土木工程施工章節(jié)義邵陽(yáng)學(xué)院房屋建筑方向楊宗耀4章節(jié)基坑驗(yàn)槽地基加固處理.ppt

第2章 地基處理 與樁基工程,第4講 基坑驗(yàn)槽地基加固處理 第5講 砼預(yù)制樁施工 第6講 砼灌注樁施工,邵陽(yáng)學(xué)院 楊宗耀（教授級(jí)高工）,【教學(xué)要求】了解基坑驗(yàn)槽和地基加固的方法，掌握地基加固的原理和擬定加固方案的原則；了解預(yù)制樁的構(gòu)造，掌握錘擊沉樁、靜力沉樁、振動(dòng)沉樁和射水沉樁的施工方法；了解各類灌注樁的工藝原理和施工要點(diǎn)。了解樁基工程質(zhì)量控制和檢測(cè)驗(yàn)收的方法。,【教學(xué)重點(diǎn)】 預(yù)制樁的沉樁方法、沉樁順序、貫入度控制和質(zhì)量控制方法，灌注樁常見質(zhì)量問(wèn)題的原因及預(yù)防、處理方法。,【教學(xué)難點(diǎn)】預(yù)制樁沉樁施工質(zhì)量控制；灌注樁常見質(zhì)量問(wèn)題的預(yù)防及處理方法。,【時(shí)間安排】 本章共3講、6學(xué)時(shí)。,第2章 地基處理與樁基工程,第4講 基坑驗(yàn)槽 及地基加固處理,1 基坑驗(yàn)槽 2 地基加固處理,邵陽(yáng)學(xué)院 楊宗耀 （教授級(jí)高工）,第2章 地基處理與樁基工程,1 基坑驗(yàn)槽,當(dāng)基坑（槽）挖至設(shè)計(jì)標(biāo)高后，應(yīng)組織勘察、設(shè)計(jì)、監(jiān)理、施工方和業(yè)主代表共同檢查坑底土層是否與勘察、設(shè)計(jì)資料相符，是否存在填井、填塘、暗溝、墓穴等不良情況，這稱為驗(yàn)槽。 驗(yàn)槽的方法以觀察為主，輔以夯、拍或輕便勘探。,第4講 基坑驗(yàn)槽及地基加固處理,基坑驗(yàn)槽 基坑驗(yàn)槽,共41頁(yè) 第1頁(yè),1.1 觀察驗(yàn)槽,觀察驗(yàn)槽的內(nèi)容包括： 檢查基坑(槽)的位置、斷面尺寸、標(biāo)高和邊坡等是否符合設(shè)計(jì)要求。, 檢查槽底是否已挖至老土層(地基持力層)上，是否繼續(xù)下挖或進(jìn)行處理。, 對(duì)整個(gè)槽底土進(jìn)行全面觀察：土的顏色是否均勻一致；土的堅(jiān)硬程度是否均勻一致，有無(wú)局部過(guò)軟或過(guò)硬；土的含水量情況，有無(wú)過(guò)干過(guò)濕；在槽底行走或夯拍，有無(wú)振顫現(xiàn)象或空穴聲音等。,挖掘探查,拉線檢查,共41頁(yè) 第2頁(yè),1 基坑驗(yàn)槽,夯、拍驗(yàn)槽是用木夯、蛙式打夯機(jī)或其他施工工具對(duì)干燥的基坑進(jìn)行夯、拍（對(duì)潮濕和軟土地基不宜夯、拍，以免破壞基底土層），從夯、拍聲音判斷土中是否存在土洞或墓穴。對(duì)可疑跡象，應(yīng)用輕便勘探儀進(jìn)一步調(diào)查。,1.2 夯、拍驗(yàn)槽,觀察驗(yàn)槽應(yīng)重點(diǎn)注意柱基、墻角、承重墻下受力較大的部位。仔細(xì)觀察基底土的結(jié)構(gòu)、孔隙、濕度、含有物等，并與設(shè)計(jì)勘察資料相比較，確定是否已挖到設(shè)計(jì)的土層。