地基处理

单元2地基与基础工程施工课题2.1地基处理一、地基常见问题包括以下五个方面：1．地基强度及稳定性问题：地基的抗剪强度不足引起局部或整体剪切破坏。2．压缩及不均匀沉降问题：引起开裂。3．渗漏问题：大坝地基，基坑开挖降水，防洪…4．液化问题：地震、机器、车辆的振动以及波浪作用和爆破等动力荷载可能引起地基土，特别是饱和无粘性土的液化、失稳和震陷等危害。5.特殊土地基问题：比如黄土湿陷、膨胀土涨缩、岩溶塌陷等。加拿大特朗斯康谷仓，建于1913年。高31m，宽23m，片筏基础。由于事前未探明有厚达16m的软土层，建成储存谷物后，西侧突然陷入土中8.8米，东侧抬高1.5m，仓身倾斜27o。地基强度不够失事的谷仓二、软弱与不良地基软土杂填土冲填土饱和松砂湿陷黄土膨胀土有机质土山区土岩溶软弱地基在附加应力影响范围内主要受力层由软土组成，则为软弱地基。一般由软弱土组成，软弱土指淤泥、淤泥质土、某些冲填土以及其他高压缩性土。1）淤泥和淤泥质土是在静水或缓慢流水的环境中沉积，并经生物化学作用而形成，是具有特殊性质的粘性土。具有高含水率，高孔隙比，高压缩性、抗剪强度低，触变性和流变性等不良特征。2）冲填土冲填土是在疏浚河流或港口航道时，认为地由水力冲填泥砂形成的填土。它的颗粒组成随泥砂来源而变，多为粘粒和粉粒，其次为砂粒。冲填土当粘粒含量较多时往往是欠固结的，其强度和压缩性都比天然沉积的同类土差。软弱地基3）杂填土主要是人类在生产和生活活动中，堆填建筑垃圾、工业废料、生活垃圾等杂物形成的填土。这些土的组成物质中，建筑垃圾性能较为稳定，工业垃圾遇水会发生变化；生活垃圾成分极为复杂，混合不均匀。杂填土性质与堆填年龄有关，填龄较短者往往是欠固结，一般填龄达到五年左右的杂填土，性质才逐渐趋于稳定。杂填土大多疏松且不均匀，在同一场地的不同位置，其承载力和压缩性往往有较大差异。4）其他高压缩性土饱和松散粉细砂(包括部分粉土)也应属于软弱地基范畴。其在动力荷载(机械振动、地震等)重复作用下将产生液化；基坑开挖时也会产生管涌。不良地基主要受力层由具有特殊工程性质的土层组成，这些土层包括：湿陷性黄土、膨胀土。1）湿陷性黄土在我国西北和华北地区分布很广，其颗粒以粉粒为主，颗粒间主要由碳酸盐、硫酸盐和氯化物等可溶性盐逐渐浓缩、沉淀形成的胶结物所胶结，孔隙比在1.0左右。天然黄土强度一般很高，能直立成壁，压缩性也较低。但遇水后，由于水膜增厚和颗粒间盐类胶结物质溶于水而使土的结构破坏，从而突然发生显著的沉陷，强度也迅速降低。2）膨胀土天然状态下强度很高，压缩性较低。但由于其粘粒含量很高，且矿物成分主要为蒙脱石和伊利石，胀缩性显著，吸水膨胀失水收缩，反复作用强度降低，不均匀变形较大，引起上部建筑物开裂。3）山区土岩组合地基1.提高地基的抗剪强度，增加其稳定性;2.降低地基土的压缩性，减少地基的沉降变形;3.改善地基土的渗透特性，减少地基渗漏或加强其渗透稳定;4.改善地基土的动力特性，提高地基的抗振性能;5.改善特殊土地基的不良特性，满足工程设计要求.三、地基处理目的对于不能满足强度、变形和稳定性等要求的问题地基，必须经过人工改良或加固后才能使用，这种改良和加固，就称地基处理。四、地基处理定义五、地基处理方法地基处理灰土基础施工砂和砂石地基施工粉煤灰地基施工其他地基施工地基局部处理重锤夯实地基强夯地基灰土挤密桩法振冲法深层搅拌法地基压浆2.1.1灰土基础施工灰土地基是将基础底面下要求范围内的软弱土层挖去，用一定比例的石灰和土，在最优含水量情况下充分搅拌，分层回填夯实或压实而成。灰土地基具有一定的强度，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。适用范围适用于加固深1~4m厚的软弱土、湿陷性黄土、杂填土等，还可用作结构的辅助防渗层。材料要求1）涂料2）石灰灰土的配合比采用体积比，一般为2:8或3:7如常见的三七灰土。2.1.1灰土地基施工施工准备1.机具准备：压路机、木夯、蛙式或柴油打夯机、手推车、筛子、标准斗、靠尺、耙子、平头铁锹、胶皮管、小线和木折尺等。