项目二 地基处理与基础工程施工

建筑施工技术牛志鹏出版日期：2012年3月课件章数：11项目二地基处理与基础工程施工章节标题Ⅰ背景知识Ⅱ工作情境情境１地基处理与加固情境２浅埋式钢筋混凝土基础施工情境３预制桩施工情境４混凝土灌注桩施工情境５地下连续墙施工Ⅰ背景知识１．地基建筑物基础底部下方一定深度与范围内的土层，承受由基础传来的建筑物荷载。２．地基要求（１）均应保证具有足够的强度和稳定性。（２）在荷载作用下地基土不发生剪切破坏或丧失稳定。（３）不产生过大的沉降或不均匀的沉降变形，以确保建筑物的正常使用。３．地基分类（１）天然地基。（２）人工地基。４．桩基础（１）桩的材料。（２）桩的作用。（３）桩的直径。５．桩基础的分类（１）按传力性质可分为端承桩和摩擦桩。（２）按制作方式可分为预制桩和灌注桩。（３）按预制桩沉入方法可分为锤击法、水冲法、振动法和静力压桩法。（４）按灌注桩成孔方法可分为钻孔、冲孔、挖孔灌注法、钻扩孔、沉管和爆扩灌注法等。（５）按成桩方法可分为非挤土成孔桩、部分挤土桩和挤土桩。（６）按断面形式可分为圆桩、方桩、多边行桩和管桩等。（７）按制作材料可分为混凝土桩、钢筋混凝土桩和钢桩等。６．几种桩的概念（１）端承桩（２）摩擦桩（３）预制桩。（４）灌注桩。Ⅱ工作情境情境1地基处理与加固任务一某场地以黏土、砂土为主，土层厚度为1.5～2.0m，地下水位为－1.0m。场地欲建造大型工业厂房。１．试选择场地地基处理方法。２．说明选用此方法的理由及施工要点。任务二某场地地质勘查资料如下：0～2m为腐殖质土、填土、耕植土；2～6m为粉质黏土；6～20m为淤泥、淤泥质土等地基承载力特征值不大于150kPa的土层。１．试选择场地地基处理方法。２．说明选用此方法的理由及施工要点。问题导入以下问题是完成任务必须掌握的知识，教师引导，学生完成。１．常见地基处理的方法主要有哪些？２．试述换土垫层法的材料要求和施工要点。３．试述重锤夯实法的原理和适用性。４．试述强夯法的原理及施工要点。５．振冲法施工前需要做哪些准备工作？６．试述水泥搅拌混凝土地基的施工工艺和适用性。一、换土垫层法（一）灰土地基（１）方法用石灰与黏性土拌和均匀，分层夯实而形成垫层。（２）适用一般黏性土地基加固，施工简单，费用较低。（３）材料要求①土料②石灰（４）施工要点（二）砂和砂石地基二、重锤夯实法１．原理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，从而使地基得到加固。２．施工工艺吊锤（1.5～3t，1.13～1.50m，C20，20mm钢底板）→落锤（2.5～4.5m）→夯击基土（6～10遍）。３．特点本法使用轻型设备易于解决，施工简便，费用较低，但布点较密、夯击遍数多，施工期相对较长，同时夯击能量小，孔隙水难以消散。４．适用地下水位0.8m以上的黏土、砂土等加固，加固深度1.2～2.0m，强度提高可达30％。三、强夯法１．原理用起重机械吊起夯锤（8～40t），从高处（6～30m）自由落下，迫使土层孔隙压缩，土体局部液化，孔隙水和气体逸出，土粒重新排列，经时效压密达到固结。２适用碎石土、砂土、黏性土、湿陷性基土及填土地基加固。３．施工机具（１）夯锤（２）起重设备４．施工要点四、振冲法（对地基土振冲、射水、成孔、填砂石成桩）１．原理振冲法是以起重机吊起振冲器，启动潜水电机带动偏心块，使振冲器产生高频振动，同时开动水泵，通过喷嘴喷射高压水流成孔，然后分批填以砂石骨料形成一根根桩体，桩体与原地基构成复合地基。２．施工准备（１）技术准备（２）材料要求３．施工工艺（１）振冲挤密法（２）振冲置换法五、深层搅拌水泥土地基１．原理利用特制的深层搅拌机在地基深处，将软土与固化剂强制拌和，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和足够强度的水泥加固土，又称为水泥土搅拌桩。２．施工工艺定位→预拌下沉→制备水泥浆→提升、喷浆、搅拌→重复上下搅拌→清洗、移位。３．材料要求及截面形状宜用42.5号水泥，掺灰量应不小于10％，以12％～15％为宜；宜连续施工，形成封闭的实体或格状结构。４．适用深层搅拌水泥土地基适用淤泥、淤泥质土、粉质黏土等地基承载力特征值不大于150kPa的土层。情境2浅埋式钢筋混凝土基础施工任务一某住宅为五层砖混结构房屋，基础设计为两阶板式基础。１．试编制钢筋混凝土板式基础的施工方案。２．说明钢筋混凝土板式基础的施工要点。任务二某单层工业厂房，基础为钢筋混凝土杯形基础。１．试编制钢筋混凝土杯形基础的施工方案。２．说明钢筋混凝土杯形基础的施工要点。任务三某高层住宅，基础为钢筋混凝土筏式基础，地板厚500mm，地下室面积约500m２，垫层厚200mm，地板顶面标高－5.4m。