建筑施工课件（桩基础工程）.ppt

桩基础工程,建筑施工技术,2011.9,将上部建筑物的荷载传递到深处承载力较强的土层上，或将软弱土层挤密实以提高地基土的承载能力和密实度。,一、桩基础的定义和作用,作用,桩基础是深基础应用最多的一种基础形式，它由若干个沉入土中的桩和连接桩顶的承台或承台梁组成。,2011.9,软土层,硬 层,硬 层,端承桩,摩擦桩,二、桩基础的分类,1、分类,1）按受力性质： 端承桩、摩擦桩 2）按桩身材料： 混凝土桩、钢桩、木桩,2011.9,3）按使用功能不同： 竖向抗压桩、竖向抗拔桩、 水平荷载桩、复合受荷桩 4）按桩径大小： 小桩（d250mm）、中等直径桩 （250d800）、大直径桩（d800mm） 5）按成孔方法不同： 非挤土桩、部分挤土桩、挤土桩 6）按制作工艺： 预制桩、现场灌注桩,2011.9,钢筋混凝土预制桩施工,2011.9,钢筋混凝土预制桩是我国目前广泛采用的一种桩型,概 述,1、钢筋混凝土预制桩,在预制构件厂或施工现场预制，用沉桩设备在设计位置上将其沉入土中所成的桩。,特点：,坚固耐久，不受地下水或潮湿环境影响，能承受较大荷载，施工机械化程度高，进度快，能适应不同土层施工。,2011.9,类型：,实心桩方形，边长200500，长725m。 管 桩直径300550，每节412m，管壁80mm。,预制桩的施工内容（施工方案）：,桩的预制、起吊和运输； 确定桩基的施工方法； 选择沉桩机械； 确定沉桩顺序； 沉桩过程中的技术要点。,2011.9,管桩,方桩,2011.9,一、桩的制作、运输、堆放,1、桩的制作,方桩：重叠法,材料要求：,桩的钢筋：,主筋一般为48根，直径为1225mm；连接宜采用对焊；,2011.9,主筋接头配置在同一截面内的数量，当采用闪光对焊和电弧焊时，不超过50%；同一根钢筋两个接头的间距应大于30d，并不小于500mm。预制桩箍筋直径为68mm，间距不大于20cm。桩顶和桩尖处的配筋应加强。,2011.9,混凝土浇筑： 应由桩顶向桩尖连续进行，严禁中断。桩顶和桩尖处不得有蜂窝、麻面、裂缝和掉角。,混凝土： C30C40，机械搅拌、振捣，一次浇完，洒水养护7天，粗骨料粒径为540mm。,2011.9,预应力管桩钢模,管桩生产,2011.9,2、桩的起吊,要求：应达到设计强度的70%才可起吊 吊点的确定： 吊点3个 反力相等原则,2011.9,3、桩的运输,要求： 混凝土强度达到设计强度100%。 方法： 当运距不大时，可采用滚筒、卷扬机等拖动桩身运输； 当运距较大时可采用小平台车运输。运输过程中支点应与吊点位置一致。,2011.9,4、桩的堆放,要求： 不同规格的桩，应分别堆放。 桩在施工现场的堆放场地应平整、坚实，并不得产生不均匀沉陷。堆放时应设垫木，垫木的位置与吊点位置相同，各层垫木应上、下对齐， 堆放层数不宜超过4层。,2011.9,1）场地平整及周边障碍物处理 ； 2）定桩位及埋设水准点； 依据施工图设计要求，把桩基定位轴线桩的位置在施工现场准确地测定出来，并作出明显的标志。在打桩现场附近设置24个水准点，用以抄平场地和作为检查桩入土深度的依据。桩基轴线的定位点及水准点，应设置在不受打桩影响的地方。 3）桩帽、垫衬和送桩设备机具准备； 4）进行打桩试验。（试桩不得少于2根）,二、预制桩的施工,1、准备工作,2011.9,5）确定打桩顺序 打桩顺序是否合理，直接影响打桩进度和施工质量。在确定打桩顺序时， 应考虑桩对土体的挤压位移对施工本身及附近建筑物的影响。,逐排打设； 自中部向四周打设； 由边缘向中间打设； 分段打。,打桩顺序种类：,检验打桩设备及工艺是否符合要求，了解桩的贯入度、持力层强度及桩的承载力，以确定打桩方案。,目的：,2011.9,当桩的中心距4倍桩的边长或直径时， 可采用上述两种打法，或逐排单向打设。,根据基础的设计标高和桩的规格，宜按先深后浅、先大后小、先长后短的顺序进行打桩。,2011.9,打桩顺序和土壤挤密情况,逐排打,自中央向边缘打,自边缘向中央打,分段打,自中央向边缘打、分段打是比较合理的施工方法， 一般情况下均可采用。,2011.9,2、预制桩沉桩,锤击沉桩 静力压桩 振动沉桩 射水沉桩,打入法也称锤击法，是利用桩锤落到桩顶上的冲击力来克服土对桩的阻力，使桩沉到预定的深度或达到持力层的一种打桩施工方法。,1）锤击沉桩（打入法）,方法：,2011.9,特点：混凝土预制桩常用的沉桩方法，施工速度快，机械化程度高，适用范围广，但施工时有冲撞噪声和对地表层有振动，在城区和夜间施工有所限制。,打桩设备,桩锤 桩架 动力设备,落锤、汽锤、柴油锤、振动锤。,桩锤：,对桩施加冲击力，将桩打入土中的机具。,2011.9,落锤：一般由铸铁制成。有穿心锤和龙门锤两种，重0.22t。它利用绳索或钢丝绳通过吊钩由卷扬机沿桩架导杆提升到一定高度，然后自由落下击打桩顶。 汽锤：以高压蒸汽或压缩空气为动力的打桩机械，有单动汽锤和双动汽锤两种。,2011.9,柴油锤：利用燃油爆炸来推动活塞往返运动进行锤击打桩，柴油桩锤与桩架、动力设备配套组成柴油打桩机。 