地基处理与基础工程讲义1.ppt

建筑施工技术,第一节 地基处理及加固,本章小结,本 章 内 容,本章作业,第二节 浅基础工程施工,第二章 地基处理与基础工程,第三节 桩基础工程施工,cuiwen,第四节 地基与基础工程安全施工技术,第二章 地基处理与基础工程,学习重点：地基加固的处理方法、适用范围、施工要求、质量检查；浅埋式基础施工要点；钢筋混凝土预制桩和混凝土灌注桩施工及质量检验标准，对泥浆护壁成孔灌注桩施工过程及方法。学习要求：了解桩基础组成及分类；,cuiwen,掌握预制桩施工顺序确定、注意事项、质量事故产生的原因和预防措施；了解静力压桩特点和施工方法；了解泥浆护壁成孔施工过程及工艺原理；掌握沉管灌注桩、大直径人工挖孔灌注桩的施工方法，常见质量事故的预防和处理，安全施工措施；了解预制桩、灌注桩质量检验标准。,cuiwen,第一节地基处理及加固,地基是指建筑物基础底部下方一定深度与范围内的土层。持力层是建筑物基础底面直接接触的土层。持力层以下的土层称为下卧层。低于持力层强度的下卧层称为软弱下卧层。一、建筑物对地基的基本要求 1.应保证其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。地基选择原则：先浅后深、先天然后人工。地基处理的概念：为提高地基承载力，改善其变形性质或渗透性质而采取的人工处理地基的方法。,为什么要进行地基加固与处理？,建筑物的地基所面临的问题,强度及稳定性问题,压缩及不均匀沉降问题,渗漏及渗透变形问题,动力荷载及液化问题,地基质量问题,墙体开裂,地基质量问题,地基引起不均匀沉降,苏州虎丘塔,地面下陷开裂,广西来宾地陷现象,地基滑动,二、地基加固的目的地基加固与处理的目的是提高地基土的承载力，保持地基稳定、减少房屋的沉降或不均匀沉降。三、地基处理方案的选择 初步选定几种地基处理方案。从技术经济分析和权衡比较，选择最佳的地基处理方法。必要时也可选择两种或多种地基处理措施组成的综合处理方案。现场试验或试验性施工，并进行必要的测试，以检查设计参数和处理效果。,四、地基加固的方法 工程实践中常用加固方法有机械碾压法、重锤夯实法、挤密桩法、化学加固法、预压固结法、深层搅拌法（一）换土垫层法1.原理：先将基础下一定范围内承裁力低的软土层挖去，然后回填强度较大的砂、碎石或灰土等，并夯至密实。按其回填的材料不同可分为灰土垫层、砂垫层、碎（砂）石垫层（1）砂地基和砂石地基该地基具有施工工艺简单、工期短、造价低等优点。适用范围：处理透水性强的软弱黏性土地基，但不宜用于湿陷性,黄土地基和不透水的黏性土地基，以免聚水而引起地基下沉和降低承载力。材料要求：所用砂石料不得含有机杂物，含泥量不应超过5%，兼作排水地基时，含泥量不宜超过3%，碎石或卵石最大粒径不宜大于50mm。构造要求：地基厚度一般不宜大于3m，也不宜小于0.5m。一般情况下地基的宽度应沿基础两边各放出200300mm，如果侧面地基土的土质较差时，还要适当增加。施工要点 验槽与清理。施工应按“先深后浅”进行。分层铺筑时，接头应做成斜坡或阶梯形搭接，每层错开0.51.0m，并注意充分夯实。材料应按级配拌合均匀，再铺填捣实。分层铺筑，分层夯（压）实，控制每层铺筑厚度。,采取排水或降低地下水位的措施，使基坑（槽）保持无积水状态。如用水撼法或插入振动法施工时，应有控制地注水和排水。不得采用夹有冰块的砂石作地基。质量检查 环刀取样法 用容积不小于200cm3的环刀压入垫层的每层2/3深处取样测定其干密度。贯入测定法 检验前先将垫层表面的砂刮去30mm左右，再用贯入仪、钢筋或钢叉等检验砂垫层的质量。钢筋贯入法所用的钢筋的直径为20，长1.25m，垂直举离砂垫层表面700mm处自由下落，或用水撼法使用的钢叉举离砂层面500mm自由下落，测其贯入深度。,（2）灰土地基 将基础底面下一定范围内的软弱土层挖去，用按一定体积比配合的石灰和黏性土拌合均匀，在最优含水量情况下分层回填夯实或压实而成。适用于处理14m厚的软弱土层。材料要求：土料宜采用黏性土及塑性指数大于4的粉土，但不得含有有机杂质或耕植土。其粒径不得大于15mm。用作灰土的熟石灰应消解34天并过筛，粒径不得大于5mm。构造要求：地基宽度一般为灰土顶面基础砌体宽度加2.5倍灰土厚度之和。,cuiwen,施工要点 验槽，清理。灰土拌合均匀，并控制其含水量。铺灰应分段分层夯筑，控制每层虚铺厚度和每层灰土的夯打遍数 灰土分段施工时，不得在墙角、柱基及承重窗间墙下接缝。