地基處理與基礎工程施工的技術要求與方法

1、3.1.4.2.地基處理與基礎工程施工的技術要求與方法第二章地基處理與基礎工程施工的技術要求與方法1 常用的地基處理方法 地基處理就是按照上部結構對地基的要求，對地基進行必要的加固或改良，提高地基土的承載力，保證地基穩(wěn)定，減少房屋的沉降或不均勻沉降，消除濕陷性黃土的濕陷性，提高抗液化能力等。常用的人工地基處理方法有換土墊層法、重錘表層夯實、強夯、振沖、砂樁擠密、深層攪拌、堆載預壓、化學加固等方法。 (1)換土墊層法 當建筑物基礎下的持力層比較軟弱，不能滿足上部荷載對地基的要求時，常采用換土墊層法來處理軟弱地基。換土墊層法是先將基礎底面以下一定范圍內的軟弱土層挖去，然后回填強度較高、壓縮性較低、

2、并且沒有侵蝕性的材料，如中粗砂、碎石或卵石、灰土、素土、石屑、礦渣等，再分層夯實后作為地基的持力層。換土墊層按其回填的材料可分為灰土墊層、砂墊層、碎(砂)石墊層等。 1)灰土墊層：灰土墊層是將基礎底面下一定范圍內的軟弱土層挖去，用按一定體積比配合的石灰和粘性土拌合均勻后，在最優(yōu)含水率情況下分層回填夯實或壓實而成。適用于地下水位較低，基槽經(jīng)常處于較干燥狀態(tài)下的一般粘性土地基的加固。2)砂墊層和砂石墊層：砂墊層和砂石墊層是將基礎下面一定厚度軟弱土層挖除，然后用強度較高的砂或碎石等回填，并經(jīng)分層夯實至密實，作為地基的持力層，以起到提高地基承載力、減少沉降、加速軟弱土層排水固結、防止凍脹和消除膨脹土的

3、脹縮等作用。(2)夯實地基法（錘擊加固土層的厚度與單擊夯擊能有關，重錘夯實法由于錘輕、落點底，只能加固基土表面，而強夯法根據(jù)錘重和落點距，可以加固510m深的基土）1)重錘夯實法：重錘夯實是用起重機械將夯錘提升到一定高度后，利用自由下落時的沖擊能重復夯打擊實基土表面，使其形成一層比較密實的硬殼層，從而使地基得到加固。適用于處理高于地下水位0.8m以上稍濕的粘性土、砂土、濕陷性黃土、雜填土和分層填土地基的加固處理。2)強夯法：強夯法是用起重機械將重錘(一般830t)吊起從高處(一般630m)自由落下，對地基反復進行強力夯實的地基處理方法。適用于處理碎石土、砂土、低飽和度的粘性土、粉土、濕陷性黃土

4、及填土地基等的深層加固。強夯所產(chǎn)生的振動和噪聲很大，對周圍建筑物和其他設施有影響，在城市中心不宜采用，必要時應采取挖防震溝(溝深要超過建筑物基礎深)等防震、隔振措施。(3)擠密樁施工法1)灰土擠密樁：灰土擠密樁是利用錘擊將鋼管打人土中，側向擠密土體形成樁孔，將管拔出后，在樁孔中分層回填2：8或3：7灰土并夯實而成，與樁間土共同組成復合地基以承受上部荷載。 適用于處理地下水位以上、天然含水量1225、厚度515m的素填土、雜填土、濕陷性黃土以及含水率較大的軟弱地基等。2)砂石樁： 砂樁和砂石樁統(tǒng)稱砂石樁，是指用振動、沖擊或水沖等方式在軟弱地基中成孔后，再將砂或砂卵石(或礫石、碎石)擠壓人土孔中，

5、形成大直徑的由砂或砂卵(碎)石所構成的密實樁體，適用于擠密松散砂土、素填土和雜填土等地基，起到擠密周圍土層、增加地基承載力的作用。3)水泥粉煤灰碎石樁：水泥粉煤灰碎石樁（簡稱CFG樁），是近年發(fā)展起來的處理軟弱地基的一種新方法。它是在碎石樁的基礎上摻人適量石屑、粉煤灰和少量水泥，加水拌合后制成的具有一定強度的樁體。(4)深層密實法1)振沖法：振沖法，又稱振動水沖法，是以起重機吊起振沖器，啟動潛水電機帶動偏心塊，使振沖器產(chǎn)生高頻振動，同時開動水泵，通過噴嘴噴射高壓水流成孔，然后分批填以砂石骨料，借振沖器的水平及垂直振動，振密填料，形成的砂石樁體與原地基構成復合地基，以提高地基的承載力，減少地基的

