第二章地基與基礎(chǔ)工程

第二章地基與基礎(chǔ)工程第1頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三2.1基坑驗槽

當(dāng)基坑（槽）挖至設(shè)計標(biāo)高后，應(yīng)組織勘察、設(shè)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(shè)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頁第2頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三2.1.1觀察驗槽

觀察驗槽的內(nèi)容包括：

⑴檢查基坑(槽)的位置、斷面尺寸、標(biāo)高和邊坡等是否符合設(shè)計要求。⑵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。⑶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基坑驗槽第3頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三

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(yīng)用輕便勘探儀進一步調(diào)查。

夯、拍驗槽

觀察驗槽應(yīng)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(jié)構(gòu)、孔隙、濕度、含有物等，并與設(shè)計勘察資料相比較，確定是否已挖到設(shè)計的土層。對于可疑之處應(yīng)局部下挖檢查。共41頁

第3頁1基坑驗槽第4頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三2.1.2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?qū)ι鲜鲇^察、夯或拍發(fā)現(xiàn)的異常情況進行探查?；拥讓踊临|(zhì)量釬探檢查共41頁

第4頁1基坑驗槽第5頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三釬探驗槽釬探是用錘將鋼釬打入坑槽底以下土層內(nèi)的一定深度，根據(jù)錘擊次數(shù)和入土難易程度來判斷土地軟硬情況及有無土洞、枯井、墓穴和軟弱下臥層核對基槽土質(zhì)和地下水情況步驟：1.繪制釬探點布置圖2.準(zhǔn)備錘和鋼釬3.按釬探順序號進行釬探施工4.要求大釬時用力一致，落錘高度一致5.結(jié)束后應(yīng)從上而下逐步分析釬探情況6.釬探后的孔用砂填實第6頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三輕、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輕便勘探驗槽第7頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三無法驗槽的情況基槽底面與設(shè)計標(biāo)高相差太大基槽地面坡度較大，高差懸殊槽底有明顯的機械車痕，槽底土擾動明顯槽底有明顯機械開挖，未加人工清除的溝槽、鏟齒痕跡現(xiàn)場沒有詳勘階段的巖土工程勘察報告或附有結(jié)構(gòu)設(shè)計總說明的施工圖階段的圖紙第8頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三第9頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三2.2地基加固處理當(dāng)結(jié)構(gòu)的荷載較大，地基土質(zhì)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(zhì)，提高承載力、增加穩(wěn)定性，減少地基變形和基礎(chǔ)埋置深度。第4講

基坑驗槽及地基加固處理2.2.1地基加固的原理共41頁

第6頁第10頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三2.1地基加固的原理

“將土質(zhì)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

地基加固原理地基碾壓加固第11頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三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(chǔ)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。

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(chǔ)共41頁

第8頁2.1地基加固的原理第12頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三

⑴軟弱地基包括：淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構(gòu)成的地基。2.1地基加固的原理地基處理的對象

⑵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(zhì)土濕陷性黃土膨脹土第13頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三

地基加固處理的綜合措施擬定地基加固處理方案時，應(yīng)考慮地基與上部結(jié)構(gòu)共同工作的原則，從地基處理、建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工方案方面均采取相應(yīng)措施，絕不能單純對地基進行處理。其具體措施有：⑴改變建筑體形，簡化建筑平面；⑵調(diào)整荷載差異；⑶合理設(shè)置沉降縫；⑷采用輕型結(jié)構(gòu)、柔性結(jié)構(gòu)；⑸加強房屋的整體剛度；⑹偏心荷載較大時，對基礎(chǔ)進行移軸處理；⑺施工中正確安排施工順序和施工進度。共41頁

第10頁2.1地基加固的原理第14頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三

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2.2.2地基加固的方法

當(dāng)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(chǔ)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第15頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三當(dāng)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頁第16頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三軟土層較厚時，將基礎(chǔ)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。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頁第17頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三二土樁置換法

1散體材料樁砂石樁，石灰樁2膠結(jié)摻和料樁水泥粉煤灰碎石樁水泥土樁高壓噴射注漿樁土樁置換法第18頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三（1）砂和砂石地基（墊層）

禁忌1:

用干細砂或含泥量大的砂鋪設(shè)砂地基

現(xiàn)象、危害性:

干細砂含水量低，孔隙率大，難以振搗，壓夯實；含泥量大的砂鋪設(shè)砂地基，阻塞排水通道，不利于下層地基孔隙水排出，兩者都造成地基承載力降低，變形大。

防治措施:

砂地基宜用顆粒級配良好，質(zhì)地堅硬的中砂或粗砂。當(dāng)用細砂應(yīng)摻加25%—30%的粒徑20-50mm的卵石（或碎石），但要分布均勻；或摻加一定比例的中、粗砂拌均，在最優(yōu)含水量下分層鋪設(shè)，振搗或壓、夯實；砂含泥量應(yīng)小于5%，兼作排水地基時，含泥量不得超過3%。第19頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三

禁忌2

人工級配砂石地基不拌合均勻鋪設(shè)現(xiàn)象、危害性人工級配砂石地基配合比例是通過試驗確定，如不拌合均勻鋪設(shè)，將使地基中存在不同比例的砂石料，甚至出現(xiàn)砂窩或石子窩，使密實度達不到要求，降低地基承載力，在荷載作用下產(chǎn)生不均勻沉陷。防治措施人工級配砂石料必須按體積比或重量比準(zhǔn)確計量，用人工或機械拌合均勻，分層鋪填夯、壓實；不合要求的部位應(yīng)挖出，重新拌合均勻，再按要求鋪填夯、壓密實。第20頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三禁忌3地基底面標(biāo)高不一時，不挖成階梯或斜坡搭接，不采取先深后淺的順序鋪設(shè)現(xiàn)象、危害性地基底面標(biāo)高不同時，采取按原自然邊坡不挖成階梯或斜坡搭接，不按先深后淺的順序，不分層直接下料鋪設(shè)，在斜坡面處很難以夯壓密實，使斜坡處承載力不足，且易產(chǎn)生滑動，使地基產(chǎn)生不均勻下沉。防治措施地基底面標(biāo)高不同時，邊坡應(yīng)挖成階梯形（或平緩斜坡搭接，按先深后淺的順序分層鋪設(shè)，搭接處充分夯、壓密實。第21頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三

禁忌4

局部軟弱土層不處理就施工

現(xiàn)象、危害性在地基中存在局部軟弱土層，不經(jīng)處理就直接在其上施工砂或砂石地基，將在該部位形成軟弱土夾層，降低地基強度，產(chǎn)生不均勻沉降。

防治措施將局部軟弱土層挖出，基底夯實后分層回填灰土或砂、砂石料，仔細夯壓實；如軟弱土層為厚度較小的淤泥或淤泥質(zhì)土，可采取擠淤處理。在軟弱土面上填塊石、片石等，將其壓入以置換和擠出軟弱土，再在其上施工砂或砂石地基。第22頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三禁忌5鋪設(shè)的地基密實度差

現(xiàn)象、危害性地基鋪設(shè)后，鋪填的砂、砂石的干質(zhì)量密度或貫入度達不到設(shè)計要求和施工質(zhì)量驗收規(guī)范的規(guī)定。造成原因有：砂、石質(zhì)量不符合要求，砂石級配不良，鋪填不分層或分層過厚，導(dǎo)致無法夯、壓實，甚至不夯壓，鋪填時對砂、砂石的含水率控制不當(dāng)?shù)?。從而使地基強度（承載力）降低、地基變形加大，甚至上部建筑物開裂。

防治措施級配良好，施工時分段、分層進行，在下層密實度檢驗合格后，可進行上層施工。每層鋪筑厚度和砂、砂石含水率控制不宜超過表中數(shù)值。分層厚度可用樣樁控制，其中夯實法適用于砂石地基。第23頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三用砂墊層處理的上海機械學(xué)院動力館第24頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三第25頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三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(jié)，提高土壤的密實度和承載力。2.2.2.4

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頁第26頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三第11章地基處理

非飽和土的夯實過程，就是土中的氣相(空氣)被擠出的過程，其夯實變形主要是由于土顆粒的相對位移引起。

土力學(xué)與基礎(chǔ)工程

西南科技大學(xué)第27頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三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。第28頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三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頁第29頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三夯錘一般重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(zhì)確定，錘底靜壓力值可取25～40KPa。夯錘中宜設(shè)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頁第30頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三在夯坑內(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(fù)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頁第31頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三

