建筑施工技術02

1地基處理及加固2樁基工程3樁承臺筏式基礎施工機械工業(yè)出版社CHINA

MACHINE

PRESS第二章 地基與基礎第一節(jié)地基處理及加固地基是指建(構)筑物基礎以下的土體,地基的主要作用是承托建(構)筑物的基礎。地基雖不是建(構)筑物本身的一部分,但與建(構)筑物的關系非常密切。地基問題處理恰當與否,不僅影響建(構)筑物的造價,而且直接影響建(構)筑物的安全。機械工業(yè)出版社CHINA

MACHINE

PRESS第二章 地基與基礎第一節(jié)地基處理及加固基礎直接建造在未經加固的天然土層上時,這種地基稱為天然地基。若天然地基不能滿足地基強度和變形的要求時,則必須經過人工處理后再建造基礎,這種地基加固稱為地基處理。地基處理的原理:將土質由疏松變密實,將土的含水量由高變低,以達到地基加固的目的。常用的人工地基處理方法有換填法、強夯法、機械碾壓法、擠密樁法、深層攪拌法、化學加固法等。第二章 地基與基礎一、換填法當建(構)筑物的地基土比較軟弱、不能滿足上部荷載對地基強度和變形的要求時,常采用換填來處理,具體分為幾種情況:(1)挖(2)填(3)換換填法適用于淤泥、淤泥質土、膨脹土、凍漲土、素填土、雜填土及暗溝、暗塘、古井、古墓或拆除舊基礎后的坑穴等的地基處理。換土墊層的處理深度應根據建(構)筑物的要求,由基坑開挖的可能性等因素綜合決定,一般多用于上部荷載不大、基礎埋深較淺的多層民用建筑的地基處理工程中,開挖深度不超過3m。第二章 地基與基礎1.砂和砂石地基(墊層)砂和砂石地基(墊層)是采用級配良好、質地堅硬的中粗砂和碎石、卵石等,經分層夯實,作為基礎的持力層,起到提高基礎下地基強度,降低地基壓應力,減少沉降量,加速軟土層排水固結的作用。砂石墊層應用范圍廣泛,施工工藝簡單,用機械和人工都可以使地基密實,工期短,造價低。其適用于3.0m以內的軟弱、透水性強的黏性土地基,不適用于加固濕陷性黃土和不透水的黏性土地基。第二章 地基與基礎材料要求

砂石墊層材料宜采用級配良好、質地堅硬的中砂、粗砂、石屑和碎石、卵石等,含泥量不應超過5%,且不含植物殘體、垃圾等雜質。若用于排水固結地基,含泥量不應超過3%;在缺少中砂、粗砂的地區(qū),若使用細砂或石屑,因其不容易壓實,且強度也不高,因此在用于換填材料時,應摻入粒徑不超過50mm、質量不少于總重30%的碎石或卵石并拌和均勻。若回填在碾壓、夯、振地基土時,其最大粒徑不超過80㎜。施工技術要點1)鋪設墊層前應先驗槽,將基底表面浮土、淤泥、雜物等清理干凈,兩側應設一定坡度,防止振搗時坍方。基坑(槽)內如發(fā)現有孔洞、溝和墓穴等,應將其填實后再做墊層。第二章 地基與基礎墊層底面標高不同時,土面應挖成階梯或斜坡,并按先深后淺的順序施工,搭接處應夯壓密實。分層鋪實時,接頭應做成斜坡或階梯搭接,每層錯開0.5~1.0m,并注意充分搗實。人工級配的砂石材料,施工前應充分拌勻,再鋪夯壓實。砂石墊層壓實機械首先應選用振動碾和振動壓實機,其壓實效果、分層填鋪厚度、壓實次數、最優(yōu)含水量等應根據具體的施工方法及施工機械現場確定。第二章 地基與基礎5)砂石墊層的材料可根據施工方法的不同控制最優(yōu)含水量。最優(yōu)含水量由工地試驗確定,也可參考表2-1進行選擇。對

