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1、基础工程 2.1 地基加固处理 当软土地基不能满足承载力或稳定要求时,对地基加固是有效的措施。加固的方法很多,大体上可分为两类。第一类方法的原理是减少或减小土体中的孔隙,使土颗粒尽量靠拢,从而减少压缩性,提高强度,如换填法、预压法、夯实法、振动水冲法、挤密桩法、砂石桩法等。第二类方法的原理是用各种胶结剂把土颗粒胶结起来,如深层水泥搅拌法、旋喷法、灌浆法等。软土的加固方法很多,而且尚在发展,各种方法都有它的适用范围和局限性,选用何种方法,必须进行技术经济综合考虑。,1 、换填法 换填法是将基础下面一定厚度的软弱土层挖除,分层换以中砂、粗砂、角(圆)砾、碎(卵)石、灰土、并分层夯实或振实至要求的密
2、实度。换填法适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土等的浅层处理。处理深度一般控制在3m以内。,2、 预压法 预压法是在建筑物建造前,对建筑场地进行预压,使土体中的水排出,逐渐固结,地基发生沉降,同时强度逐步提高的方法。 预压法适用于处理淤泥质土、淤泥和冲填土等饱和粘性土地基的沉降和稳定问题,提高地基的承载力和稳定性。,3、 重锤夯实法 重锤夯实法是用起重机械将夯锤提升到一定高度,然后自由落锤,不断重复夯击基土表面,从而使地基得到加固。重锤夯实法是一种常用的简单、经济的浅层地基处理方法。,4、 振冲法 就是利用振动器水冲成孔,借振动器的水平及垂直振动,振密填料、形成碎石桩体与原地基构成复合地基
3、,或不加填料使在振动作用下被挤密实,从而提高地基承载力的方法。,5 土或灰土挤密桩法 土或灰土桩挤密法是处理地下水位以上的湿陷性黄土、素填土和杂填土等的一种地基加固方法,利用锤击(或冲击、爆破等方法)将钢管打入土中侧向挤密成孔,将管拨出后,在桩孔中分层回填土或灰土夯实而成,填夯的桩与桩间挤密土共同组成复合地基,以承受上部荷载。,6 、砂石桩法 砂石桩法用振动或冲击方法在软弱地基中成孔后,将砂石挤压入土中,形成大直径的密实的砂石桩。砂石桩法是处理软弱地基的一种常用的方法。,7 、深层搅拌法 深层搅拌法是利用水泥或水泥砂浆、石灰作为固化剂,通过特制的搅拌机械,在地基深处就地将软土和固化剂强制搅拌,
4、固化剂和软土之间会产生一系列物理化学反应,使软土硬结成具有一定强度的地基,从而提高地基承载力。深层搅拌法是用于加固饱和粘性土地基的一种新方法。,8 、高压喷射注浆法 高压喷射注浆法,是利用钻机把带有特制喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置后,用高压泵将水泥浆液通过钻杆下端的喷射装置,以高速喷出,冲击切削土层,使喷流射程内土体破坏,同时钻杆一面以一定的速度旋转,一面以一定速度徐徐提升,使水泥浆与土体充分搅拌混合,胶结硬化后即在地基中形成具有一定强度(0.58.0MPa)的固结体,从而使地基得到加固。,一 桩基概述 (一)桩的作用 1、 将建筑物上部荷载直接 传到深层的持力层; 2 、 使软土挤密减少
