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(共23张PPT)
学习情境二 地基处理与桩基础施工
建筑施工技术
学习单元1
认识地基处理
学习单元2
了解桩基础施工
学习情境二 地基处理与桩基础施工
学习单元1
认识地基处理
一、换填地基
（一）灰土地基加固
1.概念
地基分为天然地基和人工加固处理地基两类。未经加固处理直接支撑建筑物的地基称为天然地基；采用人工加固达到设计要求承载能力的地基称为人工加固处理地基。地基加固处理的方法有换填法、强夯法、注浆法、挤密法等多种方法。
2.材料质量要求
1）土料采用就地挖土的黏性土及塑性指数大于4的粉土，土内不得含有松软杂质和耕植土；土料应过筛，其颗粒不应大于15mm。
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2）石灰应用Ⅲ级以上新鲜的块灰，含氧化钙、氧化镁越高越好，使用前1～2天消解并过筛，其颗粒不得大于5mm，且不应夹有未熟化的生石灰块粒及其他杂质，也不得含有过多水分。
3）灰土土质、配合比、龄期对强度的影响见下表。
4）水泥(代替石灰)：可选用32.5级或42.5级普通硅酸盐水泥，安定性和强度应经复试合格。
3.施工准备
1）基坑(槽)在铺灰土前必须先行钎探验槽，并按设计和勘探部门的要求处理完地基，办完隐检手续。
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2）基础外侧打灰土，必须对基础，地下室墙和地下防水层、保护层进行检查，发现损坏时应及时修补处理，办完隐检手续；现浇的混凝土基础墙、地梁等均应达到规定的强度，不得碰坏损伤混凝土。
3）当地下水位高于基坑(槽)底时，施工前应采取排水或降低地下水位的措施，使地下水位经常保持在施工面以下0.5m左右。在3天内不得受水浸泡。
4）施工前应根据工程特点、设计压实系数、土料种类、施工条件等，合理确定土料含水量控制范围、铺灰土的厚度和夯打遍数等参数。重要的灰土填方其参数应通过压实试验来确定。
5）房心灰土和管沟灰土，应先完成上下水管道的安装或管沟墙间加固等措施后再进行。并且将管沟、槽内、地坪上的积水或杂物、垃圾等清除干净。
6）施工前，应作好水平高程的标志。如在基坑(槽)或管沟的边坡上每隔3m钉上灰土上平的木橛，在室内和散水的边墙上弹上水平线或在地坪上钉好标高控制的标准木桩。
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4.施工工艺流程
1）检验土料和石灰粉的质量。
2）灰土拌合。
5.施工要点
1）灰土料的施工含水量应控制在最优含水量±2％的范围内，最优含水量可以通过击实实验确定，也可按当地经验取用。
2）灰土分段施工时，不得在墙角、柱基及承重窗间墙下接缝，上下两层的接缝距离不得小于500mm，接缝处应夯压密实，并作成直槎。
3）灰土应当日铺填夯压，人槽(坑)灰土不得隔日夯打。
4）冬季施工，必须在基层不冻的状态下进行，土料应覆盖保温，冻土及夹有冻块的土料不得使用；已熟化的石灰应在次日用完，以充分利用石灰熟化时的热量，当日。拌合灰土应当日铺填夯完，表面应用塑料布及草袋覆盖保温，以防灰土垫层早期受冻降低强度。
学习情境二 地基处理与桩基础施工
5）施工时应注意妥善保护定位桩、轴线桩，防止碰撞位移，并应经常复测。
6）对基础、基础墙或地下防水层、保护层以及从基础墙伸出的各种管线，均应妥善保护，防止回填灰土时碰撞或损坏。
7）夜间施工时，应合理安排施工顺序，要配备有足够的照明设施，防止铺填超厚或配合比错误。
8）灰土地基打完后，应及时进行基础的施工和地平面层的施工，否则应临时遮盖，防止日晒雨淋。
9）每一层铺筑完毕后，应进行质量检验并认真填写分层检测记录，当某一填层不符合质量要求时，应立即采取补救措施，进行整改。
6.质量检查方法
灰土回填每层夯（压）实后，应根据相关规范规定进行质量检验。达到设计要求时，才能进行上一层灰土的铺摊。检验方法主要有环刀取样法和贯入测定法两种。
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（二）砂和砂石地基的加固
砂和砂石地基，系用砂或砂砾石(碎石)混合物，经分层夯实，作为地基的持力层，提高基础下部地基强度，并通过垫层的压力扩散作用，降低地基的压应力，减少变形量，同时垫层可起排水作用，地基土中孔隙水可通过垫层快速地排出，能加速下部土层的沉降和固结。
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二、强夯地基