于礦渣應充分灑水,濕透后進行夯實。(3)質量檢驗

砂石墊層的施工質量檢驗,應隨施工分層進行。檢驗方法主要有環(huán)刀取樣法和貫入測定法:環(huán)刀取樣法。貫入測定法。第二章 地基與基礎2.灰土墊層灰土墊層是將基礎底面以下一定范圍內的軟弱土挖去,用按一定體積配合比的灰土在最優(yōu)含水量的情況下分層回填夯實(或壓實)。灰土墊層的材料為石灰和土,石灰和土的體積比一般為3∶7或2∶8?；彝翂|層的強度隨用灰量的增大而提高,當用灰量超過一定值時,其強度增加很小?；彝恋鼗┕すに嚭唵?費用較低,是一種應用廣泛、經濟、實用的地基加固方法,適用于加固處理1~3m厚的軟弱土層。第二章 地基與基礎(1)材料要求土。土料可采用就地基坑(槽)挖出來的黏性土或塑性指

數大于4的粉土,但應過篩,其顆粒直徑不大于15mm,土內有機

物含量不得超過5%(質量分數)。不宜使用塊狀的黏土和粉土、淤泥、耕植土、凍土。石灰。應使用達到國家三等石灰標準的生石灰,使用前生石灰應消解3~4d并過篩,其粒徑不應大于5mm。第二章 地基與基礎(2)施工技術要點鋪設墊層前應驗槽,基坑(槽)內如發(fā)現有孔洞、溝和墓穴等,應將其填實后再做墊層?；彝猎谑┕で皯浞职鑴?控制含水量,一般最優(yōu)含水量為16%左右,如水分過多或不足時,應晾干或灑水濕潤。在現場可按經驗直接判斷土的含水量:手握灰土成團,兩指輕捏即碎,這時即可判定灰土達到了最優(yōu)含水量?；彝翂|層應選用平碾及羊足碾、輕型夯實機及壓路機,分層填鋪夯實。灰土每層虛鋪厚度見表2-2。分段施工時,不得在墻角、柱基及承重窗間墻下接縫,上下兩層的接縫距離不得小于500mm,接縫處應夯壓密實。第二章 地基與基礎灰土應當日鋪填夯壓,入槽(坑)的灰土不得隔日夯打,如剛鋪筑完畢或尚未夯實的灰土遭雨淋浸泡時,應將積水及松軟灰

土挖去并填補夯實,受浸泡的灰土應晾干后再夯打密實。墊層施工完后,應及時修建基礎并回填基坑,或采取臨時遮蓋,防止日曬雨淋。夯實后的灰土30d內不得受水浸泡。表2-2

灰土每層虛鋪厚度第二章 地基與基礎二、強夯法強夯法具有施工速度快、造價低、設備簡單,能處理的土壤類別多等特點。施工時用起重機將很重的錘(一般為8~40t)起吊至高處(一般為6~30m),使其自由落下,產生的巨大沖擊能量和振動能量給地基以沖擊和振動,從而在一定的范圍內提高地基土的強度,降低其壓縮性,達到改善地基受力性能的目的。強夯法是我國目前最為常用和最經濟的深層地基處理方法之一。強夯法適用于碎石土、砂性土、黏性土、濕陷性黃土和回填土。第二章 地基與基礎1.施工機具強夯法的主要機具和設備有起重設備與夯錘等2.施工要點施工前應進行試夯,試夯面積不小于10m×10m,對試夯前后的變化情況進行對比,以確定正式夯擊施工時的技術參數。場地應做好排水工作,地下水位較高時應采取降低水位的措施,冬期施工要采取防凍措施。夯點的布置應根據基礎底面的形狀確定,施工時按“由內向外、隔行跳打”的原則進行。夯實范圍應大于基礎邊緣3m。第二章 地基與基礎注意事項施工前應進行場地調查,查明施工范圍內有無地下設施和各種地下管道等。強夯前應平整場地,地下水位較高時,可在場地內鋪墊一層0.5~2m厚的粗粒砂礫石、碎石、礦渣等(不宜用砂),用以支承機械設備。當強夯施工時產生的振動對臨近的建(構)筑物和設備產生影響時,應挖防振溝,并設置相應的監(jiān)測點。注意現場安全,非強夯施工人員不得進入夯點30m內;現場操作人員,當夯錘起吊后應迅速撤離10m以外,以免飛石傷人。第二章 地基與基礎4.質量檢查現場測試方法有標準貫入、靜力觸探、動力觸探等,選用兩種或兩種以上的測試數據綜合確定。檢驗的數量:每單位工程不少于3處;1000m2以上工程,每100m2至少應有一點;3000m2以上工程,每300m2至少應有一點;每一個獨立基礎下不少于1點,基槽每20m應有1點。對于復雜場地或重要的建(構)筑物應增加檢測點數。第二章 地基與基礎三、其他較常見的地基處理方法1.壓(壓實地基)壓即指將地基壓實,壓實主要是用壓路機等機械對地基進行碾壓,使地基壓實排水固結,也可在地基范圍的地面上預先堆置重物預壓一段時間,以增加地基的密實度,提高地基的承載力,減少沉降量。第二章 地基與基礎2.擠(擠密地基)擠主要是用沉管、沖擊或爆炸等方法在地基中擠土,形成一定直徑的樁孔,然后向樁孔內夯填灰土、砂石、石灰和水泥粉煤灰等,形成灰土擠密樁、砂石擠密樁、石灰擠密樁和水泥粉煤灰擠密樁。成孔時,樁孔部分的土被橫向擠開,形成橫向擠密,與換土墊層相比,不需大量開挖和回填,施工的工期較短,費用較低,處理深度較大,樁體與擠密土共同組成人工復合地基,這種地基是一種深層地基加密處理方法。第二章 地基與基礎3.拌(攪拌法加固地基)施工時以旋噴法或攪拌法加固地基,以水泥土或水玻璃、丙凝等作為固化劑,通過特制的攪拌機械邊鉆進邊往軟土中噴射漿液或霧狀粉體,在地基深處就地將軟土和固化劑強制攪拌,使噴入軟土中的固化劑與軟土充分拌和在一起,由固化劑和軟土之間產生一系列物理和化學變化使土體固結,增加了地基的強度,減少沉降,形成復合地基。第二章 地基與基礎第二節(jié)樁基工程當天然地基上的淺基礎沉降量過大或基礎穩(wěn)定性不能滿足建筑物的要求時,常采用樁基礎,它由樁和樁頂承臺組成,是一種深基礎的形式。一、鋼筋混凝土預制樁施工鋼筋混凝土預制樁主要有實心樁和預應力管樁兩種,沉樁方式有錘擊式、振動式和靜力壓樁,以錘擊式最為普遍。1.鋼筋混凝土預制樁的制作、起吊、運輸和堆放