上下两层灰土的接缝距离不得小于500mm，接缝处的灰土应注意夯实。夯实后的灰土，在3天内不得受水浸泡。冬期施工时，不得采用冻土或夹有冻土的土料。,cuiwen,机械碾压法原理及作用：挖除浅层软弱土或不良土，分层碾压或夯实土，按回填的材料可分为砂垫层、碎石垫层、粉煤灰垫层、干渣垫层、灰土垫层、二灰垫层和素土垫层等。它可提高持力层的承载力，减少沉降量，消除或部分消除土的湿陷性和胀缩性，防止土的冻胀作用以及改善土的抗液化性 适用范围：常用于基坑面积较大和开挖土方量较大的回填土方工程，一般适用于处理浅层软弱地基、湿陷性黄土地基、膨胀土地基、季节性冻土地基、素填土和杂填土地基 材料要求施工要点重锤夯实法原理及作用：适用范围：地下水位以上稍湿的粘性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土以及分层填土地基,机具设备：起重能力：当采用自动脱钩时，大于夯锤的1.5倍；当直接用钢丝绳悬吊夯锤时，大于夯锤的3倍。锤重宜为1.53.0t，底直径1.01.5m，落距一般为2.54.5m。施工要点：试夯，选定夯锤重量、底面直径和落距，以便确定最后下沉量及相应的夯击遍数和总下沉量。最后下沉量系指最后二击平均每击土面的夯沉量。一般试夯约610遍，施工时可适当增加12遍。采用重锤夯实分层填土地基时，每层的虚铺厚度以相当于锤底直径为宜，夯击遍数由试夯确定，试夯层数不宜少于两层。基坑（槽）的夯实范围应大于基础底面，每边应比设计宽度加宽0.3m以上，以便于底面边角夯打密实。平板振动法原理及作用：适用范围：无粘性土或粘粒含量少和透水性好的杂填土地基,cuiwen,强夯挤淤法原理及作用：采用边强夯、边填碎石、边挤淤的方法，在地基中形成碎石墩体，以提高地基承载力和减小沉降适用范围：厚度较小的淤泥和淤泥质土地基。机具设备施工要点,打桩顺序,强夯法原理及作用：利用强大的夯击能，迫使深层土液化和动力固结而密实。适用范围：适用于碎石土、砂土、素填土、杂填土、低饱和度的粉土与粘性土、湿陷性黄土。对淤泥质土经试验证明施工有效时方可使用。（1）机具设备起重机械：履带式起重机。起重机械的起重能力：当直接用钢丝绳悬吊夯锤时，应大于夯锤的34倍；当采用自动脱钩装置，起重能力取大于1.5倍锤重。夯锤：夯锤可用钢材制作，或用钢板为外壳，内部焊接钢筋骨架后浇筑C30混凝土制成。,cuiwen,夯锤底面有圆形和方形两种。锤底面积取决于表层土质，对砂土一般为34m2，黏性土或淤泥质土不宜小于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。脱钩装置：脱钩装置应具有足够强度，且施工灵活。施工要点 强夯施工前，确定正式施工时的技术参数。确保机械通行、施工，又可便于强夯产生的孔隙水压力消散。一般以各个夯击点的夯击数为施工控制值，也可采用试夯后确定的沉降量控制。夯击时，落锤应保持平稳，夯位准确。每夯击一遍后应测量平均下沉量，然后填平，方可进行下一遍夯击。最后一遍的下沉量必须符合要求。,强夯施工最好在干旱季节进行。强夯施工时做好详细的现场记录。施工完毕后，静置一段时间待内部应力消散后，才能进行下一步施工。质量检查：应检查施工记录及各项技术参数，并应在夯击过的场地选点作检验。一般可采用标准贯入、静力触探或轻便触探等方法，符合试验确定的指标时，即为合格。检查点数，每个建筑物的地基不少于3处，检测深度和位置按设计要求确定。,cuiwen,（二）挤密桩施工法1.灰土挤密桩原理及作用：利用锤击将钢管打入土中，侧向挤密土层形成桩孔，将钢管拔出后，分层回填2：8或3：7灰土并夯实而成，与桩间土共同组成复合地基承受上部荷载。适用范围：适用于地下水位以上，深度为5-10m的湿陷性黄土和人工填土。,cuiwen,2.砂桩挤密桩原理及作用：砂桩地基是采用类似沉管灌注桩的机械和方法，通过冲击和振动，把砂挤入土中而成的。这种方法经济、简单且有效。对于砂土地基，可通过振动或冲击的挤密作用，使地基密实，从而增加地基承载力，降低孔隙比，减少建筑物沉降，提高砂基抵抗震动液化的能力。对于粘性土地基，可起到置换和排水砂井的作用，加速土的固结，形成置换桩与固结后软粘土的复合地基，显著地提高地基抗剪强度。适用范围：适用于挤密松散砂土、素填土和杂填土等地基。对于饱和软粘土地基会破坏了土的天然结构，使抗剪强度降低，因而对这类工程要慎重对待。,cuiwen,3.