土木工程施工-第4讲_基坑验槽及地基加固处理

1、土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业第第2章章 地基处理地基处理与桩基工程与桩基工程第第4 4讲讲 基坑验槽地基加固处理基坑验槽地基加固处理第第5 5讲讲 砼预制桩施工砼预制桩施工第第6 6讲讲 砼灌注桩施工砼灌注桩施工 【教学要求教学要求】了解基坑验槽和地基加固的方法，掌了解基坑验槽和地基加固的方法，掌握地基加固的原理和拟定加固方案的原则；了解预制桩握地基加固的原理和拟定加固方案的原则；了解预制桩的构造，掌握锤击沉桩、静力的构造，掌握锤击沉桩、静力沉桩、振动沉桩和射水沉沉桩、振动沉桩和射水沉桩的施工桩的施工方法；了解各类灌注桩的工艺原理和施工要点。方法；了解各类灌注桩的

2、工艺原理和施工要点。了解了解工程质量控制和检测验收的方法。工程质量控制和检测验收的方法。 【教学重点教学重点】 。 【教学难点教学难点】。 【时间安排时间安排】 本章共本章共3讲、讲、6学时。学时。第第2 2章章 地基处理与桩基工程地基处理与桩基工程第第4讲讲 基坑验槽基坑验槽及地基加固处理及地基加固处理 1 1 基坑验槽基坑验槽 2 2 地基加固处地基加固处理理第第2 2章章 地基处理与桩基工程地基处理与桩基工程1 1 基坑验槽基坑验槽 当基坑（槽）挖至设计标高后，应组织当基坑（槽）挖至设计标高后，应组织勘察、设计、勘察、设计、监理、施工方监理、施工方和和业主代表业主代表共同检查坑底土层是否

3、与勘察、设计资共同检查坑底土层是否与勘察、设计资料相符，是否存在料相符，是否存在填井、填塘、暗沟、墓穴填井、填塘、暗沟、墓穴等不良情况，这称为等不良情况，这称为验槽验槽。 验槽验槽的方法以的方法以观察观察为主，辅以为主，辅以夯、拍夯、拍或或轻便勘探轻便勘探。第第4 4讲讲 基坑验槽及地基加固处理基坑验槽及地基加固处理基坑验槽基坑验槽 基坑验槽基坑验槽共共4141页页 第第1 1页页1.1 1.1 观察验槽观察验槽 观察验槽的内容包括：观察验槽的内容包括： 检查基坑检查基坑( (槽槽) )的的位置、断面尺寸、位置、断面尺寸、标高标高和和边坡边坡等是否符合设计要求。等是否符合设计要求。 检查槽底是

4、否已挖至老土层检查槽底是否已挖至老土层( (地基地基持力层持力层) )上，是否继续下挖或进行处理。上，是否继续下挖或进行处理。 对整个槽底土进行全面观察：土对整个槽底土进行全面观察：土的的颜色颜色是否均匀一致；土的是否均匀一致；土的坚硬程度坚硬程度是否是否均匀一致，有无均匀一致，有无局部过软局部过软或或过硬过硬；土的含；土的含水量情况，有无水量情况，有无过干过湿过干过湿；在槽底行走或；在槽底行走或夯拍，有无夯拍，有无振颤现象振颤现象或或空穴声音空穴声音等。等。 挖掘探查挖掘探查拉线检查拉线检查共共4141页页 第第2 2页页1 1 基坑验槽基坑验槽1.2 1.2 夯、拍验槽夯、拍验槽 夯、拍验

5、槽是用夯、拍验槽是用木夯、蛙式打夯机木夯、蛙式打夯机或其他施工工具对或其他施工工具对干燥的基坑进行夯、拍（干燥的基坑进行夯、拍（对潮湿和软土地基不宜夯、拍，以免破对潮湿和软土地基不宜夯、拍，以免破坏基底土层坏基底土层），从夯、拍声音判断土中是否存在），从夯、拍声音判断土中是否存在土洞土洞或或墓穴墓穴。对。对可疑迹象，应用轻便勘探仪进一步调查。可疑迹象，应用轻便勘探仪进一步调查。 观察验槽应重点注意观察验槽应重点注意柱基、柱基、墙角、承重墙下墙角、承重墙下受力较大的部位。受力较大的部位。仔细观察基底土的仔细观察基底土的结构、孔隙、结构、孔隙、湿度、含有物湿度、含有物等，并与设计勘察等，并与设计勘