對(duì)于可疑之處應(yīng)局部下挖檢查。,共41頁(yè) 第3頁(yè),1 基坑驗(yàn)槽,1.3 輕便勘探驗(yàn)槽,輕便勘探驗(yàn)槽是用釬探、輕便動(dòng)力觸探、手搖小螺紋鉆、洛陽(yáng)鏟等對(duì)地基主要受力層范圍的土層進(jìn)行勘探，或?qū)ι鲜鲇^察、夯或拍發(fā)現(xiàn)的異常情況進(jìn)行探查。,基坑底層基土質(zhì)量釬探檢查,共41頁(yè) 第4頁(yè),1 基坑驗(yàn)槽,輕、重型 動(dòng)力觸探儀,動(dòng)力、靜力觸探 一體履帶車系統(tǒng),地基釬探施工現(xiàn)場(chǎng) 地基釬探施工現(xiàn)場(chǎng),共41頁(yè) 第5頁(yè),1.3 輕便勘探驗(yàn)槽,2 地基加固處理,當(dāng)結(jié)構(gòu)的荷載較大，地基土質(zhì)又較軟弱(強(qiáng)度不足或壓縮性大)，不能作為天然地基時(shí)，可采取人工加固處理的方法改善地基性質(zhì)，提高承載力、增加穩(wěn)定性，減少地基變形和基礎(chǔ)埋置深度。,第4講 基坑驗(yàn)槽及地基加固處理,2.1 地基加固的原理,共41頁(yè) 第6頁(yè),2.1 地基加固的原理,“將土質(zhì)由松變實(shí)”，“將土的含水量由高變低”，即可達(dá)到地基加固的目的。工程實(shí)踐中的各種加固方法均是從這一加固原理出發(fā) 。,共41頁(yè) 第7頁(yè),2.1.1 地基加固原理,地基碾壓加固,提高軟弱地基的強(qiáng)度、保證地基的穩(wěn)定性；降低軟弱地基的壓縮性、減少基礎(chǔ)的沉降；防止地震時(shí)地基土的振動(dòng)液化；消除特殊土的濕陷性、脹縮性和凍脹性。,2.1.2 地基處理的目的,堅(jiān)實(shí)穩(wěn)定的建筑地基 在可靠地基上建造的基礎(chǔ),共41頁(yè) 第8頁(yè),2.1 地基加固的原理, 軟弱地基包括：淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土、雜填土或其它高壓縮性土層構(gòu)成的地基。,2.1 地基加固的原理,2.1.3 地基處理的對(duì)象, 特殊土地基包括：軟土、濕陷性黃土、膨脹土、紅粘土和凍土等地基。,共41頁(yè) 第9頁(yè),吹填土的施工現(xiàn)場(chǎng),淤泥質(zhì)土 濕陷性黃土 膨脹土,2.1.4 地基加固處理的綜合措施,擬定地基加固處理方案時(shí)，應(yīng)考慮地基與上部結(jié)構(gòu)共同工作的原則，從地基處理、建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工方案方面均采取相應(yīng)措施，絕不能單純對(duì)地基進(jìn)行處理。其具體措施有： 改變建筑體形，簡(jiǎn)化建筑平面； 調(diào)整荷載差異； 合理設(shè)置沉降縫； 采用輕型結(jié)構(gòu)、柔性結(jié)構(gòu)； 加強(qiáng)房屋的整體剛度； 偏心荷載較大時(shí)，對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行移軸處理； 施工中正確安排施工順序和施工進(jìn)度。