基础工程学实习

实习报告PAGE2PAGE1南京某大学1.基础工程基本概念1.1基础工程概念概述地基是指支撑建（构）筑物荷载并受其影响的那一部分地层；基础是指将建（构）筑物荷载传递到地基上的结构组成部分。对某一建筑物而言，地表以上的部分称为上部结构，地基和基础属于下部结构。基础工程的研究对象包括地基和基础两部分，主要是研究下部结构设计及下部结构域岩土相互作用共同承担上部荷载而产生的各类变形与稳定问题。基础工程学研究的对象是地基与基础问题。所谓地基，指的是直接承托建筑物的场地土层。地基又可分为天然地基和人工地基两类，前者是不加处理直接用作建筑物地基的天然土层，后者是经过地基处理后才满足建筑物地基要求的土层；基础是建筑物在地面以下的结构部分，与上部结构一样应满足强度、刚度和耐久性的要求。基础根据埋置深度分为浅基础和深基础。通常，将埋置深度较浅且施工简单的基础称为浅基础；若浅层土质不良，需将基础置于较深的良好土层上且施工较复杂时则称为深基础。基础埋置在土层内深度虽较浅，但在水下部分较深，如深水中桥墩基础，称为深水基础，在设计和施工中有些问题需要作为深基础考虑。桥梁及各种人工构造物常用天然地基上的浅基础。基础工程是指采用工程措施，改变或改善基础的天然条件，使之符合设计要求的工程。基础工程在各种荷载作用下将产生附加应力和变形。为了保证建筑物的正常使用与安全，地基与基础必须具有足够的强度和稳定性，变形也应在允许范围之内。根据地层变化情况、上部结构的要求、荷载特点和施工技术水平，可采用不同类型的地基和基础。1.2基础工程的设计概述基础工程是连接上部结构与地基之间的过渡结构。它的作用是将上部结构承受的各种荷载安全传递至地基，并使地基在建筑物允许的沉降变形值内正常工作，从而保证建筑物的正常使用。因此，基础工程的设计必须根据上部结构传力体系的特点，建筑物对地下空间使用功能的要求；地基土质的物理力学性质，结合施工设备能力，考虑经济造价等各方面要求，合理选择，比较基础工程设计方案，具体问题具体分析。进行基础工程设计时，应将地基、基础视为一个整体，在基础底面处满足变形协调条件及静力平衡条件（基础底面的压力之和与地基反力之和大小相等，方向相反）。作为支撑建筑物的地基如为天然状态则为天然地基，若经过人工处理则为人工地基。基础一般按埋置深度，施工方法分为浅基础与深基础。荷载相对传至浅部受力层，采用普通基坑开挖，敞坑排水的基础称为浅基础，如砖混结构的墙下条形基础，柱下单独基础；柱下条形基础，十字交叉基础，片筏基础，高层结构的箱形基础等。采用较复杂的施工方法将基础埋置于深层地基中的基础称为深基础。如桩基础、沉井、地下连续墙等。本章只讨论土木工程中常见的地基类型、基础类型与基础工程设计的基本原则。2.基础工程常见类型（1）按基础材料分类：砖基础、毛石基础、灰土基础（石灰：黏性土的体积比3：7~2：8）、三合土基础（石灰：砂：骨料1：2：4或1：3：6）、混凝土基础和毛石混凝土基础、钢筋混凝土基础、木基础等；（2）按基础构造和形式分类：条形基础、独立基础（壳体基础、墩式基础、杯口基础）、联合基础（柱下条形基础、柱下十字交叉基础、筏形基础、箱形基础）、实体基础；(3)按基础的特殊用途和特殊施工方法分类：补偿性基础、锚杆基础；按基础受力性能分类：无筋扩展基础（刚性基础）、扩展基础（柔性基础）3.基础工程主要施工方法基础工程的主要施工方法有毛石混凝土基础施工、混凝土基础施工、筏板基础施工、箱形基础施工、扩展基础施工、打孔灌注桩施工。3.1毛石混凝土基础施工(1)毛石混凝土的厚度不应该小于400毫米。