七种地基加固方法详解!预制桩、灌注桩工艺流程及通病防治.ppt
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1、职业能力目标:职业能力目标:1 1、掌握地基处理原理,掌握预制桩和灌注桩施工方法;、掌握地基处理原理,掌握预制桩和灌注桩施工方法;2 2、熟悉预制桩和套管成孔砼灌注桩施工工艺,了解施工中质、熟悉预制桩和套管成孔砼灌注桩施工工艺,了解施工中质量问题的处理。量问题的处理。学习要求:学习要求:1 1、了解地基加固方法;、了解地基加固方法;2 2、了解挖孔桩的施工方法;、了解挖孔桩的施工方法;3 3、了解浅埋式钢筋混凝土基础的施工方法;、了解浅埋式钢筋混凝土基础的施工方法;4 4、掌握预制桩和灌注桩的施工工艺流程及质量事故原因预防、掌握预制桩和灌注桩的施工工艺流程及质量事故原因预防措施和治理方法。措施
2、和治理方法。地基基础工程地基基础工程 当结构的荷载较大,地基土质又较软弱当结构的荷载较大,地基土质又较软弱(强度不足或压强度不足或压缩性大缩性大),不能作为天然地基时,可采取人工加固处理的方不能作为天然地基时,可采取人工加固处理的方法改善地基性质,法改善地基性质,提高承载力、增加稳定性提高承载力、增加稳定性,减少地基变形减少地基变形或渗透性或渗透性和和基础埋置深度基础埋置深度。一、地基处理一、地基处理第一节第一节 地基处理地基处理 建筑物地基建筑物地基是指建筑物基础底部下方一定深度是指建筑物基础底部下方一定深度与范围内的土层,一般把地层中由于承受建筑物全与范围内的土层,一般把地层中由于承受建筑
3、物全部荷载而引起的应力和变形不能忽略的那部分土层。部荷载而引起的应力和变形不能忽略的那部分土层。地基分为:地基分为:人工地基人工地基和和天然地基天然地基 。“将土质由松变实将土质由松变实”,“将土的含水量由高变将土的含水量由高变低低”,即可达到地基加固的目的。工程实践中的各种加固方即可达到地基加固的目的。工程实践中的各种加固方法均是从这一加固原理出发法均是从这一加固原理出发 。1.地基加固原理地基加固原理地基碾压加固地基碾压加固 提高软弱地基的提高软弱地基的强度强度、保证地基的、保证地基的稳定性稳定性,在荷载作,在荷载作用下地基土用下地基土不发生剪切破坏或丧失稳定不发生剪切破坏或丧失稳定;降低
4、软弱地基的;降低软弱地基的压缩性压缩性、减少基础的、减少基础的沉降或不均匀沉降沉降或不均匀沉降;防止地震时地基;防止地震时地基土的土的振动液化振动液化;消除特殊土的;消除特殊土的湿陷性、胀缩性湿陷性、胀缩性和和冻胀性冻胀性。2、地基处理的目的地基处理的目的坚实稳定的建筑地基坚实稳定的建筑地基 在可靠地基上建造的基础在可靠地基上建造的基础 软弱地基:软弱地基:淤泥、淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地基。其它高压缩性土层构成的地基。3、地基处理的对象地基处理的对象 特殊土地基:特殊土地基:软土、软土、湿陷性黄土、膨胀土、红粘土湿陷性黄土、膨胀土、红粘
5、土和冻土等地基。和冻土等地基。吹填土的施工现场吹填土的施工现场 淤泥质土淤泥质土 湿陷性黄土湿陷性黄土 膨胀土膨胀土v吹填土吹填土冲填土,是在整治和疏通江河行道时,用挖泥船和泥浆泵把江河和港口底部的泥砂通过水力吹填而形成的沉积土沉积土。v在吹填过程中,泥沙结构遭到破坏,以细小颗粒的形式缓慢沉积,因而具有塑性指数大、天然含水量和孔隙比大、重度小、高压缩性、渗透性小等特点。由吹填土构成的地基,强度很差,一般不能直接用于工程建设,需要一般不能直接用于工程建设,需要进行地基处理。进行地基处理。4 4、地基加固处理的综合措施、地基加固处理的综合措施拟定地基加固处理方案时,应考虑地基与上部结构共同工作的拟