１．试编制钢筋混凝土筏式基础的施工方案。２．说明钢筋混凝土筏式基础的施工要点。问题导入以下问题是完成任务必须掌握的知识，教师引导，学生完成。１．常见板式基础的类型及施工要点有哪些？２．杯形基础的构造要求及施工要点有哪些？３．筏式基础的构造要求及施工要点有哪些？４．箱形基础的施工要点如何？一、板式基础二、杯形基础三、筏式基础四、箱形基础情境3预制桩施工任务一某大学实验楼，地基土主要为淤泥质土层，设计采用静压预应力管桩施工。１．试编写桩的制作、运输和堆放的方案。２．说明静压预应力管桩施工的施工要点。任务二某场地地质勘查资料如下：0～2m为腐殖质土、填土、耕植土；2～6m为粉质黏土；6～20m为粉砂、砂砾土，地基承载力特征值大于500kPa的土层。设计采用预制桩打入法施工。１．试选择预制桩方法。２．说明选用此方法的理由及施工要点。问题导入以下问题是完成任务必须掌握的知识，教师引导，学生完成。１．预制桩施工需要做哪些准备工作？打桩设备如何选择？２．钢筋混凝土预制桩制作、起吊、运输和堆放过程中各有什么要求？３．试述打桩过程及质量控制。４．静力压桩有何特点？适用范围如何？施工时应该注意哪些事项？５．钢筋混凝土预制桩的质量检验标准如何？６．预制桩打桩顺序有何规定？一、准备工作（１）场地平整及周边障碍物处理。（２）定桩位及埋设水准点。（３）桩帽、垫衬和送桩设备机具等的准备。二、桩的制作、运输、堆放（一）桩的制作（二）桩的起吊（三）桩的堆放三、预制桩施工（一）打入法施工１．打桩设备及选择２．打桩顺序的确定３．打桩４．打桩质量要求和测量记录５．打桩施工常见问题的分析６．桩头的处理（二）静力压桩施工情境4混凝土灌注桩施工任务一某场地土层分布情况：①杂填土，全场分布，层顶标高3.30～4.24m，层厚0.30～4.10m。②黏土，局部缺失，层顶标高1.88～3.59m，层厚0～2.70m。③－１淤泥，全场分布，层顶标高－0.68～2.55m，层厚11.70～21.20m。③－２淤泥质黏土，局部缺失，层顶标高－20.04～10.49m，层厚0～14.30m。１.采用何种桩基础施工，并说明理由。２.说明选用此方法进行施工的要点。任务二某场地地质勘查资料如下：0～2m为腐殖质土、填土、耕植土；2～6m为粉质黏土；6～15mm为黏土；15～25m为砂砾石层。地下水位达到1.8m。１.试选桩基础形式，并说明理由。２.说明所选施工方法的施工要点。问题导入１．现浇混凝土灌注桩的成孔方法有几种？各种方法的特点及适用范围如何？２．干作业成孔灌注桩的施工工艺？３．灌注桩常易发生哪些质量问题？如何预防和处理？４．护筒的作用和要求有哪些？５．反循环清孔和正循环清孔的不同点？实际施工中采用哪种清孔方法较多？６．人工成孔灌注桩成孔施工如何控制孔的垂直度？７．桩基检测的方法有几种？验收时应准备哪些资料？一、干作业钻孔灌注桩１．钻机就位２．清孔３．钢筋笼制作与放置４．浇筑混凝土二、泥浆护壁成孔灌注桩（一）埋设护筒和制备泥浆（二）成孔１．潜水钻机成孔２．冲击钻成孔３．冲抓锥成孔（三）清孔（四）浇筑水下混凝土四、沉管灌注桩（一）锤击沉管灌注桩施工（二）振动沉管灌注桩施工其施工过程为：桩机就位→沉管→上料→拔管。沉管灌注桩容易出现的质量问题及处理方法如下:１．颈缩２．断桩３．吊脚桩４．混凝土灌注过量五、人工挖孔灌注桩（一）人工挖掘成孔护壁方法施工１．现浇混凝土护壁法施工２．沉井护壁法施工（二）施工中应该注意的几个问题六、灌注桩施工质量要求及安全技术（一）成孔质量检查及要求（二）钢筋笼制作及安放要求（三）混凝土搅拌与灌注（四）施工验收七、桩基础工程安全技术措施情境5地下连续墙施工任务某高层写字楼，地下两层。地下室底板底标高－7.8m，地下水－1.2m。基坑支护拟采用地下连续墙施工方案。试编制地下连续墙施工方案。问题导入以下问题是完成任务必须掌握的知识，教师引导，学生完成。１．何谓地下连续墙？２．试述导墙的作用和形式。３．试对比地下连续墙施工中的施工接头和结构接头？４．何谓逆作法施工？５．试对比常规方法施工和逆作法施工的优缺点。一、地下连续墙施工（一）施工准备工作１．地下连续墙挖槽机械设备的选择２．浇筑导墙结构３．制备护壁泥浆（二）成槽施工（三）槽段接头与钢筋笼（四）水下浇筑混凝土二、“逆作法”施工简介１．“逆作法”施工的特点与传统施工方法相比较，“逆作法”有如下特点：（１）缩短工程施工总工期。（２）可节省支护结构的支撑费用。（３）可节省土方挖填费用和地下室防水层费用。（４）基坑变形小，相邻建筑物等沉降少。（５）扩大了施工工作面。（６）运土较困难。２．“逆作法”施工的主要内容及施工程序“逆作法”施工的主要内容，包括地下连续墙、中间支撑柱和地下室结构的施工。