6、察资料相比较，确定是否已挖到资料相比较，确定是否已挖到设设计的土层计的土层。对于可疑之处应局部。对于可疑之处应局部下挖检查。下挖检查。共共4141页页 第第3 3页页1 1 基坑验槽基坑验槽1.3 1.3 轻便勘探轻便勘探验槽验槽 轻便勘探验槽是用轻便勘探验槽是用钎探、轻便动力触探、手摇小螺纹钎探、轻便动力触探、手摇小螺纹钻、洛阳铲钻、洛阳铲等对地基等对地基主要受力层范围主要受力层范围的土层进行勘探，或对上述的土层进行勘探，或对上述观察、夯或拍发现的异常情况进行观察、夯或拍发现的异常情况进行探查探查。基坑底层基土质量钎探检查基坑底层基土质量钎探检查 共共4141页页 第第4 4页页1 1 基坑

7、验槽基坑验槽轻、重型轻、重型动力触探仪动力触探仪动力、静力触探动力、静力触探一体履带车系统一体履带车系统地基钎探施工现场地基钎探施工现场 地基钎探施工现场地基钎探施工现场共共4141页页 第第5 5页页1.3 1.3 轻便勘探验槽轻便勘探验槽2 2 地基加固处理地基加固处理 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( (强度不足强度不足或或压缩性压缩性大大) )，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，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，性质，提高承载力、增加稳定性，减少地基变形提高承载力、增加稳定性，减少地基变形和和基础埋置深度

8、基础埋置深度。第第4 4讲讲 基坑验槽及地基加固处理基坑验槽及地基加固处理2.1 地基加固的原理地基加固的原理共共4141页页 第第6 6页页2.1 2.1 地基加固的原理地基加固的原理 “将土质由松变实将土质由松变实”，“将土的含水量由高变低将土的含水量由高变低”，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一加固原理出发 。共共4141页页 第第7 7页页2.1.1 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；降低软；降低软弱地基

9、的弱地基的压缩性压缩性、减少基础的、减少基础的沉降沉降；防止地震时地基土；防止地震时地基土的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。 2.1.2 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共共4141页页 第第8 8页页2.1 2.1 地基加固的原理地基加固的原理 软弱地基包括：软弱地基包括：淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填淤泥、淤泥质土、冲填土、杂填土或其它高压缩性土层构成的地土或其它高压缩性土层构成的地基。基。2.1 2.1 地基加固的原理地基加固的原理 2.1.3 地基处理

10、的对象地基处理的对象 特殊土地基包括：特殊土地基包括：软土、软土、湿陷性黄土、膨胀土、红粘土和湿陷性黄土、膨胀土、红粘土和冻土等地基。冻土等地基。共共4141页页 第第9 9页页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2.1.42.1.4 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施，绝不能单纯对地基进行处理。其具体措施有：应措施

11、，绝不能单纯对地基进行处理。其具体措施有： 改变改变建筑体形建筑体形，简化，简化建筑平面建筑平面； 调整调整荷载差异荷载差异； 合理设置合理设置沉降缝沉降缝； 采用采用轻型结构、柔性结构轻型结构、柔性结构； 加强房屋的加强房屋的整体刚度整体刚度； 偏心荷载较大时，对偏心荷载较大时，对基础进行移轴处理基础进行移轴处理； 施工中正确安排施工中正确安排施工顺序施工顺序和和施工进度施工进度。共共4141页页 第第1010页页2.1 2.1 地基加固的原理地基加固的原理 地基加固处理的方法很多，归纳起来无非是：地基加固处理的方法很多，归纳起来无非是：“挖挖”、“填填”、“换换”、“夯夯”、“压压”、“挤

