建筑施工技术之地基与基础工程

建筑工程技术之地基与基础工程2.1浅基础的类型地基与基础工程目录2.2刚性基础施工2.3钢筋混凝土扩展基础施工2.4桩基础的分类2.5钢筋混凝土预制桩目录2.6钢筋混凝土灌注桩施工2.7地基处理地基与基础工程单元2地基与基础工程地基基础是建筑物的根基，属于地下隐蔽工程。其施工质量的好坏，直接影响到建筑物的安危，建筑物的质量事故很多都与地基基础有关，而且一旦发生事故后果都很严重且难以补救，因此，要学习掌握建筑施工技术，地基与基础是根本。单元2地基与基础工程本单元主要讲述钢筋混凝土基础施工、桩基础施工和地基处理，从施工准备入手，对各工序施工中的施工过程、施工要点、安全要求、质量验收等方面进行阐述，使学生了解钢筋混凝土基础和桩基础的类型，掌握钢筋混凝土扩展基础、静力压桩、机械夯扩桩和人工挖孔桩的施工工序、施工要点和安全要求，熟悉质量验收标准。单元2地基与基础工程地基基础施工的主要依据有《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300—2001）、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB50202—2002）以及相关的国家标准、规范和规程等。2.1浅基础的类型浅基础一般是指基础埋深小于基础宽度或深度不超过5m的基础。浅基础可按材料、结构形式和受力特点来分类。浅基础按材料分类如表2.1所示。2.1.1按材料分类2.1浅基础的类型项目构造及特点砖基础由烧结普通砖砌筑而成的基础，属于刚性基础范畴。这种基础的特点是抗压性能好，整体性、抗拉、抗弯、抗剪性能较差，材料易得，施工操作简便，造价较低适用于地基坚实、均匀，上部荷载较小，六层和六层以下的一般民用建筑和墙承重的轻型厂房基础工程毛石基础用强度等级不低于MU30的毛石，不低于M5的砂浆砌筑而形成。为保证砌筑质量，毛石基础每台阶高度和基础的宽度不宜小于400mm，每阶两边各伸出宽度不宜大于200mm。石块应错缝搭砌，缝内砂浆应饱满，且每步台阶不应少于两批毛石。灰土基础为了节约砖石材料，常在砖石大放脚下面做一层灰土垫层，这个垫层习惯上称为灰土基础，由石灰、土和水按比例配合，经分层夯实而形成的基础。灰土基础的优点是施工简便，造价较低，就地取材，可以节省水泥、砖石等材料。缺点是它的抗冻、耐水性能差，在地下水位线以下或很潮湿的地基上不宜采用。三合土基础三合土基础是石灰、砂、碎砖等三种材料，按1：2：4～1：3：6的体积比进行配合，经适量水拌合后均匀铺入槽内分层夯实而形成的基础。这种基础在我国南方地区应用很广。它的造价低廉，施工简单，但强度较低，所以只能用于四层以下的房屋的基础混凝土和毛石混凝土基础混凝土基础的强度、耐久性、抗冻性都较好，当荷载大或位于地下水位以下时，常采用混凝土基础。为了节约水泥用量，在混凝土内掺入一些毛石，就称为毛石混凝土基础。毛石尺寸不宜超过300mm，其掺入量可达基础体积的25%～30%左右。钢筋混凝土基础具有混凝土基础的优点，同时还具有良好的抗弯和抗剪性能，故在相同条件下可以减少基础的高度，当建筑物的荷载较大或土质较软弱时，常采用此类基础。表2.1浅基础按材料分类（图2.1）（图2.2）（图2.3）（图2.3）（图2.4）2.1浅基础的类型图2.1砖基础2.1浅基础的类型图2.2毛石基础b—基础宽度方向尺寸；h—基础高度方向尺寸2.1浅基础的类型图2.3灰土、三合土基础2.1浅基础的类型图2.4混凝土毛石基础b、b1、b2—基础宽度方向尺寸；h、h1、h2—基础高度方向尺寸；α—刚性角2.1浅基础的类型浅基础按结构形式分类情况见表2.2。2.1.2按结构形式分类项目构造及特点独立基础独立基础是指与相邻基础分开而独立工作的基础，可分为墙下独立基础和柱下独立基础。常用的是柱下独立基础。柱下独立基础是柱基础中最常用和最经济的形式。一般现浇钢筋混凝土柱下常采用钢筋混凝土独立基础，基础截面可做成阶梯形或锥形。