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(共32张PPT)
单元２ 砂石地基处理
２.５.３砂、石垫层地基施工工艺
２.５.１砂、石垫层地基技术分析
２.５.２砂、石垫层地基施工准备
２.５.４砂、石垫层地基质量控制与检验
２.５.５砂、石垫层地基安全操作要求
２.５.１砂、石垫层地基技术分析
　　砂垫层和砂石垫层采用砂或砂砾石混合物，经分层夯实而成。砂垫层和砂石垫层替换了基础下一定厚度的软弱土层，提高地基承载力，并通过垫层的压力扩散作用，降低对地基的压应力，减少变形量；而且由于砂石材料的透水性大，可作为良好的排水层，地基土中孔隙水可通过垫层快的排出，能加速下部土层的沉降和固结。
　　该方法具有不用水泥石材、施工工艺简单、可缩短工期、降低造价等特点。由于砂颗粒大，防止地下水因毛细作用上升，免除了地基受冻胀的影响。适用于处理透水性较强的软弱黏性土地基；此方法不宜用来处理湿陷性黄土地基和不透水的黏性土地基。
１.技术分析
２.５.２砂、石垫层地基技术分析
　　构造要求：垫层的构造即要求有足够的厚度，以置换可能被破坏的软弱土层，又要有足够的宽度，以防止垫层向两端挤出。垫层的厚度一般不宜大于3m，也不宜小于0.5m。垫层顶面每边宜超出基础底边不小于300mm。施工中常按自然倾斜角（图2-1）来控制大面积整片垫层的宽度，并做适当放宽。
　　材料要求：砂石垫层所用材料，应选用颗粒级配良好、质地坚硬的中、粗砂。在缺少中、粗砂时，可采用细砂、粉砂，但需要掺入25%~30%的碎石或卵石，以解决粉细砂不宜压实且强度不高的问题。砂石应该分布均匀，最大粒径不宜大于50mm，砂石料中不得含有植物残体，垃圾等有机质，含泥量≤5%。；兼做排水垫层时，含泥量≤3%。
２.构造措施及材料要求
next
构
造
措
施
及
材
料
要
求
２.５.１砂、石垫层地基技术分析
２.构造措施及材料要求
构
造
措
施
及
材
料
要
求
设备基础
填土
砂或砂石垫层
图2-1 施工做法
柱基础
填土
a－基础宽
砂或砂
石垫层
b－砂或砂石的自然倾斜角（休止角）
back
２.５.１砂、石垫层地基施工准备
1技术、机具、作业条件、准备
砂
石
垫
层
地
基
施
工
准
备
　　技术准备:编制施工方案，对工程技术人员进行技术交底;试验检验天然砂石或人工砂石的级配情况;对操作人员进行岗前培训，做到持证上岗。
　　机具设备:木夯、蛙式或茶油打夯机、推土机、压路机、手推车、平头锹、喷水用胶皮管、2m靠尺、线绳或细铅丝、钢尺或木折尺等。
　　作业条件：铺筑砂石垫层前应进行包括轴线尺寸、水平标高、地质情况等的验槽，在办理完毕隐检手续前完成基槽局部缺陷的处理工作;完成水平控制桩或标高桩的定位和保护工作;降低地下水位至坑底500mm以下，保证垫层施工在干燥环境下进行。
２.５.３砂、石垫层地基施工工艺
工艺流程：检验砂石质量　铺筑石子　洒水　夯实或压实　找坡验收
1 工艺流程　　　２施工要点
工
艺
流
程
及
施
工
要
点
施工要点：铺筑砂石前地基应验槽，清除基底表面浮土、淤泥等杂物，基坑边坡必须稳定，防止振捣时塌土；砂石地基底面宜铺设在同一标高上，如深度不同时，施工应先深后浅，土面应挖成踏步式或斜坡搭接。分层铺筑时，每层错开0.5~1.0m，并注意充分捣实；当地下水位较高或在饱和的软弱地基上铺设垫层时，应加强基坑内侧及外侧四周的排水工作，防止砂垫层泡水；或采取降低地下水位措施，使地下水位降至基坑底面500mm以下。
２.５.３砂、石垫层地基施工工艺
２施工要点
施
工
要
点
人工级配的砂石材料，应按级配拌和均匀，再铺填捣实；铺设垫层时，禁止破坏垫层下卧层及侧壁软弱土层的原状结构，避免被践踏、受冻或受浸泡。对基坑下灵敏度大的地基，在垫层最下一层只能用木夯夯实，以免破坏基底上的结构；砂石地基应分层铺筑，分层夯实，并控制好砂石的含水量。砂石地基每层的铺筑厚度及最优含水量如下表2-1规定；施工时应对下层的密实度检验合格后，方可进行上层施工；垫层铺设完毕，应立即进行下道工序的施工，严禁在不采取任何措施的情况下在垫层上活动。
