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地基施工
单元2：
学习目标
知识
目标
技能
目标
1
了解地基的加固方法
2
掌握换填法、强夯法、重锤夯实法、灰土挤
密桩法等进行地基处理方法
会根据施工现场条件选用不同的地基处
理方法；
2
根据工程具体情况和施工条件，
会选择合适的方法进行地基加固
1
学习目标（Study Objectives）
能够进行地基加固和地基处理质量检查验收。
3
知识脉络图
地基施工
地基处理
基坑（槽）施工
地基处理原因
地基处理原理与方法
深基坑土方开挖
基坑、槽检验
施工一般要求
施工质量与安全要求
换土垫层
灰土地基
砂地基和砂石地基
强夯地基
强夯法设计要求
强夯法施工
适用范围、加固机理
质量标准与检验
重锤夯实
地基
施工准备
修筑临时设施
加固机理适用范围
质量标准与检验
知识脉络图
地基施工
地基局部处理及其他处理方法
灰土挤密桩
土的工程分类
土的工程性质
灰土桩及灰土垫层
灰土挤密桩施工
加固机理
质量标准与检验
理论知识
地基是指建（构）筑物基础以下，受建筑基础荷载影响的土体。地基的主要作用是承托建（构）筑物的基础。地基虽不是建（构）筑物本身的一部分，但与建（构）筑物关系密切。地基问题处理恰当与否，不仅影响建筑物的造价，而且直接影响建筑物的安危以及人民生命财产的安全。因此，地基的施工质量必须满足设计要求及规范。
本单元主要介绍了常见的地基处理方法和基槽（坑）的施工方法与要求。
2.6 灰土挤密桩
2.6 灰土挤密桩
灰土桩又称灰土挤密桩，是由土桩挤密法发展而成的（图2-6）。
2.6.1灰土挤密桩加固机理
灰土桩挤密是利用锤击（或冲击，爆破等方法）将钢管打入土中侧向挤密成孔，将钢管拔出后，在桩孔中分层回填2：8或3:7灰土夯实而成，与桩间土共同组成复合地基以承受上部荷载。
灰土桩是介于散体桩和刚性桩之间的桩型，其作用机理和力学性质接近石灰桩。随着桩型和桩体材料的不断演变，在灰土桩中掺入粉煤灰、炉渣等活性材料或少量水泥，可以改善桩体力学性能，提高桩体强度，从而可以用于荷载较大的建筑物的地基处理以及作为大直径桩或深基础承受荷载。

2.6 灰土挤密桩
2.6.2灰土桩及灰土垫层
1.灰土桩及灰土垫层布置
灰土桩及灰土垫层布置见图2-6。
灰土桩及灰土垫层布置
1-灰土挤密桩 2-桩的有效挤密范围 3-灰土垫层
d-桩径 s-桩距（2.5～3.0d） b-基础宽度
2.6 灰土挤密桩
2.材料要求
(1) 桩孔内的填料应根据工程要求或处理地基的目的确定。生石灰应消解3～4d后过筛，粒径不大于5mm。石灰质量不低于Ⅲ级，活性ＣaO＋ＭgO含量的质量分数（按干重记）不小于50％。
(2)灰土含水量尽量接近其最优值。当含水量超过其最优值±３％时，可晾晒或洒水湿润。
(3)灰土配合比应符合设计要求。常用配合比为2:8或3:7（体积比）。灰土应拌合均匀，颜色一致，要及时填入桩孔，不宜隔日使用。灰土的夯实质量用压实系数λc控制，λc应不小于0.97。
2.6 灰土挤密桩
2.6.3灰土挤密桩施工要求
1.灰土桩的施工机械设备
(1) 成孔设备　
一般采用0.6ｔ或1.2ｔ柴油打桩机或自制锤击式打桩机，亦可采用冲击钻机或洛阳铲成孔。
(2)夯实机具　
