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建筑施工工艺第2章：地基与基础工程与鉴别知识点：地基处理、浅基础、桩基础。技能点：选择、确定桩基础的施工方法。学习重点：软土地基的处理，浅基础的施工方法，预制桩施工顺序确定、质量事故产生的原因和预防措施；沉管灌注桩常见质量事故的预防和处理，安全施工措施。学习难点：各类桩的成孔及浇注质量控制及浅基础的施工方法。第2章地基与基础工程施工2.1地基处理与加固2.2浅基础施工2.3桩基础施工主要内容小结2.1地基处理与加固影响建筑物的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、液化失稳和震陷地基处理的原则将局部软弱层或硬物尽可能挖除，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，以减少地基的不均匀下沉2.1.1基坑验槽当基坑（槽）挖至设计标高后，应组织勘察、设计、监理、施工方和业主代表共同检查坑底土层是否与勘察、设计资料相符，是否存在填井、填塘、暗沟、墓穴等不良情况，这称为验槽。验槽的方法以观察为主，辅以夯、拍或轻便勘探。基坑验槽基坑验槽一、观察验槽观察验槽的内容包括：⑴检查基坑(槽)的位置、断面尺寸、标高和边坡等是否符合设计要求。⑵检查槽底是否已挖至老土层(地基持力层)上，是否继续下挖或进行处理。⑶对整个槽底土进行全面观察：土的颜色是否均匀一致；土的坚硬程度是否均匀一致，有无局部过软或过硬；土的含水量情况，有无过干过湿；在槽底行走或夯拍，有无振颤现象或空穴声音等。挖掘探查拉线检查夯、拍验槽是用木夯、蛙式打夯机或其他施工工具对干燥的基坑进行夯、拍（对潮湿和软土地基不宜夯、拍，以免破坏基底土层），从夯、拍声音判断土中是否存在土洞或墓穴。对可疑迹象，应用轻便勘探仪进一步调查。二、夯、拍验槽观察验槽应重点注意柱基、墙角、承重墙下受力较大的部位。仔细观察基底土的结构、孔隙、湿度、含有物等，并与设计勘察资料相比较，确定是否已挖到设计的土层。对于可疑之处应局部下挖检查。1基坑验槽三、轻便勘探验槽轻便勘探验槽是用钎探、轻便动力触探、手摇小螺纹钻、洛阳铲等对地基主要受力层范围的土层进行勘探，或对上述观察、夯或拍发现的异常情况进行探查。基坑底层基土质量钎探检查1基坑验槽四、钎探验槽•钎探是用锤将钢钎打入坑槽底以下土层内的一定深度，根据锤击次数和入土难易程度来判断土地软硬情况及有无土洞、枯井、墓穴和软弱下卧层核对基槽土质和地下水情况步骤：1.绘制钎探点布置图2.准备锤和钢钎3.按钎探顺序号进行钎探施工4.要求大钎时用力一致，落锤高度一致5.结束后应从上而下逐步分析钎探情况6.钎探后的孔用砂填实轻、重型动力触探仪动力、静力触探一体履带车系统地基钎探施工现场地基钎探施工现场无法验槽的情况•基槽底面与设计标高相差太大•基槽地面坡度较大，高差悬殊•槽底有明显的机械车痕，槽底土扰动明显•槽底有明显机械开挖，未加人工清除的沟槽、铲齿痕迹•现场没有详勘阶段的岩土工程勘察报告或附有结构设计总说明的施工图阶段的图纸2.1.2地基局部处理一、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：当地基为粘性土，含水量大且趋于饱和时，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、适应设计要求的垫层地基，如砂土或级配砂石垫层等。2.1.3地基处理方法当结构的荷载较大，地基土质又较软弱(强度不足或压缩性大)，不能作为天然地基时，可采取人工加固处理的方法改善地基性质，提高承载力、增加稳定性，减少地基变形和基础埋置深度。