振动锤：利用机械强迫振动，通过桩帽传到桩上使桩下沉。,选择桩锤应根据地质条件、桩的类型、桩身结构强度、桩的长度、桩群密集程度以及施工条件因素来确定，其中尤以地质条件影响最大。土的密实程度不同所需桩锤的冲击能量可能相差很大。实践证明:当桩锤重大于桩重的1.5倍2倍时,能取得较好的效果。,桩锤的选择,2011.9,蒸汽锅炉或空气压缩机、 卷扬机、滑轮、千斤顶,桩架,支持桩身和桩锤，在打桩过程中引导桩的方向及维持桩的稳定，并保证桩锤沿着所要求方向冲击的设备。 多功能式 履带式,动力设备,2011.9,多功能式桩架,2011.9,锤击沉桩施工工艺,2011.9,1、桩开始打入时，采用短距（0.60.8m)轻击；待桩入土一定深度(12m)稳定以后，再以规定落距施打。 2、桩的施打原则：“重锤低(轻）击”。 3、观察桩锤回弹 入土速度慢，回弹较大 桩锤太轻 贯入度骤减，有较大回弹 桩尖有障碍物，此时，可将落距减小，加快锤击，否则应停止锤击，查明原因。,施工要点,2011.9,接桩,4、打桩方向 顶打 退打,接桩,方法,焊接法 浆锚法 法兰连接,1）焊接法,多用于方桩的连接,2011.9,焊接法,2011.9,焊接法,2011.9,2）浆锚法,硫磺胶泥作为热塑冷硬性胶结材料。,此法不适用于坚硬土层中。,3）法兰螺栓连接,多用于混凝土管桩,2011.9,打桩对环境的影响及预防措施,1、噪音,选择噪音较小的液压锤； 桩顶、桩帽面上加垫吸音缓冲材料（硬木、粗草纸、麻袋）。,2、震动,采用液压锤； 采用重锤轻击打桩； 开挖防震沟； 打设钢管桩。,2011.9,3、土体的挤压,导致临近建筑物、地下结构、地下管线的损坏与开裂,合理安排打桩顺序； 控制打桩速度； 开挖防震沟； 沟宽0.5-0.8m； 打设钢板桩围护； 预钻孔打桩； 深度为桩长度1/2,2011.9,打桩的质量控制,端承桩：以贯入度控制为主，入土深度为辅,摩擦桩：以入土深度为主，贯入度为辅,钢筋混凝土预制桩施工记录,2011.9,2）振动沉桩法,借助固定于桩头上的振动沉桩机产生的振动力，以减小桩与土颗粒间的摩擦力，使桩在自重与机械力的作用下沉入土中的方法。,适用： 砂土、黄土、软土、亚粘土，在含水砂层中效果更好,2011.9,3）静力压桩,在软土地基上，利用静力压桩机以无振动的静压力将预制桩压入土中的一种沉桩工艺。,特点： 无噪音、无振动、无冲击力，施工应力小，桩顶不易破坏，桩不易倾斜。,沿海软土地基广泛采用,2011.9,静力液压压桩机,2011.9,4）水冲法（射水沉桩）,利用高压水流冲刷桩尖下面的土壤，减少桩表面与土之间的摩擦力与桩下沉时的阻力，使桩在自重或锤击作用下沉入土中的方法。,适用： 砂石、砾石、坚硬土层，尤其适用于重桩的打设施工,2011.9,2-3 钢筋混凝土灌注桩施工,2011.9,分类,按成孔方法分：,钻孔灌注桩 套管成孔灌注桩 人工挖孔灌注桩 爆扩成孔灌注桩,泥浆护壁成孔灌注桩 干作业成孔灌注桩,锤击沉管灌注桩 振动沉管灌注桩,2011.9,一、灌注桩的施工准备,1、定桩位，确定成孔顺序,1）机械钻孔，干作业成孔 对土没有挤密作用，按现场条件及桩机行走方便原则确定。,2）冲孔，振动，爆扩桩 对土有挤密作用,成孔顺序：,间隔1-2个桩位成孔； 在临桩混凝土初凝前或终凝后再成孔； 5根单桩以上的群桩，中间的桩先成孔，周围的桩后成孔。,2011.9,2、制作钢筋笼,3、混凝土的配制,砼的坍落度： 水下砼： 18-22cm 干作业成孔砼：8-10cm 套管成孔砼： 6-8cm,2011.9,二、灌注桩的施工工艺,1、泥浆护壁成孔灌注桩（湿作业成孔灌注桩）,利用泥浆保护孔壁，通过循环泥浆裹携悬浮于孔内钻、挖出的土渣并将其排出孔外，从而形成桩孔而后吊放钢筋笼，浇筑混凝土所成的灌注桩。,1）泥浆的作用,护壁：最重要 水平方向液体支撑 携渣,冷却 润滑,钻具冷却与润滑，减轻磨损,2011.9,2）施工工艺,定桩位,埋设护筒,桩机就位,泥浆制备,成孔,清孔,吊放钢筋笼,浇筑水下混凝土,3）施工过程及要点,定桩位，埋设护筒,护筒的作用：,固定桩位 保护孔口，保持孔内水压力 引导钻头,2011.9,护筒埋设要求：,中心偏差50mm,埋入土中深度1.01.5m,顶面高于地面0.4-0.6m,2011.9,泥浆制备,在钻孔过程中，向孔中注入相对密度为1.11.5的泥浆，使桩孔内孔壁土层中的孔隙渗填密实，避免孔内漏水，保持护筒内水压稳定；泥浆相对密度大，加大了孔内的水压力，可以稳固孔壁，防止塌孔；通过循环泥浆可将切削的泥石渣悬浮后排出，起到携砂、排土的作用。,2011.9,成孔,回转钻机成孔,多用于地下水位较高的软硬土层，淤泥、粘性土、砂土、软质岩层。,正循环,反循环,2011.9,潜水钻机成孔,采用正循环方式排渣，多用于地下水位较高的软硬土层。,潜水钻机钻孔示意图,D=500-1500mm L=20-30m Lmax=50m V=0.3-2m/min,2011.9,冲击钻成孔,多用于岩土层中成孔，特别适用于有孤石的砂砾土层、漂石层、坚硬土层。,冲击钻机通过机架、卷扬机把带刃的重钻头(冲击锤)提高到一定高度，靠自由下落的冲击力切削破碎岩层或冲击土层成孔。