土木工程施工義地基處理與樁基工程PPT課件

第2章地基處理與樁基工程 第4講基坑驗槽地基加固處理第5講砼預制樁施工第6講砼灌注樁施工 邵陽學院楊宗耀 教授級高工 教學要求 了解基坑驗槽和地基加固的方法 掌握地基加固的原理和擬定加固方案的原則 了解預制樁的構造 掌握錘擊沉樁 靜力沉樁 振動沉樁和射水沉樁的施工方法 了解各類灌注樁的工藝原理和施工要點 了解樁基工程質量控制和檢測驗收的方法 教學重點 預制樁的沉樁方法 沉樁順序 貫入度控制和質量控制方法 灌注樁常見質量問題的原因及預防 處理方法 教學難點 預制樁沉樁施工質量控制 灌注樁常見質量問題的預防及處理方法 時間安排 本章共3講 6學時 第2章地基處理與樁基工程 第4講基坑驗槽及地基加固處理 1基坑驗槽2地基加固處理 邵陽學院楊宗耀 教授級高工 第2章地基處理與樁基工程 1基坑驗槽 當基坑 槽 挖至設計標高后 應組織勘察 設計 監(jiān)理 施工方和業(yè)主代表共同檢查坑底土層是否與勘察 設計資料相符 是否存在填井 填塘 暗溝 墓穴等不良情況 這稱為驗槽 驗槽的方法以觀察為主 輔以夯 拍或輕便勘探 第4講基坑驗槽及地基加固處理 基坑驗槽基坑驗槽 共41頁第1頁 1 1觀察驗槽 觀察驗槽的內(nèi)容包括 檢查基坑 槽 的位置 斷面尺寸 標高和邊坡等是否符合設計要求 檢查槽底是否已挖至老土層 地基持力層 上 是否繼續(xù)下挖或進行處理 對整個槽底土進行全面觀察 土的顏色是否均勻一致 土的堅硬程度是否均勻一致 有無局部過軟或過硬 土的含水量情況 有無過干過濕 在槽底行走或夯拍 有無振顫現(xiàn)象或空穴聲音等 挖掘探查 拉線檢查 共41頁第2頁 1基坑驗槽 夯 拍驗槽是用木夯 蛙式打夯機或其他施工工具對干燥的基坑進行夯 拍 對潮濕和軟土地基不宜夯 拍 以免破壞基底土層 從夯 拍聲音判斷土中是否存在土洞或墓穴 對可疑跡象 應用輕便勘探儀進一步調(diào)查 1 2夯 拍驗槽 觀察驗槽應重點注意柱基 墻角 承重墻下受力較大的部位 仔細觀察基底土的結構 孔隙 濕度 含有物等 并與設計勘察資料相比較 確定是否已挖到設計的土層 對于可疑之處應局部下挖檢查 共41頁第3頁 1基坑驗槽 1 3輕便勘探驗槽 輕便勘探驗槽是用釬探 輕便動力觸探 手搖小螺紋鉆 洛陽鏟等對地基主要受力層范圍的土層進行勘探 或對上述觀察 夯或拍發(fā)現(xiàn)的異常情況進行探查 基坑底層基土質量釬探檢查 共41頁第4頁 1基坑驗槽 輕 重型動力觸探儀 動力 靜力觸探一體履帶車系統(tǒng) 地基釬探施工現(xiàn)場地基釬探施工現(xiàn)場 共41頁第5頁 1 3輕便勘探驗槽 2地基加固處理 當結構的荷載較大 地基土質又較軟弱 強度不足或壓縮性大 不能作為天然地基時 可采取人工加固處理的方法改善地基性質 提高承載力 增加穩(wěn)定性 減少地基變形和基礎埋置深度 第4講基坑驗槽及地基加固處理 2 1地基加固的原理 共41頁第6頁 2 1地基加固的原理 將土質由松變實 將土的含水量由高變低 即可達到地基加固的目的 工程實踐中的各種加固方法均是從這一加固原理出發(fā) 共41頁第7頁 2 1 1地基加固原理 地基碾壓加固 提高軟弱地基的強度 保證地基的穩(wěn)定性 降低軟弱地基的壓縮性 減少基礎的沉降 防止地震時地基土的振動液化 消除特殊土的濕陷性 脹縮性和凍脹性 2 1 2地基處理的目的 堅實穩(wěn)定的建筑地基在可靠地基上建造的基礎 共41頁第8頁 2 1地基加固的原理 軟弱地基包括 淤泥 淤泥質土 沖填土 雜填土或其它高壓縮性土層構成的地基 2 1地基加固的原理 2 1 3地基處理的對象 特殊土地基包括 軟土 濕陷性黃土 膨脹土 紅粘土和凍土等地基 共41頁第9頁 吹填土的施工現(xiàn)場 淤泥質土濕陷性黃土膨脹土 2 1 4地基加固處理的綜合措施 