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1、第第2章章 地基与基础地基与基础2.1地基处理及加固地基处理及加固2.2桩基工程桩基工程2.3桩承台筏式基础施工桩承台筏式基础施工2.4工程实践案例工程实践案例2.1 地基处理及加固地基处理及加固地基即指建筑物基础以下的土体，地基的主要作用是承托建筑物地基即指建筑物基础以下的土体，地基的主要作用是承托建筑物的基础；的基础；基础直接建造在未经加固的天然土层上时，这种地基称之为天然基础直接建造在未经加固的天然土层上时，这种地基称之为天然地基。若天然地基不能满足地基强度和变形的要求，则必须事先地基。若天然地基不能满足地基强度和变形的要求，则必须事先要经过人工处理后再建造基础，这种地基加固称为地基处理
2、。要经过人工处理后再建造基础，这种地基加固称为地基处理。地基加固处理的原理是：将土质由松变实，将水的含水量由高变地基加固处理的原理是：将土质由松变实，将水的含水量由高变低。即可达到地基加固的目的。常用的人工地基处理方法有换填低。即可达到地基加固的目的。常用的人工地基处理方法有换填法、重锤夯实法、机械碾压法、挤密桩法、深层搅拌法、化学加法、重锤夯实法、机械碾压法、挤密桩法、深层搅拌法、化学加固法等固法等2.1.1 换填法换填法挖：挖去表面的软土层，将基础埋置在承载力较大的基岩或挖：挖去表面的软土层，将基础埋置在承载力较大的基岩或坚硬的土层上。坚硬的土层上。填：软土层很厚，而又需要大面积进行加固处
3、理，则可在原填：软土层很厚，而又需要大面积进行加固处理，则可在原有的软土层上直接回填一定厚度的好土或砂石、矿石等。有的软土层上直接回填一定厚度的好土或砂石、矿石等。换：就是将挖与填相结合，即换土垫层法，施工时先将基础下一换：就是将挖与填相结合，即换土垫层法，施工时先将基础下一定范围内的软土挖去，而用人工填筑的垫层作为持力层，按其回填定范围内的软土挖去，而用人工填筑的垫层作为持力层，按其回填的材料不同可分为砂垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层等。的材料不同可分为砂垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层等。（1 1）砂和砂石地基（垫层）砂和砂石地基（垫层）禁忌禁忌1:1:用干细砂或含泥量大的砂铺设砂地
4、基 现象、危害性现象、危害性:干细砂含水量低，孔隙率大，难以振捣，压夯实；含泥量大的砂铺设砂地基，阻塞排水通道，不利于下层地基孔隙水排出，两者都造成地基承载力降低，变形大。防治措施防治措施:砂地基宜用颗粒级配良好，质地坚硬的中砂或粗砂。当用细砂应掺加25%30%的粒径20-50mm的卵石（或碎石），但要分布均匀；或掺加一定比例的中、粗砂拌均，在最优含水量下分层铺设，振捣或压、夯实；砂含泥量应小于5%，兼作排水地基时，含泥量不得超过3%。禁忌禁忌2 2 湿陷性黄土、膨胀土地基上用水撼法铺设砂和砂石地基 现象、危害性现象、危害性 湿陷性黄土受水浸湿后土的结构迅速破坏而发生显著附加下沉；膨胀土具有受
5、水浸湿后膨胀，失水后收缩的特性。在这类地基上采用水撼法铺设砂和砂石地基，使地基大量泡水，对前者将产生大量不均匀沉陷，使地基遭受破坏；对后者将反复产生不均匀的升降，同样使地基遭受破坏产生严重的后果 防治措施：防治措施：应防止在湿陷性黄土地基和膨胀土地基上用水撼法施工砂和砂石地基。禁忌禁忌3 3 人工级配砂石地基不拌合均匀铺设 现象、危害性现象、危害性 人工级配砂石地基配合比例是通过试验确定，如不拌合均匀铺设，将使地基中存在不同比例的砂石料，甚至出现砂窝或石子窝，使密实度达不到要求，降低地基承载力，在荷载作用下产生不均匀沉陷。防治措施防治措施 人工级配砂石料必须按体积比或重量比准确计量，用人工或机