,2011.9,冲击钻十字形冲头示意图,2011.9,冲抓锥成孔,适用于：一般松散土层，粉质粘土，砂土，砂砾层及软质岩层。,2011.9,清孔,清除孔底的残渣与淤泥，从而减少桩基的沉降量，提高其承载力。,清孔方法:,不易塌孔的桩 空气吸泥机 稳定性较差的孔壁 正反循环法 抽渣筒,浇筑水下混凝土,导管法,1、混凝土应具有良好的和易性； 2、水泥用量360kg/m3； 3、中粗砂 砂率=40%-45%； 4、边拔管边浇筑混凝土； 5、拔管过程中应始终保证导管在砼内2-6m。,2011.9,1上料斗；2贮料斗；3滑道；4卷扬机； 5漏斗；6导管；7护筒；8隔水栓,水 下 浇 筑 混 凝 土,2011.9,2、干作业成孔灌注桩,1）螺旋钻成孔灌注桩,密螺纹叶片 疏螺纹叶片,干作业成孔灌注桩适用于：成孔深度内没有地下水的情况，成孔时不必采取护壁措施而直接取土成孔。,土渣沿螺旋叶片上升排出孔外,D=300-600mm Dmax=0.8m L=8-12m,2011.9,2）螺旋钻孔压浆成桩,用螺旋钻杆钻到预定的深度后，通过其底部的喷嘴，自孔底由下而上向孔内高压喷射以水泥浆为主的浆液，使液面升至地下水位或无塌孔底位置上，在孔内吊放钢筋笼，投放骨料，再自孔底向上多次高压补浆。,特点：,连续一次成孔，多次自下而上的高压注浆成桩； 无噪音，无振动，可在流砂、卵石、地下水，易塌孔的地质条件下成桩； 承载力为一般桩的11.5倍。,高压水泥浆的渗透扩散，局部膨胀扩径。,2011.9,3、套管成孔灌注桩（打拔管灌注桩）,利用锤击打桩设备或振动沉桩设备，将带有钢筋混凝土的桩尖(或钢板靴)或带有活瓣式桩靴的钢管沉入土中(钢管直径应与桩的设计尺寸一致)，形成桩孔，然后放入钢筋骨架并浇筑混凝土，随之拔出套管形成的灌注桩。,1）锤击沉管灌注桩,适用于： 一般粘性土，淤泥质土，砂土和人工填土地基。,2011.9,锤击沉管灌注桩机械设备示意图,2011.9,振动沉管灌注桩桩机示意图,2）振动沉管灌注桩,适用于： 砂土，稍密及中密的碎石土地基。,2011.9,施工工艺：,合拢活瓣桩靴,套管就位,锤击（振动）沉管,验孔,放入钢筋笼,浇筑砼，边振动边拔出钢管,单打法、复打法、反插法,施工方法：,2011.9,即一次拔管法。拔管时每提升0.5m1.0m，振动5S10S后，再拔管0.5m1.0m，如此反复进行，直到全部拔出为止。,单打法：,施工要点：,1、每次应向管内尽量灌满混凝土； 2、拔管不宜过高，应保持管内不少于2m的混凝土； 3、拔管时应保持连续密锤低击。 4、拔管速度应均匀： 一般土层 1m/min 软弱土层 0.8m/min,2011.9,复打法：,在同一桩孔内进行两次单打，或根据要求进行局部复打。单打施工完毕后，及时清除粘附在钢管壁和散落在地面的泥土，在原桩位上第二次安放桩靴，以后的施工过程与单打工艺完全一样。,施工要点：,1、前后两次沉管的轴线应重合； 2、须在前次混凝土初凝前进行复打。,2011.9,预加1m,1m,1,2,3,1,2,3,1,2,3,4,4,（a） (b) (c) （a)全部复打； （b）(c)局部复打 1单打桩；2沉管；3第二次浇筑混凝土；4复打桩,2011.9,有时为了消除灌注桩的缩颈采用反插法。即在拔管时，每拔出0.5m-1m，便向下反插2/3活瓣桩靴长（0.3-0.5m），如此反复进行，并始终保持振动，直至桩管全部拔出地面。,反插法：,1、在拔管过程中应分段填加混凝土，保持管内混凝土面始终不低于地表面，或高于地下水位1-1.5m以上； 2、拔管速度0.5m/min； 3、在桩尖约1.5 m中范围内宜多次反插，以扩大桩的端部截面。反插法桩截面比钢桩管扩大约50%。,施工要点：,该法宜在饱和土层中采用,2011.9,4、人工挖孔灌注桩,挖孔灌注桩的施工，是测量定位后开挖工人下到桩孔中去，在井壁护圈的保护下，直接进行开挖，待挖到设计标高，桩底扩孔后，对基底进行验收，验收合格后下放钢筋笼，浇筑混凝土成桩。,设备简单，现场干净，噪音小，振动少，对周围建筑影响小，施工速度快，各孔可同时施工，土层情况明确，质量可靠，尤其适用于施工现场狭窄的市区修建高层建筑的基础。,优点：,2011.9,人工挖孔灌注桩构造示意图：,h,500,D,D1,混凝土护壁,主筋,箍筋,承台,人工挖孔桩应考虑施工操作的要求： D 800mm。 扩底变径尺寸按： （D1-D）：h=1:4 护壁厚度一般不少于： D/5+50,2011.9,施工工艺：,定位，放线,分段挖土,支设护壁模板,安置操作平台,浇注混凝土护壁,安放钢筋笼、排除积水、浇注桩身混凝土,继续下一段挖土施工,2011.9,1、护圈的结构形式为斜阶型，每阶高为1m； 2、上端口护圈厚约170mm，下端口厚约100mm，用C15混凝土浇筑，采用拼装式弧形模板； 3、在土质较差地段应加设少量钢筋，环筋直径可选用610，间距200mm，竖筋为610间距400mm。,钢筋混凝土护壁,分段开挖，分段浇筑混凝土护圈，至设计标高后，再将桩的钢筋骨架放入护圈井筒内，然后灌注桩基混凝土。