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２.５.３砂、石垫层地基施工工艺
２施工要点
施
工
要
点
back
砂石地基每层铺筑厚度及最优含水量（2-1）
压 实
方 法 每层铺筑厚度mm 施工时最优含水量％ 施 工 说 明 备 注
平振法 200～250 15～20 用平板式振捣器
往复振捣 不宜使用干细砂或含泥量较大的砂。
夯实法 150～200 8～12 1.用木夯或机械夯，
一夯压半夯
2.木夯重40kg，
落距400～500mm 适用于砂石垫层。
碾压法 150～350 8～12 6～12t压路机
往复碾压 适用于大面积施工
的砂和砂石地基。
２.５.４ 砂、石垫层地基质量控制与检验
１ 质量控制　
质
量
控
制
质量控制：
　　施工前应检查砂、石等原材料质量、配合比及砂、石拌合均匀程度；
　　施工过程中分层的厚度符合规定要求，检查分段施工接槎部位的压实情况、加水量、压实遍数、压实系数；
　　施工结束后，采用载荷试验检查垫层承载力，单位工程测点不少于3点，大型工程根据单位工程的数量或工程面积确定检验点数。
２.５.４ 砂、石垫层地基质量控制与检验
２ 质量检验　
质
量
检
验
施工质量验收标准应符合表2-2的要求　
砂和砂石地基密实度现场实测方法：砂和砂石地基密实度主要通过现场测定其干密度来鉴定，常用环刀取样法和贯入测定法来测定。
　　环刀取样，测定干密度。其干密度，应以不小于试验确定的该砂石在中密状态时的干密度数值为合格，或以压实系数，既现场测得土的干密度与试验室测得土的干密度的比值来确定；
　　贯入度测定法。用平头钢筋离砂层面700mm自由下落，控制钢筋的插入深度，其深度可根据砂的控制干密度预先试验确定。
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２.５.４ 砂、石垫层地基质量控制与检验
２ 质量检验　
质
量
检
验
砂（砂石）地基质量检验标准表 2-2
项目 序号 检查项目 允许偏差或允许值 检验方法
单位 数值
主控
项目 1
2
3 地基承载力
配合比
压实系数 设计要求
设计要求
设计要求 按规定方法
检查拌合时的体积比或重量比
现场实测
一
般
项
目 1 砂石料有机质含量 % ≤5 烧烧法
2 砂石料含泥量 % ≤5 水洗法
3 石料粒径 mm ≤100 筛分法
4 含水量（与最优含水量比较） % ±2 烘干法
5 分层厚度（与设计要求比较） mm ±50 水准仪
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２.５.５ 砂石地基安全操作要求
1安全操作要求
流
砂
的
发
生
与
防
治
　　施工现场临时用电应确保安全，用电设备必须安装漏电保护器，施工过程中检查定期检查用电线路和设备的电器部件，处理机械故障必须关掉电源，做到临时用电严格遵守国家现行标准《施工现场临时用电安全规范》（JGJ-46）的规定。
　　严格按照国家现行标准《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ 33）的规定进行压路机、打夯机等设备的操作。
　　基坑周围架设安全围栏，进入施工现场必须戴安全帽。
　　冬雨期施工应采取必要的措施。
单元２ 强夯地基处理
２.６.３强夯地基施工技术参数
２.６.１强夯地基技术分析
２.６.２强夯地基施工准备
２.６.４强夯地基施工工艺
２.６.５强夯地基质量控制与检验
２.６.５强夯地基安全操作要求
２.６.１强夯地基技术分析
