地基与基础工程施工课件

地基与基础工程施工课件第1页，共71页，2023年，2月20日，星期四第2章地基与基础工程施工第2页，共71页，2023年，2月20日，星期四

地基处理方法分类

如表。地基处理方法分类2.1地基处理

编号分类处理方法适用范围1碾压及夯实重锤夯实，机械碾压，振动压实，强夯（动力固结）适用于碎石土、砂土、粉土、低饱和度的粘性土、杂填土等，对饱和粘性土应慎重采用2换土垫层砂石垫层，素土垫层，灰土垫层，矿渣垫层适用于处理暗沟、暗塘等软弱土地基3排水固结天然地基预压，砂井预压，塑料排水带预压，真空预压，降水预压适用于处理饱和软弱土层；对于渗透性极低的泥碳土，必须慎重对待4振密挤密振冲挤密，灰土挤密桩，砂桩，石灰桩，爆破挤密适用于处理松砂、粉土、杂填土及湿陷性黄土5置换及拌入振冲置换，深层搅拌，高压喷射注浆，石灰桩等粘性土、冲填土、粉砂、细砂等。振冲置换法对于不排水剪强度小于20kPa时慎用6加筋土工合成材料加筋，锚固，树根桩，加筋土软弱土地基、填土及陡坡填土、砂土7其他灌浆，冻结，托换技术，纠偏技术根据实际情况确定第3页，共71页，2023年，2月20日，星期四

2.1.1局部地基处理

1.松土坑（填土、墓穴、淤泥）的处理

1）挖除松软虚土，回填与天然土压缩性相近的材料（见图2-1a）。

2）将该范围内的基槽适当加宽（见图2-1b）。

3）将该部分基础落深（见图2-1c）；如深度较大，用灰土分层回填夯实至坑底平。

4）松土坑较深且大于槽宽或1.5m时，按以上要求处理到老土，槽底处理完毕后，还应当考虑是否需要加强上部结构的强度（见图2-1d）。

5）如遇到地下水位较高，坑内无法夯实时，可将坑（槽）中软弱虚土挖去，再用砂土、砂石或混凝土代替灰土回填；或地下水位以下用粗砂与碎石回填，地下水位以上用灰土回填夯实至要求高度（见图2-1e）。

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2.砖井及土井的处理

1）先用素土分层夯实，回填到室外地坪以下1.5m处，将井壁四周砖圈拆除或松软部分挖去，然后用素土分层回填并夯实（见图2-2a）。

2）用中、粗砂及块石、卵石或碎砖等回填到地下水位以上50cm。可用大块石将下面软土挤紧，再分层回填素土夯实（见图2-2b）。

3）在部分拆除后的砖石井圈上加钢筋混凝土盖封口，上面用素土或2:8灰土回填，夯实至槽底（见图2-2c）。

4）基础加固处理，可采用从基础中挑钢筋混凝土梁，或将基础沿墙长方向向外延长出去，使延长部分落在天然土上，并在墙内配筋或用钢筋混凝土梁来加强（见图2-2d）。

5）可用大块石将下面软土挤密，在井内设灰土挤密桩或石灰桩处理（见图2-2e）。第5页，共71页，2023年，2月20日，星期四

3.局部范围内硬土的处理基础下局部遇基岩、旧墙基、大孤石、老灰土或圬工构筑物等，尽可能挖除，以防建筑物由于局部落于坚硬地基上，造成不均匀沉降而使建筑物开裂；或将坚硬地基部分凿去30～50cm深，再回填土、砂混合物或砂作软性褥垫，起到调节变形作用，避免裂缝（见图2-3）。如硬物挖除困难，可在其上设置钢筋混凝土过梁跨越，并与硬物间保留一定空隙或在硬物上部设置一层软性褥垫以调整沉降。第6页，共71页，2023年，2月20日，星期四