12、挤”、“拌拌”七个字。七个字。 2 2 地基加固处理地基加固处理2.2 地基加固的方法地基加固的方法 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求，变形满足不了建筑地基的要求，而软弱土层的厚度不大时，挖而软弱土层的厚度不大时，挖去软土层将基础置于承载力大去软土层将基础置于承载力大的基岩或坚硬的土层中，最为的基岩或坚硬的土层中，最为经济。经济。 共共4141页页 第第1111页页挖去厚度不大的软土层挖去厚度不大的软土层 当软土层较厚、承载力或变形又与建筑地基要求的当软土层较厚、承载力或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厚度的好土，差距不大时，可在

13、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，减小软土层的承压力。以提高地基持力层的承载力，减小软土层的承压力。在软土层上回填好土在软土层上回填好土2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页 第第1212页页 软土层较厚时，将基础下面一定范围内的软土挖去软土层较厚时，将基础下面一定范围内的软土挖去, ,代之以代之以人工填筑的垫层作持力层人工填筑的垫层作持力层。采用砂石、三合土、。采用砂石、三合土、矿渣、素土等材料换土的地基分别称为矿渣、素土等材料换土的地基分别称为砂石地基砂石地基、三合三合土地基土地基、粉煤灰地基粉煤灰地基。2.2.1 换填法换填法 砂石地基施工砂

14、石地基施工 砂石垫层剖面图砂石垫层剖面图2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页 第第1313页页 利用打夯工具或机具夯击土壤，排出土壤中的水分利用打夯工具或机具夯击土壤，排出土壤中的水分, ,加速土壤的固结，提高土壤的密实度和承载力。加速土壤的固结，提高土壤的密实度和承载力。 2.2.2 夯实法夯实法 平板振动夯进行地基夯实平板振动夯进行地基夯实 冲击夯进行软土压实施工冲击夯进行软土压实施工2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页 第第1414页页 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

15、大吨位夯锤( (一般一般不小于不小于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，对土体进行，对土体进行强力夯实强力夯实。 强夯施工中强夯施工中2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法 强夯适用于强夯适用于粘性土、湿陷性黄土粘性土、湿陷性黄土及及人工填土地基人工填土地基的加固。但强夯产生的加固。但强夯产生的振动对已建成或在建的建筑物有影的振动对已建成或在建的建筑物有影响时，不得采用。响时，不得采用。 共共4141页页 第第1515页页强夯法施工强夯法施工 强夯可提高地基土的强度，降低强夯可提高地基土的强度，降低土的压缩性，改善土的抗液化条件。土

16、的压缩性，改善土的抗液化条件。 吊起夯锤吊起夯锤自动脱钩装置自动脱钩装置起重机配三角架起吊起重机配三角架起吊夯锤下落瞬间夯锤下落瞬间起重机配龙门架起重机配龙门架起吊起吊夯坑夯坑2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页 第第1616页页 夯锤一般重夯锤一般重101025t25t，大吨位锤通常采用，大吨位锤通常采用钢板外壳内灌砼，也可用局部钢板浇筑砼组钢板外壳内灌砼，也可用局部钢板浇筑砼组合锤。锤底面积宜按土的性质确定，锤底静合锤。锤底面积宜按土的性质确定，锤底静压力值可取压力值可取252540KPa40KPa。夯锤中宜设置若干上。夯锤中宜设置若干上下贯通的气孔，可减小夯锤起吊

17、时的吸力下贯通的气孔，可减小夯锤起吊时的吸力（夯锤吸力可达（夯锤吸力可达3 3倍锤重）。倍锤重）。 夯锤上气孔夯锤上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，容易偏比过大，容易偏锤，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2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页 第第1717页页 在夯坑内回填块、碎石，强行在夯坑内回填块、碎石，强行夯入并排开软土，形成砂石桩与软夯入并排开软土，形成砂石桩与软土的复合地基，称之为土的复合地基，称之为强夯置换强夯置换（或（或动力置换动力