,混凝土护圈,2011.9,这种方法使用于流砂地层，地下水丰富的强透水地层或承压水地层，可避免产生流砂和管涌现象，能确保施工安全。,钢套管护圈,在桩位处先用桩锤将钢套管强行打入土层中，再在钢套管的保护下，将管内土挖出，吊放钢筋笼，浇注桩基混凝土。待浇筑混凝土完毕，用振动锤和人字拔杆将钢管立即强行拔出移至下一桩位使用。,2011.9,先在桩位上制作钢筋混凝土井筒，然后在筒内挖土，井筒靠其自重或附加荷载来克服筒壁与土壁之间的摩阻力，下沉至设计标高，再在筒内浇筑桩身混凝土。,沉井护圈,2011.9,施工要点：,1、桩位控制； 2、多桩孔同时成孔，采取间隔挖孔的方法； 3、控制桩的垂直度与直径； 4、遇流动性淤泥或流砂时，可按下列方法处理： 减少每节护壁的高度（0.3-0.5m），采用钢护筒作为护壁穿过松软层或流砂层后，继续开挖； 仍无法施工时，用砂回填桩孔，再会同其他单位处理。 5、施工安全问题； 安全帽、安全防护栏、安全绳、鼓风机,2011.9,2011.9,1）工程地质勘察报告、桩基施工图、图纸会审纪要、设计变更单及材料代用通知单等； 2）经审定的施工组织设计、施工方案及执行中的变更情况； 3）桩位测量放线图，包括工程桩位线复核签证单； 4）桩孔、钢筋、混凝土工程施工隐蔽记录及各分项工程质量检查验收单及施工记录； 5）成桩质量检查报告，单桩承载力检测报告； 6）基坑挖至设计标高的桩位竣工平面图及桩顶标高图。,2、桩基施工验收应包括下列资料：,2011.9,2011.9,1. 中国的城镇化进程 可使用建设用地紧张 地下空间的开发利用 房屋建设的“高、深、大”引起的地基基础设计问题,2011.9,同一大面积整体基础上建有多个高层或多层建筑的基础设计-处理地基的工程特性 深、大基础的地基变形计算及回弹再压缩变形计算-变形控制工况,处理地基的变形计算 建筑物稳定性-处理地基的稳定性验算 新建地下工程对既有建筑地基基础的影响 -地基承载力、变形、稳定性 施工期的影响 -降水、地面变形,2011.9,2. 耐久性设计带来的新问题 地基处理材料的工作环境 加固材料对环境的保护 污染土、干湿交替环境、含盐类土,2011.9,处理地基上的建筑物设计使用年限 对于建筑地基基础在规定的建筑寿命完成后，不论是拆除重建，还是鉴定加固后再使用，其特殊性应赋予地基基础耐久性设计新的内容(处理地基的更高耐久性要求）。,2011.9,首先，上部结构需拆除重建时，地下结构拆除对周边环境的影响大，采取保护措施的费用高，工期长； 其次，既有建筑的桩基础，拆除难度大，对于长桩基础是几乎办不到的； 其三，对于既有建筑的地基基础再利用，应在充分鉴定分析基础上设计，要求既有建筑的地基基础有更长的使用年限； 其四，从工程建造的工期、费用考虑，应充分考虑原地基基础再利用。,2011.9,3. 建设节约型社会的要求 地基处理设计理论与土力学基本特性的符合性-处理地基的工作性状(承载力、偏心荷载作用、软弱下卧层） 处理地基上基础设计对各种作用认识的局限性-设计计算表达式（经验）、检验评价方法（局限性） 节约与安全的关系-经验与现场试验 更精准的设计-试验和工程实践基础,2011.9,任务来源 根据住房和城乡建设部建标200988号文要求，中国建筑科学研究院会同有关勘察、设计、施工、科研、大专院校等单位对国家行业标准建筑地基处理技术规范JGJ79-2002进行了全面修订。,修订工作过程、讨论的问题和处理,2011.9,参编单位（11个）,其中：工程设计单位 5个，研究单位3、高校 3个 中国建筑科学研究院 机械工业勘察设计研究院 湖北省建筑科学研究设计院 福建省建筑科学研究院 现代建筑设计集团上海申元岩土工程有限公司 中化岩土工程股份有限公司 中国航空规划建设发展有限公司,2011.9,参编单位（11个）,天津大学 同济大学 太原理工大学 郑州大学综合设计研究院,2011.9,修订组成员,修订组由15人组成： 成员：滕延京、张永钧（以下按姓氏笔画排序）王亚凌、水伟厚、白晓红、叶观宝、闫明礼、张峰、张东刚、杨俊峰、周同和、郑刚、郑建国、侯伟生、袁内镇。 主要审查人员：顾国荣、顾晓鲁、周国钧（以下按姓氏笔画排序）肖自强、张丙吉、徐张建、康景文、黄新、梅全亭、滕文川、潘凯云。,2011.9,修订工作过程,修订组共召开全体会议5次： 2009年9月召开了修订组成立暨第一次工作会议，住房和城乡建设部标准定额司派员出席了会议，宣读编制组组成名单。会上讨论和安排了本规范的修订内容、工作分工及进度计划。 2010年1月12日召开建筑地基处理技术规范修订编制组第二次全体工作会议，确定了复合地基部分的工作内容和分工以及工作计划，安排复合地基的稳定问题的研究。,2011.9,修订工作过程,2010年6月召开了修订编制组第三次全体工作会议，各章节编制负责人介绍了各部分的初稿，修订组对各章节进行了讨论，形成征求意见稿。 2010年9月形成规范征求意见稿，规范征求意见稿发往全国有关勘察、设计、施工、检测、科研、大专院校单位和个人共计300份，并在网上发布征求意见通知和征求意见稿，共征集到单位和个人对规范修订的意见和建议835条。 