常用夯实机具有偏心轮夹杆式夯实机和卷扬机提升式夯实机两种，后者工程中应用较多。夯锤用铸钢制成，重量一般选用100～300kg，其竖向投影面积的压力不小于20kpa。夯锤最大部分的直径应较桩孔直径小100～150mm，以便填料顺利通过夯锤四周。夯锤形状下端应为抛物线锥体或尖锥形锥体，上端成弧形。
2.6 灰土挤密桩
2.灰土挤密桩的成孔方法
桩的成孔方法可根据现场机具条件选用沉管法、爆扩法和冲击法等。
(1)沉管法成孔　
沉管法是用打桩机将与桩孔同直径的钢管打入土中，使土向孔的周围挤密，然后缓慢拔管成孔。桩管顶设桩帽，下端作成锥形约成60°角，桩尖可以上下活动（图2-7），以利空气流动，可减少拔管时的阻力，避免坍孔。成孔后应及时拔出桩管，不应在土中搁置时间过长。成孔施工时，地基土宜接近最优含水量，当含水量低于20%（质量分数）时，宜加水增湿至最优含水量。本法简单易行，孔壁光滑平整，挤密效果好，应用广泛；但处理深度受桩架限制，一般不超过８ｍ。
图2-7　桩管构造（mm）
1－Φ275mm无缝钢管　　
2－Φ300mm×10mm无缝钢管　　3－活动桩尖　　4-10mm后封头板（设Φ300mm排气孔）　　
5-45mm管焊与桩管内，穿M40螺栓　
６-重块
2.6 灰土挤密桩
(2) 爆扩法成孔　
爆扩法系用钢杆打入土中形成直径25～40mm孔或用洛阳铲打成直径60～80mm孔，然后在孔内装入条形炸药卷和2～3个雷管，爆扩成直径20～45mm的孔。爆扩法工艺简单，但孔径不易控制。
(3)冲击法成孔　
冲击法是使用冲击钻钻孔，将0.6～3.2ｔ重锥形锤头提升0.5～2.0ｍ高后落下，反复冲击成孔，用泥浆护壁，直径可达50～60cm，深度可达15m以上，适于处理湿陷性较大的土层。
2.6 灰土挤密桩
3.施工要点
（1）施工前应在现场进行成孔，夯填工艺和挤密效果试验，以确定分层填料厚度、夯击次数和夯实后干密度等要求。
（2）桩施工一般采取先将基坑挖好，预留20～30cm土层，然后在坑内施工灰土桩。其成孔方法，应按设计要求和现场条件选用沉管（振动、锤击）、冲击或爆扩等方法进行成孔，使土向孔周围挤密。
（3）成孔施工时地基土宜接近最优含水量，当含水量低于１２％（质量分数），宜加水增湿至最优含水量。桩孔中心点的偏差不应超过桩距设计值的５％；桩孔垂直偏差不应大于1.5％。桩孔的直径和深度，对沉管法，其直径和深度应与设计值相同；对冲击法或爆扩法，桩孔直径的误差不得超过设计值的±70mm，桩孔深度不应小于设计深度0.5ｍ。
2.6 灰土挤密桩
回填施工前，孔底必须夯实，然后用灰土在最优含水量状态下分层回填夯实，每次回填厚度为250～400mm，人工夯实用重25kg、带长柄的混凝土锤，机械夯实用偏心轮夹杆式夯实机或卷扬机提升式夯实机（图2-8）或链条传动摩擦轮提升连续式夯实机，一般落锤高度不小于２ｍ，每层夯实不少于10锤。施工时，逐层以量斗定量向孔内下料，逐层夯实。当采用连续夯实机时，则将灰土用铁锹不间断地下料，每下２锹夯２击，均匀地向桩孔下料、夯实。桩顶应高出设计标高15cm，挖土时将高出部分铲除。
图2-8　　灰土挤密桩夯实机构造　
（桩直径350mm）
１－机架　　２－铸钢夯锤　　
３－1t卷扬机　　４－桩孔
2.6 灰土挤密桩
（1）成孔和回填夯实的施工顺序，宜间隔进行。应先外排后里排，同排内应间隔１～２孔进行；对大型工程可采取分段施工，以免因振动挤压造成相邻孔　缩孔或坍孔。
