项目2-地基处理与桩基础工程

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建筑施工技术 项目2地基处理与桩基础工程·掌握地基处理的施工方法、适用条件及质量检查·了解桩基础的分类，掌握其施工方法、适用条件及质量检查·掌握基础工程常见质量事故的处理方法 预备知识一、地基处理常用方法：换填垫层法、重锤夯实法及强夯法 （1）换填垫层法适用条件：（1）地基土不能满足上部结构对地基强度和变形的要求，而软弱土层厚度又不大时。（2）浅层地基的处理，深度控制在3m以内换填材料：砂石垫层、土垫层、粉煤灰垫层和矿渣垫层 （2）重锤夯实法利用起重设备将夯锤(1.5-3t)提升到一定高度(2.5-4.5m)，然后自由落锤。使用范围：地下水位以上的黏性土、砂土、杂填土和分层填土；也可用于消除湿陷性黄土的表层湿陷性。 （3）强夯法利用起重设备将重锤(8-40t)提升到较大高度(10-40m)。改善地基抵抗振动液化的能力、消除湿陷性黄土的湿陷性的一种有效的地基加固方法。注：对淤泥和淤泥质土不适用，不宜在繁华地带采用。 二、桩基础桩基础是用承台或梁将沉入土中的桩联系起来，以承受上部结构的一种常用的基础形式。当天然地基土质不良，不能满足建筑物对地基变形和强度方面的要求时，常常采用桩基础将上部建筑物的荷载传递到深处承载力较大的土(岩)层上，以保证建筑物的稳定和减少其沉降量。同时，当软弱土层较厚时，采用桩基础施工，可省去大量的土方开挖、支撑、排(降)水设施，一般均能获得良好的经济效果。因此，桩基础在建筑工程中应用广泛。 桩的分类1-桩按传力及作用性质不同分为端承桩和摩擦桩1）端承桩——承载力主要由桩的端部提供，一般不考虑桩侧摩阻力的作用。穿过软弱土，到达深层坚硬图层。2）摩擦桩——悬浮在软弱土层中，外部荷载主要通过桩身侧表面与土层的摩阻力传递给周围的图层，桩尖受力一般不超过10%。 端承桩与摩擦桩的区别：1、受力方式不同2、施工控制不同端承桩以控制贯入度为主，桩尖进入持力层或桩尖标高作为参考；摩擦桩以控制桩尖设计标高为主，以控制贯入度为参考。 2-按施工方法不同分类预制桩-包括钢筋混凝土桩、预应力混凝土桩、钢管或型钢桩等灌注桩-现场机械或人工成孔；包括钻孔、挖孔、冲孔、沉管和爆扩等3-按成桩方法不同分类挤土桩、部分挤土桩和非挤土桩 任务2.1地基处理工程了解换填垫层法、重锤夯实法及强夯法的适用范围掌握换填垫层法、重锤夯实法及强夯法的施工工艺 2.1.1砂石换填换层法施工流程材料准备级配良好，质地坚硬，含泥量不超过5%换填施工通过室内击实试验确定最大干密度和最优含水量，然后再根据设计要求的压实系数确定设计要求的干密度，以此作为检验砂石垫层质量控制的技术指标。砂和砂石垫层首选振动法。质量检验分层进行，每层的压实系数符合设计要求后铺填上层土。 2.1.2重锤夯实法施工流程现场试夯，面积10mx10m，不少于2层，确定符合设计密实度要求的夯击参数。基坑夯实范围超出基础边缘0.5m。预留土层，一般为试夯时的总沉降量加50-100mm。夯实时地基土的含水量应控制在最优含水量范围以内。基坑周边做好排水措施。