地基處理與基礎(chǔ)工程施工的技術(shù)要求與方法

1、3.1.4.2.地基處理與基礎(chǔ)工程施工的技術(shù)要求與方法第二章  地基處理與基礎(chǔ)工程施工的技術(shù)要求與方法1 常用的地基處理方法       地基處理就是按照上部結(jié)構(gòu)對(duì)地基的要求，對(duì)地基進(jìn)行必要的加固或改良，提高地基土的承載力，保證地基穩(wěn)定，減少房屋的沉降或不均勻沉降，消除濕陷性黃土的濕陷性，提高抗液化能力等。常用的人工地基處理方法有換土墊層法、重錘表層夯實(shí)、強(qiáng)夯、振沖、砂樁擠密、深層攪拌、堆載預(yù)壓、化學(xué)加固等方法。   (1)換土墊層法   當(dāng)建筑物基礎(chǔ)下的持力層比較軟弱，不能

2、滿足上部荷載對(duì)地基的要求時(shí)，常采用換土墊層法來處理軟弱地基。換土墊層法是先將基礎(chǔ)底面以下一定范圍內(nèi)的軟弱土層挖去，然后回填強(qiáng)度較高、壓縮性較低、并且沒有侵蝕性的材料，如中粗砂、碎石或卵石、灰土、素土、石屑、礦渣等，再分層夯實(shí)后作為地基的持力層。換土墊層按其回填的材料可分為灰土墊層、砂墊層、碎(砂)石墊層等。     1)灰土墊層：    灰土墊層是將基礎(chǔ)底面下一定范圍內(nèi)的軟弱土層挖去，用按一定體積比配合的石灰和粘性土拌合均勻后，在最優(yōu)含水率情況下分層回填夯實(shí)或壓實(shí)而成。適用于地下水位較低，基槽經(jīng)常處于較干燥狀態(tài)下的

3、一般粘性土地基的加固。    2)砂墊層和砂石墊層：    砂墊層和砂石墊層是將基礎(chǔ)下面一定厚度軟弱土層挖除，然后用強(qiáng)度較高的砂或碎石等回填，并經(jīng)分層夯實(shí)至密實(shí)，作為地基的持力層，以起到提高地基承載力、減少沉降、加速軟弱土層排水固結(jié)、防止凍脹和消除膨脹土的脹縮等作用。    (2)夯實(shí)地基法（錘擊加固土層的厚度與單擊夯擊能有關(guān)，重錘夯實(shí)法由于錘輕、落點(diǎn)底，只能加固基土表面，而強(qiáng)夯法根據(jù)錘重和落點(diǎn)距，可以加固510m深的基土）    1)

4、重錘夯實(shí)法：    重錘夯實(shí)是用起重機(jī)械將夯錘提升到一定高度后，利用自由下落時(shí)的沖擊能重復(fù)夯打擊實(shí)基土表面，使其形成一層比較密實(shí)的硬殼層，從而使地基得到加固。適用于處理高于地下水位0.8m以上稍濕的粘性土、砂土、濕陷性黃土、雜填土和分層填土地基的加固處理。    2)強(qiáng)夯法：    強(qiáng)夯法是用起重機(jī)械將重錘(一般830t)吊起從高處(一般630m)自由落下，對(duì)地基反復(fù)進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí)的地基處理方法。適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粘性土、粉土、濕陷性黃土及填土地基等的深層加固。

5、    強(qiáng)夯所產(chǎn)生的振動(dòng)和噪聲很大，對(duì)周圍建筑物和其他設(shè)施有影響，在城市中心不宜采用，必要時(shí)應(yīng)采取挖防震溝(溝深要超過建筑物基礎(chǔ)深)等防震、隔振措施。    (3)擠密樁施工法    1)灰土擠密樁：    灰土擠密樁是利用錘擊將鋼管打人土中，側(cè)向擠密土體形成樁孔，將管拔出后，在樁孔中分層回填2：8或3：7灰土并夯實(shí)而成，與樁間土共同組成復(fù)合地基以承受上部荷載。   適用于處理地下水位以上、天然含水量1225、厚度5