浇筑时，应先铺一层八~15厘米厚混凝土打底，再铺上毛石，毛石插入混凝土约一半后，再灌混凝土，填满所有空隙，再逐层铺砌毛石和浇筑混凝土，直至基础顶面，保持毛石顶部有不少于10厘米厚的混凝土覆盖层。所掺假毛石数量应控制不超过基础体积的25%。(2)毛石铺放应均匀排列，使大面向下，小面向上，石毛间距一般不小于10厘米，离开模板或槽壁距离不小于15厘米。(3)对于阶梯基础，每一阶高内应整分浇筑层，并有二排毛石，每阶表面要基本磨平；对于锥形基础，应注意保持斜面坡度的正确与平整，毛石不露于混凝土表面。3.2混凝土基础施工(1)基土良好，且无地下水时基槽（坑）第一阶段利用原槽（坑）浇筑，上部台阶支模浇筑，模板要支撑牢固，缝隙孔洞应堵严，本模应浇水湿润。(2)基础混凝土浇筑高度在2米以内时，混凝土课直接卸入基槽（坑）内；浇筑高度在2米以上时，应通过漏斗，串筒或溜槽灰。(3)浇筑台阶式基础应按台阶分层一次浇筑完成，每层先浇边角，后浇中间，锥形基础如斜坡较陡，斜面部分应支模浇筑，或随浇随安装模板。(4)当基槽（坑）因土质不一挖成阶梯式时，应当从最低处开始浇筑。(5)混凝土浇筑完后，外露部分应适当覆盖，洒水养护；拆模后，及时分层回填土方并夯实。3.3筏板基础施工可根据结构情况和施工具体条件以及要求采用以下两种方法之一施工：(1)先在垫层上绑扎底板梁的钢筋和上部插筋，先浇筑底板混凝土，待达到25%以上强度后，再在底板上之梁侧模板，浇筑完梁部分混凝土。(2)采取底板和梁钢筋，模板一次同时支好，梁侧模板用混凝土支敦或钢支脚并固定牢固，混凝土一次连续浇筑成。前种方法可降低施工强度，支梁模方便，但处理施工缝较复杂；后种方法一次完成施工，质量易于保证，可以缩短工期。但两种方法都应注意保证梁位置和柱插筋位置正确，混凝土应一次连续浇筑完成。当筏板基础长度很长（40米以上）时，应考虑在中部适当部位留设贯通后浇缝带，以避免出现温度收缩裂缝和便于进行施工分段流水作业；对超厚的筏形基础，应考虑采取降低水泥水化热和浇筑入模温度措施，以避免出现过大收缩应力，导致基础底板裂缝。做法参见箱形基础施工要点有关部分。基础浇筑完毕，表面应覆盖和洒水养护，不少于7天，必要时应采取保温养护措施，并防止浸泡地基。在基础底板上埋设好沉降观测点，定期进行观测、分析，做好记录。3.4箱形基础施工是由钢筋混凝土底板、顶板、外墙和一定数量的内隔墙构成一封闭空间的整体箱体。施工方法如下：(1)箱形基础底板，内外墙和顶板的之模、钢筋绑扎和混凝土浇筑，可采取分块进行，外墙水平施工缝应在底板上部300~500毫米。范围内和无梁顶板下部30~50毫米处，并应作成企口型式。有严格防水要求时，应在企口中部设镀锌钢板（或塑料）止水带，外墙的垂直施工缝宜用凹缝，内墙的水面冲洗洁净，注意接浆质量，然后浇筑混凝土。(2)当箱形基础长度超过40米时，为避免出现温度收缩裂缝或减轻浇筑强度，宜在中部设置贯通后浇缝带。(3)钢筋绑扎应注意形状和位置准确，接头部位用闪光接触对焊和套管压接，严格控制接头位置及数量，混凝土浇筑前须经验收。外部模板宜采用大块模板组装，内壁用定型模板；墙间距直径12毫米穿墙对接螺栓控制墙体截面尺寸，埋设件位置应准确固定。箱形基础顶板应适当预留施工洞口，以便内墙模板拆除取出。(4)混凝土浇筑要合理选择浇筑方案。底板混凝土浇筑，一般应在底板钢筋和墙钢筋全部绑扎完毕、柱子插筋就为后进行，可沿长方向分2~3个区，由一端向另一端分层推进，分层均匀下料。当底面积大或底板呈正方向，宜分段分组浇筑；当底板厚度小于50厘米，可不分层，采用斜面赶浆法浇筑。