6、定地基加固处理方案时,应考虑地基与上部结构共同工作的原则,从地基处理、建筑和结构设计、施工方案方面均采取相应措原则,从地基处理、建筑和结构设计、施工方案方面均采取相应措施,绝不能单纯对地基进行处理。其具体措施有:施,绝不能单纯对地基进行处理。其具体措施有:改变建筑体形,简化建筑平面;改变建筑体形,简化建筑平面;合理设置沉降缝;合理设置沉降缝;采用轻型结构;采用轻型结构;加强房屋的整体刚度;加强房屋的整体刚度;施工中正确安排施工顺序和施工进度。施工中正确安排施工顺序和施工进度。地基加固处理的方法很多,七字归纳地基加固处理的方法很多,七字归纳:“挖”、“填”、“换”、“夯”、“压”、“挤”、“拌”
7、。二、地基处理的方法二、地基处理的方法 挖:挖:当软弱土地基的承载力或当软弱土地基的承载力或变形满足不了建筑地基的要变形满足不了建筑地基的要求,而软弱土层的厚度不大求,而软弱土层的厚度不大时,挖去软土层将基础置于时,挖去软土层将基础置于承载力大的基岩或坚硬的土承载力大的基岩或坚硬的土层中,层中,比较经济比较经济。直接挖去厚度不大的软土层直接挖去厚度不大的软土层 填:填:当软土层较厚、承载力和变形又与建筑地当软土层较厚、承载力和变形又与建筑地基要求的差距不大时,可在软土层上直接回填一定基要求的差距不大时,可在软土层上直接回填一定厚度的好土,以提高地基持力层的承载力,减小软厚度的好土,以提高地基持
8、力层的承载力,减小软土层的承压力。土层的承压力。在在软软土土层层上上回回填填好好土土 软土层较厚时,将基础下面一定范围内的软土软土层较厚时,将基础下面一定范围内的软土挖除挖除,采用采用人工填筑的垫层作持力层人工填筑的垫层作持力层。可采用砂石、。可采用砂石、灰土(灰土(3:73:7或或2:82:8)、级配碎石等材料换土的地基。)、级配碎石等材料换土的地基。1、换换(换土垫层(换土垫层法法):):砂砂石石地地基基施施工工垫层剖面图垫层剖面图 利用打夯机具夯击土壤,排出土壤中的水分利用打夯机具夯击土壤,排出土壤中的水分,加加速土壤的固结,提高土壤的密实度和承载力。速土壤的固结,提高土壤的密实度和承载
9、力。2、夯夯(夯实法)(夯实法)平板振动夯夯实地基现场平板振动夯夯实地基现场 冲击夯软土夯实现场冲击夯软土夯实现场 是一种较常采用的地基处理方法是一种较常采用的地基处理方法,它是用起重机械将它是用起重机械将大吨位夯锤大吨位夯锤(一般不一般不小于小于8t)起吊到起吊到高处高处(一般不小于一般不小于6m)后,后,自由落下自由落下,给地基以冲,给地基以冲击和振动击和振动的能的能量,对土体进行量,对土体进行强力夯实强力夯实。强夯施工中强夯施工中 作用:作用:提高地基土的强度;降低土提高地基土的强度;降低土的压缩性;改善土的抗液化条件。的压缩性;改善土的抗液化条件。强夯适用于:强夯适用于:粘性土、湿陷性
10、黄土粘性土、湿陷性黄土及及人工填土地基人工填土地基的加固。的加固。缺点:缺点:对周围已建成或在建的建筑对周围已建成或在建的建筑物产生振动影响时,不得采用。物产生振动影响时,不得采用。强夯法强夯法吊吊起起夯夯锤锤自自动动脱脱钩钩装装置置起起重重机机配配三三角角架架起起吊吊夯夯锤锤下下落落瞬瞬间间起起重重机机配配龙龙门门架架起起吊吊夯坑夯坑 夯锤:夯锤:一般重一般重101040t40t,大吨位锤一般采用钢,大吨位锤一般采用钢板外壳内灌砼,也可用底部钢板浇筑砼组合锤。锤板外壳内灌砼,也可用底部钢板浇筑砼组合锤。锤底面积宜按土的性质确定,锤底静压力值可取底面积宜按土的性质确定,锤底静压力值可取0.15