6、沉降和沉降差的一種快速、經(jīng)濟有效的加固方法。振沖樁適用于加固松散的砂土地基。2)深層攪拌法：深層攪拌法是利用水泥漿做固化劑，采用深層攪拌機在地基深部就地將軟土和固化劑充分拌合，利用固化劑和軟土發(fā)生一系列物理、化學反應，使之凝結成具有整體性、水穩(wěn)性好和較高強度的水泥加固體，與天然地基形成復合地基。深層攪拌法適于加固較深、較厚的淤泥、淤泥質土、粉土和承載力不大于0.12 MPa的飽和粘土和軟粘土、沼澤地帶的泥炭土等地基。(5)預壓法砂井堆載預壓法砂井堆載預壓是在含飽和水的軟土或雜填土地基中用鋼管打孔，灌砂設置一群排水砂樁(井)作為豎向排水通道，并在樁頂鋪設砂墊層作為水平排水通道，先在砂墊層上分期加

7、荷預壓，使土中孔隙水不斷通過砂井上升至砂墊層，排出地表，從而在建筑物施工之前，地基土大部分先期排水固結，減少了建筑物沉降，提高了地基的穩(wěn)定性。適用于處理深厚軟土和沖填土地基，多用于處理機場跑道、水工結構、道路、路堤、碼頭、岸坡等工程地基，對于泥炭等有機質沉積地基則不適用。2混凝土擴展基礎和條形基礎的施工工藝和要求(1)在混凝土澆灌前應先進行基底清理和驗槽，軸線、基坑尺寸和土質應符合設計規(guī)定。(2)在基坑驗槽后應立即澆筑墊層混凝土，宜用表面振搗器進行振搗，要求表面平整。當墊層達到一定強度后，方可支模、鋪設鋼筋網(wǎng)片。(3)在基礎混凝土澆灌前，應清理模板，進行模板預檢和鋼筋的隱蔽工程驗收。對于錐形基

8、礎，應注意錐體斜面坡度的正確，斜面部分的模板應隨混凝土澆搗分段支設并頂壓緊，以防模板上浮變形，邊角處的混凝土必須注意搗實。嚴禁斜面部分不支模，用鐵鍬拍實。(4)基礎混凝土宜分層連續(xù)澆筑完成。(5)基礎上有插筋時，要將插筋加以固定以保證其位置的正確。(6)基礎混凝土澆灌完，應用草簾等覆蓋并澆水加以養(yǎng)護。3筏板基礎（整片的基礎）的施工要點和要求(1)施工前，如地下水位較高，可采用人工降低地下水位至基坑底不少于500mm以保證在無水情況下進行基坑開挖和基礎施工。(2)施工時，可采用先在墊層上綁扎底板、梁的鋼筋和柱子錨固插筋，澆筑底板混凝土，待達到25設計強度后，再在底板上支梁模板，繼續(xù)澆筑完梁部分混

9、凝土；也可采用底板和梁模板一次同時支好，混凝土一次連續(xù)澆筑完成，梁側模板采用支架支承并固定牢固。(3)混凝土澆筑時一般不留施工縫，必須留設時，應按施工縫要求處理，并應設置止水帶。(4)混凝土澆筑完畢，表面應覆蓋和灑水養(yǎng)護不少于7d。(5)當混凝土強度達到設計強度的30時，應進行基坑回填。4箱形基礎的施工要點和要求 (1)基坑開挖，如地下水位較高，應采取措施降低地下水位至基坑底以下500mm處。當采用機械開挖時，在基坑底面標高以上保留200400mm厚的土層，采用人工清槽?；域灢酆?，應立即進行基礎施工。(2)施工時，基礎底板、內外墻和頂板的支模、鋼筋綁扎和混凝土澆筑，可采取分塊進行，其施工縫的