2010年11月召开修订组第四次工作会议，对征求意见反馈的相关内容进行讨论，提出处理意见，形成送审稿初稿。,2011.9,修订工作过程,2011年1月20日在北京中国建筑科学研究院地基所召开了第五次全体会议，会议对主编滕延京研究员提出的四个问题进行讨论，并达成一致意见。在此基础上形成送审稿。（复合地基有粘结增强体强度设计、按变形确定复合地基承载力的取值标准、处理地基的验收检验、水泥搅拌桩复合地基的变形计算）,2011.9,修订工作过程,2011年3月形成了送审稿，并通过了主编单位的审查。 2011年4月21日22日建筑地基处理技术规范JGJ79-2002修订送审稿审查会在北京召开 。 2012年8月23日公告，建筑地基处理技术规范为行业标准，编号为JGJ79-2012，自2013年6月1日起实施,原建筑地基处理技术规范JGJ79-2002同时废止。,2011.9,修订原则,1. 在原规范设计原理、加固工法基础上，按处理后地基的工作性状对章节内容重新编排，改变按处理工法编排章节过多的困难，使之与勘察、设计、施工、检测工作的联系更加紧密。 2. 反映近年来建筑地基处理技术科研方面成熟的成果，反映原规范实施以来工程设计和实践的成功经验。 3. 补充完善充实原设计规范中的部分内容。 4. 与相关规范协调，提高变形计算和耐久性设计水平。,2011.9,建筑地基处理技术规范的历史沿革,JGJ79-91 我国第一本有关建筑地基处理的技术规范，符合我国89版规范体系的要求。内容按处理工法编排，共11章，两个附录。 JGJ79-2002 在第一版基础上增加了地基处理新的内容，符合我国2000版规范体系的要求。内容按处理工法编排，共17章，1个附录。 JGJ79-2012 增加了地基处理工程耐久性和环境保护等内容，符合我国2010版规范体系的要求。内容按处理后地基性状编排，共10章，3个附录。,2011.9,处理后的地基性状对该地基的适用范围、地基的承载力和变形验算方法、处理后地基检验要点等工程设计、施工、检测要素密切相关。,换填垫层地基 适用于浅层地基处理， 地基的承载力和变形特征是在满足下卧土层地基承载力的基础上确定换填厚度和范围，一般无需再进行下卧层承载力验算。 一般用于采用独立基础和条形基础的中低层建筑，地基变形的计算工况较简单， 检验时对换填土层的密实度控制严格，垫层的承载力检验仅在无地区经验时采用载荷板试验。,2011.9,处理后的地基性状对该地基的适用范围、地基的承载力和变形验算方法、处理后地基检验要点等工程设计、施工、检测要素密切相关。,预压地基 适用于处理淤泥质土、淤泥、冲填土等饱和黏性土地基，对非饱和地基土也可采用堆载预压处理，提高承载力，减少地基变形。 由于预压地基采用的处理工艺为堆载预压、真空预压、真空和堆载联合预压，其地基可达到的地基承载力与施加的预压荷载大小和地基土压密时间效应有关。 一般用于场地处理，直接作为建筑物地基适用于中低层房屋。其地基承载力呈现上高下低的性状。为了减少房屋的总体沉降量，可采用超载预压的处理方法。 由于弹性半无限体地基的受力特点，预压地基是在有限压缩层内满足地基承载力和变形要求的地基，当基础埋深加大，地基承载力有所降低。 作为建筑地基使用，其承载力和地基变形的检验评价应在设计标高进行。,2011.9,处理后的地基性状对该地基的适用范围、地基的承载力和变形验算方法、处理后地基检验要点等工程设计、施工、检测要素密切相关。,强夯地基 适用于处理碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基。 处理深度和处理后地基的均匀性与夯击能、夯实工艺、夯点布置、夯击遍数有关。 作为建筑地基使用，强夯地基是在有限压缩层内满足地基承载力和变形要求的地基，基础埋深加大，地基承载力有所降低。 作为建筑地基使用，其承载力和地基变形的检验评价应在设计标高进行。 强夯地基破坏了原地基土的结构，应在恢复期后才能进行基础施工。,2011.9,处理后的地基性状对该地基的适用范围、地基的承载力和变形验算方法、处理后地基检验要点等工程设计、施工、检测要素密切相关。,强夯置换处理地基 适用于处理对变形要求不严格的高饱和度的粉土与软塑流塑的黏性土地基。 由于土的性质决定，强夯置换处理地基墩体着底情况的质量非常重要，一般适用于作为多层房屋的地基使用。 当强夯置换施工换填的石料最终可形成2.0米以上厚度的硬壳层时，这种地基可按复合地基设计，否则应按墩式基础设计。,2011.9,处理后的地基性状对该地基的适用范围、地基的承载力和变形验算方法、处理后地基检验要点等工程设计、施工、检测要素密切相关。,压实地基 适用于处理大面积填土地基。 由于填筑厚度大，除分层控制压实质量外，其地基变形存在累积效应，即地基变形计算时应计入上部填土荷载引起的下卧土层变形。 压实地基的均匀性与采用的施工设备和施工工艺有关，一般应进行平面和竖向的检验进行评价。 压实地基的承载力评价还应注意其湿陷性的影响，应进行浸水载荷试验评价。,2011.9,处理后的地基性状对该地基的适用范围、地基的承载力和变形验算方法、处理后地基检验要点等工程设计、施工、检测要素密切相关。