4.橡皮土的处理当地基为粘性土，且含水量很大趋于饱和时，夯拍后会使地基土变成踩上去有一种颤动感的土，称“橡皮土”。橡皮土不宜直接夯拍，因为夯拍将扰动原状土，土颗粒之间的毛细孔将被破坏，在夯拍面形成硬壳，水分不易渗透和散发。可采用翻土晾槽或掺石灰粉的办法降低土的含水量，然后再根据具体情况选择施工方法及基础类型如果地基土已发生了颤动现象，可加铺一层碎石夯击，以将土挤密。如果基础荷载较大，可在橡皮土上打入大块毛石或红机砖挤密土层，然后满铺50cm碎石后再夯实。亦可采用换土方法，将橡皮土挖除，填以砂土或级配碎石。第7页，共71页，2023年，2月20日，星期四

2.1.2砂石垫层施工

1.对材料的要求

1）宜采用级配良好、质地坚硬的材料，以中粗砂为好。

2）砂垫层含泥量不宜超过5%；

3）不得含有草根、垃圾等有机质杂物。

4）作排水垫层时，含泥量不宜超过3%，并且不应有过大的石块和碎石。

5）对于湿陷性黄土地基不应选用透水性的砂石垫层。

2.压实方法及工具我国目前常用的方法有振动法（包括平振、插振）、夯实法、水撼法、碾压法等。砂和砂石垫层首选振动法，因为振动比碾压更能使砂和砂石密实。常采用的机具有：振捣器、振动压实机、平板振动器、蛙式打夯机等。

3.施工程序验槽→地基处理→基底表面浮土、淤泥、杂物清理→垫层。

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4.其他施工要点

1)深度不同时，土面应挖成阶梯或斜坡搭接。分层铺设时，接头应作成斜坡或阶梯形搭接，每层错开0.5~1.0m。

2)基坑开挖后应及时回填，不应暴露过久。如垫层下有厚度较小的淤泥或淤泥质土层，可先在软弱土面上堆填块石、片石等，然后将其压入以置换和挤出软弱土，再作垫层。

3)基坑预先安好5m×5m网格标桩，挖制每层的铺设厚度。夯实、碾压遍数、振实时间应通过试验确定。

4)采用细砂作垫层材料时，不宜使用平振法、插振法和水撼法，以免产生液化现象。

5)地下水位降低到基坑底500mm以下。

6)当采用水撼法或插振法施工时，以振捣棒插入振捣，以不再冒气泡为准；同时应采取措施作到有控制地注水和排水。插入式振动棒振完所留孔洞应用砂填实。

7)垫层铺设完毕，应即进行下道工序施工，严禁小车及人在砂层上面行走，必要时，在垫层上铺板行走。第9页，共71页，2023年，2月20日，星期四

2.1.3灰土垫层施工

1．土料粘性土及塑性指数大于4的粉土，淤泥、耕植土、冻土、膨胀土以及有机质含量超过8%的土料，都不得使用。土料应过筛，其粒径不应大于15mm。

2．石灰熟石灰应预过筛，其粒径不得大于5mm，且不应夹有未熟化的生石灰块粒及其他杂质，也不得含有过多的水分。一般常用的熟石灰粉末其质量应符和Ⅲ级以上的标准，活性CaO+MgO含量不低于50%。当活性氧化物含量不高时，应相应增加石灰的用量。石灰的贮存时间不宜超过三个月，长期存放将会使其活性降低。第10页，共71页，2023年，2月20日，星期四