强夯法是利用起重设备将8～40t重的夯锤吊起，从6～30m的高处自由落下，对土体进行强力夯实的地基处理方法。强夯法属高能量夯击，其用巨大的冲击能，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，改善砂性土抵抗振动液化的能力。强夯法适用于碎石土、砂土、非饱和的黏性土、湿陷性黄土及杂填土地基的深层加固。
（一）施工机具
1.起重设备
起重机是强夯法的主要设备，施工时宜选用起重能力大于100kN的履带式起重机，为防止起重机起吊夯锤时倾翻和弥补起重量的不足，也可在起重机臂杆的端部设置辅助门架。
2.夯锤
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夯锤的形状有方形、圆柱形和圆台形。
（二）强夯施工方法
1）施工前场地应进行地质勘探，通过现场试验确定强夯施工技术参数 (试夯区尺寸不小于20m×20m)。
2）强夯前应平整场地，周围作好排水沟，按夯点布置测量放线确定夯位。
3）强夯应分段进行。顺序从边缘夯向中央。
4）夯击时，落锤应保持平稳，夯位应准确，夯击坑内积水应及时排除。坑底土含水量过大时，可铺砂石后再进行夯击。离建筑物小于10m时，应挖防震沟。
5）夯击前后应对地基土进行原位测试，包括室内土分析试验、野外标准贯入、静力(轻便)触探、旁压仪(或野外荷载试验)，测定有关数据，以确定地基的影响深度。
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（三）强夯的适用范围
适于加固软弱土、碎石土、砂土、黏性土、湿陷性黄土、高填土及杂填土等地基，也可用于防止粉土及粉砂的液化，对于淤泥与饱和软黏土，如采取一定措施也可以采用。但当强夯所产生的震动对周围建筑物设备有一定影响时，一般不得采用，必要时，应采取防震措施。
（四）强夯施工技术参数
1.锤重和落距
锤重(t)与落距是影响夯击能和加固深度的重要因素。
锤重一般不宜小于8t，常用的为8t、11t、13t、15t、17t、18t、25t。
落距一般不小于6m，多采用8m、10m、11m、13m、15m、17m、18m、20m、25m等几种。
2.夯击能和平均夯击能
锤重与落距的乘积称为夯击能，一般取600～500kJ。
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3.夯击点布置及间距
夯击点布置对大面积地基，一般采用梅花形或正方形网格排列；对条形基础夯点可成行布置；对工业厂房独立柱基础，可按柱网设置单夯点。
4.夯击遍数与击数
一般为2～5遍，前2～3遍为“间夯”，最后一遍以低能量(为前几遍能量的1/4～1/5)进行“满夯” (即锤印彼此搭接)，以加固前几遍夯点之间的黏土和被振松的表土层，每夯击点的夯击数，以使土体竖向压缩量最大面侧向移动最小或最后两击沉降量之差小于试夯确定的数值为准，一般软土控制瞬时沉降量为5～8cm，废渣填石地基控制的最后两击下沉量之差为2～4cm。每夯击点之夯击数一般为3～10击，开始两遍夯击数宜多些，随后各遍击数逐渐减小、最后一遍只夯1～2击。
5.两遍之间的间隔时间
通常待土层内超孔隙水压力大部分消散，地基稳定后再夯下一遍，一般时
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间间隔1～4周。对黏土或冲积土常为3周，若无地下水或地下水位在5m以下，含水量较少的碎石类填土或透水性强的砂性土，可采取间隔1～2d或采用连续夯击，而不需要间歇。
6.强夯加固范围
对于重要工程应比设计地基长()、宽()各大出一个加固深度()，即(+)×(+)；对于一般建筑物，在离地基轴线以外3m布置一圈夯击点即可。
7.加固影响深度
加固影响深度H(m)与强夯工艺有密切关系，一般按梅那氏(法)公式估算：
（五）夯点布置及施工数据
1.夯点布置
夯点布置见下图所示。
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2.施工有关数据见下表。
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三、其他较常见的地基处理方法
其他较常见的地基处理方法可归纳为“压”“挤”“拌”三个字。
（一）压
压是指将地基压实，压实主要是用压路机等机械对地基进行碾压，使地基压实排水固结，也可在地基范围的地面上预先堆置重物预压一段时间，以增加地基的密实度，提高地基的承载力，减少沉降量。
（二）挤（挤密地基）
挤主要是用沉管、冲击或爆炸等方法在地基中挤土，形成一定直径的桩孔，然后向桩孔内夯填灰土、砂石、石灰和水泥粉煤灰等，形成灰土挤密桩、砂石挤密桩、石灰挤密桩和水泥粉煤灰挤密桩。
（三）拌（搅拌法加固地基）
施工时以旋喷法或搅拌法加固地基，以水泥土或水玻璃、丙凝等作为固化