,挤密地基 适用于松散土层的密实处理，砂土消除液化、消除土的湿陷性等的地基处理。 挤密地基处理后的承载力应进行载荷板试验， 均匀性应通过静力触探、动力触探等检验判定。 检验结果的评价可靠性与检验位置有关，且处理后地基的液化判定、湿陷性评价等方法和标准有待进一步研究。,2011.9,处理后的地基性状对该地基的适用范围、地基的承载力和变形验算方法、处理后地基检验要点等工程设计、施工、检测要素密切相关。,复合地基 按其定义，应满足增强体和地基共同承担荷载的要求。 当地基土为欠固结土、膨胀土、湿陷性黄土、可液化土等特殊性土时，设计采用的增强体和施工工艺应满足处理后地基土和增强体共同承担荷载的技术要求。 复合地基设计前，应在有代表性的场地上进行现场试验或试验性施工，以确定设计参数和处理效果。 对散体材料复合地基增强体应进行密实度检验； 对有粘结强度复合地基增强体应进行强度及桩身完整性检验。 复合地基承载力的验收检验应采用复合地基静载荷试验，对有粘结强度的复合地基增强体尚应进行单桩静载荷试验。,2011.9,处理后的地基性状对该地基的适用范围、地基的承载力和变形验算方法、处理后地基检验要点等工程设计、施工、检测要素密切相关。,注浆加固处理地基 是将土壤固化材料通过压力或施工机械与土壤搅拌或注入，提高原地基土的承载力、变形或渗透特性的地基处理方法。 常用于中多层房屋的地基处理，或用于软土地基地铁隧道或地下工程地基土的超前处理、基坑工程为减少周边环境影响以及地下水渗透影响的超前处理等工程，对于既有建筑地基加固也可采用。 注浆加固地基应根据处理要求进行相应的承载力、变形、渗透特性的检验，尚应进行处理效果的均匀性检验。,2011.9,地基处理工程设计的基本概念可认为有如下认识： 1. 处理后的地基，其承载力和变形的测试指标与天然地基基本一致时，长期荷载作用的变形比天然地基要大； 2. 由于土的成因或应力历史不同，相同的天然地基土性指标，采用相同的地基处理工艺，处理后的地基性状不近相同，可能存在较大差异； 3. 采用多种地基处理方法综合使用，其最终结果不一定是“1+1=2”；,2011.9,4. 地基处理的效果，根据有限数量的竖向承载力、变形的检验结果评价满足设计要求时，平面或竖向的不均匀也可能引起建筑物裂缝等问题，检测技术的局限性可能使工程存在某些隐患； 5. 地基处理工艺较成熟，不同的施工队伍的施工质量不尽相同； 6. 采用强夯、振冲、挤密等施工工艺，处理施工结束，场地土恢复期较短又马上进行基础施工时，基础结构可能出现开裂或影响耐久性的微裂缝。,2011.9,处理后地基性状的总体认识,凡是天然地基应该考虑、或已有解决方法的问题，在处理后地基上均应有解决办法： 1. 整体稳定分析方法； 2. 偏心荷载作用分析； 3. 材料强度验算； 4. 软弱下卧层承载力验算； 5. 有效处理深度； 6. 处理后地基的检验评价方法； 7. 处理后地基的变形评价标准。,2011.9,针对上述设计的基本概念，地基处理工程应有相应的设计对策：,1. 地基处理工程在结果验证的基础上，对承载力、变形设计指标的取值，应比天然地基严格。由于地基处理工程检验的载荷板尺寸一般比天然地基试验的大，考虑到长期荷载作用效应的影响，本次规范修订对处理后的地基载荷试验，地基承载力特征值按变形取值时应取不大于s/b或s/d等于0.01所对应的压力(s为静载荷试验承压板的沉降量；b和d分别为承压板宽度和直径)，对有经验的地区，可按当地经验确定相对变形值，但原地基土为高压缩性土层时相对变形值的最大值不应大于0.015。 2. 地基处理工程设计采用的工程地质勘察报告，应重视对土的成因和应力历史进行评价。现在大部分工程地质勘察报告内容不完整，甚至这部分内容缺失，增加了地基处理工程设计参数取值的不确定性，以至于对处理后结果的评价与实际差异较大，应进一步重视此工作，提高岩土工程勘察报告的质量。,2011.9,针对上述设计的基本概念，地基处理工程应有相应的设计对策：,3. 多种地基处理方法综合使用的处理效果评价，应采用接近于工程实际效果的大载荷板试验评价，消除和减少采用各单一处理方法检验结果进行整体处理效果评价的缺欠。 4. 处理后的地基验收检验，不仅应进行竖向承载力和变形处理效果的检验评价，还应对处理的均匀性检验评价，才能保证工程质量。本次修订对处理后地基的检验增加了均匀性检验的要求,对复合地基增强体增加了施工后进行桩体密实度（对散体材料桩）和完整性（对有粘结强度增强体）检验的要求，对有粘结强度增强体增加了单桩承载力检验要求。,2011.9,针对上述设计的基本概念，地基处理工程应有相应的设计对策：,5. 一个成熟的施工工艺，应有严格的现场操作程序。由于目前工程管理对施工工艺的监督以及施工队伍自己的管理不到位，国家对专利技术或专有技术的保护不到位，致使某些好的施工技术，由于施工队伍素质，没有掌握其关键技术的控制，致使地基处理的施工质量达不到设计要求，或出现质量事故。例如长螺旋钻压灌混凝土成桩工艺，提拔时应带压力灌注混凝土才能形成较大的桩端阻力和桩侧阻力。