施工程序

验槽→晾干积水、淤泥→地基处理→清除松土，并打两遍底夯→垫层。其他施工要点

1）灰土翻拌颜色一致。

2）一般最优含水量为14%～18%，现场以手搓成团，两指轻捏即散为宜。

3）每层虚铺厚度、遍数由试夯（或碾压）确定。

4）灰土分段施工时，不得在墙角、柱基及承重窗间墙下接缝，上下两层的接缝距离不得小于500mm，接缝处作成直槎。

5）灰土应当日铺填夯压，夯实后的灰土30d内不得受水浸泡。刚打完的灰土，如突然遇雨应将松软灰土除去，并补填夯实，稍受湿的灰土可在晾干后补夯。

6）冬季施工，必须在基层不冻的状态下进行，土料应覆盖保温，冻土及夹有冻块的土料不得使用。第11页，共71页，2023年，2月20日，星期四

2.1.4灰土桩施工

1.材料要求生石灰应消解3～4天后过筛，粒径不大于5mm。石灰质量不低于Ⅲ级，活性CaO+MgO含量（按干重计）不小于50%。

2.施工程序成孔、夯填工艺和挤密效果实验→基坑挖好，预留20～30cm土层→成孔→夯填。

3.施工机具

1）成孔设备：一般采用柴油打桩机或自制锤击式打桩机，亦可采用冲击钻机或洛阳铲成孔。

2）夯实机具：常用具有偏心轮夹杆式夯实机和卷扬机提升式夯实机（见图2-4）两种，后者工程中应用较多。

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4.其他施工要点

1）成孔施工时地基土宜接近最优含水量。

2）回填施工前，孔底必须夯实。逐层夯实。桩顶应高出设计标高15cm，挖土时将高出部分铲除。

3）成孔和回填夯实的施工顺序，宜间隔进行。

4）当孔底有地下水流入时，可采用井点降水后再回填填料或向桩孔内填入一定数量的干砖渣和石灰，经夯实后再分层填入填料。

5）施工过程中，应有专人监测成孔及回填夯实的质量并做好施工记录。

6）雨季或冬季施工，应采取防雨、防冻措施，防止灰土受雨水淋湿或冻结。第13页，共71页，2023年，2月20日，星期四

2.1.5夯实水泥土桩施工

1.材料要求

1）水泥宜采用32.5或42.5矿渣水泥或普通硅酸盐水泥。

2）土料宜采用粘性土、粉土、粉细砂、碴土，土料中有机质含量不得超过5%，不得含有冻土或膨胀土，使用时应过20～25mm筛。

3）混合料搅拌均匀，含水量与最优含水量允许偏差为±2%。混合料拌合后应在两小时内用于成桩。

2.成孔机械沉管、螺旋钻孔、洛阳铲等。

3.桩体施工工艺成孔→夯实孔底→填料→夯实→填料→……→封顶→夯实。

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2.1.6地基处理施工质量验收与安全技术

1.灰土砂石垫层的质量检验

1）灰土、砂、石等原材料质量、配合比应符合设计要求，砂、石应搅拌均匀。

2）施工过程中必须检查分层厚度、分段施工时搭接部分的压实情况，加水量、压实遍数、压实系数。

3）施工结束后，应检验灰土、砂石地基的承载力。

4）灰土砂石地基的质量验收标准符合表2-2的规定。

5）压实系数的测定方法：环刀取样检验，取样点应位于每层2/3深度处，对大基坑每50～100m2应不少于1个检验点；对基槽每10～20m应不少于1个点；每个单独柱基应不少于1个点。

6）灰土表面应平整、无松散、起皮和裂缝现象。第15页，共71页，2023年，2月20日，星期四

2.灰土桩的质量检验

1）施工前应对灰土的质量、桩孔放样位置等进行检查；施工中应检查桩孔直径、桩孔深度、夯击次数、填料的含水量等；施工结束后，应检验成桩的质量及地基承载力。

2）灰土桩地基质量检验标准应符合表2-3的规定。

3）灰土桩的检测方法：桩成孔质量应按桩数5%抽查；其承载力检验，数量为总数的0.5%～1%，但不应少于3处。有单桩强度检验要求时，数量为总数的0.5%～1%，但不应少于3根。第16页，共71页，2023年，2月20日，星期四

3.夯实水泥土桩的质量检验

1）水泥及夯实用土料的质量应符合设计要求；施工中应检查孔位、孔深、孔径、水泥和水的配比、混合料含水量等；施工结束后，应对桩体质量及复合地基承载力进行检验，褥垫层应检查其夯填度。

2）夯实水泥土桩的质量检验标准应符合表2-4的规定。

3）褥垫层的质量控制：褥垫层材料应不含植物残体、垃圾等杂物，当采用散体材料时，最大粒径不宜大于20mm；褥垫层铺设厚度要均匀，厚度允许偏差±20mm；褥垫层应宽出基础轮廓线外缘100mm，铺平后须振实或夯实，夯填度符合表2-10的规定。