6、械拌合均匀，分层铺填夯、压实；不合要求的部位应挖出，重新拌合均匀，再按要求铺填夯、压密实。禁忌禁忌4 4 地基底面标高不一时，不挖成阶梯或斜坡搭接，不采取先深后浅的顺序铺设 现象、危害性现象、危害性 地基底面标高不同时，采取按原自然边坡不挖成阶梯或斜坡搭接，不按先深后浅的顺序，不分层直接下料铺设，在斜坡面处很难以夯压密实，使斜坡处承载力不足，且易产生滑动，使地基产生不均匀下沉。防治措施防治措施 地基底面标高不同时，边坡应挖成阶梯形（或平缓斜坡搭接，按先深后浅的顺序分层铺设，搭接处充分夯、压密实。禁忌禁忌局部软弱土层不处理就施工 现象、危害性现象、危害性在地基中存在局部软弱土层，不经处理就直接在
7、其上施工砂或砂石地基，将在该部位形成软弱土夹层，降低地基强度，产生不均匀沉降。防治措施防治措施将局部软弱土层挖出，基底夯实后分层回填灰土或砂、砂石料，仔细夯压实；如软弱土层为厚度较小的淤泥或淤泥质土，可采取挤淤处理。在软弱土面上填块石、片石等，将其压入以置换和挤出软弱土，再在其上施工砂或砂石地基。禁忌禁忌铺设的地基密实度差 现象、危害性现象、危害性地基铺设后，铺填的砂、砂石的干质量密度或贯入度达不到设计要求和施工质量验收规范的规定。造成原因有：砂、石质量不符合要求，砂石级配不良，铺填不分层或分层过厚，导致无法夯、压实，甚至不夯压，铺填时对砂、砂石的含水率控制不当等。从而使地基强度（承载力）降低
8、、地基变形加大，甚至上部建筑物开裂。防治措施防治措施级配良好，施工时分段、分层进行，在下层密实度检验合格后，可进行上层施工。每层铺筑厚度和砂、砂石含水率控制不宜超过表中数值。分层厚度可用样桩控制，其中夯实法适用于砂石地基。表表2.1 2.1 砂和砂石垫层每层铺筑厚度及最优含水量砂和砂石垫层每层铺筑厚度及最优含水量 振捣方式振捣方式每层铺筑厚每层铺筑厚度（度（）施工时最优含施工时最优含水量（水量（）施工说明施工说明备注备注平振法平振法2002501520用平板式振捣器往复振捣用平板式振捣器往复振捣不宜用于细纱或含泥不宜用于细纱或含泥量较大的砂所铺筑的量较大的砂所铺筑的砂垫层砂垫层插振法插振法振捣
9、器插入深振捣器插入深度度饱和饱和（1）插入式振捣器）插入式振捣器（2）插入间距可根据机械振幅大小决定）插入间距可根据机械振幅大小决定（3）不应插入下卧粘性土层）不应插入下卧粘性土层（4）插入式振捣器插入完毕后所留的孔）插入式振捣器插入完毕后所留的孔洞，应用砂填实洞，应用砂填实水撼法水撼法250饱和饱和（1）注水高度应超过每次铺筑面）注水高度应超过每次铺筑面（2）钢叉摇撼捣实，插入点间距为）钢叉摇撼捣实，插入点间距为100，钢叉分四齿，齿的间距，钢叉分四齿，齿的间距800，长，长300，木柄长，木柄长90，重，重40N湿陷性黄土、膨胀土湿陷性黄土、膨胀土地区不得使用地区不得使用夯实法夯实法150
10、2008121.用木夯或机械夯用木夯或机械夯2.木夯重木夯重400N，落距，落距4005003.一夯压半夯，全面夯实一夯压半夯，全面夯实适用于砂石地基适用于砂石地基碾压法碾压法25035081260100KN压路机往复碾压压路机往复碾压（1）适用于大面积）适用于大面积砂垫层砂垫层（2）不宜用于）不宜用于3水位水位以下的砂垫层以下的砂垫层用砂垫层处理的上海机械学院动力馆（2）灰土垫层灰土垫层 禁忌禁忌1灰土早期泡水灰土早期泡水 现象、危害性现象、危害性灰土铺后或夯打完后不久，遭受雨淋或被水浸泡。主要雨天未及时进行基础施工与基坑回填，或在灰土表面作临时性覆盖；在地下水位以下做灰土时，排水或降低地下
11、水位的措施不当，造成灰土地基浸泡和疏松，强度、抗渗性下降。防治措施防治措施灰土地基打完后，应及时进行基础施工和基坑（槽）回填，或在表面作临时性覆盖，防止日晒雨淋；在地下水位以下的基坑（槽）内施工时，应采取排水措施。夯实后的灰土d内不得受水浸泡；尚未夯实或刚夯打完的灰土，如遭受雨淋浸泡，则应将积水和松软灰土除去，并补填夯实。稍受浸湿的灰土，可在晾干后再夯打密实。禁忌禁忌2 2灰土受冻胀、疏松、开裂灰土受冻胀、疏松、开裂 现象、危害性现象、危害性灰土早期受冻胀，成片疏松、开裂、脱落。主要原因是冬季在受冻的基层上铺灰土或土料中夹有冻块，或夯完后未进行覆盖保温，使灰土受冻胀、鼓裂、疏松，灰土间粘结力降