2.作业条件：1）基坑在铺灰土前必须先行钎探验槽，并按要求处理完地基，办理隐检手续。2）施工前采用排水或降低地下水位的措施，使地下水位经常保持在施工面以下0.5m左右。3）基础施工前，做好水平高程的标志4）房心灰土和管沟灰土，应在完成上下水管道的安装或管沟墙间加固等措施之后进行施工。5）基础外侧打灰土，必须对基础、地下室墙和地下防水层、保护层进行检查，发现损坏时应及时修补处理，办完隐检手续。2.1.1灰土基础施工工艺流程检查涂料和石灰粉的质量灰土拌和槽底清理及验收分层铺灰土夯打压实找平验收2.1.1灰土基础施工施工要点1）对基槽应先验槽，清除松土，并打两遍底夯，要求平整干净。2）土应分层摊铺并夯实。3）灰土回填每层夯实后，应根据规范规定进行质量检验，达成设计要求时，才能进行上一层灰土的铺摊。4）当日铺填夯压，入槽灰土不得隔日夯打。5）灰土分段施工时，不得在墙角、柱基及承重窗间墙下接缝，上下两层的接缝距离不得小于500mm，接缝处应夯压密实，并做成直槎。6）对基础、基础墙或地下防水层、保护层以及从基础墙伸出的各种管线，均应妥善保护，防止回填灰土时碰撞或损坏。7）灰土最上一层完成时，应拉线或用靠尺检查标高和平整度，超高处用铁锹铲平，低洼处应及时补打灰土。8）施工时应注意妥善保护定位桩、轴线桩，防止碰撞位移，并经常复测。2.1.1灰土基础施工质量检验贯入测定法环刀取样法钢筋贯入法钢叉贯入法2.1.2砂和砂石地基施工采用砂或砂砾石混合物，经分层夯实，作为地基的持力层，提高基础下部地基强度,并通过地基的压力扩散作用,降低地基的压应力，减少变形量.1.施工准备：压路机、木夯、蛙式或柴油打夯机、推土机、压路机、手推车、标准斗、2m靠尺、平头铁锹、喷水用胶皮管、小线或细铅丝、钢尺和木折尺等。2.作业条件：1）验槽在未做地基前处理完毕并办理隐检手续。2）设置控制铺筑厚度的标志，如水平标准木桩或标高桩等。3）施工前采用排水或降低地下水位的措施，使基坑保持无水状态。4）铺设地基前，清理基底表面浮土、淤泥、杂物等。2.1.2砂和砂石地基施工工艺流程检验砂石质量铺筑砂石洒水夯实或碾压找平验收2.1.2砂和砂石地基施工施工要点1）地基铺设时，严禁扰动地基下卧层及侧壁的软弱土层，防止被践踏、受冻或受浸泡，降低其强度。2）砂和砂石地基底面宜铺设在同一标高上。3）应分层铺筑砂石，分层厚度可用样桩控制。4）压实方法有平振法、插振法、水撼法、夯实法、碾压法。5）砂地基每层夯实后的密实度应达到中密标准。6）分段施工时，接槎处应做成斜坡，每层接槎处的水平距离应错开0.5~1m，并充分压实。7）铺筑的砂石应级配均匀。8）夯实或碾压遍数，由现场试验确定。9）采用水撼法或插振法施工时，间距为振捣棒振幅半径的1.75倍插入振捣，依次振实，以不再冒气泡为准，直至完成。质量检验2.1.3粉煤灰地基施工粉煤灰地基是以粉煤灰为地基，经压实而成的地基。粉煤灰可用于道路、堆场和小型建筑、构筑物等的地基换填。施工准备同砂和砂石地基施工施工要点1）铺设前先验槽，清楚地基表面垃圾杂物。2）粉煤灰地基应分层铺设与碾压。3）粉煤灰铺设含水量应控制在最有水含量范围内。4）每层铺完经检测合格后，应及时铺筑上层，以防干燥、松散、起尘、污染环境，并严禁车辆在其上行驶。5）验收合格后，应及时进行浇筑混凝土地基。6）出现橡皮土现象，应暂停压实，采取地基开槽、翻松、晾晒或换灰等办法处理。7)软弱地基应先铺设200mm的中、粗砂或高炉干渣。8)冬季施工，最低气温不得低于0℃。1．重锤夯实地基重锤夯实法是用1.5t~3t起重机将夯锤提升到某一高度，然后自由落锤，不断重复夯击以加固地基。加固深度一般为1.2m。重锤夯实法一般适用于地下水位距地表0.8m以上稍湿的黏性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土和分层填土。重锤夯实法的主要设备为起重机械、夯锤、钢丝绳和吊钩等。当直接用钢丝绳悬吊夯锤时，吊车的起重能力一般应大于锤重的3倍；采用脱钩夯锤时，起重能力应大于夯锤重量的1.5倍。