(1)預制樁的制作(2)預制樁的起吊、運輸和堆放第二章 地基與基礎2.打樁機具打樁用的機具主要包括樁錘、樁架和動力裝置三部分:3.打樁施工(1)打樁前的準備工作測定樁的軸線位置和標高,并經過檢查辦完預檢手續(xù)。處理高處和地下的障礙物。如影響鄰近建(構)筑物的使用或安全時,應會同有關單位采取有效措施,予以處理。第二章 地基與基礎根據軸線放出樁位線,用木橛或鋼筋頭釘好樁位,并用白灰作標志,以便于施打。場地應碾壓平整,排水暢通,保證樁機的移動和穩(wěn)定垂直。打試驗樁。施工前必須打試驗樁,其數量不少于兩根。確定貫入度并校驗打樁設備、施工工藝和技術措施是否適宜。要選擇和確定打樁機的進出路線和打樁順序,制訂施工方案,做好技術交底。準備好樁基沉樁記錄和隱蔽工程驗收記錄表格,并安排好記錄人員和監(jiān)理人員。第二章 地基與基礎(2)打樁順序

打樁順序的一般分為:由一側開始向單一方向逐排打樁、自中央向兩邊打樁、自兩邊向中央打樁和分段打樁等方式(圖2-5)。圖2-5

打樁順序a)逐排打樁

b)從中央向兩邊打樁

c)分段打樁第二章 地基與基礎確定打樁順序應遵循以下原則:樁基的設計標高不同時,打樁順序宜先深后淺。不同規(guī)格的樁,宜先大后小。在樁距大于或等于4倍樁徑時,則與打樁順序無關,只需從

提高效率出發(fā)確定打樁順序,選擇倒行和拐彎次數最少的順序。不得自外向內或從周邊向中央打樁,以免中間土體被擠密,樁難以打入,或雖勉強打入,但使鄰樁發(fā)生側移或上冒。第二章 地基與基礎(3)打樁預制樁施工的工藝流程:樁機就位→起吊預制樁→穩(wěn)樁、打樁→接樁→送樁→中間檢查驗收→移動樁機至下一個樁位。操作工藝①

樁機就位。②

起吊預制樁。③

穩(wěn)樁、打樁。④

接樁方式。多節(jié)樁的接樁,可用焊接、法蘭聯接或硫磺膠泥錨接,前兩種接樁方式適用于各類土層,硫磺膠泥錨接只適用于軟弱土層。各類接樁均應嚴格按規(guī)范執(zhí)行。⑤

