地基处理与基础工程上部

本章重点：地基加固的原理钢筋混凝土预制桩、沉管灌注桩的施工打桩的质量控制灌注桩产生质量事故的原因及预防、处理方法地基处理与基础工程1什么时候需要加固地基?当土层的承载能力较差，如淤泥、冲填土及其它软弱土层或虽然土层较好，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。2.1地基加固处理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。垫层材料有砂石，碎石，三合土（石灰：砂：碎砖（石）＝1：2：4），三七灰土，矿渣，素土等。素土：指碎石土、砂土、粉土、粘性土等“换”的两种常用方法（一）灰土垫层地基灰土垫层具有一定的强度、水稳定性和抗渗性，施工工艺简单，取材容易，费用较低，是一种应用广泛、经济、实用的地基加固方法。适用加固深1-4m厚的软弱土、沉陷性黄土、杂填土等，还可用作结构的辅助防渗层。砂垫层地基（二）砂垫层地基砂垫层地基是用夯（压）实的砂或砂石垫层替换基础下部一定厚度的软土层，以起到提高基础下地基承载力，减少沉降，加速软土层的排水固结作用。适用处理3.0m以内的软弱、透水性强的粘性土地基；不宜用于加固湿陷黄土地基及渗透系数小的粘性土地基。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。“夯”的两种常用方法（一）重锤夯实地基重锤夯实是利用起重机械将夯锤提升到一定高度，然后自由落下，重复夯击基土表面，使地基表面形成一层比较密实的硬壳层，从而使地基得到加固。适用范围：地下水位以上稍湿的粘性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土和分层填土的加固处理。缺点：振动锤表面夯实的加固深度一般为1.2～2.0m。重锤夯实地基1.机具设备1.1夯锤夯锤形状宜采用截头圆锥体，可用C20钢筋混凝土制成。其底部可采用20mm厚钢板，以使重心降低。锤重为1.5-3.0t，落距一般采用2.5-4.5m。重锤夯实地基1.2起重机有摩擦式卷扬机的履式起重机打桩机悬臂式桅杆起重机龙门式起重机重锤夯实地基1.3施工要点1）最优含水量＝塑限含水量±2％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2）夯打顺序：大面积基坑或条形基槽内：一夯挨一夯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独立柱基础基坑内夯打顺序（二）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。强夯地基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。强夯地基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。强夯地基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：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深层搅拌水泥粉喷桩施工近年来新兴起了深层搅拌水泥粉喷桩（简称粉喷桩），可作为软土地基改良加固方法和重力式支护结构。施工时，以钻头在桩位搅拌后将水泥干粉用压缩空气输入到软土中，强行拌合，使其充分吸收地下水并与地基土发生理化反应，形成具有水稳定性、整体性和一定强度的柱状体，同时桩间土得到改善，从而满足建筑基础的设计要求。其桩径一般为500、600、700mm，桩长可达18m。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桩人工成孔灌注桩机械成孔灌注桩摩擦桩端承摩擦桩摩擦端承桩端承桩木桩钢桩钻孔灌注桩冲孔灌注桩挖孔灌注桩沉管灌注桩爆扩桩3.桩的类型钢筋混凝土预制桩制作－钢筋、模板施工打桩质量包括两个方面的内容:一是能否满足贯入度或标高的设计要求；二是打入后的偏差是否在施工及验收规范允许范围以内。摩擦桩的入土深度控制：以标高为主，最后贯入度作为参考端承桩的入土深度控制：以最后贯入度为主，标高作为参考4、打桩的质量控制打入预制桩－末节桩体钻孔灌注桩－混凝土浇筑