建筑施工技术第2章课件

学习情境二学习单元一认识地基处理学习单元二桩基础施工2023/7/6Page1地基处理与桩基础施工某饭店塔楼地上37层，地下1层，高度110.75m，基底压力超过600kPa。地基软弱，无法采用天然地基浅基础。设计单位采用筏基加桩基的方案。筏板厚度2.5m。桩基采用桥梁厂特制φ550mm离心管桩。经现场桩静载荷试验，极限荷载4400kN，设计采用单桩承载力2320kN，安全系数仅1.9。施工单位开始打桩，当管桩桩尖到达桩端持力层泥质页岩和砂岩岩面时，发现桩端发生移滑。这一问题势必会降低单桩承载力数值，危及整个工程的安全。2023/7/6Page2情境导入饭店地下基岩面严重倾斜，倾角超过30°。常规管桩桩尖构造为圆锥形，桩尖为一根粗的主筋。当桩尖到达基岩面后，继续打桩，主筋就沿严重倾斜面向低处移滑。要使管桩接触基岩面不发生移滑，必须改变常规预制桩桩尖的构造。该工程设计单位设计了4种不同的桩尖新结构形式，经现场试验，确定最佳的方案为桩尖特制3块钢板，呈Y形的方案。当3块钢板任一边碰到岩石后，即会咬住岩石，继续打桩时，管桩竖直下沉不再移滑。要了解桩基础施工方法，需要掌握的相关知识有：（1）地基的加固方法、处理的方法。（2）预制桩施工方法，打桩顺序及施工工艺。（3）灌注桩的使用范围、施工工艺和施工要点。2023/7/6Page3案例导航学习单元一地基处理2023/7/6Page4知识目标1（1）了解地基的加固方法。（2）掌握换填法、重锤夯实法、强夯法、振冲法、深层搅拌水泥土法进行地基处理的方法。技能目标2（1）通过本单元的学习，能够清楚地基的加固方法。（2）能够依据地基的处理方法，进行常见质量缺陷的预防处理。2023/7/6Page5一、换填地基1．灰土地基加固（1）概念。当地基持力层松散软弱时，可用灰土，人工砂土垫层替换基础下方一定厚度的软弱土层，通过压（夯）实，起到提高基础下部地基承载力，以减少地基沉降，加速土层排水固结的作用，达到加固地基的目的。（2）材料质量要求。（3）施工准备。（4）施工工艺流程。（5）施工要点。（6）质量检查方法。2．砂和砂石地基的加固（1）材料质量要求。（2）施工准备。（3）施工工艺流程。（4）施工要点。（5）质量验收及标准。2023/7/6Page6二、强夯地基强夯法是利用起重设备将重量为8～40t的夯锤吊起，从6～30m的高处自由落下，对土体进行强力夯实的处理方法。强夯法属高能量夯击，其用巨大的冲击能，使土中出现冲击波和很大的应力，迫使土颗粒重新排列，排除孔隙中的气和水，从而提高地基强度，降低其压缩性，改善砂性土抵抗振动液化的能力。强夯法适用于碎石土、砂土、非饱和的黏性土、湿陷性黄土及杂填土地基的深层加固。地基经强夯加固后，承载能力可以提高2～5倍；压缩性可降低200%～1000%；其影响深度在10m以上，在国外这种加固方法影响深度已达40m。强夯法的优点是效果好、速度快、节省材料、施工简便；其缺点是施工时噪声和振动很大，离建筑物不足10m时，应挖防振沟，地基加固方法沟深要超过建筑物基础深。1．施工机具2．强夯施工方法3．强夯的适用范围4．强夯施工技术参数5．夯点布置及施工数据2023/7/6Page7二、强夯地基1．适用范围预压法适用于淤泥质土、淤泥和充填土等饱和黏性土地基。预压法包括堆载预压法和真空预压法。2．材料要求①普通砂井用中粗砂，含泥量不大于3%。②袋装砂井用的装砂袋，要有良好的透气、透水性，有足够的抗拉强度和一定的抗老化、耐腐蚀性能。常用的有玻璃丝纤维布、聚丙烯编织布、黄麻布、再生布等。③钢管（打砂井用，直径略大于砂井）。④塑料排水板。⑤真空预压密封膜。⑥堆载用散料（如土、砂、石子、石块、砖等）。3．主要机具设备①砂井成孔钻机。②插扳机。2023/7/6Page8三、预压法②插扳机。③射流真空泵及管路连接系统。4．作业条件①认真熟悉图纸和施工技术规范，编制施工方案并进行技术交底。②搜集详细的工程地质、水文地质资料、邻近建筑物和地下设施的类型及分布和结构质量等情况。