5、建筑物的沉降; 3 、减少土的开挖量,土壁支撑和 排水设施等。,第二章 桩基础工程,(二)桩的分类 1、 根据 受力的不同 1)端承桩: 力主要由桩端承受 2)摩擦桩: 力由桩与其周围土的 摩擦力来承受。 2、 按制作方式: 1)预制桩 2)灌注桩 3、 按桩的材料: 1)木桩; 2)钢桩; 3)砼桩; 4)钢筋砼桩; 5)砂桩; 6)灰土桩 等,(三)桩的选型 桩型与工艺选择应根据建筑结构类型、荷载性质、桩的使用功能、穿越土层、桩端持力层土类、地下水位、施工设备、施工环境、施工经验、制桩材料供应条件等情况,选择经济合理、安全适用的桩型和成桩工艺。选择时,可参见下表。,二、 钢筋砼桩预制桩的施
6、工 (一)桩的预制 1、 制作 (1)钢筋骨架的形成 主筋 箍筋之间应焊接或绑扎好;主筋采用对焊或搭接焊,接头错开50%,桩的顶部应加钢筋网片,桩尖应加一根钢筋外露50100mm,以起导向作用(如下图示),(2)制作 1)方法 重叠法;并列法; 间隔法 2)注意问题 a、混凝土应连续浇灌、不中断,并仔细捣实,确保顶部结构的密实性,同时桩顶面和接头端面应平整,以承受锤击沉桩时的锤击应力。 b 、砼浇注完毕,养护不得少于7天,表面应平整不出现蜂窝麻面掉角,尺寸应符和设计要求。 c 、现场采用重叠法浇筑预制桩时上层桩或邻桩的灌筑,必须在下层桩或邻桩的混凝土达到设计强度的30%后方可进行。桩的重叠层数
7、应根据具体情况确定,一般不超过4层。,2、 桩的起吊及运输 (1)起吊 强度达到设计70%后才能起吊,达到100%后才能运输。 (2)起吊点的确定 利用正负弯矩相等的原则确定 一点吊,二点吊 三点吊 L 为桩的长度,3堆放 (1)堆放场地必须平整、坚实 (2)各层支承点垫木应在同一垂直线上。 (3)桩堆放层数不宜超过4层。,(二)打桩设备 (1) 打桩的方法及设备 1)方法 : 锤击沉桩 震动沉桩 静力压桩 水冲沉桩,2)锤击沉桩 a 桩锤: 落锤 柴油锤 震动锤 气锤 液压锤,b 桩架 作用是吊桩就位,固定桩位,承受桩锤和桩的重量,在打桩的过程中引导锤和桩的方向,并保证桩锤能沿着所要求的方向
8、冲击桩体。,(三)桩的打入 1 、打桩的准备工作 1)打桩前应作好场地的清理和平整工作。 2)放线确定桩位。 2、 打桩顺序的确定 由于桩入土后对其周围的土体有挤压作用,对打桩本身和周围建筑物有影响,所以应合理确定打桩的顺序。 (1)常见的几种打桩顺序及其对土体的影响 1)自一边向另一边走排打,2)自中央向周边打 3)分段打,土体挤压趋势,(2)打(沉)桩顺序选择 1)基础标高不一的桩,宜先深后浅;对不同规格的桩,宜先大后小,先长后短,可使土层挤密均匀,以防止位移或偏斜。 2)在粉质粘土及粘土地区,应避免按着一个方向进行,使土向一边挤压,造成入土深度不一,土体挤密程度不均,导致不均匀沉降。 3
9、)对于密集群桩,常用自中间向两个方向或向四周对称施打(图b、c)。 4)若桩距大于或等于4倍桩直径,则与打桩顺序无关。,3 、打桩方法,(1)打桩工艺 桩架就位 桩就位(桩尖对位) 套桩帽 落锤 (2)施工要点 1) 吊桩就位 2)打桩 先用小落距(0.50.8m)轻击,使桩入土约12米后检查桩尖,若不发生偏移,增大落距,进入正常的打桩。 打桩中注意以下现象 A 桩锤的回弹情况; B 贯入度的变化; C 桩顶是否有打坏或打斜的现象; D 送桩,接桩,截桩,4、打桩质量控制 1)桩端达到坚硬、硬塑的粘性土、碎石土、中密以上的粉土和砂土或风化岩等上层时(端承桩) ,以贯入度控制为主桩端进入持力层深