表面及时整平；当底板厚度等于或大于50厘米时，宜水平分层或斜面分层浇筑，每层厚25~30厘米，分层用插入式或平板式振捣器密实，每层应在水泥初凝时间内浇筑完成；(5)墙体浇筑应在墙全部钢筋绑扎完，包括顶板插筋、预埋铁件、各种穿墙管道敷设完毕、模板尺寸正确、支撑牢固安全、经验查无误后进行。一般先浇外墙，后浇内墙，或内外墙同时浇筑，分支流向轴线前进，各组兼顾横墙左右宽度各半范围。外墙浇筑可采取分层分段循环浇铸法，即将外墙沿周边分成若干段，分段的长度，应有混凝土的搅拌运输能力、浇灌强度、分层厚度和水泥初凝时间而定。一般分3~4个小组，绕周长循环进行，周而每两组相对应向后延伸浇筑，直至同边闭合。混凝土一次浇到墙体全高，模板侧压力大，要求模板牢固；(6)箱形基础顶板（带梁）混凝土浇筑方法与基础底板浇筑基本相同。3.5扩展基础施工是指柱下钢筋混凝土独立基础和墙下混凝土条形基础，施工方法如下：(1)垫层达到一定强度后，在其上划线，支模，铺放钢筋网片。次下部垂直钢筋应绑扎牢，并注意将钢筋弯钩朝上，连接柱的差筋，下端要用90度弯钩与基础钢筋绑扎牢固，按轴线位置校核后用方木架成井字形，将插筋固定在基础外模板上；底部钢筋网片应用与混凝土保护层同厚度的水泥砂浆垫塞，以保证位置正确。(2)在浇筑混凝土前，模板和钢筋上的垃圾，泥土和钢筋上的油污等杂物，应清除干净。模板应浇水加以湿润。(3)浇筑现浇柱下基础时，应特别注意柱子插筋位置的正确，防止造成位移和倾斜。在浇筑开始时，先满铺一层5~10厘米的混凝土，并捣实，使柱子插筋下段和钢筋图片的位置基本固定，然后再对称浇筑。(4)基础混凝土宜分支连续浇筑完成。对于阶梯基础，每一台阶高度内应整分浇到捣层，每浇筑完一台阶应稍停0.5~1.0h，待其初步沉实后，再浇筑上层，以防止下台阶混凝土溢出，在上台阶根部出现烂脖子。每一台阶浇完，表面应随即原浆抹平。(5)对于锥形基础，应注意保持锥形斜面坡度的正确，斜面部分的模板应随混凝土浇捣分段支设并顶压紧，以防模板上浮变形；边角处的混凝土必须注意捣实。严禁斜面部分不支模，用铁锹拍实。基础上部柱子后施工时，可在上部水平留设施工缝。施工缝的处理应按有关规定执行。(6)条形基础应根据高度分段分层连续浇筑，一般不留设施工缝。各段各层应相互衔接，每段长2~3米左右，做到逐段逐层呈梯形推进。浇筑时，应先使混凝土充满模板内角边，然后浇筑中间部分，以保证混凝土密实。(7)基础上有插筋时，要加以固定，保证插筋位置的正确，防止浇筑混凝土时发成移位。3.6打孔灌注桩(1)单打法即一次拔管。拔管时，桩管时，桩管每提升0.5米停拔，振动5~10秒，再拔管0.5米，如此反复进行，直至地面。(2)复打法在第一次灌注桩混凝土拔出桩管后，立即在原桩位再埋预制桩靴或合好活瓣第二次复打桩管，使未凝固混凝土向四周挤压扩大桩径，然后再灌注第二次混凝土拔管的方法。(3)反插法桩管每提升0.5~1.0米，再把桩管下沉0.3~0.5米（且不大于活瓣桩尖长度的2/3），在拔管过程中分段添加混凝土，使馆内混凝土始终不低于表面，如此反复进行直至地面。4.基础工程的发展基础工程既是一项古老的工程技术又是一门年轻的应用学科，发展自今在设计理论和施工技术及测试工作中都存在不少有待进一步完善和解决的问题。我国的基础发展从古至今逐步日新月异，随着生产力发展水平的进步带动了基础的发展，逐步提炼出系统的科学理论，在大量的理论研究与实践经验积累的基础上，有关基础工程的各种设计与施工规范或规程相应问世或日臻完善。