2.1.4其他地基施工夯锤宜采用圆台形，如图2.2所示。锤重宜大于2t，锤底面单位静压力宜为15～20kPa，夯锤落距宜大于4m。垫层施工中，应进行现场试验，确定符合夯击密实度要求的最少夯击遍数、最后下沉量(最后两击的平均下沉量)、总下沉量及有效夯实深度等。黏性土、粉土及湿陷性黄土最后下沉量不超过10～20mm，砂土不超过5～10mm时应停止夯击。施工时夯击遍数应比试夯时确定的最少夯击遍数增加1或2遍。实践经验表明，夯实的有效影响深度约为锤底直径的1倍。重锤夯实施工要点①重锤夯实施工前应在现场试夯，试夯面积不小于10m×10m，试夯层数不少于2层。②夯击前应检查坑(槽)中土的含水量，并将土的含水量进行处理。③在条基或大面积基坑内夯击时，第一遍宜一夯挨一夯进行，第二遍应在第一遍的间隙点夯击，如此反复，最后两遍应一夯套半夯；在独立柱基基坑内，宜采用先外后里或先周围后中间的顺序进行夯打；当基坑底面标高不同时，应先深后浅逐层夯实。④注意边坡稳定及夯击对邻近建筑物的影响，必要时应采取有效措施。2．强夯地基强夯法（dynamiccompaction）：适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土和黏性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。对于软土地基，一般来说处理效果不显著。强夯法所用设备简单，质量控制方便，适用范围广泛。对饱和土地基加固效果的好坏，关键在于排水，如饱和砂土地基渗透性好、超孔隙水压力容易消散、夯后固结快。强夯法加固地基，能代替某些桩基础而节省钢材、木材和水泥，而且速度快、效果好、投资少，是一种经济、简便的地基加固方法。2.1.4其他地基施工*强夯法是利用强大的夯击能给地基一冲击力，并在地基中产生冲击波，在冲击力作用下，夯锤对上部土体进行冲切，土体结构破坏，形成夯坑，并对周围土进行动力挤压，从而达到地基处理的目的。目前，强夯法加固地基有三种不同的加固机理：动力密实、动力固结和动力置换。对具体种类地基土的加固机理取决于地基土的类别和强夯施工工艺。施工步骤①清理并平整施工场地，放线、埋设水准点和各夯点标桩。②铺设垫层，在地表形成硬层，用以支撑起重设备，确保机械通行和施工，同时可加大地下水和表层面的距离，防止夯击的效率降低③标出第一遍夯点位置，并测量场地高度。④起重机就位，使夯锤对准夯点。⑤测量夯前锤顶高程。⑥将夯锤起吊到预定高度，待夯锤自由下落后，放下吊钩，测量锤顶高程。⑦重复步骤⑥按设计规定次数及控制标准，完成一个夯点的夯击。⑧重复步骤④~⑦完成第一遍全部夯点的夯击。⑨用推土机将夯坑填平，并测量场地高程。⑩按上述步骤逐次完成全部夯击遍数，最后用低能量锤，将场地表层松土夯实，并测量夯后场地高程。安全技术①施工前应通过试验确定强夯施工技术参数。②夯击前应先平整场地,做好排水沟,并应先对夯点放线定位，标出第一遍夯点位置。③起重机就位时，夯锤应对准夯点位置。④发现因坑地倾斜而造成夯锤歪斜时,应及时将坑地整平。⑤强夯施工前应检查夯锤重和落距,以确保单击夯击能符合要求。⑥每遍夯击前,应复核夯点放线,夯完后检查夯坑位置,发现偏差和漏夯应及时纠正。⑦应按设计要求检查每个夯点的夯击次数和夯沉量。⑧强夯施工所产生的振动对邻近设施有影响时，应采取防震及隔振措施。⑨强夯施工产生的振动较大，对场区边坡不利时，应挖1m×1.5m的减振沟。⑩强夯施工时如表土过干（尤其满夯时），应采取加水措施，增加含水量。夯锤上应设通气孔，如遇堵塞，应立即开通。为防止飞石伤人，现场工作人员应戴安全帽。在夯击时，所有人员应退出安全线以外。3．灰土挤密桩法灰土挤密桩法是在基础底面形成若干个桩孔，然后将灰土填入并分层夯实，以提高地基的承载力或水稳性。灰土挤密桩法适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基,处理深度宜为5～15m.灰土挤密桩一般适用于处理地下水位以上的湿陷性黄土，施工时，先利用沉管、冲击或爆扩等方法在地基中挤土成孔，然后