4）夯实水泥桩的质量控制：按设计布桩图放线布点、设专人监测成孔、成桩质量，并作好施工记录，发现问题及时处理；雨季或冬季施工时，应采取防雨、防冻措施，防止原料淋湿或冻结；施工中要预防触电、机械倾倒、高空坠落等恶性事故的发生，确保安全。

5）夯实水泥桩的质量检验：按施工图及设计变更通知书检验桩位及桩数，若有漏桩必须补足；桩体质量的抽检量不应少桩体总数的2%，且不少于5根，当采用人工夯实时，应加倍抽检，应在成桩过程中随时随机抽取。检验方法可采用取样检测桩体材料的压实系数，一般为0.93；也可采用轻便触探法检测桩体材料的N10击数，一般不应低于30击。

6）地基承载力检验：一级建筑物、地质条件复杂的场地或在同一场地地基处理面积较大时，应进行单桩复合地基载荷试验，检验数量不应少于3点；必要时尚可进行多桩复合地基载荷试验。检验不合格时应采取补救措施。第17页，共71页，2023年，2月20日，星期四

4.地基处理安全技术

1)操作人员应熟悉操作规程。

2)操作人员应正确穿戴安全防护用品。

3)安全措施、安全操作规程健全。

4)器材堆放整齐、稳固，废料及时清理。

5)水泥、石灰卸料有防尘设施或密封装置。

6)洞内作业通风良好，照明充足、安全。

7)排水通道畅通。第18页，共71页，2023年，2月20日，星期四

图2-1松土坑的处理第19页，共71页，2023年，2月20日，星期四

图2-2砖井、土井的处理图2-2砖井、土井的处理第20页，共71页，2023年，2月20日，星期四

第21页，共71页，2023年，2月20日，星期四

图2-4灰土桩夯实机构造（桩直径350mm）1―机架2―铸钢夯锤；重45kkg3―1t卷扬机4-―桩孔第22页，共71页，2023年，2月20日，星期四2.2桩基工程2.2.1桩基础的组成与种类1．组成：若干根桩

承台（承台梁）2．种类1）按受力性质分：

摩擦桩端承桩抗拔（浮）桩2）按材料分：钢、混凝土、钢筋混凝土、钢管混凝土…3）按形状分：方、圆、多边、管4）按制作方法分：预制桩、灌注桩

第23页，共71页，2023年，2月20日，星期四待作承台的灌注桩第24页，共71页，2023年，2月20日，星期四预制桩沉桩方法：锤击法：以桩锤的冲击力将桩打入软土。振动法：以振动桩机带桩振动，减少土与桩间摩阻，沉拔快，适砂土。水冲法：高压射水（桩侧或桩内）冲孔下沉，留1～2m打入或振入。适坚硬土、砂石层。钻孔锤击法：钻孔（留1～2m）、注浆护壁、提钻、插桩、锤击。用于坚硬土层。静力压桩法：80～120t压桩机，适软弱土层。第25页，共71页，2023年，2月20日，星期四活动压梁油压表桩帽上段桩上段桩锚筋下段桩加压重物底盘轨道导笼口操作平台卷扬机加压钢丝绳滑轮组桩架导向笼静力压桩机构造原理图第26页，共71页，2023年，2月20日，星期四全液压式静力压桩机压桩示意图1－1第27页，共71页，2023年，2月20日，星期四灌注桩按成孔方法：钻孔法——一般土层沉管法——土质差、水位高爆扩法——土质好（粘性）、无地下水人工挖孔法——桩径大、土较好第28页，共71页，2023年，2月20日，星期四2.2.2钢筋混凝土打入桩的施工1.预制桩的制作、运输和堆放制作――宜由工厂加工，保证质量要点：叠制≯4层，上下隔离，下层混凝土达到30％再上层；钢筋接长用对焊，接头错开；混凝土由顶至尖连续浇筑，注意养护与保护；预应力管桩离心成型，直径400～500，壁厚80～100，节长8～10m，C60。第29页，共71页，2023年，2月20日，星期四运输