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剂，通过特制的搅拌机械边钻进边往软土中喷射浆液或雾状粉体，在地基深处就地将软土和固化剂强制搅拌，使喷入软土中的固化剂与软土充分拌合在一起，由固化剂和软土之间产生一系列物理和化学变化，使土体固结，以增加地基的强度，减少沉降，形成复合地基。
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学习单元2
了解桩基础施工
一、预制桩施工
钢筋混凝土预制桩的施工，主要包括制作、起吊、运输、堆放、沉桩等过程。
（一）桩的制作、起吊、运输和堆放
1.桩的制作
预制桩主要有混凝土方桩、预应力混凝土管桩、钢管和型钢钢桩等，预制桩能承受较大的荷载，坚固耐久，施工速度快。
2.桩的起吊、运输和堆放
1）桩的起吊。预制桩在混凝土达到设计强度的70％后方可起吊，如需提前吊运和沉桩，则必须采取措施并经强度和抗裂度验算合格后方可进行。桩在起吊和搬运时，必须做到平稳，并不得损坏棱角，吊点应符合设计要求。如无吊
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环，设计又未作规定，可按吊点间的跨中弯矩与吊点处的负弯矩相等的原则来确定吊点位置。
2）桩的运输。混凝土预制桩达到设计强度的100％，方可运输。
3）桩的堆放。桩堆放时，应按规格、桩号分层叠置在平整、坚实的地面上，支承点应设在吊点处或附近，上下层垫块应在同一直线上，堆放层数不宜超过4层。
（二）锤击沉桩（打入桩）施工
锤击沉桩（打入桩）施工是利用桩锤的冲击能量，将桩沉入土中。锤击沉桩是钢筋混凝土预制桩最常见的沉桩方法。
1.施工前的准备工作
1）整平场地，清除桩基范围内的高空、地面、地下障碍物；架空高压线，距打桩机不得小于10m；修设打桩机进出、行走道路，做好排水措施。
2）按图样布置进行测量放线，定出桩基轴线。
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3）检查桩的质量，将需用的桩按平面布置图堆放在打桩机附近，不合格的桩不能运至打桩现场。
4）检查打桩机设备及起重工具。
5）打桩场地建（构）筑物有防振要求时，应采取必要的防护措施。
6）学习、熟悉桩基施工图样，并进行会审；做好技术交底，特别是地质情况、设计要求、操作规程和安全措施的交底。
7）准备好桩基工程沉桩记录和隐蔽工程验收记录表格，并安排好记录和监理人员等。
2.打桩设备及选择
打桩设备包括桩锤、桩架和动力装置。
3.打桩施工
1）确定打桩顺序。
2）确定打桩的施工工艺。
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（3）打桩。
（4）送桩。
（5）接桩。
（6）拔桩。
（7）截桩（桩头处理）。
（三）振动沉桩
振动沉桩与锤击沉桩的施工方法基本相同，不同之处是用振动桩机代替桩锤。其施工原理是利用固定在桩头上的振动箱所产生的振动力，通过桩身使土体强迫振动，减小土对桩的阻力，使桩在自重和振动力作用下较快沉入土中（如下图所示）。该法适用于砂土、塑性黏土、松散砂黏土、黄土和软土打桩。
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（四）静力压桩
静力压桩是利用压桩机桩架自重和配重的静压力将预制桩压入土中的沉桩方法。它适用于软土、淤泥质土中桩截面面积小于400mm×400mm、桩长30～35m的钢筋混凝土桩或空心桩，特别适合于城市中施工。
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二、混凝土灌注桩施工
钢筋混凝土灌注桩是直接在施工现场桩位上采用机械或人工等方法成孔，然后在孔内安放钢筋笼，浇筑混凝土而成的桩。与预制桩相比，具有低噪声、低振动、挤土影响小、节约材料、无须接桩和截桩且桩端能可靠地进入持力层、单桩承载力大等优点。但灌注桩成桩工艺较复杂，施工速度较慢，施工操作要求严格，成桩质量与施工好坏关系密切。
（一）干作业成孔灌注桩
干作业成孔灌注桩是先用钻机在桩位处进行钻孔，然后将钢筋骨架放入桩孔内，再浇筑混凝土而成的桩。干作业成孔灌注桩适用于地下水位以上的填土层、黏性土层、粉土层、砂土层和粒径不大的砂砾层。
（二）泥浆护壁成孔灌注桩
学习情境二 地基处理与桩基础施工
泥浆护壁成孔灌柱桩施工工艺流程如下图所示。
（三）套管成孔灌注桩
套管成孔灌注桩是指用锤击或振动的方法，将带有预制混凝土桩尖或钢活瓣桩尖的钢套管沉入土中，到达规定的深度后，立即在管内浇筑混凝土或管内放入钢筋笼后，再浇筑混凝土，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，故又称沉管或打拔管灌注桩。

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