水泥粉煤灰碎石桩（Cement flying-ash gravel pile）简称CFG桩原理及作用：在碎石桩中掺加适量的石屑、粉煤灰和水泥加水拌成。由CFG桩、桩间土和褥垫层构成CFG桩复合地基。适用范围：适用于砂土、粉土、松散填土、粉质粘土、粘土、淤泥质土等软弱地基的处理。施工程序：桩机就位 沉管至设计深度 停振下料 振动捣实后拔管 留振10s 振动拔管、复打,cuiwen,（三）深层密实法1.振冲地基 振冲地基又称振冲桩复合地基。该法具有技术可靠，机具设备简单，操作技术易于掌握，施工简便，节省三材，加固速度快，地基承裁力高等特点。振冲地基按加固机理和效果的不同，可分为振冲置换法和振冲密实法两类。前者适用于处理不排水、抗剪强度小于20KPa的粘性土、粉土、饱和黄土及人工填土等地基。后者适用于处理砂土和粉土等地基，不加填料的振冲密实法仅适用于处理粘土粒含量小于10%的粗砂、中砂地基。,cuiwen,机具设备 振冲器宜采用带潜水电机的振冲器，其功率、振动力、振动频率等参数，可按加固的孔径大 小、达到的土体密实度选用。起重机械起重能力和提升高度均应符合施工和安全要求，起重能力一般为80KN150KN。水泵及供水管道的供水压力宜大于0.5MPa，供水量宜大于20m3/h。加料设备可采用翻斗车、手推车或皮带运输机等，其能力须符合施工要求。控制设备的控制电流操作台，附有150A以上容量的电流表、500V电压表。,cuiwen,施工要点 施工前先在现场进行振冲试验，以确定成孔合适的水压、水量、成孔速度、填料方法、达到土体密实时的密实电流值、进料量和留振时间。振冲前，按设计定出冲孔中心位置、编号。启动水泵和振冲器，使振冲器徐徐沉入土中。每沉入0.51.0m，宜留振510s进行扩孔，待孔内泥浆溢出时再继续沉入。当下沉达到设计深度时，振冲器应在孔底适当停留并减小射水压力，以便排除泥浆进行清孔。成孔也可采用将振冲器以12mmin的速度连续沉至设计深度以上0.30.5m时，将振冲器往上提到孔口，再同法沉至孔底。如此往复12次，使孔内泥浆变稀，排泥清孔12min后，将振冲器提出。填料和振密方法，一般采取成孔后，将振冲器提出孔口，从孔口往下填料，然后再下降振冲器至填料中进行,振密（图2-2），待密实电流达到规定的数值，将振冲器提出孔口。如此自下而上反复进行直至孔口，成桩操作即告完成。振冲桩施工时桩顶部约1m范围内的桩体密实度难以保证，一般应予挖除，另做地基，或用振动碾压使之压实。冬期施工应将表层冻土破碎后成孔。每班施工完毕后应将供水管和振冲器水管内积水排净，以免冻结影响施工。质量检查：振冲成孔中心与设计定位中心偏差不得大于100mm，完成后的桩位偏差不得大于0.2倍桩孔直径。振冲效果应在砂土地基完工半个月或粘性土地基完工一个月后方可检验。检验方法可采用载荷试验、标准贯入、静力触探等方法来检验桩的承载力，以不小于设计要求的数值为合格。如在地震区进行抗液化加固地基，尚应进行现场孔隙水压力试验。,振冲法制桩施工工艺（a）定位；(b)振冲下沉；(c)加填料；(d)振密；(e)成桩,cuiwen,2.深层搅拌法原理及作用：利用水泥、石灰等材料作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂（浆液或粉体）强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理、化学反应，使软土硬结成具有一定强度的优质地基。适用范围：适用于处理淤泥、淤泥质土、粉土和含水量较高且地基承载力标准值不大于120KPa的粘性土等地基。当用于处理泥炭土或地下水具有侵蚀性时，宜通过试验确定其适用程度深层搅拌桩在施工中一般采用二次搅拌工艺。即预搅沉钻喷浆提钻搅拌复搅沉钻复搅（喷浆）提钻。喷浆搅拌时提升速度不宜大于0.5mmin,3.高压喷射注浆法原理及作用：将带有特殊喷嘴的注浆管通过钻孔置入要处理的土层的预定深度，然后将浆液（常用水泥浆）以高压冲切土体。在喷射浆液的同时，以一定速度旋转、提升，即形成水泥土圆柱体；若喷嘴提升不旋转，则形成墙状固化体。可用以提高地基承载力，减少沉降，防止砂土液化、管涌和基坑隆起，建成防渗帷幕。适用范围：适用于处理淤泥、淤泥质土、粘性土、粉土、黄土、砂土、人工填土和碎石土等地基。当土中含有较多的大粒径块石、坚硬粘性土、大量植物根茎或有过多的有机质时，应根据现场试验结果确定其适用程度。但长期受酸性污水浸蚀的地基不宜采用。按照注浆使用的材料主要分为水泥注浆和硅化注浆。而硅化注浆的只要材料是硅酸盐（水玻璃）和其他高分子材料组成。