18、置换、强夯挤淤强夯挤淤）。）。 强夯置换强夯置换2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法强夯置换施工强夯置换施工 碎石被夯入深坑中碎石被夯入深坑中 起出并清理夯锤起出并清理夯锤共共4141页页 第第1818页页 利用压实机械碾压地基土壤，使地基压实排水固结。利用压实机械碾压地基土壤，使地基压实排水固结。也可采用也可采用预压固结法预压固结法，即先在地基范围的地面上，堆置重物预压，即先在地基范围的地面上，堆置重物预压一段时间一段时间, ,使地基压密，以提高承载力，减少沉降量。使地基压密，以提高承载力，减少沉降量。 2.2.3 预压法预压法排水固结法排水固结法 排水固结法排水固结法水平排水体水平

19、排水体竖向排水体竖向排水体塑料排水带塑料排水带排水系统排水系统加压系统加压系统降低地下水法降低地下水法真空法真空法堆载法堆载法砂垫层砂垫层袋装砂井袋装砂井普通砂井普通砂井电渗法电渗法2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页 第第1919页页 堆载预压法堆载预压法 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。积随之减少，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 堆载预压法包括堆载预压法包括加压系统加压系统和和排水系统排水系统。 按堆载材料分为按

20、堆载材料分为自重预压、加载预压自重预压、加载预压和和加水预压加水预压。 按加压程序可分为按加压程序可分为单级加荷单级加荷和和多级加荷多级加荷。 加水预压加水预压2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页 第第2020页页 是在软土地基表面先铺设砂垫层、埋设垂直排水竖井，再用是在软土地基表面先铺设砂垫层、埋设垂直排水竖井，再用不透气的封闭膜使之与大气隔绝，薄膜四周埋入土中，通过埋设不透气的封闭膜使之与大气隔绝，薄膜四周埋入土中，通过埋设的排水竖井，用真空装置进行抽气。抽气使地表砂垫层及排水竖的排水竖井，用真空装置进行抽气。抽气使地表砂垫层及排水竖井内形成井内形成负压负压，使土体

21、内部与排水竖井之间形成，使土体内部与排水竖井之间形成压力差压力差。压差作。压差作用下土体中的孔隙水不断由排水竖井排出，从而使用下土体中的孔隙水不断由排水竖井排出，从而使土体固结土体固结。 真空预压法真空预压法 吹填施工吹填施工软弱的吹填地基软弱的吹填地基2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页 第第2121页页 真空预压和降水预压是在负真空预压和降水预压是在负超静水压力下排水固结，又称为超静水压力下排水固结，又称为负压固负压固结结。 按照竖向排水体的不同，真空预压按照竖向排水体的不同，真空预压法又可分为法又可分为普通砂井普通砂井、袋装砂井袋装砂井和和塑料塑料排水带排水带。袋

22、装砂井施工袋装砂井施工 袋装砂井施工机械袋装砂井施工机械 袋装砂井埋设完毕袋装砂井埋设完毕袋装砂井袋装砂井2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页 第第2222页页袋装砂井埋设完毕袋装砂井埋设完毕2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页 第第2323页页土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业袋装砂井与排水横管连接袋装砂井与排水横管连接土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业插板机在进行塑料排水带施工插板机在进行塑料排水带施工2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法塑料排水带埋设完毕塑料排水带埋设完毕共共4141页

23、页 第第2626页页土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业真空预压法真空预压法覆盖封闭膜覆盖封闭膜土木工程施工土木工程施工邵阳学院邵阳学院 土木专业土木专业真空预压法真空预压法排气进行时排气进行时真空预压法的新发展真空预压法的新发展低位真空预压法低位真空预压法高真空击密法高真空击密法覆水真空预压法覆水真空预压法覆水真空预压法覆水真空预压法2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页 第第2929页页 用带桩靴的工用带桩靴的工具式桩管打入土中，挤压具式桩管打入土中，挤压土壤形成桩孔，拔出桩管土壤形成桩孔，拔出桩管再在桩孔中灌入砂石或石再在桩孔中灌入砂石或石灰、