某些队伍为了抢进度或为了节省混凝土，先提拔再实施压灌，桩端阻力明显降低；在提拔过程中如果速度过快，可能节省混凝土，但桩的侧阻力明显比带压力灌注、提拔速度慢的要低，对于不同的土质条件应掌握提拔速度、灌注压力的施工参数，才能保证质量。所以，对新的地基处理工艺使用时不能掌握关键工艺施工要点，施工质量大不相同。地基处理工程的施工管理很重要，此次修订规范条文保留了施工管理要求的条文。,2011.9,针对上述设计的基本概念，地基处理工程应有相应的设计对策：,6. 采用强夯、振冲、挤密等施工工艺，使原地基土层产生扰动，处理施工结束后马上进行基础施工，原地基土的应力恢复以及土颗粒接触的微调整，可能会产生附加沉降，严重时可使基础产生开裂或微裂缝，并且已在工程中多次出现。其问题的根本原因在于：施工后检测结果满足设计要求，并不等于满足结构施工要求。处理工程的地基土间歇时间，因施工工艺对土的扰动恢复有关，规范条文在各工法中均有规定，工程中应严格遵守。,2011.9,根据地基工作状态地基设计时应当考虑： 1、 在长期荷载作用下，地基变形不致造成承重结构的损坏； 2、在最不利荷载作用下，地基不出现失稳现象； 3、具有足够的耐久性能。,2011.9,建筑地基基础设计的基本要求,302 根据建筑物地基基础设计等级及长期荷载作用下地基变形对上部结构的影响程度，地基基础设计应符合下列规定： 1 所有建筑物的地基计算均应满足承载力计算的有关规定； 2 设计等级为甲级、乙级的建筑物，均应按地基变形设计； 3 设计等级为丙级的建筑物有下列情况之一时应作变形验算： l）地基承载力特征值小于130kPa，且体型复杂的建筑； 2）在基础上及其附近有地面堆载或相邻基础荷载差异较大，可能引起地基产生过大的不均匀沉降时； 3）软弱地基上的建筑物存在偏心荷载时； 4）相邻建筑距离近，可能发生倾斜时； 5）地基内有厚度较大或厚薄不均的填土，其自重固结未完成时。 4 对经常受水平荷载作用的高层建筑、高耸结构和挡土墙等，以及建造在斜坡上或边坡附近的建筑物和构筑物，尚应验算其稳定性； 5 基坑工程应进行稳定性验算； 6 建筑地下室或地下构筑物存在上浮问题时，尚应进行抗浮验算。,2011.9,处理地基设计的基本要求,3.0.5 处理后的地基应满足建筑物地基承载力、变形和稳定性要求，地基处理的设计尚应符合下列规定： 1 经处理后的地基，当在受力层范围内仍存在软弱下卧层时，应进行软弱下卧层地基承载力验算； 2 按地基变形设计或应作变形验算且需进行地基处理的建筑物或构筑物，应对处理后的地基进行变形验算； 3对建造在处理后的地基上受较大水平荷载或位于斜坡上的建筑物及构筑物，应进行地基稳定性验算。,2011.9,处理地基设计的几个问题,1.承载力验算的方法及要求 -轴心荷载验算 偏心荷载验算 基础埋深的修正 2. 软弱下卧层验算 -软弱下卧层的确定 验算方法 3. 处理地基的稳定计算 -计算方法 计算参数确定 4. 地基处理材料及增强体强度控制 -作用荷载计算方法 控制标准,2011.9,承载力验算的方法及要求-承载力验算,当轴心荷载作用时 （3-1） 当偏心荷载作用时 （3-2） 式中 为处理后地基经深度修正后的承载力特征值。 偏心荷载作用下，对于换填垫层、预压地基、压实地基、夯实地基、注浆加固等处理后地基可按建筑地基基础设计规范GB50007的要求进行验算。 复合地基偏心荷载作用的地基承载力验算，仍需要满足式（3-2）的要求。 复合地基与天然地基验算偏心荷载作用的不同点，在于基础底面的抵抗距不同。,2011.9,承载力验算的方法及要求-承载力验算,2011.9,承载力验算的方法及要求-承载力验算,2011.9,承载力验算的方法及要求-承载力验算,2011.9,承载力验算的方法及要求,2011.9,承载力验算的方法及要求-承载力验算,2011.9,承载力验算的方法及要求-承载力验算,2011.9,承载力验算的方法及要求-承载力验算,2011.9,承载力验算的方法及要求-承载力验算,复合地基偏心荷载作用承载力验算应控制增强体最大受力荷载不大于1.2倍单桩承载力特征值。,2011.9,承载力验算的方法及要求-软弱下卧层承载力验算,软弱下卧层的定义： 处理地基的软弱下卧层确定： 换填垫层-已满足。 预压地基、压实地基、夯实地基、挤密地基、注浆加固地基等-应按照基础埋深、尺寸大小、荷载情况，以及经检验的地基情况，按建筑地基基础设计规范的规定。 复合地基-增强体的桩端持力层选择原则，应力扩散角的确定。,2011.9,处理地基的稳定计算,处理后的地基需进行整体稳定性分析包括以下几种情况： 1. 受较大水平荷载或位于斜坡上的建筑物及构筑物； 2. 由于不同施工段基础底标高差异较大，采用临时支挡支护； 3. 已建使用的建筑物周边进行深基坑施工等。,2011.9,处理地基的稳定计算,预压地基、压实填土地基、强夯处理地基、注浆加固地基等处理地基的整体稳定性分析方法可按天然地基同样的方法，并应采用地基处理后的土性参数。 考虑处理后的地基土工程性质与天然地基土工程性质的差异，稳定安全系数的最低要求从1.2提高到1.3。 各种稳定分析方法对同一工程，同样土性参数，得到的稳定安全系数不同，这是工程界一致的认识。