,4.排水固结法（1）堆载预压法、真空预压法、原理及作用：在建筑物或构筑物建造前，先在拟建场地上施加或分级施加与其相当的荷载，使土体中孔隙水排出，孔隙体积变小，土体密实，提高地基承载力和稳定性。堆载预压法处理深度一般达10m左右，真空预压法处理深度可达15m左右。适用范围：适用于各类软弱地基，较广泛用于冷藏库、油罐、机场跑道、集装箱码头、桥台等沉降要求较低的地基。,降水预压法、电渗排水法原理及作用：通过布置垂直排水井，改善地基的排水条件，及采取加压、抽气、抽水和电渗等措施，以加速地基土的固结和强度增长，提高地基土的稳定性，并使沉降提前完成适用范围：适用于处理厚度较大的饱和软土和冲填土地基，但需要有预压的荷载和时间的条件。对于较厚的泥炭层要慎重对待。5.加筋法原理及作用：在人工填土的路堤或挡墙内，铺设土工聚合物、钢带、钢条、尼龙绳或玻璃纤维等作为拉筋或在软弱土层上设置树根桩或碎石桩等，使这种人工复合土体，可承受抗拉、抗压、抗剪和抗弯作用，以提高地基承载力，增加地基稳定性和减少沉降。,cuiwen,适用范围：加筋土、土锚及土钉：加筋土和土锚适用于人工填土的路堤和挡墙结构，土钉适用于土坡稳定土工聚合物：适用于砂土、粘性土和软土树根桩：适用于各类土碎石桩：适用于粘性土，对于软土，经试验证明施工有效时方可采用。6.热学法热加固法原理及作用：热加固法是通过渗入压缩的热空气和燃烧物，并依靠热传导，将细颗粒土加热到适当温度（如温度在100摄氏度以上），则土的强度就会增加，压缩性随之降低适用范围：适用于非饱和粘性土、粉土和湿陷性黄土,冻结法原理及作用：冻结法是采用液体氧或二氧化碳膨胀的方法，或采用普通的机械制冷设备与一个封闭式液压系统相连接，而使冷却液在里面流动，从而使软而湿的土进行冻结，以提高土的强度和降低土的压缩性 适用范围：适用于各类土。,cuiwen,二、地基局部处理指在浅基础开挖基槽(坑)的施工中或验槽(坑)时，发现基槽(坑)范围内有洞穴、软弱土层或岩基、墙基等局部异常地基的处理。处理的方法和原则：将局部软弱层或硬物尽可能挖除，回填与天然土压缩性相近的材料，分层夯实；处理后的地基应保证建筑物各部位沉降量趋于一致，以减少地基的不均匀下沉（一）软松土坑(填土、墓穴、淤泥)的处理将坑中的软松土、虚土全部挖除，使坑底及四周均见天然土，然后用与坑边天然土层相近的材料分层夯实回填至坑底标高处。常用回填材料有砂、砂砾石、天然土、37或28的灰土。采用天然土分层夯实回填时，每层厚度200mm，如图1.36(a)所示。,软松土坑范围较大，超过地槽的宽度时，应将该范围内的基槽适当加宽，挖至天然层，将部分基础加深，做成12踏步与两端相接，如图1.36(c)所示。,对于范围和深度较大的软土坑，由于回填材料与天然地基密实度相差较大，会造成基础不均匀下沉，所以还要考虑加强上部结构的强度，以抵抗地基不均匀沉降而引起的内力。在防潮层下设钢筋混凝土或钢筋砖圈梁(图1.37),（二）砖井、枯井、土井的处理方法,当井在基槽范围内时，应将井的井圈拆至地槽下1m以上，井内用中砂、砂卵石材料分层夯填处理，在拆除范围内用28或37灰土分层回填夯实至槽底(图1.38)。,（三）局部范围内(硬物)的处理,当桩基或部分基槽下有基岩、旧墙基、老灰土、压实路面等硬土或坚硬物时，首先在地坑、地槽范围内尽可能地挖除，以免基础局部落在硬物上造成不均匀沉降使上部建筑物开裂。硬土、硬物挖除后，若深度小于15m时，可用砂、砂卵石或灰土回填；若长度大于5m时，则将槽底做12踏步灰土垫层与两端紧密连接，然后做落深基础。（四）橡皮土的处理 对于含水量高的粘性土，施工中避免直接夯拍，拟采用晾槽或掺石灰粉的办法降低含水量后压实。若施工中已出现橡皮土，则应将橡皮土层挖除，然后在槽底适当加深的情况下铺垫一层承载力高、适应设计要求的垫层地基，如砂土或级配砂石垫层等。,第二节浅基础工程施工,一、垫层施工作用：（一）灰土垫层：适用于地下水位较低，基槽常处于干燥状态的地基。（二）砂/砂石垫层：级配良好，先深后浅，搭接合理。（三）碎砖三合土垫层：分层夯实。二、浅基础施工（一）刚性基础（受b/h或刚性角的限制）施工工艺流程:基底土质验槽施工垫层在垫层上弹线抄平基础施工。,（a）墙下基础,（b）柱下基础,1.毛石基础：工艺:定位、放线、立皮数杆、砌筑2.砖基础：工艺：定位、放线、立皮数杆、盘角挂线、砌筑,（a）立体图,（b）剖面图,毛石基础构造示意图,（a）两皮一收,（b）二、一间隔收 砖基础构造示意图,质量要求：砂浆饱满、组砌可靠、预埋正确。