11、0.150.2MPa0.2MPa。夯锤中宜设置若干上下。夯锤中宜设置若干上下贯通的气孔贯通的气孔,可,可减小夯锤起吊时的吸力(夯锤吸力可达减小夯锤起吊时的吸力(夯锤吸力可达3 3倍锤重)。倍锤重)。夯锤上贯通气孔夯锤上贯通气孔长园柱夯锤长园柱夯锤 短园柱夯锤短园柱夯锤 园锥形夯锤园锥形夯锤园柱形夯锤高宽园柱形夯锤高宽比过大,易偏比过大,易偏锤,要慎用锤,要慎用园锥形夯锤底园锥形夯锤底面积小,会形面积小,会形成很深的夯坑成很深的夯坑 先进行夯击,再在夯坑内回先进行夯击,再在夯坑内回填块、碎石,强行夯入并排开软填块、碎石,强行夯入并排开软土,形成砂石桩与软土的复合地土,形成砂石桩与软土的复合地基。
12、基。强夯置换(或动力置换、强夯挤淤)强夯置换(或动力置换、强夯挤淤):强夯施工强夯施工 碎石被夯入坑中碎石被夯入坑中 清理夯锤清理夯锤 在饱和软土地基上在饱和软土地基上施加荷载施加荷载后,孔隙水被缓慢排出,孔隙体积随之后,孔隙水被缓慢排出,孔隙体积随之减少,地基发生固结变形,土体的密实度和强度提高。减少,地基发生固结变形,土体的密实度和强度提高。加载预压加载预压加水预压加水预压3 3、压压(预压法(预压法排水固结法排水固结法 ):):利用压实机械碾压地基土壤,使地基压实排水固结。也可采用预压利用压实机械碾压地基土壤,使地基压实排水固结。也可采用预压固结法,即先在地基范围的地面上,堆置重物预压一
13、段时间固结法,即先在地基范围的地面上,堆置重物预压一段时间,使地基压密,使地基压密,以提高承载力,减少沉降量。以提高承载力,减少沉降量。堆载预压法堆载预压法:利用桩管打入土中,利用桩管打入土中,挤压土壤形成桩孔,拔挤压土壤形成桩孔,拔出桩管再在桩孔中灌入出桩管再在桩孔中灌入砂石或石灰、素土、灰砂石或石灰、素土、灰土等填充料进行捣实。土等填充料进行捣实。其原理是挤密土壤提高其原理是挤密土壤提高地基的承载力,俗称地基的承载力,俗称“挤密桩挤密桩”。包括包括碎碎(砂砂)石桩、石灰桩、灰土桩、石桩、石灰桩、灰土桩、CFGCFG桩桩等。等。4、挤挤(深层挤密法)(深层挤密法)施工完的灰土桩施工完的灰土桩
14、灰土桩施工现场灰土桩施工现场 CFG桩桩(英文英文Cement Fly-ash Gravel的缩写的缩写)CFG桩又称桩又称水泥粉煤灰碎石桩水泥粉煤灰碎石桩。由长螺旋钻机成孔,将。由长螺旋钻机成孔,将碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和灌注成桩。碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和灌注成桩。CFG桩桩的适用范围很广的适用范围很广,在在砂土、粉土、粘土、淤泥质土、杂填土砂土、粉土、粘土、淤泥质土、杂填土等等地基均有大量成功的实例。地基均有大量成功的实例。CFG桩桩钻钻进进成成孔孔施施工工现现场场CFG桩浇筑砼施工现场桩浇筑砼施工现场vCFG桩是一种低强度混凝土桩,可充分利用桩间土桩是一种低强度混
15、凝土桩,可充分利用桩间土的承载力共同作用,并可传递荷载到深层地基中去,的承载力共同作用,并可传递荷载到深层地基中去,具有较好的技术性能和经济效果。具有较好的技术性能和经济效果。v通过调整水泥掺量及配比,其强度等级在C15-C25之间变化,是介于刚性桩与柔性桩之间的一种桩型。CFG桩和桩间土一起,通过褥垫层形成CFG桩复合地基共同工作,故可根据复合地基性状和计算进行工程设计。CFG桩一般不用计算配筋,并且还可利用工业废料粉煤灰和石屑作掺和料,进一步降低了工程造价。v适用处理粘性土、粉土、沙土和桩端具有相对硬土层、承载力标准值不低于70KPa的淤泥质土、非欠固结人工填土等地基。CFG桩桩头及桩间土