　　强夯地基是用起重机或起重机配三脚架、龙门架等起重机械将重8~30t的重锤吊起并从6~30m的高度自由落下，施加地基以强大的冲击力和振动，在地基土中产生强大冲击波和冲击应力，迫使土体空隙压缩，排出空隙中的气和水，使土颗粒重新排列，迅速固结，从而降低压缩性，提高地基承载力的有效方法。
　　该法具有效果好、速度快、节省材料、施工简便，但施工时噪声和振动大等特点。加固碎石土、砂土、低饱合度黏性土、湿陷性黄土及填土地基效果明显，用来处理高饱和度的黏性土效果不大，尤其是淤泥和淤泥土地基处理效果更差，应慎用。
１.技术分析
２.６.２强夯地基施工准备
　　技术准备：根据工程地质勘察报告编制施工组织设计或施工方案；埋设好稳定可靠的水准点，避开强夯影响范围；对现场施工人员进行技术交底、测量基准交底、复测及验收工作；施工前检查夯锤重量、尺寸，落距控制手段，排水设施及被夯地基的土质；强夯前应进行试夯，根据试夯的效果调整、修正，并最后确定施工参数。试验区数量应根据建筑场地复杂程度、建筑规模及建筑类型确定；采取必要措施确保强夯影响范围的地下构筑物和各种地下管线的位置及标高不受损害。
１.技术准备
技
术
准
备
２.６.２强夯地基施工准备
　　强夯法的机具设备很简单，主要为夯锤、起重机、自动脱钩装置和锚系设备4种。
　　（1）夯锤 常采用钢材制作的装配式钢夯锤、或采用在钢板外壳内部焊接钢筋骨架在浇筑C30砼的整体式夯锤。常见装配式钢夯锤有6t、8t、10t、12t等不同规格。夯锤底面有圆形和方形两种形状，圆形夯锤不易转动，定位方便，重合性好，采用较多。夯锤底面积根据表层土质确定，底面积为3~4㎡的夯锤适合用来夯实砂性土，夯锤底面积大于等于6㎡的夯锤适合于粘性土的夯实。10t夯锤底面积一般为4.5㎡，15t夯锤底面积用6㎡较合适。为减少起吊夯锤的吸力和夯锤落地前瞬时的气垫上托力，保证夯实功的有效性，宜在夯锥中设1～4个直径为250～300㎜上下贯通的排气孔。
２.机具准备
机
具
准
备
２.６.２强夯地基施工准备
　　（2）起重机械 多使用15t、20t、25t、30t、50t履带式起重机（带摩擦离合器），也可采用三脚架或龙门架作起重设备。当履带式起重机能力不足时，也可采用加刚辅助桅杆的方法，以加大起重能力。　（图2-3）
（3）脱钩装置 脱钩装置要求有足够的强度，使用灵活，脱钩快速、安全。脱钩装置有鼓形轮、架板、锁卡、吊钩等组成。拉绳一端固定在锁卡焊合件的伸臂上，另一端穿过转向滑轮，固定在起重机臂杆底部横轴上。操作时将夯锤挂在脱钩装置上，当夯锤起吊到要求高度时，张紧的拉绳将脱口装置的伸臂拉转一个角度，脱钩装置开启，夯锤自动脱钩下落，同时可以控制每次夯击落距一致。
（4）为防止夯锤突然脱钩使起重臂回弹后仰，可采用一台推土机设在起重机的前方作地锚（见图2-4），在起重机臂杆的顶部与推土机之间用两根钢丝绳连系作锚碇。钢丝绳与地面的夹角应不大于30°。推土机还可以用于夯完后作表土推平、压实等辅助性工作。
２.机具准备
next
机
具
准
备
２.６.２强夯地基施工准备
２.机具准备
机
具
准
备
back
２.６.２强夯地基施工准备
三.作业条件准备
作
业
条
件
准
备
作业条件：
　　施工现场已经完成“三通一平”工作，雨期施工的相关措施已经到位；
　　施工之前，不适合强夯施工的大块物体已经清除场区，完成现场积水的排除和松软地面的碾压工作，满足机械行走作业；
　　强夯前，妥善处理施工噪声和振动对居民和危房产生影响的相关技术措施已实施到位；
　　设备安装及调试完毕，起重机运转正常。
２.６.３强夯法地基施工技术参数
１.有效深度
有
效
深
度
　有效加固深度：强夯法的有效加固深度应根据现场试夯或当地经验确定。在缺少资料或经验时，可按表2-3预估。
单击夯击能
/（KN·m） 碎石土、砂土等 粉土、粘性土、湿陷性黄土等 单击夯击能
/（KN·m） 碎石土、砂土等 粉土、粘性土、湿陷性黄土等