,共41頁(yè) 第10頁(yè),2.1 地基加固的原理,地基加固處理的方法很多，歸納起來(lái)無(wú)非是：“挖”、“填”、“換”、“夯”、“壓”、“擠”、“拌”七個(gè)字。,2 地基加固處理,2.2 地基加固的方法,當(dāng)軟弱土地基的承載力或變形滿足不了建筑地基的要求，而軟弱土層的厚度不大時(shí)，挖去軟土層將基礎(chǔ)置于承載力大的基巖或堅(jiān)硬的土層中，最為經(jīng)濟(jì)。,共41頁(yè) 第11頁(yè),挖去厚度不大的軟土層,當(dāng)軟土層較厚、承載力或變形又與建筑地基要求的差距不大時(shí)，可在軟土層上直接回填一定厚度的好土，以提高地基持力層的承載力，減小軟土層的承壓力。,在軟土層上回填好土,2.2 地基加固的方法,共41頁(yè) 第12頁(yè),軟土層較厚時(shí)，將基礎(chǔ)下面一定范圍內(nèi)的軟土挖去,代之以人工填筑的墊層作持力層。采用砂石、三合土、礦渣、素土等材料換土的地基分別稱為砂石地基、三合土地基、粉煤灰地基。,2.2.1 換填法,砂石地基施工,砂石墊層剖面圖,2.2 地基加固的方法,共41頁(yè) 第13頁(yè),利用打夯工具或機(jī)具夯擊土壤，排出土壤中的水分,加速土壤的固結(jié)，提高土壤的密實(shí)度和承載力。,2.2.2 夯實(shí)法,平板振動(dòng)夯進(jìn)行地基夯實(shí) 沖擊夯進(jìn)行軟土壓實(shí)施工,2.2 地基加固的方法,共41頁(yè) 第14頁(yè),是一種較常采用的地基處理方法,它是用起重機(jī)械將大噸位夯錘(一般不小于8t)起吊到高處(一般不小于6m)后，自由落下，對(duì)土體進(jìn)行強(qiáng)力夯實(shí)。,強(qiáng)夯施工中,2.2 地基加固的方法,強(qiáng)夯適用于粘性土、濕陷性黃土及人工填土地基的加固。但強(qiáng)夯產(chǎn)生的振動(dòng)對(duì)已建成或在建的建筑物有影響時(shí)，不得采用。,共41頁(yè) 第15頁(yè),強(qiáng)夯法施工,強(qiáng)夯可提高地基土的強(qiáng)度，降低土的壓縮性，改善土的抗液化條件。,吊起夯錘,自動(dòng)脫鉤裝置,起重機(jī)配三角架起吊,夯錘下落瞬間,起重機(jī)配龍門架 起吊,夯坑,2.2 地基加固的方法,共41頁(yè) 第16頁(yè),夯錘一般重1025t，大噸位錘通常采用鋼板外殼內(nèi)灌砼，也可用局部鋼板澆筑砼組合錘。錘底面積宜按土的性質(zhì)確定，錘底靜壓力值可取2540KPa。夯錘中宜設(shè)置若干上下貫通的氣孔，可減小夯錘起吊時(shí)的吸力（夯錘吸力可達(dá)3倍錘重）。,夯錘上氣孔,長(zhǎng)園柱夯錘 短園柱夯錘 園錐形夯錘,園柱形夯錘高寬 比過(guò)大，容易偏 錘，要慎用,園錐形夯錘底 面積小，會(huì)形 成很深的夯坑,2.2 地基加固的方法,共41頁(yè) 第17頁(yè),在夯坑內(nèi)回填塊、碎石，強(qiáng)行夯入并排開軟土，形成砂石樁與軟土的復(fù)合地基，稱之為強(qiáng)夯置換（或動(dòng)力置換、強(qiáng)夯擠淤）。