装配式钢筋混凝土柱常采用杯形基础，用于单层厂房柱的基础。表2.2基础按结构形式分类续下表2.1浅基础的类型条形基础条形基础是指基础长度远大于其宽度和高度的一种基础形式，可分为墙下条形基础和柱下条形基础。墙下条形基础常采用砖、毛石、三合土等建造。当地基不均匀，为增强基础的整体性和抗弯能力，可采用有肋梁的钢筋混凝土条形基础，肋梁内配纵向钢筋和箍筋，以承受由不均匀沉降引起的弯曲应力。当地基较为软弱、柱荷载或地基压缩性分布不均匀，以至于采用扩展基础可能产生较大的不均匀沉降时，常将同一方向上若干柱子的基础练成一体而形成柱下条形基础。这种基础抗弯刚度大，因而具有调整不均匀沉降的能力。柱下交叉条形基础如果地基软弱且在两个方向上分布不均，需要基础在两个方向都具有一定的刚度来调整不均匀沉降，则可在柱网下纵横两向分别设置钢筋混凝土条形基础，从而形成柱下交叉条形基础。筏板基础筏板基础由整块钢筋混凝土平板或板与梁等组成。它在外形上如同倒置的钢筋混凝土平面无梁盖或肋形楼盖，有平板式和梁板式两种类型。筏板基础由于扩大了基础底面承压面积，所以整体性好，抗弯刚度大，可调整和避免结构物局部发生显著的不均匀沉降，常用于多层与高层建筑。箱形基础箱形基础是由钢筋混凝土底板、顶板、外墙和一定数量的内隔墙构成一封闭空间的整体箱体，基础中空部分可在内隔墙开门洞作地下室。箱形基础具有整体性好，刚度大，承受不均匀沉降能力及抗震能力强；可减少基底处原有地基自重应力，降低总沉降量等特点。（图2.5）（图2.6）（图2.7）（图2.8）（图2.9）续上表2.1浅基础的类型图2.5墙下条形基础2.1浅基础的类型图2.6柱下条形基础2.1浅基础的类型图2.7柱下十字基础2.1浅基础的类型图2.8筏形基础（a）平板式；（b）梁板式2.1浅基础的类型图2.9箱形基础2.1浅基础的类型浅基础按受力特点分类如表2.3所示。2.1.3按受力特点分类2.1浅基础的类型项目构造及特点刚性基础一般指采用抗压强度高，而抗拉、抗剪强度较低的材料建造的基础。常用的有砖、灰土、混凝土、三合土、毛石等。为满足地基容许承载力的要求，基底宽B一般大于上部墙宽，为了保证基础不被拉力、剪力而破坏，基础必须具有相应的高度。通常按刚性材料的受力状况，基础在传力时只能在材料的允许范围内控制，这个控制范围的夹角称为刚性角，用α表示。砖、石基础的刚性角控制在(1：1.25)～(1：1.50)(26°～33°)以内，混凝土基础刚性角控制在1：1（45°）以内。扩展（柔性）基础一般指采用抗拉、抗压、抗弯、抗剪均较好的钢筋混凝土材料建造的基础（不受刚性角的限制）。用于地基承载力较差、上部荷载较大、设有地下室且基础埋深较大的建筑。这种基础的做法需在基础底板下均匀浇注一层素混凝土垫层，目的是保证基础钢筋和地基之间有足够的距离，以免钢筋锈蚀，而且还可以作为绑扎钢筋的工作面。垫层一般采用C7.5或C10素混凝土，厚度100mm。垫层两边应伸出底板各50mm。表2.3浅基础按受力分类2.1浅基础的类型2.2刚性基础施工2.2.1.1材料要求砌筑用石有毛石和料石两类。毛石分为乱毛石和平毛石。乱毛石是指形状不规则的石块；平毛石是指形状不规则，但有两个平面大致平行的石块。料石按其加工面的平整程度分为细料石、粗料石和毛料石三种。2.2.1毛石基础施工2.2刚性基础施工（1）毛石材料毛石应呈块状，其中部厚度不宜小于150mm。料石的宽度、厚度均不宜小于200mm，长度不宜大于厚度的4倍。毛石应坚实、无风化剥落、无裂纹，强度等级不低于MU20，尺寸一般以高度在20～30cm、长在30～40cm之间为宜，表面水锈、浮土、杂质应清刷（洗）干净。（2）其他材料砌筑用水泥可采用32.5或42.5号普通硅酸盐水泥或矿渣硅酸盐水泥，并应有出厂合格证或试验报告。砂，采用中砂，并通过5mm筛孔，含泥量不得超过5%，不得含有草根等杂质。2.2刚性基础施工2.2.1.2作业条件（1）基槽或基础垫层均已完成，并验收，办完隐检手续。（2）已定出建筑物主要轴线，标出基础及墙身轴线和标高，弹出基础边线，立好皮数杆（间距15～20m，转角处均设立），办完预检手续。