1000 5.0～6.0 4.0～5.0 4000 8.0～9.0 7.0～8.0
2000 6.0～7.0 5.0～6.0 5000 9.0～9.5 8.0～8.5
3000 7.0～8.0 6.0～7.0 6000 9.5～10.0 8.5～9.0
表2-3 强夯法的有效加固深度
２.６.３强夯法地基施工技术参数
２.重锤和落距及单位夯击能
重
锤
和
落
距
及
夯
击
能
　锤重和落距 ：锤重和落距是影响夯击能和加固深度的重要因素，直接决定每一击的夯击能。锤重一般不宜小于8t,落距不宜小于6m。
　单位夯击能 ：重锤与落距的乘积称为夯击能，一般取600～500KJ。夯击能的总和（有锤重、落距、夯击遍数和每一夯击点的夯击次数算得）除以施工面积称为平均夯击能，一般对砂土取500～1000 KJ/㎡；对粘性土取1500～3000 KJ/㎡。夯击能过小，加固效果差，夯击能过大，对于饱和粘土，会破坏土体形成橡皮土，降低强度。
２.６.３强夯法地基施工技术参数
３.夯距点布置及间距
夯
距
点
布
置
及
间
距
　　夯击点布置及间距：夯击点布置应根据基础的型式和加固要求而定。对大面积地基，一般采用等边三角形或等腰三角形或正方形；对条形基础，夯点可成行布置；对独立基础，可按柱网设置采取单点或成组布置，在基础下面应布置夯点。
　　夯击点间距一般根据基础布置、地基土的性质和要求处理的深度等确定。加固土层厚、土质差、透水性差、含水率高的粘性土时，如果夯点太密，相临夯击点加固效应将在浅层处叠加而形成硬壳层，影响夯击能向深部传递，因而夯点间距宜大；加固土层薄、透水性强、含水量低的砂质土，间距则宜小些。为了使深层土得到加固，一般第一遍夯点间距可取5～9m，以后各遍夯击间距可与第一遍相同，也可适当减小。下一遍夯点往往布置在上一遍夯点的中间。最后一遍是以较低的夯击能进行夯击，彼此重叠搭接，以确保近地面土的均匀性和较高的密实度。对处理深度较深或单击夯击能较大的工程，第一遍夯击点间距宜适当增大。
２.６.３强夯法地基施工技术参数
４.夯击遍数与击数
夯
击
遍
数
与
击
数
　夯击遍数与击数 一般为2～5遍，前2～3遍为“间夯”，最后一遍为低能量进行（为前几遍能量的1/4～1/5）满夯（即锤印彼此搭接），以加固前几遍夯点之间的粘土和被振动的表土层。一般软土控制瞬时沉降量为50～80mm，废渣填石地基控制的最后两击下沉量之差为20～40㎜。每夯击点之夯击数一般为3～10击，开始两边夯击数宜多些，随后各遍击数逐渐减少，最后一遍只夯1～2击。
２.６.３强夯法地基施工技术参数
５.夯击间隔与处理范围
间
隔
与
处
理
范
围
　　两遍夯击的间隔时间：两遍夯击之间应有一定的时间间隔，以利于土中超静孔隙水压力的消散，间隔时间取决于土中超静孔隙水压力的消散时间。当缺少实测资料时，可根据地基土的渗透性确定。对渗透性较差的粘性土地基的间隔时间，应不少于3～4周；对渗透性较好的地基，可连续夯击，而不需要间歇。
　　强夯处理范围：强夯地基处理范围应大于建筑物地基范围，每边超出基础外缘的宽度宜为基底下设计深度的1/2～1/3，并不宜小于3m。
２.６.４强夯地基施工工艺
1　工艺流程
工
艺
流
程
平整场地　测量场地高程　标出夯击点位置　起重机及夯锤就位　测量夯前锤顶高程　夯锤起吊、自由落地　测量夯后锤顶高程　重复操作到下一夯点　完成第二边夯击　推平场地并测量标高　　重复点夯并至设计规定边数　低能量满夯　测量夯后场地高程　检测　
２.６.４强夯地基施工工艺
２　施工要点
施
工
要
点
　　强夯施工前，应先平整场地，查明场地范围内的地下构筑物和各种管线的位置及标高等，并采取必要措施，以免因强夯施工而造成破坏。填土区应清除表层腐植土、草根等。场地整平开挖时，应在强夯范围预留夯沉量相当的土厚。
　　施工前应在现场进行试夯。通过试夯前后试验结果对比分析，确定正式施工时的技术参数。
