第二章地基處理與基礎(chǔ)工程

第二章地基處理與基礎(chǔ)工程第一節(jié)地基處理及加固

我們知道基礎(chǔ)是建筑物的重要組成部分，它的作用就是把建筑物的全部重量傳遞給地基。在施工過程中如發(fā)現(xiàn)地基土質(zhì)過軟或過硬，不符合設(shè)計(jì)要求時(shí)（設(shè)計(jì)要求包括三個(gè)內(nèi)容：即地基承載力計(jì)算，變形驗(yàn)算和穩(wěn)定性驗(yàn)算），應(yīng)本著使建筑物各部分沉降盡量趨于一致，以減少地基不均勻沉降的原則對(duì)地基進(jìn)行處理，因此，對(duì)某些地基的處理及加固就成為基礎(chǔ)工程施工中的一項(xiàng)重要內(nèi)容。

常用的人工地基處理方法有換土地基、重錘夯實(shí)、強(qiáng)夯振沖、砂樁擠密、深層攪拌、堆載預(yù)壓、化學(xué)加固等。第一頁，共三十三頁。一換土地基顧名思義，換土地基就是當(dāng)建筑物基礎(chǔ)下的持力層比較軟弱，不能滿足上部荷載對(duì)地基的要求時(shí)，將基礎(chǔ)下一定范圍內(nèi)承載力低的軟土層挖去，然后回填強(qiáng)度較高的砂、碎石或灰土等，并夯至密實(shí)。那么換土地基按回填的材料分為砂地基、碎（砂）石地基和灰土地基等。實(shí)踐證明，換土地基這種地基處理方法可以有效地處理某些荷載不大的建筑物地基問題。（一）砂地基和砂石地基這種處理方式可以提高地基承載力、減少沉降、加速軟弱土層的排水固結(jié)、防止凍脹和消除凍脹土的脹縮等作用。該地基具有施工工藝簡單、工期短、造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)、適用于處理透水性強(qiáng)的軟弱黏性土地基，但不宜用于濕陷性黃土地基和不透水的黏性土地基，以免聚水而引起地基下沉和降低承載力。第二頁，共三十三頁。顧名思義，換土地基就是當(dāng)建筑物基礎(chǔ)下的持力層比較第三頁，共三十三頁。2材料要求：宜采用顆粒級(jí)配良好，質(zhì)地堅(jiān)硬的中砂、粗砂、礫砂、碎（卵）石、石屑或其他工業(yè)廢粒料。在缺少中、粗砂和礫砂的地區(qū)可采用細(xì)紗代替，但宜同時(shí)摻入一定數(shù)量的碎（卵）石，其摻入量應(yīng)符合地基材料含石量不大于50%。所用砂石料，不得含有草根、垃圾等有機(jī)雜物，含泥量不應(yīng)超過5%，兼做排水地基時(shí)，含泥量不宜超過3%，碎石或亂世最大粒徑不宜大于50mm。3施工要點(diǎn)4質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)和方法這里說一下砂和砂石地基密實(shí)度現(xiàn)場實(shí)測方法：環(huán)刀取樣法和貫入測定法。1）環(huán)刀取樣法在搗實(shí)后的砂地基中，用容積不小于200的環(huán)刀取樣，測定其干密度，以不小于通過試驗(yàn)所確定的該砂料在中密狀態(tài)時(shí)的干密度數(shù)值為合格。若系砂石地基，可在地基中設(shè)置純砂檢查點(diǎn)，在同樣施工條件下取樣檢查。第四頁，共三十三頁。2）貫入測定法檢查時(shí)先將表面的砂刮去30mm左右，用直徑為20mm，長1250mm的平頭鋼筋舉離砂層面700mm自由下落，或用水撼法使用的鋼叉舉離砂層面500mm自由下落。以上鋼筋或鋼叉的插入深度，可根據(jù)砂的控制干密度預(yù)先進(jìn)行小型實(shí)驗(yàn)確定。水撼法主要是處理砂石類人工地基時(shí)使用的一種簡單方法，就是向人工回填的砂石料中注水，就這么簡單。其原理就是水在滲透過程中會(huì)攜帶細(xì)顆一起下滲，從而提高砂石墊層的密實(shí)度，改善粗顆粒骨料間充填物的性質(zhì)。第五頁，共三十三頁。（二）灰土地基灰土地基就是將基礎(chǔ)底面下一定范圍內(nèi)的軟弱土挖去，用按一定體積配合比的石灰和粘性土拌和均勻，在最有含水量情況下分層回填夯實(shí)或壓實(shí)而成。該地基具有一定的強(qiáng)度、水穩(wěn)定性和抗?jié)B性，施工工藝簡單，取材容易，費(fèi)用較低。適用于處里1---4m厚的軟弱土層。1構(gòu)造要求灰土地基厚度確定原則同砂地基。地基寬度一般為灰土頂面基礎(chǔ)砌體寬度加2.5倍灰土厚度之和。2材料要求灰土的土料宜采用就地挖出的黏性土即塑性指數(shù)大于4的粉土，但不得含有有機(jī)雜質(zhì)或使用耕植土。使用前土料應(yīng)過篩，其粒徑不得大于15mm。用作灰土的熟石灰應(yīng)過篩，粒徑不得大于5mm，并不得夾有未熟化的生石灰塊，也不得含有過多的水分。3施工要點(diǎn)4質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)和方法第六頁，共三十三頁。二強(qiáng)夯地基強(qiáng)夯地基使用起重機(jī)械將重錘吊起從一定高度處自由落下，給地基一沖擊力和震動(dòng)從而提高地基土的強(qiáng)度并降低其壓縮性的一種有效的地基加固方法。優(yōu)點(diǎn)是效果好、速度快、節(jié)省材料、施工簡便，但施工時(shí)噪聲和振動(dòng)大是它的缺點(diǎn)。適用于碎石土、砂土、黏性土、濕陷性黃土即填土地基等的加固處理。1機(jī)具設(shè)備（1）起重機(jī)械（2）夯錘（3）脫鉤裝置2施工要點(diǎn)3強(qiáng)夯地基質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法一般可采用標(biāo)準(zhǔn)貫入、靜力觸探或輕便觸探等方法，檢查點(diǎn)數(shù)，每個(gè)建筑物的地基不少于3處，檢測深度和位置按設(shè)計(jì)要求確定。第七頁，共三十三頁。重錘夯實(shí)地基重錘夯實(shí)是用起重機(jī)械將夯錘提升到一定高度后，利用自由下落時(shí)的沖擊能來夯實(shí)基土表面，使其形成一層較為均勻的硬殼層，從而使地基得到加固。特點(diǎn)是施工簡單；費(fèi)用較低，但布點(diǎn)較密，夯擊遍數(shù)多，施工期相對(duì)較長，同時(shí)夯擊能量小，孔隙水難以消散，加固深度有限，當(dāng)土的含水量稍高，易夯成橡皮土，處理較困難等特點(diǎn)。適用于處理地下水位以上稍濕的黏性土、砂土、濕陷性黃土、雜填土和分層填土地基。1機(jī)具設(shè)備（1）起重機(jī)械（2）夯錘2施工要點(diǎn)3質(zhì)量檢查第八頁，共三十三頁。四振沖地基