（2）若孔底出现饱和软弱土层时，可加大成孔间距，以防由于振动而造成已打好的桩孔内挤塞；当孔底有地下水流入时，可采用井点降水后再回填填料或向桩内填入一定数量的干砖渣和石灰，经夯实后再分层填入填料。
施工过程中，应有专人监测成孔及回填夯实的质量并做好施工记录。如发现地基土质与勘察资料不符，并影响成孔或回填夯实时，应立即停止施工，待查明情况或采取有效措施处理后，方可继续施工。
(4)雨期或冬期施工，应采取防雨、防冻措施，防止灰土受雨水淋湿或冻结。
2.6 灰土挤密桩
2.6.4灰土挤密桩质量标准与检验
1.对一般工程，主要检查施工记录、检查全部处理深度内桩体和桩间土的干密度。对重要工程，除检测上述内容外，还应测定全部处理深度内桩间土的压缩性和湿陷性。
2.灰土挤密桩夯填的质量采取随机抽样检查。抽样检查的数量，对一般工程不应少于桩孔总数的1%；对重要工程不应少于总数量的1.5%。
3.抽查方法有下列几种：
(1) 用轻便触探检查“检定锤击数”，以不小于试夯时达到的数值为合格。
(2) 用洛阳铲在桩孔中心挖土，然后用环刀取出夯击土样，测定其干密度；必要时，可通过开剖桩身，从基底开始沿桩身深度每米取夯实土样，测定干密度。测出的干密度应不小于规定值。
2.6 灰土挤密桩
4.灰土桩的质量验收
(1) 施工前应对灰土的质量、桩孔放样位置等进行检查；施工中应检查桩孔直径、桩孔深度、夯击次数、填料的含水量等；施工结束后，应检验成桩的质量的及地基承载力。
(2)灰土桩地基质量检验应符合表2-9的规定。
项 序 检查项目 允许偏差或允许值 检查方法
主控项目 1 地基承载力 设计要求 按规定方法
2 桩体及桩间干密度 设计要求 现场取样检查
3 桩长/mm +500 现场实测
一般项目 1 土料有机质含量（质量分数，%） ≤5 焙烧法
2 石灰粒径/mm ≤5 筛分法
3 桩位偏差 满堂布桩≤0.40D条基布桩≤0.25D 用钢直尺量，D为桩径
4 垂直度（%） ≤1.5 用经纬仪测桩管
5 桩径/mm -20 用钢直尺 量
表2-9 灰土挤密桩地基质量检验标准（单位：mm）
2.6 灰土挤密桩
（3）灰土桩的检测方法：桩成孔质量应按桩数5%抽查；其承载力检验，数量为总数的0.5%～1%，但不应少于3处。有单桩强度检验要求时，数量为总数的0.5%～1%，但不应少于3根。
常见问题解析
【常见问题解析】
1.灰土挤密桩缩孔或塌孔，挤密效果差的防治
成孔后如发现桩孔缩颈比较严重，可在孔内填入干散砂土、生石灰块或砖渣，稍停一段时间后再将桩管沉入土中，重新成孔。如含水量过小，应预先浸湿加固范围的土层，使之达到或接近最佳含水量。
必须遵守成孔挤密的顺序，并保持桩位正确，桩深应符合设计要求。对已成的孔，应防止受水浸湿且必须当天回填夯实。
2.桩身回填夯击不密实，疏松、断裂问题的防治
成孔深度应符合设计规定，桩孔填料前，应视具体条件先夯击孔底数锤。根据试验测定的密实度要求，随填随夯，对持力层范围内的夯实质量应严格控制。若锤击数不够，可适当增加击数。
回填料应拌合均匀，且适当控制其含水量，一般可按经验在现场直接判断。要保证桩孔回填用料计量的准确性。夯锤重宜适中，并不宜过轻。

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