－－防止损坏(1)混凝土强度：

起吊移位――≮70％设计强度运输、起吊就位――≮100％设计强度

一点吊――距顶0.31L(L=5~10m)，距顶0.29L（L＝11～16m）；两点吊――距顶、距尖0.207L；(3)吊、运平稳，避免损坏。+M－M(2)合理吊点：（正负弯矩值相等则均小）第30页，共71页，2023年，2月20日，星期四第31页，共71页，2023年，2月20日，星期四堆放高度不超过四层；地面坚实、平整，垫长枕木；支承点在吊点位置，垫木上下对齐。第32页，共71页，2023年，2月20日，星期四2.打桩设备：桩锤——落锤：构简、使便、锤高可调；效率低，桩损大。锤重0.5～1.5t，动力卷扬机、人。柴油锤：(导杆式、筒式)

构简、使便、自供能源、适于中型桩；锤重0.12～6.0t；不适过软过硬土、噪音大、污染，40～80次/分。蒸汽锤：单动－升耗能、自重降，力大慢1.5～15t，25～30次/分；双动式－双向耗能，效率高，0.6～6t；100～200次/分；可打可拔。液压锤：无噪、无污、频率高，复杂、价高。油气二压施力长，贯入度大。

第33页，共71页，2023年，2月20日，星期四单动汽锤工作原理图双动汽锤工作原理图第34页，共71页，2023年，2月20日，星期四导杆式柴油锤工作原理图第35页，共71页，2023年，2月20日，星期四筒式柴油锤工作原理图第36页，共71页，2023年，2月20日，星期四桩架作用：支撑锤桩吊桩就位打桩导向类型（常用）：多功能桩架：机动适应性好；大而装拆运麻烦履带式桩架：移动方便，适用范围广。 步履式桩架：移动方便，稳定性好,适应性强第37页，共71页，2023年，2月20日，星期四履带式桩架多功能桩架第38页，共71页，2023年，2月20日，星期四桩锤选择：（宜重锤低击）类型选择：型号选择：

1）依单桩设计荷载计算冲击能E；

E≥0.025P2）依E及资料初选桩锤重量；

3）验算适用系数K：

K＝[（锤总重M+桩重C

）/E选

]；

（≤5，3.5，2）

4)验算合宜系数：M/C＝1～2第39页，共71页，2023年，2月20日，星期四3.打桩施工准备工作（1）场地准备：清除地上、地下障碍物，平整、压实场地，设置排水沟；（2）放轴线、定桩位、设置水准点（≮2个）；（3）确定打桩顺序：（4）进行打桩试验：≮2根，检验工艺、设备是否符合要求。第40页，共71页，2023年，2月20日，星期四打桩顺序：1)当桩中心距＜4倍桩径时，可：①自中间向四周环绕或放射打；②由中心向两侧对称打；③分段对称打；2)当桩中心距4倍桩径时，可按施工方便顺序打；3)当桩的规格不同时，先大后小，先长后短；4)当桩尖设计标高不同时，先深后浅。避免

入土深度不一，导致不均匀沉降；难打易碎；邻桩移位倾斜。第41页，共71页，2023年，2月20日，星期四桩的打设方向与土体挤密情况第42页，共71页，2023年，2月20日，星期四打桩工艺：工艺顺序：设置标尺→桩架就位→吊桩就位→扣桩帽、落锤、脱吊钩→低锤轻打→正式打（接桩，截桩，静、动载试验，承台施工）。要点：采用重锤低击，开始要轻打；注意贯入度变化，做好打桩记录（编号、每米锤击数、桩顶标高、最后贯入度…）；如遇异常情况（贯入度剧变；桩身突然倾斜、位移、回弹；桩身严重裂缝或桩顶破碎），暂停施打，与有关单位研究处理。第43页，共71页，2023年，2月20日，星期四质量要求：1）满足承载力要求：端承桩－控制最后贯入度为主(参考标高)

摩擦桩－控制沉桩标高为主(参考最后贯入度)2）偏差:

桩位偏差：排桩―偏轴≯100，顺轴≯150mm；群桩－

≯

1/3桩径或边长；垂直偏差

≯

1%;3）桩不受损：桩顶、桩身不打坏，桩顶下1/3桩长内无水平裂缝。第44页，共71页，2023年，2月20日，星期四2.2.3灌注桩施工1.钻孔灌注桩：施工无振动无噪音，但比同径预制桩承载低、沉降大。干作业法（用于无地下水或已降水）(1)成孔机械：螺旋钻－长：钻杆长10m以上,φ400～600