第4讲基坑验槽及地基加固处理地基加固的原理2.1地基加固的原理“将土质由松变实”，“将土的含水量由高变低”，即可达到地基加固的目的。工程实践中的各种加固方法均是从这一加固原理出发。地基碾压加固⑴软弱地基包括：淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基。2.1地基加固的原理地基处理的对象⑵特殊土地基包括：软土、湿陷性黄土、膨胀土、红粘土和冻土等地基。吹填土的施工现场淤泥质土湿陷性黄土膨胀土地基加固处理的综合措施拟定地基加固处理方案时，应考虑地基与上部结构共同工作的原则，从地基处理、建筑和结构设计、施工方案方面均采取相应措施，绝不能单纯对地基进行处理。其具体措施有：⑴改变建筑体形，简化建筑平面；⑵调整荷载差异；⑶合理设置沉降缝；⑷采用轻型结构、柔性结构；⑸加强房屋的整体刚度；⑹偏心荷载较大时，对基础进行移轴处理；⑺施工中正确安排施工顺序和施工进度。2.1地基加固的原理地基加固处理的方法很多，归纳起来无非是：“挖”、“填”、“换”、“夯”、“压”、“挤”、“拌”七个字。2地基加固处理一、地基加固的方法1、挖当软弱土地基的承载力或变形满足不了建筑地基的要求，而软弱土层的厚度不大时，挖去软土层将基础置于承载力大的基岩或坚硬的土层中，最为经济。挖去厚度不大的软土层2、填当软土层较厚、承载力或变形又与建筑地基要求的差距不大时，可在软土层上直接回填一定厚度的好土，以提高地基持力层的承载力，减小软土层的承压力。在软土层上回填好土软土层较厚时，将基础下面一定范围内的软土挖去,代之以人工填筑的垫层作持力层。采用砂石、三合土、矿渣、素土等材料换土的地基分别称为砂石地基、三合土地基、粉煤灰地基。3、换填法砂石地基施工砂石垫层剖面图2.2地基加固的方法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，提高土壤的密实度和承载力。4、夯实法平板振动夯进行地基夯实冲击夯进行软土压实施工2.2地基加固的方法共41页第14页非饱和土的夯实过程，就是土中的气相(空气)被挤出的过程，其夯实变形主要是由于土颗粒的相对位移引起。土力学与基础工程西南科技大学是一种较常采用的地基处理方法,它是用起重机械将大吨位夯锤(一般不小于8t)起吊到高处(一般不小于6m)后，自由落下，对土体进行强力夯实。强夯施工中2.2地基加固的方法强夯适用于粘性土、湿陷性黄土及人工填土地基的加固。但强夯产生的振动对已建成或在建的建筑物有影响时，不得采用。4.1强夯法施工强夯可提高地基土的强度，降低土的压缩性，改善土的抗液化条件。吊起夯锤自动脱钩装置起重机配三角架起吊夯锤下落瞬间起重机配龙门架起吊夯坑2.2地基加固的方法在夯坑内回填块、碎石，强行夯入并排开软土，形成砂石桩与软土的复合地基，称之为强夯置换（或动力置换、强夯挤淤）。4.2强夯置换2.2地基加固的方法强夯置换施工碎石被夯入深坑中起出并清理夯锤在冲击动能作用下，地面会立即产生沉降，一般夯击一遍后，其夯坑深度可达0.6—1.0m，夯坑底部形成一层超压密硬壳层，承载力可比夯前提高2—3倍。土力学与基础工程夯击点布置及间距等边三角形或正方形布置夯击点。工业厂房可根据柱网来布置夯击点。夯距通常为5—15m土力学与基础工程西南科技大学5、“压”•预压法分为：真空预压法和加载预压法•预压法也称为排水固结法：排水固结法：在地基中设置沙井（或塑排水板）等竖向排水体，然后进行加载预压，或利用建（构）筑物自身重量分级加载，使土体中的空水排出，逐渐固结，地基沉降，强度提高。可分为准载预压、真空预压、准载真空联合预压、塑料排水板。