10、度或桩尖标高作为参考;贯入度最后10击的平均入土深度 2)桩端位于其他软土层时(摩擦桩) ,以桩端设计标高控 制为主,贯入度可作为参考。 3)桩的平面位置及垂直度的偏差应在容许范围内: 平面偏差不得大于100150mm,垂直度 1%桩长或不超过1/3 1个桩径或边长。 4)验收桩基时应交的资料 桩位测量放线图;工程地质报告;材料实验记录;桩的制作与打入记录;桩位竣工平面图;桩的实验报告。,三、砼灌注桩施工 (一)特点(与预制桩相比较) 1、 桩在一定范围内可任意取定,可作成直径大深度深的桩,承载力高。 2 、 施工中对周围环境影响小。 3、 施工中,操作要求严格,质量控制难度大,施工周期长。
11、(二)分类(按成孔方法) 1、 钻孔灌注桩 2 、 人工挖孔灌注桩 3 、 沉管灌注桩 4 、 钻扩或爆扩灌注桩,(三) 钻孔灌注桩施工 1、 机械的选择 螺旋钻机: 用于地下水位以上,直径 300500mm最大直径可达800,深812m。,潜水钻机: 一般条件下都可使用,直径一般 1000, 深度可达2030m,最深可达50m。,2、 螺旋钻机钻孔灌注桩 (1)施工机具 螺旋钻机,(2)施工工艺,(3)施工要点 1)钻孔时,钻杆应保持垂直稳固、位置正确,防止因钻杆晃动引起扩大孔径; 2)钻进速度应根据电流值变化,及时进行调整; 3)钻进过程中,应随时清理孔口积土和地面散落土; 4)成孔达设计
12、深度后,放置钢筋笼并再次测量孔内虚土厚度。 端承桩沉渣50mm,两者兼有100mm,摩擦桩300mm。,2、泥浆护壁钻孔灌注桩 (1)施工工艺,(2)施工要点 1)埋设护筒:用48mm厚的钢板制作,埋入深度一般11.5m。作用:定位保护孔口,存储泥浆使其高于地下水位。 2)泥浆护壁钻孔: 泥浆 相对密度1.11.15,主要作用:护壁防止塌孔,携渣,润滑钻头降低发热。 3)清孔 4)落放钢筋骨架,5) 浇注混凝土: 一般采用导管法,混凝土应连续浇注,保证导管始终埋在混凝土中,同时应留试块,一般桩顶的浇注标高比设计标高高出0.50.8m,以便凿除桩顶部的泛浆层后达到设计标高的要求。,3、 施工中常
13、见的问题 1)护筒冒水 2)钻孔倾斜 3)孔壁塌陷和紧缩 4)夹层或软弱层,钻孔灌注桩质量事故案例 武钢某综合楼(1994年) 13层框架结构,总投资275万元,基础投资60万元 桩基设计:钻孔灌注端承桩,桩径 600、800、1200 桩基异常情况: 1)3根静载试验,1根不合格 2)27根动载试验,8根不合格 结论:承载力达不到要求 施工记录:桩嵌入基岩47m,混凝土质量好,沉渣小,4、原因分析 桩未入岩,混凝土施工质量差 施工记录虚假 5、处理: 1)按摩擦桩考虑,根据试桩承载力,扣除后,用新增桩补足 2)补桩38根:800 32根;1000 6根,(四)套管成孔灌注桩 1、 含义:用锤