送樁。第二章 地基與基礎(4)暫停打樁情況打樁的過程中如遇下列情況應暫停施工,并及時與有關單位研究處理:貫入度劇變。樁身突然發(fā)生傾斜、位移或有嚴重回彈。樁項或樁身出現嚴重裂縫或破碎。第二章 地基與基礎(5)打樁的質量控制摩擦樁位于一般土層時,以控制樁端的設計標高為主,貫入度可作為參考。端承樁的入土深度以最后貫入度控制為主,樁端標高作為參考。當貫入度已達到設計要求,而樁頂標高未達到設計要求時,應繼續(xù)錘擊3陣,按每陣10擊的貫入度不大于設計規(guī)定的數值加以確定。(6)常見的質量問題1)樁身斷裂:樁身彎曲過大、強度不足及地下有障礙物等原因造成,或樁在堆放、起吊、運輸的過程中發(fā)生斷裂,沒有發(fā)現。施工中應及時檢查。第二章 地基與基礎樁頂碎裂:樁頂強度不夠及鋼筋網片不足、主筋距樁頂面太近,或樁頂不平、施工機具選擇不當等原因造成。施工中應加強施工準備時的檢查。樁身傾斜:場地不平整,打樁機底盤不水平或穩(wěn)樁不垂直,樁尖在地下遇堅硬障礙物等原因造成。施工中應嚴格按工藝操作規(guī)定執(zhí)行。接樁處拉脫開裂:連接處表面不干凈,連接鋼件不平整,焊接質量不符合要求,接樁的上下中心線不在同一條線上等原因造成。施工中應保證接樁的質量。第二章 地基與基礎二、靜力壓樁靜力壓樁是用靜力壓樁機或錨桿將預制鋼筋混凝土樁分節(jié)壓入地基土中的一種沉樁施工工藝。靜力壓樁適用于軟土、填土及一般黏性土層,特別適合于在居民區(qū)、危房附近和對環(huán)境要求較嚴格的地區(qū)沉樁;但不宜用于地下有較多孤石、障礙物,或有厚度大于2m的中密以上砂夾層,以及單樁承載力超過1600kN的情況。第二章 地基與基礎靜力壓樁機具設備靜力壓樁機分為機械式和液壓式兩種。機械式靜力壓樁

機由卷揚機、加壓鋼絲繩滑輪組和活動壓梁組成,裝配費用較低,但設備高大笨重,行走移動不便,壓樁速度較慢,施壓部分在樁頂端部。施工工藝要點靜壓預制樁的施工,一般采用分段壓入、逐節(jié)接長的方法進行,其主要施工程序為:測量定位→壓樁機就位→吊樁→插樁→樁身對中調直→靜壓沉樁→接樁→再靜壓沉樁→送樁→終止壓樁→切割樁頭。第二章 地基與基礎3.壓樁施工應注意的要點靜力壓樁機應根據設計和土質情況配足額定重量。樁帽、樁身和送樁的中心線應重合。壓同一根樁應縮短停歇時間。采取技術措施,減小靜壓樁的擠土效應。注意限制壓樁速度。第二章 地基與基礎三、鋼筋混凝土灌注樁施工灌注樁是直接在施工現場的樁位上成孔,然后在孔內灌注混凝土或鋼筋混凝土而成,與預制樁相比,具有施工噪聲小、振動小、擠土影響小、無需接樁等優(yōu)點。但成樁工藝復雜,施工速度較慢,質量影響因素較多。根據成孔工藝的不同,分為泥漿護壁鉆孔灌注樁,套管成孔灌注樁,靜態(tài)泥漿護壁、旋挖式鉆孔灌注樁和人工挖孔灌注樁。第二章 地基與基礎四、樁基檢測與驗收1.成樁檢測成樁的質量檢驗有兩種基本方法:一種是靜載試驗法(或稱為破壞試驗),另外一種是動測法(或稱為動力無損檢測法)。單樁承載力的動測法很多,國內有代表性的方法有:動力參數法、錘擊貫入法、水電效應法、共振法、機械阻抗法、波動方程法等,最常用的是動力參數法和錘擊貫入法兩種。第二章 地基與基礎2.樁基驗收規(guī)定當樁頂設計標高與施工場地標高相同時,樁基工程的驗收應在施工結束后進行。當樁頂設計標高低于施工場地標高時,可對護筒位置做中間驗收,待承臺或底板開挖到設計標高后再進行最終驗收。3.樁驗收預制樁