③施工前应进行工艺设计，包括管网平面布置，排水管泵及电器线路布置，真空度探头位置、沉降观测点布置以及有特殊要求的其他设施的布置等。④测量基准点复测及办理书面移交手续。5．施工工艺①真空预压法施工工艺流程：平整场地→铺设水平排水垫层→打设竖向排水体→埋设排水滤管→挖封闭沟→铺设密封膜→安装抽真空设备→抽真空及真空维持→真空预压卸荷→验收。②堆载预压法施工工艺流程：平整场地→施工定位→铺设水平排水垫层→打设竖向排水体→堆载预压→加载过程监测→卸载→质量检测→工程验收，如图2-3～图2-5所示。2023/7/6Page9三、预压法6．施工要点（1）真空预压法施工要点。（2）堆载预压法施工要点。7．质量验收及标准①施工前应检查施工监测措施，沉降、孔隙水压力等原始数据，排水措施，砂井（包括袋装砂井）、塑料排水带等位置。塑料排水带的质量标准应符合《建筑地基基础工程施工质量验收规范》附录B的规定。②堆载施工应检查堆载高度、沉降速率。真空预压施工应检查密封膜的密封性能、真空表读数等。③施工结束后，应检查地基土的强度及要求达到的其他物理力学指标，重要建筑物地基应做承载力检验。④预压地基和塑料排水带质量检验标准如表2-9所示。2023/7/6Page10三、预压法2023/7/6Page11三、预压法2023/7/6Page121．适用范围2．材料要求3．主要机具设备4．作业条件5．施工工艺6．施工要点7．质量验收及标准四、振冲法1．适用范围振冲法适用于处理砂土、粉土、粉质黏土、素填土和杂填土等地基。对于处理不排水抗剪强度不小于20kPa的饱和黏性土和饱和黄土地基，应在施工前通过现场试验确定其适用性。不加填料振冲加密适用于处理黏粒含量不大于10%的中砂、粗砂地基。2023/7/6Page131．适用范围2．材料要求3．主要机具设备4．作业条件5．施工工艺6．施工要点7．质量验收及标准五、水泥粉煤灰碎石挤密桩法1．适用范围水泥粉煤灰碎石桩（CFG桩）施工工艺适用于处理粘性土、粉土、砂土和已自重固结的素填土等地基。对淤泥质土应按地区经验或通过现场试验确定其适用性。2023/7/6Page141．适用范围2．材料要求3．主要机具设备4．作业条件5．施工工艺6．施工要点7．质量验收及标准六、水泥土搅拌法1．适用范围水泥土搅拌法施工工艺分为深层搅拌法（简称湿法）和粉体喷搅法（简称干法）。水泥土搅拌法适用于处理正常固结的淤泥与淤泥质土、粉土、饱和黄土、素填土、黏性土以及无流动地下水的饱和松散砂土等地基。2023/7/6Page151．适用范围2．材料要求3．主要机具设备4．作业条件5．施工工艺6．施工要点7．质量验收及标准七、高压喷射注浆法1．适用范围高压喷射注浆法施工工艺适用于处理淤泥、淤泥质土、流塑、软塑或可塑黏性土、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基。对于土中含有较多的大粒径块石、大量植物根茎、较高的有机质以及地下水流速过大和已涌水的工程情况，应根据现场试验结果确定其适用性。高压喷射注浆法可用于既有建筑和新建建筑的地基处理，深基坑侧壁挡土或挡水，基坑底部加固防止管涌与隆起，坝的加固与防水帷幕等工程。学习单元二桩基础施工2023/7/6Page16知识目标1（1）了解预制桩的施工方法。（2）掌握打桩顺序及施工工艺。（3）掌握干作业成孔灌注桩、泥浆护壁成孔灌注桩、套管成孔灌注桩和人工挖孔灌注桩的施工工艺和施工要点。技能目标2（1）通过本单元的学习，能够进行钢筋预制桩的制作、起吊、运输和堆放。（2）能够处理钢筋混凝土预制桩和混凝土灌注桩施工中常出现的一些质量问题。2023/7/6Page17一、桩的分类1．按桩的受力特点分类①摩擦桩。②端承桩。2．按成桩方法分类①非挤土桩。如干作业法桩，泥浆护壁法桩、套管护壁法桩、人工挖孔桩等。②部分挤土桩。如部分挤土灌注桩、预钻孔打入式预制桩等。③挤土桩。如挤土灌注桩、挤土预制桩。3．按桩的使用功能分类竖向抗压桩、竖向抗拔桩、水平受荷载桩、复合受荷载桩。4．按桩身材料分类混凝土桩、钢桩、组合材料桩。