14、击或振动的方法,将带有预制混凝土桩尖或钢活瓣桩尖的钢套管沉入土中,待沉到规定的深度后,立即在管中浇注混凝土,随后拔出钢套管,并利用拔管时的冲击或振动使混凝土捣实而形成的桩,故又称沉管或打拔灌注桩 2、特点: 1)施工设备简单,桩长可随实际地质条件确定,经济效果也好,有地下水流砂淤泥土的条件优先使用 2)单桩承载能力低,在软土中易产生颈缩,施工过程中有挤土振动和噪音,3、分类:锤击沉管灌注桩,振动沉管灌注桩 它们的根本区别在桩靴不同,预制桩靴,活瓣桩靴,4 、锤击沉管灌注桩施工 1)工艺过程: 安桩架 桩架就位 沉钢套管 吊钢筋笼 浇砼 拔管 2)沉管的几种方法 单打法 复打法 反插法 3)砼的
15、质量要求 坍落度80100mm,当小于40mm时应分层捣实,4)施工中常见的问题及处理 (1)有隔层: 原因: 由于管径小 砼骨料大,和易性差 拔管速度过快造成 措施: 控制砼的坍落度57cm,骨料直径3cm 拔管速度2m/min,(2)断桩: 原因: 桩中心距过近,打邻近桩时受挤压,隆起产生上拔力 软硬土层中间传递水平变形大小不同,产生水平剪力 砼终凝不久受振动。 处理: 应将断桩拔出,增大面积,重浇砼 施工中采用跳打法或相隔一定的技术间歇后打邻桩,(3)瓶颈桩: 原因: 拔管速度过快或管内混凝土量过少 在地下水位以下或饱和淤泥或淤泥质土中沉桩管时,土受强制扰动挤压,土中水和空气未能很快扩散
16、,局部产生孔隙压力,把部分桩体挤成缩颈 混凝土和易性差 处理: 向桩管内尽量多装混凝土借其自重抵消桩身所受的孔隙水压力,沉桩应采取慢拔密振(击); 在淤泥质土中采用复打或反插法施工 桩身混凝土应用和易性好的低流动性混凝土浇筑,(4)吊脚桩: 原因: 桩靴质量较差,强度不够 套管与桩靴接触不严或桩靴活瓣缝隙大 处理:,施工前应严格检查桩尖的质量 浇砼拔管前用吊锤检查桩尖是否介入钢管,出现吊脚桩后立即拔出钢管填砂后再出现沉管, 一旦发生应填砂重打,(五)人工挖孔灌注桩 1、 特点 单桩承载力高,受力性能好。设备简单,现场干净,可多目标施工,噪音少,质量易保证。,2、 施工机具 电(手)动葫芦, 提
17、土桶,潜水泵, 鼓风机和输风管, 照明设施,对讲机等 3、 施工工艺 1)放线定桩位;,2) 开挖桩孔:分段开挖,一般取0.51米一段; 3)支设护壁模板; 4)浇注护壁混凝土:第一段高出地面150200mm,起到护壁与防水的双重作用; 5)拆除模板继续下段施工; 6)清孔与验孔; 7)落放钢筋; 8)浇注混凝土。,4、 施工中应注意的事项 1)保证成孔的质量:平面位置,垂直度,孔径,孔底土层情况; 2)防止土壁坍塌及流砂事故; 3)保证钢筋的保护层及混凝土的浇注质量; 4)必须制订切实可行的安全措施。,1996年建设部通报批评排第一、第二位的工程 1、武汉汉口 18层综合楼,外装修已经完成,因倾斜过大而炸毁,损失几千万 2、上海郊区一座桥跨塌 原因:施工桩基未到持力层,桩长只有设计长度的一半多一点,不到2/3,.,原因: 桩型选择不当 地下水标高提高 桩质量问题 366根,172根歪桩 信息忽略,学习要求 1了解钢筋混凝土预制桩的预制方法、何时可以起吊,以及运输和堆放的方法; 2掌握锤击法施工的全过程和施工要点,包括打桩顺序、打桩方法和质量控制。 3掌握泥浆护壁成孔灌注桩的全过程和施工要点; 4掌握套管成孔灌注桩的全过程,打桩方法,质量问题及防治; 5掌握人工挖孔灌注桩施工方法。,
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