,強(qiáng)夯置換,2.2 地基加固的方法,強(qiáng)夯置換施工 碎石被夯入深坑中 起出并清理夯錘,共41頁(yè) 第18頁(yè),利用壓實(shí)機(jī)械碾壓地基土壤，使地基壓實(shí)排水固結(jié)。也可采用預(yù)壓固結(jié)法，即先在地基范圍的地面上，堆置重物預(yù)壓一段時(shí)間,使地基壓密，以提高承載力，減少沉降量。,2.2.3 預(yù)壓法排水固結(jié)法,排水固結(jié)法,水平排水體,豎向排水體,塑料排水帶,排水系統(tǒng),加壓系統(tǒng),降低地下水法,真空法,堆載法,砂墊層,袋裝砂井,普通砂井,電滲法,2.2 地基加固的方法,共41頁(yè) 第19頁(yè), 堆載預(yù)壓法,在飽和軟土地基上施加荷載后，孔隙水被緩慢排出，孔隙體積隨之減少，地基發(fā)生固結(jié)變形，土體的密實(shí)度和強(qiáng)度提高。,加載預(yù)壓,堆載預(yù)壓法包括加壓系統(tǒng)和排水系統(tǒng)。,按堆載材料分為自重預(yù)壓、加載預(yù)壓和加水預(yù)壓。 按加壓程序可分為單級(jí)加荷和多級(jí)加荷。,加水預(yù)壓,2.2 地基加固的方法,共41頁(yè) 第20頁(yè),是在軟土地基表面先鋪設(shè)砂墊層、埋設(shè)垂直排水豎井，再用不透氣的封閉膜使之與大氣隔絕，薄膜四周埋入土中，通過(guò)埋設(shè)的排水豎井，用真空裝置進(jìn)行抽氣。抽氣使地表砂墊層及排水豎井內(nèi)形成負(fù)壓，使土體內(nèi)部與排水豎井之間形成壓力差。壓差作用下土體中的孔隙水不斷由排水豎井排出，從而使土體固結(jié)。, 真空預(yù)壓法,吹填施工,軟弱的吹填地基,2.2 地基加固的方法,共41頁(yè) 第21頁(yè),真空預(yù)壓和降水預(yù)壓是在負(fù)超靜水壓力下排水固結(jié)，又稱為負(fù)壓固結(jié)。,按照豎向排水體的不同，真空預(yù)壓法又可分為普通砂井、袋裝砂井和塑料排水帶。,袋裝砂井施工 袋裝砂井施工機(jī)械 袋裝砂井埋設(shè)完畢,袋裝砂井,2.2 地基加固的方法,共41頁(yè) 第22頁(yè),袋裝砂井埋設(shè)完畢,2.2 地基加固的方法,共41頁(yè) 第23頁(yè),袋裝砂井與排水橫管連接,插板機(jī)在進(jìn)行塑料排水帶施工,2.2 地基加固的方法,塑料排水帶埋設(shè)完畢,共41頁(yè) 第26頁(yè),真空預(yù)壓法覆蓋封閉膜,真空預(yù)壓法排氣進(jìn)行時(shí),真空預(yù)壓法的新發(fā)展,低位真空預(yù)壓法,高真空擊密法,覆水真空預(yù)壓法,覆水真空預(yù)壓法,2.2 地基加固的方法,共41頁(yè) 第29頁(yè),用帶樁靴的工具式樁管打入土中，擠壓土壤形成樁孔，拔出樁管再在樁孔中灌入砂石或石灰、素土、灰土等填充料進(jìn)行搗實(shí)。其原理是擠密土壤、排水固結(jié)，提高地基的承載力，俗稱“擠密樁”。包括碎(砂)石樁、石灰樁、灰土樁、CFG樁等。,2.2.4 深層擠密法,施工完的灰土樁,灰土樁施工現(xiàn)場(chǎng),2.2 地基加固的方法,共41頁(yè) 第30頁(yè), CFG樁,CFG樁又稱水泥粉煤灰碎石樁。