振沖地基，又稱振沖樁復(fù)合地基，是以起重機(jī)吊起振沖器，啟動(dòng)潛水電機(jī)帶動(dòng)偏心塊，使振沖器產(chǎn)生高頻振動(dòng)，同時(shí)開動(dòng)水泵，通過噴嘴噴射高壓水流成孔，然后分批填以砂石骨料形成一根根樁體，樁體與原地基構(gòu)成復(fù)合地基，以提高地基的承載力，減少地基的沉降和沉降差的一種快速、經(jīng)濟(jì)有效的加固方法。該方法具有技術(shù)可靠，機(jī)具設(shè)備簡單，操作技術(shù)易于掌握，施工簡便，節(jié)省三材，加固速度快，地基承載力高等特點(diǎn)。1機(jī)具設(shè)備（1）振沖器（2）起重機(jī)械（3）水泵及供水管道（4）加料設(shè)備（5）控制設(shè)備第九頁，共三十三頁。2施工要點(diǎn)3振沖地基質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)及方法第十頁，共三十三頁。五地基局部處理及其他加固方法簡介第十一頁，共三十三頁。第十二頁，共三十三頁。第三節(jié)樁基礎(chǔ)Pilefoundation第十三頁，共三十三頁。軟土層第十四頁，共三十三頁。沉井caisson工作間梯子支護(hù)通氣桶深基礎(chǔ)第十五頁，共三十三頁。地下連續(xù)墻diaphragm第十六頁，共三十三頁。一、樁的應(yīng)用1.歷史十九世紀(jì)以前，木樁7000-8000年前湖上居民,浙江河姆渡西安灞橋,北京御河橋,隋唐建塔十九世紀(jì)開始，材料和動(dòng)力進(jìn)步鑄鐵管樁，1824年波特蘭水泥注冊專利，蒸汽動(dòng)力十九世紀(jì)末，現(xiàn)場鉆孔樁(1897,Raymond)第十七頁，共三十三頁。排樁