12、低。造成灰土强度、整体性、抗渗性降低。防治措施防治措施灰土冬季低温下施工应在基层不冻的状态下进行，土料应覆盖保温，冻土及夹有冻块的土料不得使用；已熟化的石灰应在次日用完，以充分利用石灰熟化时的热量；当日拌合的灰土应当日铺填夯完，表面应用塑料薄膜和草垫覆盖严密保温，以防灰土地基早期受冻降低强度。已受冻胀、松软的灰土应除去或补填夯打密实。2.1.2 强夯施工强夯施工 强夯法具有施工速度快、造价低、设备简单、能处理的土壤类别多等特点。施工时用起重机将很重的锤（一般为8t-40t)起吊至高处（一般为6m-30m),使其自由落下，产生的巨大冲击能量和振动能量给地基以冲击和振动，从而在一定范围内提高地基土
13、的强度，降低其压缩性，达到地基受力性能改善的目的。强夯法适用于碎石土、砂性土、粘性土、湿陷性黄土和回填土。施工要点施工要点l 施工前应进行试夯，试夯面积不小于10m10m，对试夯前后的变化情况进行对比，以确定正式夯击施工时的技术参数。l 场地应做好排水工作，地下水位高时应采取降低水位措施，冬季施工要采取防冻措施。l 夯点的布置应根据基础底面形状确定，施工时按由内向外、隔行跳打原则进行，夯实范围应大于基础边缘3 m。2.1.3 其他较常见的地基处理方法其他较常见的地基处理方法挤挤 挤密地基挤密地基拌拌搅拌法加固地基搅拌法加固地基2.2 桩基工程桩基工程1-柱；2-承台梁；3-承台；4-桩；5-桩
14、基持力层按桩的受力情况，桩可分摩擦型按桩的受力情况，桩可分摩擦型桩和端承型桩。桩和端承型桩。(a)端承桩(b)摩擦桩 2.2.1钢筋混凝土预制桩施工钢筋混凝土预制桩施工预制方桩预应力管桩较合理的打桩顺序采用先张法预应力工艺采用先张法预应力工艺先张法采用离心工艺成型先张法采用离心工艺成型离心成型的离心成型的PCPC、PTCPTC宜采用常压蒸养宜采用常压蒸养 PHCPHC宜采用常压和高压蒸养宜采用常压和高压蒸养 压桩流程压桩流程（1）桩机就位）桩机就位（2 2）桩机调水平）桩机调水平（3 3）吊桩、桩就位）吊桩、桩就位（4 4）桩身垂直度调整）桩身垂直度调整（5 5）压入第一节桩）压入第一节桩（6
15、 6）两节桩的焊接）两节桩的焊接（7 7）按试桩报告控制）按试桩报告控制标准终压标准终压2.2.3 2.2.3 钢筋混凝土灌注桩施工钢筋混凝土灌注桩施工灌注桩是直接在施工现场的桩位上成孔，然后在孔内灌注混凝土灌注桩是直接在施工现场的桩位上成孔，然后在孔内灌注混凝土或钢筋混凝土而成。与预制桩相比，具有施工噪声低，振动小、挤或钢筋混凝土而成。与预制桩相比，具有施工噪声低，振动小、挤土影响小、无需接桩等优点。但成桩工艺复杂，施工速度较慢，质土影响小、无需接桩等优点。但成桩工艺复杂，施工速度较慢，质量影响因素较多。根据成孔工艺的不同，分为泥浆护壁钻孔灌注量影响因素较多。根据成孔工艺的不同，分为泥浆护壁
16、钻孔灌注桩、沉管灌注桩、爆扩成孔灌注桩和人工挖孔灌注桩。桩、沉管灌注桩、爆扩成孔灌注桩和人工挖孔灌注桩。分类（分类（按成孔方法按成孔方法）（1）钻孔灌注桩）钻孔灌注桩（2）沉管灌注桩）沉管灌注桩（3）人工挖孔灌注桩）人工挖孔灌注桩（4）钻扩或爆扩成孔灌注桩钻扩或爆扩成孔灌注桩 等等2.2.3.1 2.2.3.1 泥浆护壁钻孔灌注桩泥浆护壁钻孔灌注桩 用钻孔机械进行灌注桩成孔时，为防止塌孔，在孔内用相对密度用钻孔机械进行灌注桩成孔时，为防止塌孔，在孔内用相对密度大于大于1 1的泥浆进行护壁的一种成孔施工工艺。的泥浆进行护壁的一种成孔施工工艺。泥浆护壁钻孔灌注桩按成孔工艺和成孔机械的不同，可分为冲击泥浆护壁钻孔灌注桩按成孔工艺和成孔机械的不同，可分为冲击成孔灌注桩、冲抓成孔灌注桩、回转钻成孔灌注桩和潜水钻成孔灌成孔灌注桩、冲抓成孔灌注桩、回转钻成孔灌注桩和潜水钻成孔灌注桩。其中以回转钻成孔灌注桩应用最多。注桩。其中以回转钻成孔灌注桩应用最多。回转钻机具有钻头回转切削、泥浆循环排土、泥浆保护孔壁。施回转钻机具有钻头回转切削、泥浆循环排土、泥浆保护孔壁。施工时是一种湿作业方式；可用于各种地质条