随着我国现代化建设和大型建筑物的发展，将对基础工程提出更高的要求，我国基础工程科学技术可着重开展以下工作：地基的强度、变形特性的基本理论研究；各类基础形式设计理论和施工方法的研究。基础的不断发展，从一些设计规范中就能看出，近20余年里，我国高层建筑基础工程标准化工作不断取得新的进展，这是此领域发展的重要标志。从第一部国家标准《高层建筑箱型基础设计》到90年代的《建筑桩基技术规范》，再到20世纪末年《高层建筑箱型与筏形基础技术规范》，这期间的规范、规程和标准甚多，每一本的出台都是发展过程的不断展现。例如50年代的规范里涉及到的基础都是砂桩、砂垫层和灰土密桩等，但今天的技术开发、实用技术、计算方法等发面取得的成绩，与60、70年代的应用基础研究是密不可分的。正如生活中我们常常用基础形容我们的根基，化身到基础自身，这个词跟贴切，基础就是自身发展过程永远的基础。高等级公路及大型桥梁的基础有梁式基础、筏板基础、箱型基础和桩基。基础要发展就要依靠技术、施工检测水平的不断创新，基于高层建筑承载力的需要，我认为我国建筑物基础发展的趋势如下：4.1向新桩型发展为了提高承载能力，国内外大量发展新桩型，以克服传统桩型的一些弊病，例如DX桩等近几年的新桩型，它是中阔科技有限责任公司贺德新先生在总结了国内外桩基的基础上以新的理念于1998年研制开发出的专利技术，此桩可以充分利用桩身上下的好土层，在国内的一些高层上使用。再如壁桩，在我国香港、台湾早有使用，后在大陆的天津等地均有使用，随着高层的发展，壁桩将在我国获得更多的应用。但对于它的承载性状、设计方法和施工技术等急需进一步的研究。4.2深基础施工工艺的发展近10年，随着我国高层建筑及重要桥梁深基坑施工技术的发展，大部分的设计人员、工程建设人员都投入到深基础的设计研究施工中来了，但就深基坑的问题也引起人们强烈的关注，深基坑中大小事故时有发生，所以今后对于基础工程的研究中对深基坑的研究及应用将越来越得到广大工程建设人员的重视。采用箱型基础和筏形基础时，埋置深度大时需要开挖较深的基坑，一般都是需要支护挡土或挡水，在计算理论方面，国内有很大的发展，利用计算机进行优化计算。地下连续墙工艺和“逆筑法”的联合也取得了喜人的成果，逐步积攒出一些经验。还有在地下水位较高的地区，我国成功应用了一些降低地下水位的方法如轻型井点、喷射井点等，在一些特殊问题的处理上也都取得了很大的突破，这都是发展过程中取得的进步。4.3信息化的发展计算机的普及带动各个行业的高速发展，基础工程在这方面也是在不断的探索，新兴的专业设计软件大大提高了建筑物设计工作者的工作效率，当然任何一款软件的实行背后都以长时间实验为基础，所以它的发展也是一个人们逐步见证的过程，这在古代是不可想象的高科技。5.参观工程的情况5.1新城金融总部大厦项目工程工程地点：浦口经济开发区内（北临迎宾大道，东临新浦路，南临光明路，西侧为已建小区）结构类型：框架剪力墙结构基础类型：筏板基础工期要求：777日历天工程规模：项目总投资：5000.00万元，桩形：钻孔灌注桩（采用后注浆技术）;根数：594根;桩长：42m；土石方量：140000m3；建筑面积：34250.5m2；基坑深度：10.45m。5.2南京地铁十号线（西延线）的过江工程工程地点：江心洲站～中间风井区间是10号线过江隧道区间，线路从江北的中间风井出发，向东穿越长江后，到达江心洲站工期要求：1040日历天工程规模：全长约3.7km，含长约3.6km的单洞双线的外径为Φ11.2m的盾构法圆隧道和长约125m的明挖法中间风井。根据现场调查，拟建隧道段陆域主要构筑物为长江大堤和浦口制水厂。