在沖擊動能作用下，地面會立即產(chǎn)生沉降，一般夯擊一遍后，其夯坑深度可達0.6—1.0m，夯坑底部形成一層超壓密硬殼層，承載力可比夯前提高2—3倍。土力學(xué)與基礎(chǔ)工程

西南科技大學(xué)第32頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三夯擊點布置及間距

等邊三角形或正方形布置夯擊點。工業(yè)廠房可根據(jù)柱網(wǎng)來布置夯擊點。夯距通常為5—15m土力學(xué)與基礎(chǔ)工程

西南科技大學(xué)第33頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三2.2.2.5“壓”預(yù)壓法分為：真空預(yù)壓法和加載預(yù)壓法預(yù)壓法也稱為排水固結(jié)法：排水固結(jié)法：在地基中設(shè)置沙井（或塑排水板）等豎向排水體，然后進行加載預(yù)壓，或利用建（構(gòu)）筑物自身重量分級加載，使土體中的空水排出，逐漸固結(jié)，地基沉降，強度提高?？煞譃闇?zhǔn)載預(yù)壓、真空預(yù)壓、準(zhǔn)載真空聯(lián)合預(yù)壓、塑料排水板。適用范圍：適用于處理淤泥與淤泥質(zhì)土沖填土等飽和黏性土地基排水板：袋裝砂井第34頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三排水系統(tǒng)加壓系統(tǒng)排水固結(jié)法是由排水系統(tǒng)和加壓系統(tǒng)兩部分共同組合而成的。土力學(xué)與基礎(chǔ)工程

西南科技大學(xué)第35頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三是在軟土地基表面先鋪設(shè)砂墊層、埋設(shè)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(shè)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(jié)。真空預(yù)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頁第36頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三真空預(yù)壓和降水預(yù)壓是在負超靜水壓力下排水固結(jié)，又稱為負壓固結(jié)。按照豎向排水體的不同，真空預(yù)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(shè)完畢袋裝砂井2.2地基加固的方法共41頁

第22頁第37頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三真空預(yù)壓法第38頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三⑴堆載預(yù)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(jié)變形，土體的密實度和強度提高。

加載預(yù)壓

堆載預(yù)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(yù)壓、加載預(yù)壓和加水預(yù)壓。按加壓程序可分為單級加荷和多級加荷。

加水預(yù)壓2.2地基加固的方法共41頁

第20頁第39頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三加載預(yù)壓法第40頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三袋裝砂井第41頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三多孔單一結(jié)構(gòu)型塑料排水板復(fù)合結(jié)構(gòu)塑料排水板第42頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三塑料排水板第43頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三塑料排水板施工第44頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三施工后的塑料排水板第45頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三袋裝砂井埋設(shè)完畢2.2地基加固的方法共41頁

第23頁第46頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三袋裝砂井與排水橫管連接第47頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三插板機在進行塑料排水帶施工第48頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三2.2地基加固的方法塑料排水帶埋設(shè)完畢共41頁

第26頁第49頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三真空預(yù)壓法—覆蓋封閉膜第50頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三真空預(yù)壓法—排氣進行時第51頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三真空預(yù)壓法的新發(fā)展低位真空預(yù)壓法高真空擊密法覆水真空預(yù)壓法覆水真空預(yù)壓法2.2地基加固的方法共41頁

第29頁第52頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三

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(jié)，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。2.2.2.6

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頁第53頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三⑴CFG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(zhì)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(fù)合地基

2.2地基加固的方法共41頁

第31頁第54頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三又稱振沖碎石樁，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(fù)合地基。⑵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頁第55頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三干法振沖碎石樁-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頁第56頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三2.2.2.7“拌”

水泥攪拌法分為：深層攪拌法和粉體攪拌法適用范圍：適用于處理正常固結(jié)的淤泥與淤泥質(zhì)土、粉土、飽和黃土、素填土、粘性土以及無流動地下水的飽和松散土等地基第57頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三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(fù)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(jié)硬前插入H型鋼或鋼板作為應(yīng)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頁第58頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三清除鉆頭上的余泥形成一道地下連續(xù)墻型鋼補強材導(dǎo)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頁第59頁，共73頁，2023年，2月20日，星期三⑵高壓旋噴樁是利用鉆機把帶有特殊噴嘴的注漿管鉆至設(shè)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(zhuǎn)的鉆桿徐徐提升,漿液與土體在高壓射流作用下充分攪