6、15m的素填土、雜填土、濕陷性黃土以及含水率較大的軟弱地基等。    2)砂石樁：   砂樁和砂石樁統(tǒng)稱砂石樁，是指用振動(dòng)、沖擊或水沖等方式在軟弱地基中成孔后，再將砂或砂卵石(或礫石、碎石)擠壓人土孔中，形成大直徑的由砂或砂卵(碎)石所構(gòu)成的密實(shí)樁體，適用于擠密松散砂土、素填土和雜填土等地基，起到擠密周圍土層、增加地基承載力的作用。    3)水泥粉煤灰碎石樁：    水泥粉煤灰碎石樁（簡(jiǎn)稱CFG樁），是近年發(fā)展起來的處理軟弱地基的一種新方法。它是在碎石樁

7、的基礎(chǔ)上摻人適量石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌合后制成的具有一定強(qiáng)度的樁體。    (4)深層密實(shí)法    1)振沖法：    振沖法，又稱振動(dòng)水沖法，是以起重機(jī)吊起振沖器，啟動(dòng)潛水電機(jī)帶動(dòng)偏心塊，使振沖器產(chǎn)生高頻振動(dòng)，同時(shí)開動(dòng)水泵，通過噴嘴噴射高壓水流成孔，然后分批填以砂石骨料，借振沖器的水平及垂直振動(dòng)，振密填料，形成的砂石樁體與原地基構(gòu)成復(fù)合地基，以提高地基的承載力，減少地基的沉降和沉降差的一種快速、經(jīng)濟(jì)有效的加固方法。振沖樁適用于加固松散的砂土地基。 

8、0;  2)深層攪拌法：    深層攪拌法是利用水泥漿做固化劑，采用深層攪拌機(jī)在地基深部就地將軟土和固化劑充分拌合，利用固化劑和軟土發(fā)生一系列物理、化學(xué)反應(yīng)，使之凝結(jié)成具有整體性、水穩(wěn)性好和較高強(qiáng)度的水泥加固體，與天然地基形成復(fù)合地基。    深層攪拌法適于加固較深、較厚的淤泥、淤泥質(zhì)土、粉土和承載力不大于0.12 MPa的飽和粘土和軟粘土、沼澤地帶的泥炭土等地基。    (5)預(yù)壓法砂井堆載預(yù)壓法    砂井堆載預(yù)

9、壓是在含飽和水的軟土或雜填土地基中用鋼管打孔，灌砂設(shè)置一群排水砂樁(井)作為豎向排水通道，并在樁頂鋪設(shè)砂墊層作為水平排水通道，先在砂墊層上分期加荷預(yù)壓，使土中孔隙水不斷通過砂井上升至砂墊層，排出地表，從而在建筑物施工之前，地基土大部分先期排水固結(jié)，減少了建筑物沉降，提高了地基的穩(wěn)定性。適用于處理深厚軟土和沖填土地基，多用于處理機(jī)場(chǎng)跑道、水工結(jié)構(gòu)、道路、路堤、碼頭、岸坡等工程地基，對(duì)于泥炭等有機(jī)質(zhì)沉積地基則不適用。2  混凝土擴(kuò)展基礎(chǔ)和條形基礎(chǔ)的施工工藝和要求    (1)在混凝土澆灌前應(yīng)先進(jìn)行基底清理和驗(yàn)槽，軸線、基坑尺寸和土質(zhì)應(yīng)符合

10、設(shè)計(jì)規(guī)定。    (2)在基坑驗(yàn)槽后應(yīng)立即澆筑墊層混凝土，宜用表面振搗器進(jìn)行振搗，要求表面平整。當(dāng)墊層達(dá)到一定強(qiáng)度后，方可支模、鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)片。    (3)在基礎(chǔ)混凝土澆灌前，應(yīng)清理模板，進(jìn)行模板預(yù)檢和鋼筋的隱蔽工程驗(yàn)收。對(duì)于錐形基礎(chǔ)，應(yīng)注意錐體斜面坡度的正確，斜面部分的模板應(yīng)隨混凝土澆搗分段支設(shè)并頂壓緊，以防模板上浮變形，邊角處的混凝土必須注意搗實(shí)。嚴(yán)禁斜面部分不支模，用鐵鍬拍實(shí)。    (4)基礎(chǔ)混凝土宜分層連續(xù)澆筑完成。    (

