，平均每平方米基础面积上墙体长度不小于400毫米，或墙体水平截面不小于基础面积的1/10，其中纵墙数量不小于墙总量的3/5。2、施工要点：1）应保证在干地上施工。2）基础可分块施工，施工缝的留设和处理应符合要求，外墙接缝应设止水带。3）内外墙应连续浇筑，为防止收缩应设后浇带，宽度不小于800毫米，钢筋应贯通。4）施工完应立即回填土，停止降水，应验算抗浮稳定性，如不满足，应对基础加重物。本课小结1、浅埋式钢筋混凝土基础施工：板式基础、杯形基础、筏式基础、箱形基础的构造要求、施工要点。52、作业：浅埋式钢筋混凝土基础有那几种？各自的构造要求是什么？[目的要求]了解：桩基础的工作特点和桩基础的分类熟悉：预制桩的制作、运输、打桩以及常见问题的原因和处理方法。掌握：预制桩的制作、运输、打桩方法；灌注桩的施工方法，以及常见问题的原因和处理方法。[讲授重点]预制桩的制作、运输、打桩方法；灌注桩的施工方法，以及常见问题的原因和处理方法。[讲授难点]灌注桩的施工方法，以及常见问题的原因和处理方法。[讲授内容]一、桩基础的工作特点桩基础是一种既古老又现代高层建筑物和重要建筑物工程中被广泛采用的基础形式。桩基础的作用是将上部结构较大的荷载通过桩穿过软弱土层传递到较深的坚硬土层上，以解决浅