預制混凝土方樁、先張法預應力管樁、鋼樁的樁位允許偏差見表2-5。灌注樁

灌注樁在成樁后的樁位偏差應符合表2-6的規(guī)定,樁頂標高至少要比設計標高高出500mm。樁底清孔按規(guī)范要求進行。每澆筑50m3必須有一組試件;小于50m3的樁,每根樁必須有一組試件。第二章 地基與基礎第二章 地基與基礎4.樁基資料驗收工程地質勘察報告、樁基施工圖、圖樣會審紀要、設計變更及材料代用通知單等。經審定的施工組織設計、施工方案及執(zhí)行中的變更情況。樁位測量放線圖、包括工程樁位的復核簽證單。成樁質量檢查報告。單樁承載力檢測報告。基坑挖至設計標高的基樁竣工平面圖及樁頂標高圖。第二章 地基與基礎五、樁基施工的安全要求及環(huán)保要求1.樁基工程安全施工打樁前應對現場進行詳細的踏勘和調查,對地下的各類管道和周邊的建(構)筑物有影響的,應采取有效的加固措施或隔離措施,以確保施工的安全。機具進場要注意危橋、陡坡、陷地,并防止碰撞電線桿、房屋等以免造成事故。施工前應全面檢查機械,發(fā)現問題及時解決,嚴禁帶機械帶故障作業(yè)。第二章 地基與基礎機械設備的操作人員必須經過專門培訓,熟悉機械的操作性能,經專業(yè)部門考核取得操作證后方能上崗作業(yè)。不違規(guī)操作,杜絕發(fā)生機械事故和車輛事故。在打樁過程中遇有地坪隆起或下陷時,應隨時對樁架及路軌進行調平或墊平。護筒埋設完畢、灌注混凝土完畢后的樁坑應加以保護,避免人和物品掉入而發(fā)生事故。打樁時樁頭墊料嚴禁用手撥正,不要在樁錘未打到樁頂即起錘或過早制動,以免損壞樁機設備。第二章 地基與基礎在操作成孔樁機時,鉆機應安定平穩(wěn),以防鉆架突然傾倒或鉆具突然下落而發(fā)生事故。所有現場作業(yè)人員應佩戴安全帽,特種作業(yè)人員應佩戴專門的防保工具。所有現場作業(yè)人員嚴禁酒后上崗。施工現場的一切電源、電路的安裝和拆除必須由持證電工操作;電器必須嚴格接地、接零和使用漏電保護器。第二章 地基與基礎2.環(huán)保要求受工程影響的一切公共設施與建(構)筑物,在施工期間應采取適當措施加以保護。使用機械設備時,要盡量減少噪聲、廢氣等的污染;施工場地的噪聲應符合《建筑施工場地界噪聲限值》(GB

12523—

1990)的規(guī)定。施工廢水、生活污水不得直接排入農田、耕地、灌溉渠和水庫,也不得排入飲用水源。有粉塵發(fā)生的施工場地應有防塵設備,在運輸細料和松散料時用帆布、蓋套等遮蓋物進行覆蓋。駛出施工現場的車輛應進行清理,避免攜帶泥土。第二章 地基與基礎第三節(jié)樁承臺筏式基礎施工樁基礎施工已全部完成,并按設計要求挖完土方,而且辦完樁基施工驗收記錄后,即可進行樁承臺施工。施工前先修整樁頂混凝土,剔完樁頂的疏松混凝土,如樁頂標高低于設計標高時,必須用同強度等級的混凝土進行接高,在達到樁身混凝土強度等級50%以上時,再將埋入承臺梁內的樁頂部分剔毛、沖凈。如樁頂標高高于設計標高時,應預先剔鑿,使樁頂伸入承臺梁的深度完全符合設計要求。第二章 地基與基礎圖2-18

筏式基礎筏式基礎(圖2-18)由鋼筋混凝土底板、梁組成(梁板式)或由整板式底板(平板式)兩種類型,適用于有地下室或地基承載力較低而上部荷載較大的基礎,其外形和構造像倒置的

鋼筋混凝土樓蓋,其優(yōu)點是整體剛度較大。第二章 地基與基礎1.構造要求底板下宜鋪設厚度≥