5．按桩制作工艺分类预制桩和现场灌注桩，现在使用较多的是现场灌注桩。2023/7/6Page18二、预制桩施工钢筋混凝土预制桩的施工，主要包括制作、起吊、运输、堆放、沉桩等过程。1．桩的制作、起吊、运输和堆放2．锤击沉桩（打入桩）施工3．振动沉桩4．静力压桩5．打桩对周围环境的影响及预防措施2023/7/6Page19二、预制桩施工2023/7/6Page20二、预制桩施工2023/7/6Page21三、混凝土灌注桩施工钢筋混凝土灌注桩是直接在施工现场桩位上采用机械或人工等方法成孔，然后在孔内安放钢筋笼，浇筑混凝土而成的桩。与预制桩相比，具有低噪声、低振动、挤土影响小、节约材料、无须接桩和截桩且桩端能可靠地进入持力层、单桩承载力大等优点。但灌注桩成桩工艺较复杂，施工速度较慢，施工操作要求严格，成桩质量与施工好坏关系密切。1．灌注桩的施工准备2．干作业成孔灌注桩3．泥浆护壁成孔灌注桩4．套管成孔灌注桩5．人工挖孔灌注桩2023/7/6Page222023/7/6Page232023/7/6Page24本章小结2023/7/6Page25本学习情境内容包括地基处理和桩基础施工。地基处理的方法很多，本学习情境主要介绍了换填法的灰土地基和砂地基、强夯地基等，学习时应注意各种处理方法的工艺过程与适用范围。由于生产的发展，桩基础不仅在高层建筑和工业厂房建筑中广泛应用，而且在多层及其他建筑中应用也日益增多，因此，目前桩基础已成为建筑工程中常用的分项工程之一。桩可分为预制桩和灌注桩，这两类桩基础的施工方法在施工现场具有同样重要的地位，学习时应同等重视。对于钢筋混凝土预制桩的施工，应掌握桩的预制、起吊和运输，正确选择桩锤和打桩方法。各种灌注桩有其不同的适用范围，重点掌握干作业成孔灌注桩、泥浆护壁成孔灌注桩、套管成孔灌注桩的施工工艺和施工要点。2023/7/6Page26一、选择题1．桩在堆放时，允许的最多堆放层数为（）。A．一层B．三层C．四层D．五层2．预制混凝土桩的表面应平整、密实，掉角深度及混凝土裂缝深度应小于（）mm。A．10，30B．15，20C．15，30D．10，203．对于预制桩的起吊点，设计未作规定时，应遵循的原则是（）。A．吊点均分桩长B．吊点位于中心处C．跨中正弯矩最大D．吊点间跨中正弯矩与吊点处负弯矩相等4．对打桩桩锤的选择影响最大的因素是（）。A．地质条件B．桩的类型C．桩的密集程度D．单桩极限承载力5．可用于打各种桩、斜桩，还可拔桩的桩锤是（）。A．双动汽锤B．筒式柴油锤C．导杆式柴油锤D．单动汽锤2023/7/6Page27一、选择题6．当预制桩顶设计标高接近地面标高时，只能采用的打桩方法是（）。A．顶打法B．先顶后退法C．先退后顶法D．退打法7．桩的断面边长为30cm，群桩桩距为100cm，打桩的顺序应为（）。A．从一侧向另一侧顺序进行B．从中间向两侧对称进行C．按施工方便的顺序进行D．从四周向中间环绕进行8．以下沉桩方法中，适用在城市中软土地基施工的是（）。A．锤击沉桩B．振动沉桩C．射水沉桩D．静力压桩9．在地下水位以上的黏性土、填土、中密以上砂土及风化岩等土层中的桩基成孔，常用方法是（）。A．干作业成孔B．沉管成孔C．人工挖孔D．泥浆护壁成孔2023/7/6Page28一、选择题10．干作业成孔灌注桩采用的钻孔机具是（）。A．螺旋钻B．潜水钻C．回转钻D．冲击钻11．若在流动性淤泥土层中的桩可能有颈缩现象时，可行又经济的施工方法是（）。A．反插法B．复打法C．单打法D．A和B都行12．最适用于在狭窄的现场施工的成孔方式是（）。A．沉管成孔B．泥浆护壁成孔C．人工挖孔D．螺旋钻成孔13．人工挖孔灌注桩施工时，其护壁应（）。A．与地面平齐B．低于地面100mC．高于地面150～200mmD．高于地面300mm2023/7/6Page29二、填空题1．重锤夯实法是利用起重机械，将_____提升到一定高度自由下落，重复夯打击实地基。2．强夯法的主要机具和设备有_____与_____。3．钢筋混凝土预制桩有____