地基处理与基础工程上部.ppt

本章重点： 地基加固的原理 钢筋混凝土预制桩、沉管灌注桩的施工 打桩的质量控制 灌注桩产生质量事故的原因及预防、处理方法,地基处理与基础工程,1 什么时候需要加固地基? 当土层的承载能力较差，如淤泥、冲填土及其它软弱土层 或虽然土层较好，但上部荷载甚大时，为使地基具有足够的坚固性和稳定性，可以对土层进行加固。,2.1 地基加固处理,2 地基加固的原理 1)地基加固原理： “将土质由松变实”，“将土的含水量由高变低”。 2) 拟订加固方案 在拟订地基加固处理方案时，应充分考虑地基与上部结构共同工作的原则，从地基处理、建筑、结构设计和施工方面均应采取相应的措施进行综合治理，决不能单纯的进行加固处理，否则，不仅会增加工程费用，反而难以达到理想的效果。,3 地基加固的方法 七字方法：挖、填、换、夯、压、挤、拌 一、“挖” 就是挖去软土层，把基础埋置在承载力大的基岩上或坚硬的土层中。这种方法当软土层不厚时，利用坚硬的土层作为天然地基，甚为经济。 二、“填” 当软土层很厚时，而又需大面积对地基进行加固处理时，则可在软土层上直接回填一层一定厚度的好土，以提高地基的承载力减小软土层的承压力。,三、“换” 换就是将挖与填相结合，它是将基础下面一定范围内的软弱土层挖去，而代之以人工填筑的垫层作为持力层。 这种方法适用于软土层较厚，而仅对局部地基进行加固处理。 垫层材料有砂石，碎石，三合土（石灰：砂：碎砖（石）1：2：4），三七灰土，矿渣，素土等。 素土：指碎石土、砂土、粉土、粘性土等,“换”的两种常用方法,（一）灰土垫层地基 灰土垫层具有一定的强度、水稳定性和抗渗性，施工工艺简单，取材容易，费用较低，是一种应用广泛、经济、实用的地基加固方法。 适用加固深1-4m厚的软弱土、沉陷性黄土、杂填土等，还可用作结构的辅助防渗层。,砂垫层地基,（二）砂垫层地基 砂垫层地基是用夯（压）实的砂或砂石垫层替换基础下部一定厚度的软土层，以起到提高基础下地基承载力，减少沉降，加速软土层的排水固结作用。 适用处理3.0m以内的软弱、透水性强的粘性土地基；不宜用于加固湿陷黄土地基及渗透系数小的粘性土地基。,四、“夯”,利用打夯工具或机具夯击土壤，排出土壤中的水分，加速土壤的固结，以提高土壤的密实度和承载力。,“夯”的两种常用方法,（一）重锤夯实地基 重锤夯实是利用起重机械将夯锤提升到一定高度，然后自由落下，重复夯击基土表面，使地基表面形成一层比较密实的硬壳层，从而使地基得到加固。 适用范围：地下水位以上稍湿的粘性土、砂土、湿陷性黄土、杂填土和分层填土的加固处理。 缺点：振动 锤表面夯实的加固深度一般为1.22.0m。,重锤夯实地基,1. 机具设备 1.1 夯锤 夯锤形状宜采用截头圆锥体，可用C20钢筋混凝土制成。其底部可采用20mm厚钢板，以使重心降低。 锤重为1.5-3.0t， 落距一般采用2.5-4.5m。,重锤夯实地基,1.2 起重机 有摩擦式卷扬机的履式起重机 打桩机 悬臂式桅杆起重机 龙门式起重机,重锤夯实地基,1.3 施工要点 1）最优含水量塑限含水量2 现场简易测定：以手捏紧后，松手土不散，易变形而不挤出，抛在地上即呈碎裂为合适 2） 夯打顺序： 大面积基坑或条形基槽内：一夯挨一夯 独立柱基础基坑内：先周边后中间或先外后里的跳打法,先周边后中间,先外后里,独立柱基础基坑内夯打顺序,（二）强夯地基,强夯法是用起重机械将8-40t的夯锤吊起，从6-30m的高处自由下落，对土体进行强力夯实的地基加固方法。 强夯法与重锤夯实法的区别：强夯法属于高能量夯击，是用巨大的冲击能，使土中出现冲击波和很大的应力，迫使土颗粒重新排列，排除孔隙中的气和水，从而提高地基强度，降低其压缩性。,强夯地基,适用范围：碎石土、砂土、粘性土、湿陷性黄土及杂填土地基的深层加固。 优点：地基经强夯加固后，承载能力可以提高2-5倍，压缩性可降低200-1000%。是一种效果好、速度快、节省材料、施工简便的地基加固方法。 缺点：是施工时噪音和振动很大，离建筑物小于10m时，应挖防震沟，沟深要超过建筑物基础深。,强夯地基,1. 机具设备 1.1 夯锤： 夯锤重：8-40t 材料：首选铸钢或铸铁， 次选钢板外壳内浇筑钢筋混凝土。 夯锤底面：圆形（常用）或方形 锤的底面积大小：取决于表面土质， 对砂土一般为2-4m2，粘性土为3-4m2，淤泥质土为4-6m2。 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。,强夯地基,1.2 起重机：一般采用自行式起重机。起重能力取大于1.5倍锤重，并需设安全装置，防止夯击时臂杆后仰。 1.3 脱钩装置：,五、“压”,利用压路机、羊足碾、轮胎碾等机械压地基土壤，使地基压实排水固结。也可采用预压固结法，即先在地基范围的地面上，堆置重物预压一段时间，使地基压密，以提高承载力，减少沉降量。注意要形成良好的排水系统。 主要方法：砂井堆载预压法、袋袋砂井堆载预压法、塑料排水带堆载预压法和真空预压法。,六、“挤”,就是先用带桩靴的工具式桩管打入土中，挤压土壤形成桩孔，然后拔出桩管，再在桩孔中灌人砂石或石灰、素土、灰土等填充料进行捣实，或者随着填充料的灌入逐渐拔出桩管。 适用于松软饱和地基，其原理就是挤密土壤，排水固结，以提高地基的承载力，所以也叫挤密桩。,七、“拌”,利用高压射流切削土壤，旋喷浆液（水泥浆、水玻璃、丙凝等），搅拌浆土，使浆液和土壤混合，凝结成坚硬的柱体或土壁。 方法：旋喷法和深层搅拌法,深层搅拌水泥粉喷桩施工,近年来新兴起了深层搅拌水泥粉喷桩（简称粉喷桩），可作为软土地基改良加固方法和重力式支护结构。 施工时，以钻头在桩位搅拌后将水泥干粉用压缩空气输入到软土中，强行拌合，使其充分吸收地下水并与地基土发生理化反应，形成具有水稳定性、整体性和一定强度的柱状体，同时桩间土得到改善，从而满足建筑基础的设计要求。 其桩径一般为500、600、700mm，桩长可达18m。,桩基础,按受力 性质分,端承桩,摩擦桩,按材料分,钢筋砼桩,预应力钢筋砼桩,复合地基桩,按制作 方法分,预制桩,现浇桩,人工成孔灌注桩,机械成孔灌注桩,摩擦桩,端承摩擦桩,摩擦端承桩,端承桩,木桩,钢桩,钻孔灌注桩,冲孔灌注桩,挖孔灌注桩,沉管灌注桩,爆扩桩,3. 桩的类型,钢筋混凝土预制桩制作钢筋、模板施工,打桩质量包括两