短：钻杆长3～5m，φ300～400

钻扩机：钻孔径800～1200，扩孔径可达3.5m第45页，共71页，2023年，2月20日，星期四步履式螺旋钻机第46页，共71页，2023年，2月20日，星期四第47页，共71页，2023年，2月20日，星期四(2)施工1)工艺顺序

平整场地，挖排水沟→定桩位→钻机对位、校垂直→开钻出土→清孔→检查垂直度及虚土情况→放钢筋骨架→浇混凝土。钻孔螺旋钻孔机成桩工艺放入钢筋骨架浇筑混凝土清孔第48页，共71页，2023年，2月20日，星期四

2）施工要点

①土质差、有振动、间距小时，间隔钻孔制作；②软塑土层、含水量大－用疏纹叶片钻杆；可塑、硬塑粘土，含水量较小的砂土－用密纹叶片钻杆；③及时灌注混凝土，防止孔壁坍塌；④浇混凝土时放护筒，混凝土坍落度5～9cm，每层浇筑高度≯1.5m。

3）质量要求①偏差要求：位置偏差≯70～150mm；垂直度偏差≯1％②孔底虚土厚度：端承桩≯50mm；摩擦桩≯150mm。③避免出现缩径和断桩第49页，共71页，2023年，2月20日，星期四2.泥浆护壁成孔（用于有地下水）

(1)成孔机械

冲抓钻

冲击钻潜水电钻

回转钻

反循环正循环用于碎石土、砂土、粘性土、风化岩用于粘性土、淤泥、砂土第50页，共71页，2023年，2月20日，星期四冲击钻作业示意图第51页，共71页，2023年，2月20日，星期四水龙头钻杆钻机回转装置泥浆泵泥浆池沉淀池泥浆循环方向钻头砂石泵钻头新泥浆流向沉淀池水龙头钻杆钻机回转装置泥浆循环方向第52页，共71页，2023年，2月20日，星期四(2)施工1）工艺顺序：平整场地、挖排水沟→定桩位→埋护筒→配泥浆→钻孔、灌泥浆→清孔→放钢筋骨架→水下灌注混凝土。

2）要点：护筒直径比钻头大100，开设1～2个溢浆口，埋入土中≮1m；泥浆比重1.1左右（粘土时可自造），随钻随灌，保持高于水位面；第53页，共71页，2023年，2月20日，星期四

水下灌注要求：①混凝土≮C20，坍落度16～22cm，骨料粒径≯30mm；②导管最大外径比钢筋笼内径小100以上；③钢筋的混凝土保护层厚度≮50mm（混凝土垫块）；④能埋管500～600mm后剪断导柱塞铅丝；⑤提管时保证混凝土埋入≮1m。第54页，共71页，2023年，2月20日，星期四第55页，共71页，2023年，2月20日，星期四3.沉管灌注桩特点：能在土质很差，地下水位很高时施工施工方法：锤击沉入钢管法振动沉入钢管法工艺顺序：

桩靴、钢管就位→沉管→检查管内有无砂、水→放入钢筋骨架→浇灌混凝土、提管。要点：

防止钢管内进入泥浆、水；灌满混凝土后再随拔管、随灌、并轻打或振动防止缩径、断桩及吊脚桩。第56页，共71页，2023年，2月20日，星期四就位沉入浇筑成型边拔边浇放入钢筋笼继续浇筑第57页，共71页，2023年，2月20日，星期四钢筋混凝土桩尖钢管活瓣桩尖第58页，共71页，2023年，2月20日，星期四提高桩承载力的方法锤击沉管灌注桩：单打法——

复打法——单打时不放钢筋笼，混凝土初凝前原位打入、插筋灌注。振动沉管灌注桩：单振法——灌满混凝土后，每原位振动5～10s，再上拔0.5～1m。复振法——同复打法；反插法——单振法拔管时，每上拔0.5～1m，向下反