规范规定的最低稳定安全系数是针对瑞典圆弧滑动法分析的，采用其他稳定分析方法时最低稳定安全系数的要求应相应提高。,2011.9,处理地基的稳定计算,建造在复合地基上的建筑物稳定性分析方法 对砂桩、碎石桩复合地基，可将砂桩、碎石桩材料的抗剪强度指标按面积置换率折算为复合土的抗剪强度指标，进行计算分析，国内外均有实际工程应用的实例； 对于有粘结强度增强体复合地基，其稳定计算方法有不同的认识，工程应用中出现直接把有粘结强度增强体材料的抗剪强度指标按砂桩、碎石桩复合地基同样的计算方法处理，以致得到的稳定安全系数偏高，看似满足设计要求，而工程出现塌方事故的情况。 国内学术界对这个问题进行了热烈的讨论，得到了许多一致的认识。首先对失稳机理的认识，可认为是：由于增强体没有钢筋等韧性材料，在滑动力的作用下，桩体受弯产生裂缝，以致桩体断裂，整体抗滑作用降低并逐渐发展，以致形成连续滑动面。对这样的破坏工况进行分析，目前国内也作过许多研究工作。,2011.9,处理地基的稳定计算,本次修订规范组对处理地基的稳定分析方法进行了专题研究。 天津大学在软土地基上复合地基整体稳定计算方法专题报告中，对同一工程算例采用传统的复合地基稳定计算方法、英国加筋土及加筋填土规范计算方法、考虑桩体弯曲破坏的可使用抗剪强度计算方法、桩在滑动面断开处发挥摩擦力的计算方法、扣除桩分担荷载的等效荷载法、等效砂桩法等进行了对比分析。采用考虑滑动面以上桩侧摩阻力的计算方法和等效砂桩法时，计算得到的安全系数与考虑桩体弯曲破坏的等效抗剪强度的计算方法得到的安全系数比较接近。提出了可采用考虑桩体弯曲破坏的等效抗剪强度计算方法、扣除桩分担荷载的等效荷载法、等效砂桩法进行软土地基上复合地基的整体稳定性的建议。并提出了不同计算方法对应不同最小安全系数取值的建议。,2011.9,处理地基的稳定计算,中国建筑科学研究院地基所采用geoslope计算软件的有限元圆弧滑动法对某一实际工程采用砂桩复合地基加固以及采用刚性桩加固进行了稳定性分析对比21。砂桩的抗剪强度由砂桩的密实度确定，刚性桩的抗剪强度指标由桩折断后的材料摩擦系数确定。对比分析结果说明，如果考虑刚性桩折断，采用材料摩擦性质确定抗剪强度指标，刚性桩加固后的稳定安全系数与砂桩复合地基加固接近（不考虑砂桩排水固结作用）。,2011.9,处理地基的稳定计算,本次修订规定处理后的地基上建筑物稳定分析可采用圆弧滑动法，其稳定安全系数不应小于1.30。散体加固材料的抗剪强度指标，可按加固体的密实度通过试验确定，这是常用的方法。胶结材料抵抗水平荷载和弯矩的能力较弱，其对整体稳定的作用（这里主要指具有胶结强度的竖向增强体），假定其桩体完全断裂，按滑动面材料的摩擦性能确定抗剪强度指标，对工程验算是安全的。 规范修订组的验算结果表明，采用无配筋的竖向增强体地基处理，其提高稳定安全性的能力是有限的。工程需要提高整体稳定安全性时增强体应配置钢筋，提高增强体的抗剪能力，对于重要的工程或对于安全性要求高的工程，应采用设置抗滑结构的措施，满足稳定安全性要求。,2011.9,地基处理材料及增强体强度控制,地基处理材料及增强体强度应该是处理地基的效果以及工程安全的基本保证，应特别引起重视。 设计安全度 检验方法及评价,2011.9,. 地基处理材料及增强体强度控制,有粘结强度增强体的强度验算 混凝土材料的立方强度与轴心抗压强度设计值换算，之间应有2.09的系数关系。根据构件材料的分项安全系数设计方法，荷载分项安全系数应取1.35，复合地基增强体最大受力控制为1.2倍单桩承载力特征值，再考虑施工条件、养护条件、桩体脆性破坏性质等，本次修订按增强体立方强度（其他材料复合地基增强体强度均借鉴混凝土强度表达方法）表达的材料强度安全系数提高到4.0。 对具有胶结强度的复合地基增强体强度应按建筑物基础底面作用在增强体上的压力进行验算，当复合地基承载力验算需要进行基础埋深的深度修正时，增强体桩身强度验算应按基底压力验算。本次修订给出了验算条件。,2011.9,地基处理材料及增强体强度控制,2011.9,处理地基检验及验收的几个问题,1.处理效果的检验与评价 -检验方法 评价方法 2. 多种处理方法综合使用的检验与评价-检验方法 评价方法,2011.9,处理效果的检验与评价,承载力、地基变形： -以载荷试验为主，结合其他原位测试及工程经验综合确定。（载荷板的尺寸效应、检验评价深度） 处理地基的均匀性： -以原位测试为主。（处理的范围和深度） 施工质量： -载荷试验结合其他原位测试。（材料强度及其他） 特殊性土：应满足相关规范要求。,2011.9,多种处理方法综合使用的检验与评价,大尺寸载荷板的静载荷试验 取值标准 施工质量检验（包括均匀性）,2011.9,主要修订内容,修订后规范的主要技术内容是：1、总则，2、术语和符号，3、基本规定，4、换填垫层，5、预压地基，6、压实、夯实、挤密地基，7、复合地基，8、注浆加固，9、微型桩加固，10、检验与监测等。 1. 增加处理后的地基应满足建筑物承载力、变形和稳定性要求的规定； 2. 增加采用多种地基处理方法综合使用的地基处理