擬定地基加固處理方案時 應考慮地基與上部結構共同工作的原則 從地基處理 建筑和結構設計 施工方案方面均采取相應措施 絕不能單純對地基進行處理 其具體措施有 改變建筑體形 簡化建筑平面 調(diào)整荷載差異 合理設置沉降縫 采用輕型結構 柔性結構 加強房屋的整體剛度 偏心荷載較大時 對基礎進行移軸處理 施工中正確安排施工順序和施工進度 共41頁第10頁 2 1地基加固的原理 地基加固處理的方法很多 歸納起來無非是 挖 填 換 夯 壓 擠 拌 七個字 2地基加固處理 2 2地基加固的方法 當軟弱土地基的承載力或變形滿足不了建筑地基的要求 而軟弱土層的厚度不大時 挖去軟土層將基礎置于承載力大的基巖或堅硬的土層中 最為經(jīng)濟 共41頁第11頁 挖去厚度不大的軟土層 當軟土層較厚 承載力或變形又與建筑地基要求的差距不大時 可在軟土層上直接回填一定厚度的好土 以提高地基持力層的承載力 減小軟土層的承壓力 在軟土層上回填好土 2 2地基加固的方法 共41頁第12頁 軟土層較厚時 將基礎下面一定范圍內(nèi)的軟土挖去 代之以人工填筑的墊層作持力層 采用砂石 三合土 礦渣 素土等材料換土的地基分別稱為砂石地基 三合土地基 粉煤灰地基 2 2 1換填法 砂石地基施工 砂石墊層剖面圖 2 2地基加固的方法 共41頁第13頁 利用打夯工具或機具夯擊土壤 排出土壤中的水分 加速土壤的固結 提高土壤的密實度和承載力 2 2 2夯實法 平板振動夯進行地基夯實沖擊夯進行軟土壓實施工 2 2地基加固的方法 共41頁第14頁 是一種較常采用的地基處理方法 它是用起重機械將大噸位夯錘 一般不小于8t 起吊到高處 一般不小于6m 后 自由落下 對土體進行強力夯實 強夯施工中 2 2地基加固的方法 強夯適用于粘性土 濕陷性黃土及人工填土地基的加固 但強夯產(chǎn)生的振動對已建成或在建的建筑物有影響時 不得采用 共41頁第15頁 強夯法施工 強夯可提高地基土的強度 降低土的壓縮性 改善土的抗液化條件 吊起夯錘 自動脫鉤裝置 起重機配三角架起吊 夯錘下落瞬間 起重機配龍門架起吊 夯坑 2 2地基加固的方法 共41頁第16頁 夯錘一般重10 25t 大噸位錘通常采用鋼板外殼內(nèi)灌砼 也可用局部鋼板澆筑砼組合錘 錘底面積宜按土的性質確定 錘底靜壓力值可取25 40KPa 夯錘中宜設置若干上下貫通的氣孔 可減小夯錘起吊時的吸力 夯錘吸力可達3倍錘重 夯錘上氣孔 長園柱夯錘短園柱夯錘園錐形夯錘 園柱形夯錘高寬比過大 容易偏錘 要慎用 園錐形夯錘底面積小 會形成很深的夯坑 2 2地基加固的方法 共41頁第17頁 在夯坑內(nèi)回填塊 碎石 強行夯入并排開軟土 形成砂石樁與軟土的復合地基 稱之為強夯置換 或動力置換 強夯擠淤 強夯置換 2 2地基加固的方法 強夯置換施工碎石被夯入深坑中起出并清理夯錘 共41頁第18頁 利用壓實機械碾壓地基土壤 使地基壓實排水固結 也可采用預壓固結法 即先在地基范圍的地面上 堆置重物預壓一段時間 使地基壓密 以提高承載力 減少沉降量 2 2 3預壓法 排水固結法 排水固結法 水平排水體 豎向排水體 塑料排水帶 排水系統(tǒng) 加壓系統(tǒng) 降低地下水法 真空法 堆載法 砂墊層 袋裝砂井 普通砂井 電滲法 2 2地基加固的方法 共41頁第19頁 堆載預壓法 在飽和軟土地基上施加荷載后 孔隙水被緩慢排出 孔隙體積隨之減少 地基發(fā)生固結變形 土體的密實度和強度提高 加載預壓 堆載預壓法包括加壓系統(tǒng)和排水系統(tǒng) 按堆載材料分為自重預壓 加載預壓和加水預壓 按加壓程序可分為單級加荷和多級加荷 加水預壓 2 2地基加固的方法 共41頁第20頁 是在軟土地基表面先鋪設砂墊層 埋設垂直排水豎井 再用不透氣的封閉膜使之與大氣隔絕 薄膜四周埋入土中 通過埋設的排水豎井 用真空裝置進行抽氣 