3.混凝土基础 也称为素混凝土基础，它具有整体性好、强度高、耐水等优点。混凝土与毛石混凝土基础：适用于层数较高房屋，特别是地下水位较高的情况。,（,（a）矩形截面,（b）锥形截面,(二）钢筋砼基础适用：上部结构荷 载大，地基较软弱，需要较大底面尺寸的情况。1.钢筋砼条基：(1)构造要求:锥形基础的边缘高度不宜小于200mm；阶梯形基础的每阶高度宜为300mm500mm；垫层的厚度不宜小于70mm；垫层混凝土强度等级应为C10；底板受力钢筋的最小直径不宜小于10mm；间距不宜大于200mm，也不宜小于100mm。墙下钢筋混凝土条形基础纵向分布钢筋的直径不小于8mm；间距不大于300mm，每延米分布钢筋的面积应不小于受力钢筋面积的1/10。当有垫层时钢筋保护层的厚度不小于40mm；无垫层时不小于70mm；混凝土强度等级不应低于C20。,(2)施工要点施工工艺流程:基底土质验槽施工垫层在垫层上弹线抄平基础施工。2.独立基础,3.筏基：（1）构造要求强度等级：筏板基础的混凝土强度等级不应低于C30。当有地下室时应采用防水混凝土.墙体：外墙厚度不应小于250mm，内墙厚度不应小于200mm。墙的截面设计除满足承载力要求外，应考虑变形、抗裂及防渗等要求。墙体内应设置双面钢筋，竖向和水平钢筋的直径不应小于12mm，间距不应大于300mm。板厚：应满足受冲切承载力、受剪切承载力的要求。对12层以上建筑的梁板式筏基的板厚不宜小于400mm，且板厚与最大双向板格的短边之比不小于1/20。,（a）平板式,（b）梁板式,施工缝：筏板与地下室外墙的接缝、地下室外墙沿高度处的水平接缝应严格按施工缝要求采取措施，必要时可设通长止水带。裙房：当高层建筑与相连的裙房之间设置沉降缝时，高层建筑的基础埋深应大于裙房基础的埋深至少2m。当不满足要求时必须采取有效措施。沉降缝地面以下的空间应用粗砂填实。当高层建筑与相连的裙房之间不设置沉降缝时，宜在裙房一侧设置后浇带。后浇带的位置宜设在距主楼边柱的第二跨内后浇带混凝土宜根据实测沉降值并计算后期沉降差能满足设计要求后方可进行浇注。,高层建筑与裙房间的沉降缝处理,（2）施工要点施工工艺流程：基底土质验槽施工垫层在垫层上弹线抄平基础施工。当混凝土基础达到设计强度的30时，应进行基坑回填。基坑回填应在四周同时进行，并按基底排水方向由高到低分层进行。,4.箱基：（1）构造要求混凝土强度等级不应低于C30。基础高度一般取建筑物高度的1/121/8，不宜小于箱形长度的1/8，且不小于3m。箱形基础的外墙沿建筑物四周布置，内墙一般沿上部结构柱网和剪力墙纵横均匀布置。墙体厚度应根据实际受力情况确定，内墙厚度不宜小于200mm，一般为200300mm；外墙厚度不应小于250mm，一般为250400mm。箱形基础底板、顶板的厚度应满足柱或墙冲切验算要求，并根据实际受力情况通过计算确定。底板厚度一般取隔墙间距的1/101/8，约为3001000mm；顶板厚度约为200400mm。为保证箱形基础的整体刚度，平均每m2基础面积上墙体长度应不小于400mm，或墙体水平截面积不得小于基础面积的1/10，其中纵墙配置量不得小于墙体总配置量的3/5。,（2）施工要点施工时，基础底板、内外墙和顶板的支模、钢筋绑扎和混凝土浇筑，可采取内外墙和顶板分次支模浇筑方法施工，其施工缝的留设位置和处理应符合钢筋混凝土工程施工及验收规范有关要求，外墙接缝应设止水带。基础的底板、内外墙和顶板宜连续浇筑完毕。为防止出现温度收缩裂缝，一般应设置贯通后浇带，带宽不宜小于800mm，在后浇带处钢筋应贯通。顶板浇筑后，相隔24周，使用比设计强度提高一级的细石混凝土将后浇带填灌密实，并注意加强养护。,第三节桩基础工程施工,一、桩的作用与分类（一）作用是将上部建筑物的荷载传递到深处承载力较强的土层上，或将软弱土层挤密实以提高地基土的承载能力和密实度。（二）桩基础的分类1.按承台位置的高低分高承台桩基础低承台桩基础,Cuiwen,Cuiwen,2、按承载性质不同端承桩摩擦桩,3、按桩身的材料不同钢筋混凝土桩钢桩：直径2501200mm的钢管桩和宽翼工字形钢桩。木桩砂石桩灰土桩,Cuiwen,4、按桩的使用功能分竖向抗压桩竖向抗拔桩水平荷载桩复合受力桩5、按桩直径大小分小直径桩 d 250mm中等直径桩 250mm d 800mm大直径桩 d 800mm6、按成孔方法分非挤土桩 泥浆护壁灌筑桩、人工挖孔灌筑桩，部分挤土桩 先钻孔后打入。