　　夯击时应按试验和设计确定的强夯参数进行，落锤应保持平稳，夯位应准确，若发现因坑底倾斜而造成夯锤歪斜时，应及时将坑底整平。在每一遍夯击之后，要用新土或周围的土将夯击坑填平，再进行下一遍夯击。
２.６.４强夯地基施工工艺
２　施工要点
施
工
要
点
　　强夯法的加固顺序是：先深后钱，即先加固深层土，再加固中层土，最后加固表层土。最后一遍夯完后，采用推土机将场地推平，然后进行低能量满夯夯击一遍。满夯的夯点应搭接夯锤底面积至少1/3，将场地表层松土夯实，并测量场地夯后高程。如有条件以采用小夯锤夯击为佳。
　　夯实时地基土的含水量应控制在最有含水量范围内。如土的表层含水量过大，可采用铺撒吸水材料（如干土、碎砖、生石灰等）或换土等措施；如土含水量过低，应适当洒水，加水后待全部渗入土中，一昼夜后方可夯打。
２.６.４强夯地基施工工艺
２　施工要点
施
工
要
点
　　强夯施工最好在干旱季节进行，如遇雨天施工，夯击坑内或夯击过的场地有积水时，必须及时排除。冬期施工时，应将冻土击碎，夯击次数要适当增加，如有硬壳层，要适当增加夯次或提高夯击功能。
　　做好施工过程中的监测和记录工作，包括检查锤重和落距，对夯点放线进行复核，检查夯坑位置，按要求检查每个夯点的夯击次数和每击的夯沉量等，并对各项参数及施工情况进行详细记录，作为质量控制的依据。
２.６.５强夯地基质量控制与检验
1　质量控制
质
量
控
制
质量控制
（1）施工前应检查夯锤重量、尺寸、落距控制手段、排水设施及被夯地基的土质。
（2）施工中应检查落距、夯击遍数、夯点位置、夯击范围以及施工过程中的各项测试数据和施工记录。
（3）施工结束后应检查被夯地基的强度并进行承载力检验。
２.６.４强夯地基质量控制与检验
２　质量检验
质
量
检
验
强夯地基质量标准应符合表2-4的规定。
表2-4 强夯地基质量检验标准
项目 序号 检查项目 允许偏差或允许值 检验方法
主控
项目 1 地基强度 设计要求 按规定方法
2 地基承载力 设计要求 按规定方法
一般
项目 1 夯锤落距（㎜） ±300 钢索设标志
2 锤重（㎏） ±100 称重
3 夯击遍数及顺序 设计要求 计数法
4 夯点间距（㎜） ±500 用钢尺量
5 夯击范围（超出基础范围距离） 设计要求 用钢尺量
检验方法:检查点数，每一独立基础至少有一点，基槽每20延米有一点，整片地基每50～100㎡去一点。强夯后的土体强度随间歇时间的增加而增加，检验强夯效果的测试工作，宜在强夯后1～4周进行，而不宜在强夯结束后立即进行测试工作，否的测得的强度较低。
２.６.４强夯地基安全操作要求
1　安全操作要求
安
全
操
作
要
求
（1）完善施工现场的安全保证体系，建立健全的安全生产责任制，对全体施工人员进行安全教育，组织学习安全技术规范及施工设备的安全操作规程。
（2）施工中经常对夯锤、脱钩装置、吊车臂杆及素具进行检查，发现问题应及时处理后方可继续施工。
（3）强夯场地应平整，软土应压实，防止机械倾覆。
（4）夯点30m范围内不得出现闲杂人等，在距离夯机30m以外的地方安放测量仪器，保持施工人员与落锤下落位置有20m的安全距离。
（5）进入现场必须戴安全帽，施工人员持证上岗。
（6）吊车司机应按信号操作。为避免夯击飞石伤人，夯锤起夯后，地面操作人员应迅速撤至安全距离以外。
２.６.４强夯地基安全操作要求
1　安全操作要求
安
全
操
作
要
求
（7）严禁吊车超负荷工作，施工中应定期进行保养。
（8）严禁在吊机起重臂活动范围内站人，严禁无关人员进入强夯区。
（9）铺放1m×2m×0.02mm的钢板在汽车吊机的行走面下。
（10）施工时应随时观察机械的工作状态，发现问题及时予以解决。
（11）定期和不定期地组织安全检查，发现隐患应及时整改。
（12）六级以上大风、雨、雪天或视线不清时，不准进行强夯施工。

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