帶撐木樁第十八頁，共三十三頁。灞河上建橋始于春秋時(shí)期，秦穆公稱霸西戎，將滋水改為灞水，并于河上建橋，故稱“灞橋”，是我國最古老的石柱墩橋。1400年前的隋代灞橋遺址第十九頁，共三十三頁。被洪水沖走的隋代灞橋上的橋樁隋代灞橋橋墩上的龍頭第二十頁，共三十三頁。隋代灞橋石料上刻有“耀州”二字證實(shí)修橋石料來源于西安以北約100公里的古耀州第二十一頁，共三十三頁。第二十二頁，共三十三頁。新加坡發(fā)展銀行,四墩,每墩直徑7.3m將荷載傳遞到下部好土層,承載力高大直徑鉆孔樁風(fēng)化砂巖及粉砂巖部分風(fēng)化及不風(fēng)化泥巖第二十三頁，共三十三頁。新加坡發(fā)展銀行,四墩7.3m第二十四頁，共三十三頁?，F(xiàn)場灌注護(hù)坡樁造價(jià)低第二十五頁，共三十三頁?，F(xiàn)場灌注護(hù)坡樁造價(jià)低第二十六頁，共三十三頁。2.特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)將荷載傳遞到下部好土層,承載力高沉降量小抗震性能好,穿過液化層承受抗拔(抗滑樁)及橫向力(如風(fēng)載荷)與其他深基礎(chǔ)比較,施工造價(jià)低缺點(diǎn)施工環(huán)境影響, 預(yù)制樁施工噪音, 鉆孔灌注樁的泥漿有地下室時(shí),有一定干擾,深基坑中做樁第二十七頁，共三十三頁。3.適用條件(1)水上建筑物(2)深持力層,高地下水位(3)抗震地基(4)對(duì)沉降非常敏感的建筑,如精密儀器詳見教材117頁第二十八頁，共三十三頁。承臺(tái):將幾個(gè)樁結(jié)合起來傳遞荷載1.低承臺(tái)樁基

承臺(tái)在地面以下,承臺(tái)本身可承擔(dān)部分荷載2.高承臺(tái)樁基

承臺(tái)在地面以上,橋樁,碼頭,棧橋軟土層二、樁基礎(chǔ)的類型（按承臺(tái)位置分類）第二十九頁，共三十三頁。青島·前海棧橋１８９１年登州鎮(zhèn)總兵章高元奉調(diào)率兵移駐青島后，先在青島村（今人民會(huì)堂處）修建總兵衙門，然后在前海處搭起一座長２００米左右、鐵木結(jié)構(gòu)的簡易碼頭，當(dāng)時(shí)只供軍用，故名棧橋。第三十頁，共三十三頁。低承臺(tái)樁基第三十一頁，共三十三頁。高承臺(tái)樁基第三十二頁，共三十三頁。內(nèi)容總結(jié)第二章地基處理與基礎(chǔ)工程。實(shí)踐證明，換土地基這種地基處理方法可以有效地處理某些荷載不大的建筑物地基問題。2材料要求：宜采用顆粒級(jí)配良好，質(zhì)地堅(jiān)硬的中砂、粗砂、礫砂、碎（卵）石、石屑或其他工業(yè)廢粒料。以上鋼筋或鋼叉的插入深度，