（3）拉线检查基础垫层、表面标高，若毛石水平灰缝大于30mm时，应用细石混凝土找平，不得用砂浆或在砂浆中掺细砖或碎石处理。（4）常温施工时，应提前1d将毛石浇水润湿，雨天施工不得使用含水饱和状态下的毛石。2.2刚性基础施工（5）砌筑时砌筑部位的灰渣、杂物应清除干净，基层应浇水湿润。（6）砂浆配合比应在砌筑前至少提前7d送试验室进行试配，砌筑时按试验室提供的配合比进行计量控制，并搅拌均匀。（7）脚手架应随砌随搭设，垂直运输机具应准备就绪。2.2刚性基础施工2.2.1.3施工程序及操作要点毛石基础施工程序为：测量放线→挖槽、清槽、验槽→放样、立皮数杆→铺浆分层砌筑。毛石基础施工的操作要点如下：（1）挖槽、清槽、验槽砌筑前，检查基槽（坑）土质、轴线、尺寸、标高，清除杂物，打好底夯。若地基过湿，则铺10cm厚的砂子、砂砾石或碎石填平夯实。（2）放样、立皮数杆根据控制点和控制轴线放出基础轴线及边线，抄平，在两端立好皮数杆，划出分层砌石高度（不宜小于30cm），标出台阶收分尺寸。2.2刚性基础施工（3）砌筑①毛石基础截面形状有矩形、阶梯形、梯形等，基础上部宽一般应比墙厚大20cm以上。毛石的形状不规整，不易砌平，为保证毛石基础的整体刚度和传力均匀，每一台阶应不少于2～3皮毛石，每阶排出宽度应不小于20cm。②砌筑时，应双挂线，分层砌筑，每层高度为30～40cm，并应大体砌平。基础最下一皮毛石应选用较大的石块，使大面朝下，放置平稳并灌浆。转角及阴阳角外露部分应选用方正平整的毛石互相拉结砌筑。2.2刚性基础施工③毛石砌体应采用铺浆法砌筑，灰缝厚度宜为20～30mm，砂浆必须饱满，叠砌面的粘灰面积（即砂浆饱满度）应大于80%。石块间较大的空隙应先填塞砂浆后用碎石块嵌实，不得采用先铺石后灌浆的方法。④大、中、小毛石应搭配使用，使砌体平稳。形状不规则的石块应用大锤将其棱角适当加工后使用。石块上下皮缝必须错开（错开不少于10cm，角石不少于15cm），做到丁顺交错排列。2.2刚性基础施工⑤为保证砌筑牢固，每隔0.7m应垂直墙面砌一块拉结石，同皮内每隔2m左右设置一块，上下左右拉结石应错开，形成梅花形并均匀分布。⑥毛石基础拉结石长度：如基础宽度等于或小于400mm，应与基础宽度相等；如基础宽度大于400mm，可用两块拉结石内外搭接，搭接长度不应小于150mm，且其中一块拉结石长度不应小于基础宽度的2/3。⑦填心的石块应根据石块自然形状交错放置，尽量使石块间缝隙最小，过大的缝隙应铺浆用小石块填入使之稳固，并用锤轻敲使之密实，严禁石块间无浆直接接触，出现干缝、通缝。2.2刚性基础施工⑧毛石基础的扩大部分如做成阶梯形，上级阶梯的石块应至少压砌下级阶梯石块的1/2，相邻阶梯的毛石应相互错缝搭砌（图2.10）。图2.10阶梯形毛石基础2.2刚性基础施工（4）检查校验每砌完一层，必须校对中心线、找平一次，检查有无偏差现象。基础上表面配平宜用片石，基础侧面要保持大体平整、垂直，不得有倾斜、内陷和外鼓现象。砌好后外侧石缝应用砂浆勾严。（5）留槎处理墙基需留槎时，不得留在外墙转角或纵墙与横墙的交接处，至少应离开转角和交接处1.0～1.5m。接槎应做成阶梯式，不得留直槎或斜槎。基础中的预留孔洞要按图纸要求事先留出，不得砌完后凿洞。遇沉降缝时，应分成两段砌筑，严禁搭接。2.2刚性基础施工（6）砌完土方回填毛石基础全部砌完后要及时在基础两边均匀分层回填土，分层夯实。2.2刚性基础施工2.2.1.4质量标准（1）毛石基础质量检查毛石基础质量分为合格和不合格两个等级。质量合格应符合以下规定：主控项目应全部符合规定；一般项目应有80%及以上的抽检处符合规定，或偏差值在允许偏差范围以内。2.2刚性基础施工（2）主控项目①石材及砂浆强度等级必须符合设计要求。a石材抽检数量：同一产地的石材至少应抽检一组。b砂浆试块抽检数量：每一检验批且不超过250m3砌体的各种类型及强度等级的砌筑砂浆，每台搅拌机应至少抽检一次。c检验方法：料