16、清理施工现场桩桩头及桩间土清理施工现场CFG桩破桩头施工现场桩破桩头施工现场CFG桩和桩间土桩和桩间土通过褥垫层形成通过褥垫层形成CFG桩复合地基桩复合地基 CFG桩桩帽施工现场桩桩帽施工现场CFG桩的静载试验桩的静载试验 又称又称振冲碎石桩振冲碎石桩,是用振动或冲击,是用振动或冲击荷载将底部装有活瓣式桩靴的荷载将底部装有活瓣式桩靴的桩管挤入桩管挤入地层地层,在软弱地基中,在软弱地基中成孔成孔后,再将碎石后,再将碎石从桩管投料口处投入桩管内,然后从桩管投料口处投入桩管内,然后边击边击实实、边上拔桩管边上拔桩管,形成密实碎石桩,并,形成密实碎石桩,并与桩间土体形成复合地基。与桩间土体形成复合地基
17、。挤密碎石桩挤密碎石桩碎石桩施工流程图碎石桩施工流程图边边击击实实、边边拔拔管管碎碎石石桩桩施施工工振冲碎石桩施工振冲碎石桩施工待检测验收的桩待检测验收的桩5 5、拌拌(利用水泥浆作为固化剂)(利用水泥浆作为固化剂)是指用旋喷法或深层搅拌法加固地基。原理是利用高压是指用旋喷法或深层搅拌法加固地基。原理是利用高压射流切削土壤,旋喷浆液射流切削土壤,旋喷浆液(水泥浆等水泥浆等),搅拌浆土,使浆液和,搅拌浆土,使浆液和土混合,凝结成坚硬的柱体或土壁。土混合,凝结成坚硬的柱体或土壁。(1)深层搅拌水泥土地基)深层搅拌水泥土地基 深层搅拌机定位启动后,深层搅拌机定位启动后,叶片旋转切削土壤,下沉至设计叶
18、片旋转切削土壤,下沉至设计深度后缓慢提升搅拌机,同时喷深度后缓慢提升搅拌机,同时喷射水泥浆与软粘土射水泥浆与软粘土强制拌和强制拌和,待,待搅拌机提升到地面时再搅拌机提升到地面时再原位下沉原位下沉提升搅拌提升搅拌一次,使浆土均匀混合一次,使浆土均匀混合形成形成水泥土桩水泥土桩。深层搅拌桩施工工艺流程图深层搅拌桩施工工艺流程图v水泥土搅拌法分为浆液深层搅拌法(简称湿法)和粉体喷搅法(简称干法)水泥土搅拌桩是用于加固饱和软黏土低地基的一种方法,它利用水泥作为固化剂,通过特制的搅拌机械,在地基深处将软土和固化剂强制搅拌,利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和
19、一定强度的优质地基。连续搭接的水泥搅拌桩可作为基坑的止水帷幕。清除钻头上的余泥清除钻头上的余泥形成一道地下连续墙形成一道地下连续墙 高压旋喷桩(高压喷射注浆)高压旋喷桩(高压喷射注浆)是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻至设计深度,将是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻至设计深度,将水泥浆液由喷嘴向四周水泥浆液由喷嘴向四周高速喷射切削土层高速喷射切削土层,同时将旋转的,同时将旋转的钻钻杆徐徐提升杆徐徐提升,浆液与土体在高压射流作用下充分浆液与土体在高压射流作用下充分搅拌混合搅拌混合,形,形成连续搭接的成连续搭接的水泥加固体水泥加固体。高压旋喷桩现场施工高压旋喷桩现场施工旋喷法施工流程图旋喷法施工流
20、程图 单管旋喷的成桩直径较小,为获得大直径截面的桩,可单管旋喷的成桩直径较小,为获得大直径截面的桩,可分别采用分别采用二重管旋喷二重管旋喷(二根同心管分别喷气、喷浆),或(二根同心管分别喷气、喷浆),或三三重管旋喷重管旋喷(三根同心管分别喷水、喷气、喷浆)。(三根同心管分别喷水、喷气、喷浆)。喷浆方式有旋喷浆方式有旋喷、定喷喷、定喷和和摆喷摆喷三种,可分别获得三种,可分别获得柱状、柱状、壁状和块状加固体壁状和块状加固体。高压旋喷施工示意图高压旋喷施工示意图旋旋喷喷桩桩加加固固地地基基 三重管喷具三重管喷具 灰浆搅拌机灰浆搅拌机单重管喷具单重管喷具 双重管喷具双重管喷具 第二节第二节 浅埋式钢筋