11、5)基礎(chǔ)上有插筋時(shí)，要將插筋加以固定以保證其位置的正確。    (6)基礎(chǔ)混凝土澆灌完，應(yīng)用草簾等覆蓋并澆水加以養(yǎng)護(hù)。3  筏板基礎(chǔ)（整片的基礎(chǔ)）的施工要點(diǎn)和要求    (1)施工前，如地下水位較高，可采用人工降低地下水位至基坑底不少于500mm以保證在無水情況下進(jìn)行基坑開挖和基礎(chǔ)施工。    (2)施工時(shí)，可采用先在墊層上綁扎底板、梁的鋼筋和柱子錨固插筋，澆筑底板混凝土，待達(dá)到25設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，再在底板上支梁模板，繼續(xù)澆筑完梁部分混凝土；也可采用底板和梁模

12、板一次同時(shí)支好，混凝土一次連續(xù)澆筑完成，梁側(cè)模板采用支架支承并固定牢固。    (3)混凝土澆筑時(shí)一般不留施工縫，必須留設(shè)時(shí)，應(yīng)按施工縫要求處理，并應(yīng)設(shè)置止水帶。    (4)混凝土澆筑完畢，表面應(yīng)覆蓋和灑水養(yǎng)護(hù)不少于7d。    (5)當(dāng)混凝土強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的30時(shí)，應(yīng)進(jìn)行基坑回填。4  箱形基礎(chǔ)的施工要點(diǎn)和要求   (1)基坑開挖，如地下水位較高，應(yīng)采取措施降低地下水位至基坑底以下500mm處。當(dāng)采用機(jī)械開挖時(shí)，在基坑底面標(biāo)高以上

13、保留200400mm厚的土層，采用人工清槽?；域?yàn)槽后，應(yīng)立即進(jìn)行基礎(chǔ)施工。    (2)施工時(shí)，基礎(chǔ)底板、內(nèi)外墻和頂板的支模、鋼筋綁扎和混凝土澆筑，可采取分塊進(jìn)行，其施工縫的留設(shè)位置和處理應(yīng)符合鋼筋混凝土工程施工及驗(yàn)收規(guī)范有關(guān)要求，外墻接縫應(yīng)設(shè)止水帶。    (3)基礎(chǔ)的底板、內(nèi)外墻和頂板宜連續(xù)澆筑完畢。如設(shè)置后澆帶（按設(shè)計(jì)要求或按施工組織設(shè)計(jì)要求不能一次澆注混凝土的位置可設(shè)置后澆帶），應(yīng)在頂板澆筑后至少2周以上再施工，使用比設(shè)計(jì)強(qiáng)度提高一級(jí)的細(xì)石混凝土。    (4)基礎(chǔ)

14、施工完畢，應(yīng)立即進(jìn)行回填土。5 鋼筋混凝土預(yù)制樁基礎(chǔ)施工工藝和技術(shù)要求錘擊沉樁法也稱打入樁，見圖五（a），是利用樁錘下落產(chǎn)生的沖擊能克服土對(duì)樁的阻力，使樁沉到預(yù)定深度或達(dá)到持力層。    1)施工程序：確定樁位和沉樁順序打樁機(jī)就位吊樁喂樁校正錘擊沉樁接樁再錘擊沉樁送樁+收錘切割樁頭。    2)打樁時(shí)，應(yīng)用導(dǎo)板夾具或樁箍將樁嵌固在樁架內(nèi)。將樁錘和樁帽壓在樁頂，經(jīng)水平和垂直度校正后，開始沉樁。    3)開始沉樁時(shí)應(yīng)短距輕擊，當(dāng)入土一定深度并待樁穩(wěn)定后，再按要求的落距沉樁。&#

15、160;   4)正式打樁時(shí)宜用“重錘低擊”，“低提重打”，可取得良好效果。錘的重量與樁的重量有一定要求，一般為1：1。    5)樁身入土深度的控制，對(duì)于承受軸向荷載的摩擦樁（由于它承受的是樁體的摩擦力），以標(biāo)高為主，貫入度作為參考；端承樁（它承受的是樁端力）則以貫入度為主，以標(biāo)高作為參考。    6)施工時(shí)，應(yīng)注意做好施工記錄。    7)打樁時(shí)還應(yīng)注意觀察：打樁入土的速度；打樁架的垂直度；樁錘回彈情況；貫入度變化情況等。 