挤土桩 打入桩。7、按制作工艺分预制桩灌筑桩,Cuiwen,8、按截面形式分方形截面桩圆形空心桩二、预制桩施工主要内容包括：确定施工方法，选择打桩机械，确定打桩顺序，桩的预制、运输，沉桩过程中的技术和安全措施。（一）桩的制作、起吊、运输、堆放,管桩及长度在10m以内的方桩在预制厂制作，较长的方桩在打桩现场制作。采用叠层法生产时，上层桩和邻桩浇筑，必须在下层和邻桩的混凝土强度达到设计强度的30%以后才能进行。浇筑完毕后，立即加强养护，防止由于混凝土收缩产生裂缝，养护时间不少于7d。桩堆放时，地面必须平整、坚实，垫木间距应根据吊点确定，各层垫木应位于同一垂直线上，最下层垫木应适当加宽，堆放层数不宜超过4层。不同规格的桩，应分别堆放。,Cuiwen,钢筋混凝土预制桩制作 钢筋、模板施工,钢筋混凝土预制桩制作 混凝土浇筑,表2.1 预制桩钢筋骨架质量检验标准,表2.2 钢筋混凝土预制桩的质量检验标准,钢筋混凝土预制桩应达到设计强度的75%才可起吊；达到100%设计强度才能运输和打桩。若提前吊运，必须采取措施并经过验算合格方可进行。吊点位置应符合设计规定。如无吊环，设计又未作规定时，绑扎点的数量及位置按桩长而定，应符合起吊弯矩最小的原则,（二）打入法施工,1.打桩设备及选择,打桩设备包括桩锤、桩架和动力装置。,桩锤作用：类型：落锤、单动汽锤、双动汽锤、柴油锤、液压锤锤重选择应根据地质条件、工程结构、桩的类型、密集程度及施工条件等参考表2.3选用。,表2.3 锤重选择表,桩架作用组成:底盘、导向杆、起吊设备、撑杆等。桩架的选择:桩架高度=桩长+桩锤高度+滑轮组高桩架用钢材制作，按移动方式有轮胎式、履带式、轨道式等。,2施工前的准备工作：清障、排水；定位放线、确定打桩顺序、设置水准点、试桩打桩顺序一般分为逐段打设、自中部向四周打设和由中间向两侧打设三种.根据基础的设计标高和桩的规格，宜按先深后浅、先大后小、先长后短的顺序进行打桩。,根据基础的设计标高和桩的规格，宜按先深后浅、先大后小、先长后短的顺序进行打桩。3施工工艺：桩机就位吊桩打桩送桩接桩、拔桩、截桩桩的施打原则是重锤低击.接桩:焊接法连接 浆锚法 法兰连接,角钢绑焊接头构造示意图,预应力管桩法兰接头构造图,焊接法接桩,浆锚法接桩,4.打桩质量要求和测量记录,(1)打桩质量要求桩端位于一般土层时（摩擦桩），以控制桩端设计标高为主，贯入度作参考。桩端达到坚硬、硬塑的粘性土、碎石土、中密以上的粉土和砂土或风化岩等土层时，应以贯入度控制为主，桩端进入持力层深度或桩尖标高作参考。若贯入度已达到而桩端标高未达到时，应继续锤击3阵，其每阵10击的平均贯入度不应大于规定的数值。打(压)入桩(预制混凝土方桩、先张法预应力管桩、钢桩)的桩位偏差，必须符合表2.4的规定。桩的承载力检验 最后贯入度值：为每10击桩入土深度的平均值。,Cuiwen,表2.4 预制桩(钢桩)桩位的允许偏差,(2)混凝土预制桩施工记录,表2.5 混凝土预制桩施工记录,(1)桩顶破碎(2)桩身被打断(3)桩身位移、扭转或倾斜(4)桩锤回跃，桩身回弹严重,5.打桩施工常见问题的分析,Cuiwen,(三）静力压桩,一般采取分节压入、逐段接长的施工方法。接桩的方法焊接法法兰螺栓连接法硫磺浆锚法,cuiwen,三、混凝土灌注桩施工灌注桩：优点：节约材料、成本低廉、施工不受地层变化的限制、无需接桩及截桩。缺点：技术间隔时间长，不能立即承受荷载，操作要求严，在软土地基中易缩颈、断裂，在冬季施工较困难。灌注桩按成孔方法分为泥浆护壁成孔灌注桩、沉管灌注桩、干作业钻孔灌注桩、人工挖孔灌注桩等。,cuiwen,（一）干作业钻孔灌注桩,1.适用范围：干作业成孔灌注桩适用于成孔深度内没有地下水的情况，成孔时不必采取护壁措施而直接取土成孔。2.设备：螺旋钻机。它由主机、滑轮组、螺旋钻杆、钻头、滑动支架、出土装置等组成。3.施工方法场地清理测量放线定桩位桩机就位钻孔取土成孔清除孔底沉渣成孔质量检查验收吊放钢筋笼浇筑孔内混凝土。,cuiwen,(二）泥浆护壁成孔灌注桩,1.适用范围：适用于有地下水和无地下水的土层。2.施工工艺：测定桩位埋设护筒桩机就位泥浆制备成孔清孔吊放钢筋笼浇筑水下混凝土。（1）护筒的作用：a固定桩孔位置b保护孔口、防止塌孔c增加桩孔内水压。（2）泥浆制备：泥浆的作用：a携碴排土b将土中空隙渗填密实，避免孔 内漏水，可以防止塌孔。c冷却机具和切土润滑。,（3）成孔成孔机械：潜水钻机、冲击钻机、冲抓锥等。