抽氣使地表砂墊層及排水豎井內(nèi)形成負壓 使土體內(nèi)部與排水豎井之間形成壓力差 壓差作用下土體中的孔隙水不斷由排水豎井排出 從而使土體固結 真空預壓法 吹填施工 軟弱的吹填地基 2 2地基加固的方法 共41頁第21頁 真空預壓和降水預壓是在負超靜水壓力下排水固結 又稱為負壓固結 按照豎向排水體的不同 真空預壓法又可分為普通砂井 袋裝砂井和塑料排水帶 袋裝砂井施工袋裝砂井施工機械袋裝砂井埋設完畢 袋裝砂井 2 2地基加固的方法 共41頁第22頁 袋裝砂井埋設完畢 2 2地基加固的方法 共41頁第23頁 袋裝砂井與排水橫管連接 插板機在進行塑料排水帶施工 2 2地基加固的方法 塑料排水帶埋設完畢 共41頁第26頁 真空預壓法 覆蓋封閉膜 真空預壓法 排氣進行時 真空預壓法的新發(fā)展 低位真空預壓法 高真空擊密法 覆水真空預壓法 覆水真空預壓法 2 2地基加固的方法 共41頁第29頁 用帶樁靴的工具式樁管打入土中 擠壓土壤形成樁孔 拔出樁管再在樁孔中灌入砂石或石灰 素土 灰土等填充料進行搗實 其原理是擠密土壤 排水固結 提高地基的承載力 俗稱 擠密樁 包括碎 砂 石樁 石灰樁 灰土樁 CFG樁等 2 2 4深層擠密法 施工完的灰土樁 灰土樁施工現(xiàn)場 2 2地基加固的方法 共41頁第30頁 CFG樁 CFG樁又稱水泥粉煤灰碎石樁 由長螺旋鉆機或振動沉管樁機成孔 將碎石 石屑 砂 粉煤灰摻水泥加水拌和灌注成樁 CFG樁的適用范圍很廣 在砂土 粉土 粘土 淤泥質土 雜填土等地基均有大量成功的實例 CFG樁破樁頭施工現(xiàn)場 CFG樁施工現(xiàn)場 CFG樁和樁間土通過褥墊層形成CFG樁復合地基 2 2地基加固的方法 共41頁第31頁 又稱振沖碎石樁 是用振動或沖擊荷載將底部裝有活瓣式樁靴的樁管擠入地層 在軟弱地基中成孔后 再將碎石從樁管投料口處投入樁管內(nèi) 然后邊擊實 邊上拔樁管 形成密實碎石樁 并與樁間土體形成復合地基 擠密碎石樁 碎石樁施工流程圖 邊擊實 邊拔管 碎石樁施工全景 2 2地基加固的方法 共41頁第32頁 干法振沖碎石樁 底部給料 法國公司 2 2地基加固的方法 振沖碎石樁施工 待驗收的碎石樁 共41頁第33頁 2 2 5化學 注漿 加固法 是指用旋噴法或深層攪拌法加固地基 原理是利用高壓射流切削土壤 旋噴漿液 水泥漿 水玻璃 丙凝等 攪拌漿土 使?jié){液和土壤混合 凝結成堅硬的柱體或土壁 深層攪拌樁 深層攪拌機定位啟動后 葉片旋轉切削土壤 下沉至設計深度后緩慢提升攪拌機 同時噴射水泥漿與軟粘土強制拌和 待攪拌機提升到地面時再原位下沉提升攪拌一次 使?jié){土均勻混合形成水泥土樁 深層攪拌樁施工工藝流程圖 2 2地基加固的方法 共41頁第34頁 SMW工法樁 SMW工法樁是深層攪拌樁的一項新工藝 以多軸型鉆掘攪拌機鉆掘 在鉆頭處噴出水泥系強化劑與地基土反復混合攪拌 各施工單元之間采取重疊搭接施工 在水泥土混合體未結硬前插入H型鋼或鋼板作為應力補強材 形成一道具有一定強度和剛度的 連續(xù)完整的 無接縫的地下墻體 2 2地基加固的方法 共41頁第35頁 清除鉆頭上的余泥 形成一道地下連續(xù)墻 型鋼補強材 導溝 三軸型鉆掘攪拌機 水泥漿液 鉆桿 2 2地基加固的方法 共41頁第36頁 高壓旋噴樁 是利用鉆機把帶有特殊噴嘴的注漿管鉆至設計深度 將水泥漿液由噴嘴向四周高速噴射切削土層 同時將旋轉的鉆桿徐徐提升 漿液與土體在高壓射流作用下充分攪拌混合 形成連續(xù)搭接的水泥加固體 高壓旋噴樁施工 旋噴法施工流程圖 2 2地基加固的方法 共41頁第37頁 單管旋噴的成樁直徑較小 為獲得大直徑截面的樁 可分別采用二重管旋噴 二根同心管分別噴水 噴漿 或三重管旋噴 三根同心管分別噴水 噴氣 噴漿 噴漿方式有旋噴 定噴和擺噴三種 可分別獲得