10、留設位置和處理應符合鋼筋混凝土工程施工及驗收規(guī)范有關要求，外墻接縫應設止水帶。(3)基礎的底板、內外墻和頂板宜連續(xù)澆筑完畢。如設置后澆帶（按設計要求或按施工組織設計要求不能一次澆注混凝土的位置可設置后澆帶），應在頂板澆筑后至少2周以上再施工，使用比設計強度提高一級的細石混凝土。(4)基礎施工完畢，應立即進行回填土。5 鋼筋混凝土預制樁基礎施工工藝和技術要求錘擊沉樁法也稱打入樁，見圖五（a），是利用樁錘下落產(chǎn)生的沖擊能克服土對樁的阻力，使樁沉到預定深度或達到持力層。1)施工程序：確定樁位和沉樁順序打樁機就位吊樁喂樁校正錘擊沉樁接樁再錘擊沉樁送樁+收錘切割樁頭。2)打樁時，應用導板夾具或樁箍將樁嵌

11、固在樁架內。將樁錘和樁帽壓在樁頂，經(jīng)水平和垂直度校正后，開始沉樁。3)開始沉樁時應短距輕擊，當入土一定深度并待樁穩(wěn)定后，再按要求的落距沉樁。4)正式打樁時宜用“重錘低擊”，“低提重打”，可取得良好效果。錘的重量與樁的重量有一定要求，一般為1：1。5)樁身入土深度的控制，對于承受軸向荷載的摩擦樁（由于它承受的是樁體的摩擦力），以標高為主，貫入度作為參考；端承樁（它承受的是樁端力）則以貫入度為主，以標高作為參考。6)施工時，應注意做好施工記錄。7)打樁時還應注意觀察：打樁入土的速度；打樁架的垂直度；樁錘回彈情況；貫入度變化情況等。8)預制樁的接樁工藝主要有硫磺膠泥漿錨法接樁、焊接法接樁和法蘭螺栓接

12、樁法等三種。前一種適用于軟弱土層，后兩種適用于各類土層。 （3）靜力壓樁法見圖五（b）。1)靜力壓樁的施工一般采取分段壓入，逐段接長的方法。施工程序為：測量定位壓樁機就位吊樁插樁樁身對中調直靜壓沉樁+接樁+再靜壓沉樁終止壓樁切割樁頭。2)壓樁時，用起重機將預制樁吊運或用汽車運至樁機附近，再利用樁機自身設置的起重機將其吊入夾持器中，夾持油缸將樁從側面夾緊，即可開動壓樁油缸。先將樁壓入土中l(wèi)m左右后停止，矯正樁在互相垂直的兩個方向的垂直度后，壓樁油缸繼續(xù)伸程動作，把樁壓入土層中。伸長完后，夾持油缸回程松夾，壓樁油缸回程。重復上述動作，可實現(xiàn)連續(xù)壓樁操作，直至把樁壓入預定深度土層中。3)壓同一根(節(jié)

13、)樁時應連續(xù)進行。4)在壓樁過程中要認真記錄樁入土深度和壓力表讀數(shù)的關系，以判斷樁的質量及承載力。5)當壓力表數(shù)值達到預先規(guī)定值，便可停止壓樁。6混凝土灌注樁的種類和施工工藝混凝土灌注樁是一種直接在現(xiàn)場樁位上就地成孔，然后在孔內澆筑混凝土或安放鋼筋籠再澆筑混凝土而成的樁。按其成孔方法不同，可分為鉆孔灌注樁、沉管灌注樁、人工挖孔灌注樁、爆擴灌注樁等。(1)鉆孔灌注樁鉆孔灌注樁是指利用鉆孔機械鉆出樁孔，并在孔中澆筑混凝土(或先在孔中吊放鋼筋籠)而成的樁。根據(jù)鉆孔機械的鉆頭是否在土的含水層中施工，又分為泥漿護壁成孔和干作業(yè)成孔兩種施工方法。1)泥漿護壁成孔灌注樁施工工藝流程：測定樁位埋設護筒制備泥漿

14、成孔清孔下鋼筋籠水下澆筑混凝土。見圖五（d）。2)干作業(yè)成孔灌注樁施工工藝流程：測定樁位鉆孔清孔下鋼筋籠澆筑混凝土。見圖五（e）。 （2）沉管灌注樁沉管灌注樁是指利用錘擊打樁法或振動打樁法，將帶有活瓣式樁尖或預制鋼筋混凝土樁靴的鋼套管沉入土中，然后邊澆筑混凝土(或先在管內放入鋼筋籠)邊錘擊或振動邊拔管而成的樁。前者稱為錘擊沉管灌注樁，后者稱為振動沉管灌注樁。1)沉管灌注樁成樁過程為：樁機就位錘擊(振動)沉管上料邊錘擊(振動)邊拔管，并繼續(xù)澆筑混凝土下鋼筋籠，繼續(xù)澆筑混凝土及拔管成樁。2)夯壓成型沉管灌注樁夯壓成型沉管灌注樁簡稱夯壓樁，是在普通錘擊沉管灌注樁的基礎上加以改進發(fā)展起來的一種新型樁。