21、砼基础施工浅埋式钢筋砼基础施工浅基础按构造形式不同可分为:浅基础按构造形式不同可分为:一、独立基础一、独立基础二二、条形基础、条形基础三、筏形基础三、筏形基础四、箱形基础四、箱形基础浅基础:一般指基础埋深小于基础宽度或深度不超过浅基础:一般指基础埋深小于基础宽度或深度不超过5m的基础。的基础。一、独立基础一、独立基础(一)类型:钢筋混凝土独立基础有:柱下独立基础和杯形基础。(二)特点及使用范围:抗弯及抗剪性能好,可承受大竖向荷载,地基承载力不高等情况。1 1、柱下独立基础、柱下独立基础(阶梯形和锥形)(阶梯形和锥形):是柱基础中是柱基础中最常用和最经济最常用和最经济的形式。也可分为刚性基础的形
22、式。也可分为刚性基础和钢筋混凝土基础两大类。刚性基础可用砖、毛石或素混凝和钢筋混凝土基础两大类。刚性基础可用砖、毛石或素混凝土,基础台阶高宽比(刚性角)要满足规范规定。一般钢筋土,基础台阶高宽比(刚性角)要满足规范规定。一般钢筋混凝土柱下宜用钢筋混凝土基础,以符合柱与基础刚接的假混凝土柱下宜用钢筋混凝土基础,以符合柱与基础刚接的假定。定。柱下独立基础柱下独立基础柱下独立基础柱下独立基础 柱下独立基础施柱下独立基础施工要点:工要点:1 1)基坑验槽与混凝土垫层)基坑验槽与混凝土垫层 基坑满足要求,立即浇筑垫层砼,保护地基,砼宜采用平板振动器振捣,基坑满足要求,立即浇筑垫层砼,保护地基,砼宜采用平
23、板振动器振捣,表面平整,内部密实。表面平整,内部密实。2 2)弹线、支模与铺设钢筋网片)弹线、支模与铺设钢筋网片 垫层砼强度达到要求后,经过弹线、立模、设置钢筋网片,垫层砼强度达到要求后,经过弹线、立模、设置钢筋网片,保护层设保护层设置采用砼强度的水泥砂浆垫块保证钢筋网的位置正确置采用砼强度的水泥砂浆垫块保证钢筋网的位置正确。砼保护层垫块砼保护层垫块 3 3)浇筑混凝土)浇筑混凝土 清理杂物,浇水润湿。基础宜分层浇筑,对于台阶式的清理杂物,浇水润湿。基础宜分层浇筑,对于台阶式的基础应每一台阶作为一个浇筑层。锥形基础的锥体斜面坡度基础应每一台阶作为一个浇筑层。锥形基础的锥体斜面坡度要严格控制,模
24、板加固牢靠,砼振捣密实。要严格控制,模板加固牢靠,砼振捣密实。4 4)基础上插筋与养护)基础上插筋与养护 插筋数目、直径、种类应与柱内纵向受力钢筋相同,插插筋数目、直径、种类应与柱内纵向受力钢筋相同,插筋锚固长度应符合设计要求。插筋应固定,防浇筑砼时移位。筋锚固长度应符合设计要求。插筋应固定,防浇筑砼时移位。浇筑完毕砼,应覆盖洒水养护,时间不少于浇筑完毕砼,应覆盖洒水养护,时间不少于7 7天,抗渗砼不少天,抗渗砼不少于于1414天。天。2 2、杯形基础、杯形基础类型:类型:一般杯口一般杯口、双杯口、高杯口基础。双杯口、高杯口基础。适用范围:适用范围:常用于钢筋混凝土预制柱基础常用于钢筋混凝土预
25、制柱基础施工要点:施工要点:杯口的模板:杯口的模板:1 1)可采用钢模或木模。)可采用钢模或木模。2 2)固定牢靠。)固定牢靠。3 3)考虑装、拆模。)考虑装、拆模。4 4)杯口底部留设排)杯口底部留设排 气孔,避免出现空鼓。气孔,避免出现空鼓。混凝土浇筑:混凝土浇筑:1 1)混凝土浇筑(分层浇至杯底);)混凝土浇筑(分层浇至杯底);2 2)安装杯口模板,浇筑杯口混凝土,)安装杯口模板,浇筑杯口混凝土,对称浇筑对称浇筑;3 3)杯口底标高保证(先将)杯口底标高保证(先将杯口底混凝土振实稍停,再浇四周,振动尽杯口底混凝土振实稍停,再浇四周,振动尽量短,可在杯底留量短,可在杯底留5cm5cm厚的细
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