夯击按顺序进行，先外后里，先深后浅。注意边坡稳定，对邻近建筑物影响，冬期施工防冻。质量检验 2.1.3强夯法施工流程试夯-选取有代表性的区段，对比分析，确定强夯施工参数平整场地，标出夯点位置并测量场地高程查明场地范围内的地下构筑物和各种地下管线的位置标高遵循一定的控制标准场地平均下沉量要符合要求有专人负责监测工作 2.1.4振冲法施工流程利用振动和水冲加固土体的方法称为振冲法分为振冲挤密法和振冲置换法机具的准备-振冲实验-定桩位-成孔-清孔-振密 任务2.2桩基础工程了解桩的制作、运输、堆放了解关注桩的成孔方法掌握预制桩、灌注桩的施工工艺 2.2.1钢筋混凝土预制桩施工有实心方桩和离心管桩两种实心桩为方形断面，边长一般为250～550mm。管桩是在工厂离心法成型的空心圆柱形预制桩，直径有Ø400～Ø500等几种。桩长：一般在27m以内混凝土强度等级：不宜低于C30钢筋：对称配筋，锤击沉桩时纵向钢筋配筋率不宜小于0.8%，压入桩不宜小于0.4% 2.2.1.1、桩的制作、起吊、运输和堆放预制厂制作施工现场露天就地预制：叠浇法生产（≤4层）隔离层设计强度等级的30％ 起吊：达到设计强度等级的70％绑扎点的数量和位置确定：正负弯矩相等运输：达到设计强度等级的100％；随打随运，经过搬运的桩要进行质量复查堆放：堆放层数≤4层 2.2.1.2定位放线：，根据桩基平面布置图，测量放线，确定桩基位置并打小木桩固定。2.2.1.1确定沉桩顺序：影响因素有桩的密集程度、桩的规格、长短、桩的设计标高、工作面布置、工期要求，合理确定沉桩顺序。包括有：逐排打设、自中间向四周打设、由中间向两侧打设。 2.2.1.4、预制桩的沉桩锤击法、静压法、振动法和水冲法1、桩锤法沉桩（一）打桩机具及选择1).桩锤落锤锤重：5～15kN；自由落下适用于普通粘土和含砾石较多的土单动汽锤：15～150kN；压力举锤，自由下落双动汽锤：6～60kN；压力将锤上举和下冲柴油锤：利用燃油爆炸产生的力推动活塞1.2～60kN；导杆式和筒式 2).桩架作用：吊桩、吊锤、打桩时引导桩身方向桩架高度：桩长+桩帽高度+桩锤高度+滑轮组高度+起锤工作伸缩的余位高度（1～2m）桩架形式：履带式桩架：装在履带式底盘上可自由行走 3.动力设备电源高压饱和蒸汽压缩空气柴油（二）桩的打设桩机就位：开始短距轻击施打原则：重锤低击；施工连续送桩 (三)打桩质量要求端承桩的贯入度不大于设计要求贯入度数值时，桩端设计标高可作参考；摩擦桩端标高达到设计规定的标高范围时，贯入度可以作为参考。位置与垂直度偏差，桩的垂直度偏差不得超过0.5％。 2.静压法沉桩特点：存在挤土效应，没有震动、噪音和冲击力适用范围：软土地区城市中心或建筑物密集处以及精密工厂扩建工程等 1)打桩设备分为液压和机械2种2)压桩分节压入、逐段接长3)接桩焊接法、法兰螺栓连接法和硫磺浆锚法接桩弯曲度不大于1%4)破桩将桩头多余的部分截去，不破坏桩身，要保证桩身的主筋伸入承台。 3、振动沉桩施工利用固定在桩顶部的振动器所产生的激振力，通过桩身使土颗粒受迫振动，改变排列组织、产生收缩和位移，使桩表面与土层间摩擦力减小，桩在自重和振动力共同作用下沉入土中适用范围：砂土 4、水冲沉桩施工在桩身旁侧安置几根与桩平行的射水管，下设喷嘴，管内通入高压水。