16、0;  8)預(yù)制樁的接樁工藝主要有硫磺膠泥漿錨法接樁、焊接法接樁和法蘭螺栓接樁法等三種。前一種適用于軟弱土層，后兩種適用于各類土層。   （3）靜力壓樁法  見圖五（b）。      1)靜力壓樁的施工一般采取分段壓入，逐段接長(zhǎng)的方法。施工程序?yàn)椋簻y(cè)量定位壓樁機(jī)就位吊樁插樁樁身對(duì)中調(diào)直靜壓沉樁+接樁+再靜壓沉樁終止壓樁切割樁頭。    2)壓樁時(shí)，用起重機(jī)將預(yù)制樁吊運(yùn)或用汽車運(yùn)至樁機(jī)附近，再利用樁機(jī)自身設(shè)置的起重機(jī)將其吊入夾持器中，夾持

17、油缸將樁從側(cè)面夾緊，即可開動(dòng)壓樁油缸。先將樁壓入土中l(wèi)m左右后停止，矯正樁在互相垂直的兩個(gè)方向的垂直度后，壓樁油缸繼續(xù)伸程動(dòng)作，把樁壓入土層中。伸長(zhǎng)完后，夾持油缸回程松夾，壓樁油缸回程。重復(fù)上述動(dòng)作，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)壓樁操作，直至把樁壓入預(yù)定深度土層中。    3)壓同一根(節(jié))樁時(shí)應(yīng)連續(xù)進(jìn)行。    4)在壓樁過程中要認(rèn)真記錄樁入土深度和壓力表讀數(shù)的關(guān)系，以判斷樁的質(zhì)量及承載力。    5)當(dāng)壓力表數(shù)值達(dá)到預(yù)先規(guī)定值，便可停止壓樁。6  混凝土灌注樁的種類和施

18、工工藝    混凝土灌注樁是一種直接在現(xiàn)場(chǎng)樁位上就地成孔，然后在孔內(nèi)澆筑混凝土或安放鋼筋籠再澆筑混凝土而成的樁。按其成孔方法不同，可分為鉆孔灌注樁、沉管灌注樁、人工挖孔灌注樁、爆擴(kuò)灌注樁等。    (1)鉆孔灌注樁    鉆孔灌注樁是指利用鉆孔機(jī)械鉆出樁孔，并在孔中澆筑混凝土(或先在孔中吊放鋼筋籠)而成的樁。根據(jù)鉆孔機(jī)械的鉆頭是否在土的含水層中施工，又分為泥漿護(hù)壁成孔和干作業(yè)成孔兩種施工方法。    1)泥漿護(hù)壁成孔灌注樁施工工藝流程：

19、測(cè)定樁位埋設(shè)護(hù)筒制備泥漿成孔清孔下鋼筋籠水下澆筑混凝土。見圖五（d）。    2)干作業(yè)成孔灌注樁施工工藝流程：測(cè)定樁位鉆孔清孔下鋼筋籠澆筑混凝土。見圖五（e）。   （2）沉管灌注樁    沉管灌注樁是指利用錘擊打樁法或振動(dòng)打樁法，將帶有活瓣式樁尖或預(yù)制鋼筋混凝土樁靴的鋼套管沉入土中，然后邊澆筑混凝土(或先在管內(nèi)放入鋼筋籠)邊錘擊或振動(dòng)邊拔管而成的樁。前者稱為錘擊沉管灌注樁，后者稱為振動(dòng)沉管灌注樁。    1)沉管灌注樁成樁過程為：樁機(jī)就位錘擊(振動(dòng))沉