24、素土、灰土等填充料灰、素土、灰土等填充料进行捣实。其原理是挤密进行捣实。其原理是挤密土壤、排水固结，提高地土壤、排水固结，提高地基的承载力，俗称基的承载力，俗称“挤密挤密桩桩”。包括包括碎碎( (砂砂) )石桩、石桩、石灰桩、灰土桩、石灰桩、灰土桩、CFGCFG桩桩等。等。2.2.4 深层挤密法深层挤密法施工完的灰土桩施工完的灰土桩灰土桩施工现场灰土桩施工现场2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页 第第3030页页 CFGCFG桩桩 CFG CFG桩又称桩又称水泥粉煤灰碎石水泥粉煤灰碎石桩桩。由长螺旋钻机或振动沉管桩机成孔，。由长螺旋钻机或振动沉管桩机成孔，将碎石、石屑、

25、砂、粉煤灰掺水泥加水将碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和灌注成桩。拌和灌注成桩。CFGCFG桩的适用范围很广桩的适用范围很广, ,在在砂土、粉土、粘土、淤泥质土、杂填砂土、粉土、粘土、淤泥质土、杂填土土等地基均有大量成功的实例。等地基均有大量成功的实例。CFG桩破桩头施工现场桩破桩头施工现场CFG桩施工现场桩施工现场CFG桩和桩和桩间土通过桩间土通过褥垫层形成褥垫层形成CFG桩复桩复合地基合地基 2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页 第第3131页页 挤密碎石桩挤密碎石桩 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

26、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。碎石桩施工流程图碎石桩施工流程图边击实、边拔管边击实、边拔管碎石桩施工全景碎石桩施工全景2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页 第第3232页页干法振冲碎石桩干法振冲碎石桩- -底部给料底部给料( (法国公司法国公司) )2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法振冲碎石桩施工振冲碎石桩施工待

27、验收的待验收的碎石桩碎石桩共共4141页页 第第3333页页2.2.5 2.2.5 化学化学( (注浆注浆) )加固法加固法 是指用是指用旋喷法旋喷法或或深层搅拌法深层搅拌法加固地基。原理是利用加固地基。原理是利用高高压射流切削土壤压射流切削土壤，旋喷浆液旋喷浆液( (水泥浆、水玻璃、丙凝等水泥浆、水玻璃、丙凝等) )，搅拌浆搅拌浆土土，使，使浆液浆液和和土壤混合土壤混合，凝结成坚硬的，凝结成坚硬的柱体柱体或或土壁土壁。 深层搅拌桩深层搅拌桩 深层搅拌机定位启动后，叶深层搅拌机定位启动后，叶片旋转切削土壤，下沉至设计深片旋转切削土壤，下沉至设计深度后缓慢提升搅拌机，同时喷射度后缓慢提升搅拌机，

28、同时喷射水泥浆与软粘土水泥浆与软粘土强制拌和强制拌和，待搅，待搅拌机提升到地面时再拌机提升到地面时再原位下沉提原位下沉提升搅拌升搅拌一次，使浆土均匀混合形一次，使浆土均匀混合形成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2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页 第第3434页页SMWSMW工法桩工法桩 SMW SMW工法桩是深层搅工法桩是深层搅拌桩的一项新工艺，以拌桩的一项新工艺，以多轴型钻多轴型钻掘搅拌机掘搅拌机钻掘，在钻头处喷出水钻掘，在钻头处喷出水泥系强化剂与地基土泥系强化剂与地基土反复混合搅反复混合搅拌拌，各施工单元之间采取，各施工单元之间采取重叠搭重叠搭接接施工，在水泥土混合体未结硬施工，在水泥土混合体未结硬前插入前插入H H型钢或钢板作为型钢或钢板作为应力补应力补强材强材，形成一道具有一定强度和，形成一道具有一定强度和刚度的、连续完整的、无接缝的刚度的、连续完整的、无接缝的地下墙体地下墙体。2.2 2.2 地基加固的方法地基加固的方法共共4141页页 第第3535页页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型钢补强材型钢补强材导沟导沟三轴型钻掘搅拌机三轴型钻掘搅拌机