风井平面外包尺寸为123.5m×23.8m，底板埋深约28m~25m，地下三层构筑物。全程地层情况：刚开始是粉质粘土、淤泥质土，中粗砂，中间有1700多米卯砾石层，中粗砂，粉质粘土、淤泥质土。5.3南京河西新城区中心商务区N002和N004地块工程建设地点：南京市建邺区河西大街南侧、庐山路西侧、白龙江东街北侧地块面积31454.7m2，地下面积10194.4m2。基础类型：打孔灌注桩建筑规模：总建筑面积约404911m2，包括高层写字楼和星级酒店1栋（69层，328m）、产权式商务酒店和酒店式公寓1栋（39层，158m）、酒店式公寓2栋（37层，168m）。酒店式公寓的低层中附有娱乐、健身、会所等；商业零售（第一、三期）项目的负一层带有一定数量的商业营业项目地层情况：0~13m为淤泥质土，13~30m为细砂层，30~42m为中砂层、砾石，40~60为细砂层。作为河西CBD的论坛项目，“南京世界贸易中心”位于河西大街以南、庐山路以西的交汇处，隔中央公园与CBD一期便执行建筑金奥大厦、朗诗·新地中心相望。“南京世界贸易中心”总投资约4-5亿美元，总建筑面积达30万平方米左右，预计4-5年建成并投入使用。该项目由世界著名的晋思（Gensler）建筑设计公司和香港王董国际执笔，包括1座主楼、2座辅楼及群楼。其中，主楼突出贸易功能，高度达到328米，创下河西超高层建筑高度之最；辅楼定位为配套功能，高度超过120米，整个项目绿地率高达45%。“南京世界贸易中心”是美国富顿集团在南京的首个项目。美国富顿集团地上世纪80年代在纽约创立，业务综合金融、房地产、投资、开发、规划、商业地产经营、管理及房地产销售等众多领域。在过去的20年间，富顿投资开发建设的项目包括酒店、商场、办公大楼、医疗机构和高级公寓等，投资金额超过10亿美元，项目建筑面积超过300万平方米。2000年起，配合纽约法拉盛市中心商业区的50亿美元重建计划实施23平方米的土地开发，其中的纽约皇后区QueensCrossing(贸易类商业地产综合服务体)已正式开业，成为商业地产的运营典范。去年，纽约市布伦博格市长亲自宣布由富顿国际集团和Rockefelle洛克菲勒集团，由TISHMAN集团参与营建的当地半个世纪以来最大的开发项目纽约法拉盛广场进入兴建阶段。之后，富顿集团又启动了纽约皇后区世贸中心亚太馆及世界贸易中心建设规划。由于富顿集团是WorldTradeCenterAssociation(世界贸易中心协会)的联网会员，今后加入到“南京世界贸易中心”大团队的企业还可以在自己现有资源网络的基础上，享受到富顿集团“888计划”的网络资源服务及“世界贸易中心协会”的会员网络服务，使自己的业务迅速与世界对接。业内人士认为，富顿集团“南京世界贸易中心”无疑将在进行投资、开发、引进资金的同时，为南京开启一种新的商业地产运营模式，其超前的开发理念、丰富的开发经验及雄厚的水泥工业经营精英团队，将在为贸易企业扩大业务规模的同时，为南京创造与世界充分交流、东来西往的繁荣美景，进一步提升城市承载力与竞争力。图75.4新城科技园研发总部工程建设地点：建邺区奥体大街69号南京新城科技园内结构类型：框架剪力墙结构基础类型：打孔灌注桩工程周期：760日历天建筑规模：项目总用地面积58690平方米，总建筑面积约392352平方米（约88亩），项目包含5栋主体建筑以及配套的设施用房，24层，主要用于研发，办公和产品展示。项目总投资50000万元。主要设备有：空调,电梯,钢结构,供暖系统,消防设施,防水系统等。地层