由長(zhǎng)螺旋鉆機(jī)或振動(dòng)沉管樁機(jī)成孔，將碎石、石屑、砂、粉煤灰摻水泥加水拌和灌注成樁。CFG樁的適用范圍很廣,在砂土、粉土、粘土、淤泥質(zhì)土、雜填土等地基均有大量成功的實(shí)例。,CFG樁破樁頭施工現(xiàn)場(chǎng),CFG樁施工現(xiàn)場(chǎng),CFG樁和樁間土通過(guò)褥墊層形成CFG樁復(fù)合地基,2.2 地基加固的方法,共41頁(yè) 第31頁(yè),又稱振沖碎石樁，是用振動(dòng)或沖擊荷載將底部裝有活瓣式樁靴的樁管擠入地層，在軟弱地基中成孔后，再將碎石從樁管投料口處投入樁管內(nèi)，然后邊擊實(shí)、邊上拔樁管，形成密實(shí)碎石樁，并與樁間土體形成復(fù)合地基。, 擠密碎石樁,碎石樁施工流程圖,邊擊實(shí)、邊拔管,碎石樁施工全景,2.2 地基加固的方法,共41頁(yè) 第32頁(yè),干法振沖碎石樁 -底部給料(法國(guó)公司),2.2 地基加固的方法,振沖碎石樁施工,待驗(yàn)收的 碎石樁,共41頁(yè) 第33頁(yè),2.2.5 化學(xué)(注漿)加固法,是指用旋噴法或深層攪拌法加固地基。原理是利用高壓射流切削土壤，旋噴漿液(水泥漿、水玻璃、丙凝等)，攪拌漿土，使?jié){液和土壤混合，凝結(jié)成堅(jiān)硬的柱體或土壁。, 深層攪拌樁,深層攪拌機(jī)定位啟動(dòng)后，葉片旋轉(zhuǎn)切削土壤，下沉至設(shè)計(jì)深度后緩慢提升攪拌機(jī)，同時(shí)噴射水泥漿與軟粘土強(qiáng)制拌和，待攪拌機(jī)提升到地面時(shí)再原位下沉提升攪拌一次，使?jié){土均勻混合形成水泥土樁。,深層攪拌樁施工工藝流程圖,2.2 地基加固的方法,共41頁(yè) 第34頁(yè),SMW工法樁,SMW工法樁是深層攪拌樁的一項(xiàng)新工藝，以多軸型鉆掘攪拌機(jī)鉆掘，在鉆頭處噴出水泥系強(qiáng)化劑與地基土反復(fù)混合攪拌，各施工單元之間采取重疊搭接施工，在水泥土混合體未結(jié)硬前插入H型鋼或鋼板作為應(yīng)力補(bǔ)強(qiáng)材，形成一道具有一定強(qiáng)度和剛度的、連續(xù)完整的、無(wú)接縫的地下墻體。,2.2 地基加固的方法,共41頁(yè) 第35頁(yè),清除鉆頭上的余泥,形成一道地下連續(xù)墻,型鋼補(bǔ)強(qiáng)材,導(dǎo)溝,三軸型鉆掘攪拌機(jī),水泥漿液,鉆桿,2.2 地基加固的方法,共41頁(yè) 第36頁(yè), 高壓旋噴樁,是利用鉆機(jī)把帶有特殊噴嘴的注漿管鉆至設(shè)計(jì)深度，將水泥漿液由噴嘴向四周高速噴射切削土層，同時(shí)將旋轉(zhuǎn)的鉆桿徐徐提升,漿液與土體在高壓射流作用下充分?jǐn)嚢杌旌希纬蛇B續(xù)搭接的水泥加固體。,高壓旋噴樁施工,旋噴法施工流程圖,2.2 地基加固的方法,共41頁(yè) 第37頁(yè),單管旋噴的成樁直徑較小，為獲得大直徑截面的樁，可分別采用二重管旋噴（二根同心管分別噴水、噴漿），或三重管旋噴（三根同心管分別噴水、噴氣、噴漿）。 噴漿方式有旋噴、定噴和擺噴三種，可分別獲得柱狀