20、管上料邊錘擊(振動(dòng))邊拔管，并繼續(xù)澆筑混凝土下鋼筋籠，繼續(xù)澆筑混凝土及拔管成樁。    2)夯壓成型沉管灌注樁    夯壓成型沉管灌注樁簡(jiǎn)稱夯壓樁，是在普通錘擊沉管灌注樁的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)發(fā)展起來的一種新型樁。它是利用打樁錘將內(nèi)外鋼管沉入土層中，由內(nèi)夯管夯擴(kuò)端部混凝土，使樁端形成擴(kuò)大頭，再灌注樁身混凝土，用內(nèi)夯管和樁錘頂壓在管內(nèi)混凝土面形成樁身混凝土。    (3)人工挖孔灌注樁見圖五（f）    人工挖孔灌注樁是指樁孔采用人工挖掘方法進(jìn)

21、行成孔，然后安放鋼筋籠，澆筑混凝土而成的樁。為了確保人工挖孔樁施工過程中的安全，施工時(shí)必須考慮預(yù)防孔壁坍塌和流砂現(xiàn)象發(fā)生，制定合理的護(hù)壁措施。護(hù)壁方法可以采用現(xiàn)澆混凝土護(hù)壁、噴射混凝土護(hù)壁、磚砌體護(hù)壁、沉井護(hù)壁、鋼套管護(hù)壁、型鋼或木板樁工具式護(hù)壁等多種。以應(yīng)用較廣的現(xiàn)澆混凝土分段護(hù)壁為例說明人工挖孔樁的施工工藝流程。        人工挖孔灌注樁的施工程序是：場(chǎng)地整平放線、定樁位挖第一節(jié)樁孔土方支模澆筑第一節(jié)混凝土護(hù)壁在護(hù)壁二次投測(cè)標(biāo)高及樁位十字軸線安裝活動(dòng)井蓋、垂直運(yùn)輸架、起重卷?yè)P(yáng)機(jī)或電動(dòng)葫蘆、活底吊土桶、排水、

22、通風(fēng)、照明設(shè)施等第二節(jié)樁身挖土清理樁孔四壁，校核樁孔垂直度和直徑拆上節(jié)模板，支第二節(jié)模板，澆筑第二節(jié)混凝土護(hù)壁重復(fù)第二節(jié)挖土、支模、澆筑混凝土護(hù)壁工序，循環(huán)作業(yè)直至設(shè)計(jì)深度進(jìn)行擴(kuò)底(當(dāng)需擴(kuò)底時(shí))，清理虛土、排除積水，檢查尺寸和持力層吊放鋼筋籠就位澆筑樁身混凝土。7  地下連續(xù)墻的工藝原理和施工工藝    地下連續(xù)墻是在地面上采用一種挖槽機(jī)械，沿著需要深開挖工程的周邊軸線，在泥漿護(hù)壁條件下，開挖一條狹長(zhǎng)的深槽，清槽后在槽內(nèi)吊放鋼筋籠，然后用導(dǎo)管法澆筑水下混凝土，筑成一個(gè)單元槽段，如此逐段進(jìn)行，在地下筑成一道連續(xù)的鋼筋混凝土墻壁，作為防水

23、、防滲、承重和擋土結(jié)構(gòu)。    (1)地下連續(xù)墻的施工工藝過程如下圖所示：    (2)修筑導(dǎo)墻：    導(dǎo)墻作用：擋土作用；作為測(cè)量的基準(zhǔn)；作為重物的支撐；維持穩(wěn)定液面的作用。    現(xiàn)澆鋼筋混凝土導(dǎo)墻施工順序?yàn)椋浩秸麍?chǎng)地測(cè)量定位挖槽及處理?xiàng)壨两壴摻钪０鍧仓炷敛鹉２⒃O(shè)置橫撐導(dǎo)墻外側(cè)回填土(如無外側(cè)模板，可不進(jìn)行此項(xiàng)工作)。    (3)槽段劃分：挖槽機(jī)最小挖掘長(zhǎng)度為一挖掘段單元，一般采用兩個(gè)挖掘段單元或三個(gè)挖掘段單元組成一個(gè)槽段，長(zhǎng)度為48m。    (4)槽段開挖：使用鉆機(jī)挖槽，有“分層平挖法”和“分層直挖法”兩種方法。    使用抓斗挖槽，有“分條抓”、“分塊抓”或“兩鉆一抓”等方法。    (5)泥漿護(hù)壁：    泥漿