15、它是利用打樁錘將內外鋼管沉入土層中，由內夯管夯擴端部混凝土，使樁端形成擴大頭，再灌注樁身混凝土，用內夯管和樁錘頂壓在管內混凝土面形成樁身混凝土。(3)人工挖孔灌注樁見圖五（f）人工挖孔灌注樁是指樁孔采用人工挖掘方法進行成孔，然后安放鋼筋籠，澆筑混凝土而成的樁。為了確保人工挖孔樁施工過程中的安全，施工時必須考慮預防孔壁坍塌和流砂現(xiàn)象發(fā)生，制定合理的護壁措施。護壁方法可以采用現(xiàn)澆混凝土護壁、噴射混凝土護壁、磚砌體護壁、沉井護壁、鋼套管護壁、型鋼或木板樁工具式護壁等多種。以應用較廣的現(xiàn)澆混凝土分段護壁為例說明人工挖孔樁的施工工藝流程。人工挖孔灌注樁的施工程序是：場地整平放線、定樁位挖第一節(jié)樁孔土方支

16、模澆筑第一節(jié)混凝土護壁在護壁二次投測標高及樁位十字軸線安裝活動井蓋、垂直運輸架、起重卷揚機或電動葫蘆、活底吊土桶、排水、通風、照明設施等第二節(jié)樁身挖土清理樁孔四壁，校核樁孔垂直度和直徑拆上節(jié)模板，支第二節(jié)模板，澆筑第二節(jié)混凝土護壁重復第二節(jié)挖土、支模、澆筑混凝土護壁工序，循環(huán)作業(yè)直至設計深度進行擴底(當需擴底時)，清理虛土、排除積水，檢查尺寸和持力層吊放鋼筋籠就位澆筑樁身混凝土。7地下連續(xù)墻的工藝原理和施工工藝地下連續(xù)墻是在地面上采用一種挖槽機械，沿著需要深開挖工程的周邊軸線，在泥漿護壁條件下，開挖一條狹長的深槽，清槽后在槽內吊放鋼筋籠，然后用導管法澆筑水下混凝土，筑成一個單元槽段，如此逐段進

17、行，在地下筑成一道連續(xù)的鋼筋混凝土墻壁，作為防水、防滲、承重和擋土結構。(1)地下連續(xù)墻的施工工藝過程如下圖所示：(2)修筑導墻：導墻作用：擋土作用；作為測量的基準；作為重物的支撐；維持穩(wěn)定液面的作用。現(xiàn)澆鋼筋混凝土導墻施工順序為：平整場地測量定位挖槽及處理棄土綁扎鋼筋支模板澆筑混凝土拆模并設置橫撐導墻外側回填土(如無外側模板，可不進行此項工作)。(3)槽段劃分：挖槽機最小挖掘長度為一挖掘段單元，一般采用兩個挖掘段單元或三個挖掘段單元組成一個槽段，長度為48m。(4)槽段開挖：使用鉆機挖槽，有“分層平挖法”和“分層直挖法”兩種方法。使用抓斗挖槽，有“分條抓”、“分塊抓”或“兩鉆一抓”等方法。(5)泥漿護壁：泥漿作用：護壁；攜渣；冷卻和潤滑作用。泥漿制備：泥漿攪拌時間常用的為47min。攪拌后宜貯存3h以上再使用。泥漿循環(huán)：分正循環(huán)與反循環(huán)。(6)清槽：一般采用吸力泵法、壓縮空氣法和潛水泥漿泵法排渣。(7)鋼筋籠的加工和吊放：最好按單元槽段做成一個整體。鋼筋籠之間在槽段上口采用幫條焊焊接。鋼筋保護層應符合規(guī)范規(guī)定。鋼筋籠端部與接頭管或混凝土接頭面間應留有1520cm空隙。鋼筋籠的起吊、運輸和吊放應制定周密的施工方案，不允許在此過程中產(chǎn)生不能恢復的變形。 (8)混凝土的澆筑：