在高压水流作用下，桩尖下土层被冲刷松软，减小桩身下沉的阻力，使桩在自重及桩锤作用下很快沉入土中。适用范围：砂质或碎石土地基 2.2.2混凝土灌注桩施工施工流程：放线定位-桩机就位-成孔-放入钢筋骨架-浇筑混凝土特点节约钢筋、节省模板、施工方便、工期短、成本低；施工质量要求严格，出现问题不易观测； 按成孔方法分为：干作业钻孔灌注桩沉管灌注桩泥浆护壁成孔灌注桩人工挖孔灌注桩 1)干作业钻孔灌注桩施工成孔机械有螺旋钻机、钻扩机、洛阳铲等适用于地下水位以上的各种软硬土中成孔螺旋钻机有长杆螺旋式（≥10m）及短杆螺旋式（3～8m）长杆螺旋钻钻头外径分别为Ø400、Ø500、Ø600，钻孔深度分别为12m、10m和8m、清孔-取出浮土、虚土分层浇筑、分层捣实，每层厚度50-60mm 2）泥浆护壁成孔灌注桩施工适用：地下水位较高或土质较差（如淤泥、淤泥质土、砂土等）、容易塌孔时施工工艺1、放线，定桩位2、埋设护筒作用：固定桩孔位置，防止地面水流入，保护孔口，增高桩孔内水压力，防止塌孔，引导钻头方向 3、制备泥浆①固壁作用：泥浆在桩孔内孔壁上形成泥皮，稳定水压；泥浆比重大，加大孔内水压力②携砂、排土和润滑作用控制泥浆比重 4、成孔①钻孔潜水钻机适用于粘性土、淤泥及淤泥质土及砂土、也可钻入岩层，尤其适于地下水位较高的土层中成孔。②冲孔冲击钻机适用于风化岩及各种软硬土层成孔③抓孔冲抓锥成孔机适用于有坚硬夹杂物的粘土、砂卵石土和碎石类土 5、清孔清除孔底沉碴、淤泥，以减少桩基础的沉降量有射水法、置换法和空气吸泥机法摩擦桩，沉渣允许厚度≤300mm端承桩，沉渣允许厚度≤100mm6、安放钢筋笼起重机械悬吊7、水下浇筑混凝土常采用导管法隔水塞（栓）悬吊隔水塞的钢丝 2.2.3、沉管灌注桩施工流程适合于地下水位高、地质条件差的可塑、软塑、流塑以上粘土、淤泥及淤泥质土、稍密和松散的砂土施工流程：就位-沉钢管-开始灌注混凝土-下钢筋骨架继续浇筑混凝土-拔管成型 1、锤击沉管成孔桩尖常采用预制混凝土桩尖低锤轻击、低锤密击浇筑混凝土与拔管≥2m高度拔管速度不宜过快，以0.8～1.2m／min为宜复打法适用于一般粘土、淤泥质土、砂土、人工填土 2、振动沉管成孔振动沉管灌注桩是用振动沉桩机将带有活瓣式桩靴或钢筋混凝土预制桩靴的桩管，利用动锤产生的激振力和冲击力。适用范围：稍密的砂土地基施工工艺：单打法、反插法，复打法 3沉管灌注桩容易出现的质量问题及处理方法1)颈缩-桩身局部直径小于设计要求原因：空隙水压，拔管后局部受挤压；拔管过快或混凝土量少，或混凝土拌合物和易性差处理方法：管内混凝土面高于地面，控制坍落度，拔管时采用复打法2)断桩原因：间距太小处理方法：确定打桩顺序和行车路线，采用跳打法3)吊脚桩-底部混凝土隔空，没落实到地基土层上原因：处理方法：密张慢拔，对柱脚底部进行局部翻插 4灌注桩工程质量验收及安全技术1执行标准《建筑工程施工质量验收统一标准》《建筑地基基础工程施工质量验收规范》2桩基础工程安全技术 武汉东湖景区还建建筑工地坠梯