1）潜水钻机成孔,潜水钻机成孔排渣有正循环排渣和泵举反循环排渣两种方式，如图2.13所示。,2)冲击钻成孔冲击钻头形式有十字形、工字形、人字形等，一般常用十字形冲击钻头冲孔前应埋设钢护筒，并准备好护壁材料。,3)冲抓锥成孔适用于松软土层(砂土、粘土)中冲孔，但遇到坚硬土层时宜换用冲击钻施工。,cuiwen,（4）清孔目的清除孔底沉渣、淤泥浮土，以减少桩基的沉降量，提高承载能力。清孔后的泥浆相对密度应控制在1.151.25。清孔方法：真空吸泥渣法：射水抽渣法：换浆法和掏渣法：（5）浇筑水下混疑土水下混凝土浇筑常用导管法.主要机具有导管、漏斗和隔水栓。注意：,混凝土隔水栓示意图,将导管底部埋入混凝土内，埋入深度应控制在0.8m以上。应保证导管底部位于混凝土面以下26m。,3.湿作业成孔灌注桩施工中容易发生的质量问题及处理方法是：孔壁坍塌主要原因：塌孔处理方法：偏孔偏孔的主要原固处理方法为：孔底隔层主要原因主要防止方法为：,cuiwen,夹泥或软弱夹层主要原因：防治措施流砂指成孔时发现大量流砂涌塞孔底。流砂产生的原因是孔外水压力比孔内水压力大，孔壁土松散流砂严重时可抛入碎砖石、粘土，用锤冲入流砂层，防止流砂涌入。,cuiwen,(三）沉管灌注桩,1.锤击沉管灌注桩适用范围：适用于一般粘性土、淤泥质土、砂土和人工填土地基，但不能在密实的砂砾石、漂石层中使用。机械设备：由桩管、桩锤、桩架、卷扬机滑轮组、行走机构组成.,施工程序：定位埋设混凝土预制桩尖 桩机就位锤击沉管灌注 混凝土边拔管、边锤击、边继续灌注混凝土(中间插入 吊放钢筋笼)成桩。拔管的方法根据承载力的要求不同，分别采用单打法，复打法和翻插法,单打法:拔管时每提升0.5M1.0m，振动5S10S后，再拔管0.5m1.0m，如此反复进行，直到全部拔出为止。复打法:在同一桩孔内进行两次单打，或根据要求进行局部复打。反插法:将钢管每提升0.5m，再下沉0.3m，（或提升1m，下沉0.5m）,如此反复进行，直至拔离地面。此种方法，在淤泥层中可消除缩颈现象，但在坚硬土层中易损坏桩尖，不宜采用。,沉管灌注桩钢筋混凝土桩靴,2.振动沉管灌注桩适用范围：适合于稍密及中密的砂土地基施工 机械设备：施工程序：安好桩机合拢活瓣桩尖或埋好预制桩尖校正桩管垂直度开动激振器使桩管沉到设计标高测量孔深、质检安放钢筋笼灌入混凝土边振边拔钢管。振动灌注桩可采用单打法、反插法或复打法施工。,3.沉管灌注桩容易出现的质量问题及处理方法,颈缩：指桩身的局部直径小于设计要求的现象。原因：处理方法：复打法，并严格控制拔管的速度(2)断桩：指桩身局部分离或断裂，更为严重的是一段桩没有混凝土。原因：处理方法：采用跳打法或等已成型的桩混凝土达到60%设计强度后，再进行下根桩的施工。(3)吊脚桩：指桩底部混凝土隔空或松软，没有落实到孔底地基土层上的现象。原因：处理方法：(4)混凝土灌注过量,cuiwen,（四）人工挖孔大直径灌注桩,1.施工机具 垂直运输工具：如电动葫芦和提土筒；排水工具：如潜水泵，用于抽出桩孔内的积水；通风设备：如鼓风机、输风管，用于向桩孔内输送空气；挖掘工具：如镐、锹、土筐、风镐和爆破设备。照明灯、对讲机等。2.施工工艺 支护的方法:现浇混凝土护壁、喷射混凝土护壁、型钢或木板桩工具护壁、沉井等。,cuiwen,施工工艺过程如下：测定桩位、放线开挖土方支设护壁模板在模板顶放置操作平台浇筑护壁混凝土拆模继续下一段施工安放钢筋笼、浇筑混凝土,cuiwen,（五）爆破成孔灌注桩爆扩桩在粘性土层中使用效果较好，但在软土及砂土中不易成型，桩长（H）一般为36m，最大不超过10m。扩大头直径D为2.53.5d。这种桩具有成孔简单，节省劳力和成本低等优点。但检查质量不便，施工质量要求严格。施工方法质量要求施工中常见问题,cuiwen,（六）桩基础的检测与质量验收,灌注桩施工质量检查包括成孔及清孔、钢筋骨架制作及安放、混凝土搅拌及灌注等三个施工过程的质量检查。施工前应对水泥、砂、石子、钢材等原材料进行检查，对施工组织设计中制定的施工顺序、监测手段也应进行检查,1.成孔质量检查及要求2.钢筋笼制作及安放要求,表2.6 灌注桩的平面位置和垂直度的允许偏差,表2.7 混凝土灌注桩钢筋笼质量检验标准,表2.8 混凝土灌注桩质量检验标准,（1）成孔垂直度检测 成孔垂直度检测一般采用钻杆测斜法、测锤(球)法及测斜仪等方法。钻杆测斜法 将带有钻头的钻杆放入孔内到底，在孔口处的钻杆上装一个与孔径或护筒内径一致的导向环，使钻杆保持在桩孔中心线位置上。