•适用范围：适用于处理淤泥与淤泥质土冲填土等饱和黏性土地基排水板：袋装砂井排水系统加压系统排水固结法是由排水系统和加压系统两部分共同组合而成的。土力学与基础工程是在软土地基表面先铺设砂垫层、埋设垂直排水竖井，再用不透气的封闭膜使之与大气隔绝，薄膜四周埋入土中，通过埋设的排水竖井，用真空装置进行抽气。抽气使地表砂垫层及排水竖井内形成负压，使土体内部与排水竖井之间形成压力差。压差作用下土体中的孔隙水不断由排水竖井排出，从而使土体固结。5.1真空预压法吹填施工软弱的吹填地基2.2地基加固的方法真空预压和降水预压是在负超静水压力下排水固结，又称为负压固结。按照竖向排水体的不同，真空预压法又可分为普通砂井、袋装砂井和塑料排水带。袋装砂井施工袋装砂井施工机械袋装砂井埋设完毕袋装砂井2.2地基加固的方法•真空预压法5.2堆载预压法在饱和软土地基上施加荷载后，孔隙水被缓慢排出，孔隙体积随之减少，地基发生固结变形，土体的密实度和强度提高。加载预压堆载预压法包括加压系统和排水系统。按堆载材料分为自重预压、加载预压和加水预压。按加压程序可分为单级加荷和多级加荷。加水预压2.2地基加固的方法加载预压法袋装砂井多孔单一结构型塑料排水板复合结构塑料排水板塑料排水板塑料排水板施工施工后的塑料排水板袋装砂井埋设完毕2.2地基加固的方法共41页第23页袋装砂井与排水横管连接插板机在进行塑料排水带施工2.2地基加固的方法塑料排水带埋设完毕共41页第26页真空预压法—覆盖封闭膜真空预压法—排气进行时真空预压法的新发展低位真空预压法高真空击密法覆水真空预压法覆水真空预压法2.2地基加固的方法用带桩靴的工具式桩管打入土中，挤压土壤形成桩孔，拔出桩管再在桩孔中灌入砂石或石灰、素土、灰土等填充料进行捣实。其原理是挤密土壤、排水固结，提高地基的承载力，俗称“挤密桩”。包括碎(砂)石桩、石灰桩、灰土桩、CFG桩等。5.6深层挤密法施工完的灰土桩灰土桩施工现场2.2地基加固的方法⑴CFG桩CFG桩又称水泥粉煤灰碎石桩。由长螺旋钻机或振动沉管桩机成孔，将碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和灌注成桩。CFG桩的适用范围很广,在砂土、粉土、粘土、淤泥质土、杂填土等地基均有大量成功的实例。CFG桩破桩头施工现场CFG桩施工现场CFG桩和桩间土通过褥垫层形成CFG桩复合地基又称振冲碎石桩，是用振动或冲击荷载将底部装有活瓣式桩靴的桩管挤入地层，在软弱地基中成孔后，再将碎石从桩管投料口处投入桩管内，然后边击实、边上拔桩管，形成密实碎石桩，并与桩间土体形成复合地基。⑵挤密碎石桩碎石桩施工流程图边击实、边拔管碎石桩施工全景2.2地基加固的方法共41页第32页干法振冲碎石桩-底部给料(法国公司)2.2地基加固的方法振冲碎石桩施工待验收的碎石桩共41页第33页5.7“拌”•水泥搅拌法分为：深层搅拌法和粉体搅拌法•适用范围：适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、粘性土以及无流动地下水的饱和松散土等地基（1）SMW工法桩SMW工法桩是深层搅拌桩的一项新工艺，以多轴型钻掘搅拌机钻掘，在钻头处喷出水泥系强化剂与地基土反复混合搅拌，各施工单元之间采取重叠搭接施工，在水泥土混合体未结硬前插入H型钢或钢板作为应力补强材，形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体。清除钻头上的余泥形成一道地下连续墙型钢补强材导沟三轴型钻掘搅拌机水泥浆液钻杆⑵高压旋喷桩是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