然后将带有扶正圈的钻孔测斜仪下入钻杆内，分点测斜，检查桩孔偏斜情况。测锤法 在孔口沿钻孔直径方向设标尺，标尺中点与桩孔中心吻合，将锤球系于测绳上，量出滑轮到标尺中心距离。将球慢慢送入孔底，待测绳静止不动后，读出测绳在标尺上的偏距，由此求出孔斜值。该法精度较低。,桩基垂直度检测其他方法,（2）孔径检测 孔径检测一般采用声波孔壁测定仪及伞形、球形孔径仪和摄影(像)法等测定。声波孔壁测定仪：检测成孔形状和垂直度。由声波发生器、发射和接收探头、放大器、记录仪和提升机构组成。井径仪：由测头、放大器和记录仪组成，可检测直径为0.080.6m、深数百米的孔，当把测量腿加大后，最大可检测直径1.2m的孔。井径仪四条腿靠弹簧弹力张开，如果孔壁是软弱土层，应注意腿端易插入土中引起检测误差。,（3）孔底沉渣厚度检测 垂球法：为工程中最常用的简单测定孔底沉渣厚度的方法。一般根据孔深、泥浆比重，采用质量为13的钢、铁、铜制锥、台、桩体垂球，顶端系上测绳，把球慢慢沉入孔内，凭人的手感判断沉渣顶面位置，其施工孔深和量测孔深之差即为沉渣厚度。,电容法：沉渣测定原理是当金属两极板间距和尺寸固定不变时，其电容量和介质的电解率成正比关系，水、泥浆和沉渣等介质的电解率有较明显差异，从而由电解率的变化量测定沉渣厚度。声纳法：原理是以声波在传播中遇到不同界面产生反射而制成的测定仪。,其他方法：通过测定电阻率变化,3.桩基检测施工过程中桩的质量检测的重点：桩身强度与单桩承载力，对于重要的建筑物桩基和地质条件复杂或成桩质量可靠性较低的桩基工程，应采用静载试验法或动测法检查成桩质量和单桩承载力；对于大直径桩还可采取钻孔取芯、预埋管超声检测法、振动探头测定仪检查。工程上，常用动测法(又称动力无损检测法)，是检测桩基承载力及桩身质量的一项新技术。单桩承载力的动测方法种类较多，国内有代表性的方法有：动力参数法、锤击贯入法、水电效应法、共振法、机械阻抗法、波动方程法等。在桩基动态无损检测中，国内外广泛使用的方法是应力波反射法，又称低(小)应变法，其原理是根据一维杆件弹性反射理论(波动理论)采用轻锤击打桩顶,在桩与周边土无相对位移情况下，测出波的信号，即以波在不同阻抗和不同约束条件下的传播特征来判别桩身质量，找出桩身缺陷及位置，从而达到桩的完整性检测的目的。,单桩竖向承载力静载试验,CT桩身质量检测,反力架静载试验,单桩竖向承载力静载试验数据读取（目前可由计算机自动记录）,高应变动力检测,桩基低应变检测技术,桩身完整性检测通常采用低应变法。,成孔质量检测,桩基取芯检测,3.施工验收资料,桩基施工验收应包括下列资料：(1)工程地质勘察报告、桩基施工图、图纸会审纪要、设计变更单及材料代用通知单等。(2)经审定的施工组织设计、施工方案及执行中的变更情况。(3)桩位测量放线图，包括工程桩位线复核签证单。(4)桩孔、钢筋、混凝土工程施工隐蔽记录及各分项工程质量检查验收单及施工记录。(5)成桩质量检查报告。(6)单桩承载力检测报告。(7)基坑挖至设计标高的桩位竣工平面图及桩顶标高图。,几种深基础工程施工（一）地下连续墙 地下连续墙就是地下室普通基坑的维护和地下室外墙的挡墙。即所谓的两墙合一。1.地下连续墙的优点刚度大，即挡土、又挡水，施工时无振动，噪音低，可用于任何土质，还可用于逆作法施工。2.缺点成本高，施工技术复杂，需配备专用设备，施工中用的泥浆要妥善处理，否则会造成一定的污染。3.地下连续墙的施工过程,Cuiwen,(a)筑导墙；(b)挖槽；(c)吊放接头管；(d)吊放钢筋笼；(e)浇筑混凝土；(f)拔出接头管1-导墙；2-泥浆液面；3-挖槽机具；4-接头管；5-钢筋笼；6-导管；7-混凝土；B-墙厚；L-单元槽段长度,a.修筑导墙 导墙是地下连续墙挖槽之前修筑的临时结构，要求具有足够的强度、刚度和精度。,钢筋混凝土导墙 l-支撑；2-泥浆护壁；3-钢筋混凝土导墙；4-导墙墙面间距,b.泥浆护壁,c.槽段开挖 挖槽机械:挖斗式挖槽机和钻头式挖槽机。地下连续墙挖槽的施工要点包括：单元槽段的划分。清底。清底的方法，一般有沉淀法和置换法。,(a)砂石吸力泵排泥(b)压缩气升液排泥(c)潜水泥浆泵排泥(d)利用混凝土导管压清水或稀泥浆排泥1-导管；2-补给泥浆；3-吸力泵；4-空气升液排泥管或导管；5-软管；6-空气；7-潜水泥浆泵；8-清水或泥浆；9-排泥,清底方法,图1-27 接头管接头施工(a)开挖槽段；(b)吊放接头管和钢筋笼；(c)浇筑混凝土；(d)拔出接头管；(e)形