2.地基与基础工程

第二章

地基与基础工程地基——地层的一部分，直接与基础相连，承受基础传来的荷载；因此，必须要防止强度破坏和失稳，还要控制基础的沉降不超过地基的变形允许值；若天然地基不满足要求，则需采取恰当的措施对地基进行处理，以改善地基的性质，提高其承载力，以满足上述要求。局部地基处理软土地基处理2.1地基处理上海锦江饭

上海锦江饭店位于上海市中心淮海中路以北，瑞金路以西，长乐路南侧。此饭店高15层，是上海市早期的高层建筑，为接待外宾用的高级饭店。地基是深厚的淤泥质土，压缩性大。

解放初期，锦江饭店大门朝北，由长乐路进入饭店要上几个台阶，1979年9月一层的室内地坪比长乐路室外地面反而低5台阶，地基沉降量达150cm。

由于锦江饭店上部结构采用钢结构，虽然地基严重下沉，未发现开裂事故。但是一层的门窗约一半沉入地面下，一层房间变成半地下室，无法正常使用。2.1.1局部地基处理1.古墓、坑穴的处理①范围较小——挖松填土②宽度较宽——加宽槽且填土③长度较长（＞5m）——加深做台阶2.枯井、土井的处理①范围较小②范围较大——拆井填土——加强基础强度3.软、硬地基处理——挖除并填土4.橡皮土的处理——土含水量较大时→晾槽、掺石灰——出现时→铺填一层碎石或挖除再填好5.流砂的处理——抢挖法（轻微）——打钢板桩法2.1.2软弱地基加固方法材料、构造要求施工要点质量验收换填法（挖软，换填）砂石、灰土（土料和石灰）验槽→制备材料→分层填→夯实施工前：材料质量施工中：铺设质量施工后：地基承载力灰土挤密桩法（软上钻孔，填灰土）土料、石灰桩径、桩距、布桩成孔→制备材料→填孔→表面处理抽检灰土桩质量，地基载荷试验，地基质量验收符合标准深层搅拌桩法（加水泥搅拌软土，成水泥加固土桩）水泥桩径、布桩定位→预搅下沉→配制水泥浆→喷浆搅拌、提升→下沉提升→关闭机械质量控制质量检验（三阶段）检验标准（表2.3）水泥粉煤灰碎石桩法（CFG法）碎石、石屑、水泥、粉煤灰、沉管→投料→拔管（注意事项）质量控制与检验（材料、三阶段、验收标准表2.4）高压喷射注浆法（旋喷桩）水泥钻机钻孔→配制浆液→泵送浆液→钻机旋转提升→形成旋喷桩符合《建筑地基处理规范》（JGJ79-2008）换填法碾压及夯实重锤夯实法，机械碾压法，振动压实法，强夯法（动力固结）利用压实原理，通过机械碾压夯击，把表层地基土压实，强夯则利用强大的夯击能，在地基中产生强烈的冲击波和动应力，使土体动力固结密实碎石、砂土、粉土、低饱和度的粘性土、杂填土等。对饱和粘性土可采用强夯法。换土垫层砂石垫层、素土垫层，灰土垫层，矿碴垫层以砂石、素土、灰土和矿渣等强度较高的材料，置换地基表层软弱土，提高持力层的承载力，减少沉降量暗沟、暗塘等软弱土地基排水固结天然地基预压，砂井预压，塑料排水板预压，真空预压，降水预压通过改善地基排水条件和施加预压荷载，加速地基的固结和强度增长，提高地基的稳定性，并使基础沉降提前完成饱和软弱土层；对于渗透性很低的泥炭土，则应慎重总结上述软弱地基处理方法大类如下表：振密挤密振冲挤密，灰土挤密桩，砂桩，石灰桩，爆破挤密采用一定的技术措施，通过振动或挤密，使土体孔隙减少，强度提高；也可在振动挤密的过程中，回填砂、砾石、灰土、素土等，与地基土组成复合地基，从而提高地基的承载力，减少沉降量松砂、粉土、杂填土及湿陷性黄土置换及拌入振冲置换，深层搅拌，高压喷射注浆，石灰桩等采用专门的技术措施，以砂、碎石等置换软弱土地基中部分软弱土，或在部分软弱土地基中掺入水泥、石灰或砂浆等形成加固体，与周边土组成复合地基，从而提高地基的承载力，减少沉降量粘性土、冲填土、粉砂、细砂等土工聚合物土工膜、土工织物、土工格栅等合成物一种用于土工的化学纤维新型材料，可用于排水、隔离、反滤和加固补强等方面软土地基、填土及陡坡填土、砂土其它灌浆，冻结，托换技术，纠偏技术通过独特的技术措施处理软弱土地基根据建筑物和地基基础情况确定2.2浅基础1.按使用材料不同分一、分类2.按构造形式不同分二、无筋扩展基础1.构造要求刚性角与台阶宽高比满足规范要求2.施工要点（1）砖基础：弹线→砌筑→检验（2）料石基础：最下层丁砌阶梯形搭接1/3（3）毛石基础：阶梯形搭接；拉结石设置；砂浆饱满度（4）毛石混凝土基础：毛料质量，混凝土浇筑（5）混凝土基础：施工前清理准备→浇筑→检验三、扩展基础（柔性基础）钢筋混凝土基础1.基础形式扩展基础构造要求条形基础当独立基础变长和墙下条形基础宽度≥2.5m时，基础底板受力钢筋分布3.施工要点：基坑验槽→铺垫层→弹线→支模→铺钢筋网片→浇筑混凝土（分层）→养护四、杯形基础1.构造要求2.施工要点（支模→浇筑）注意杯底的浇筑五、柱下条形基础1.基础形式↑↓梁高柱距的1/4-1/8↓↑翼板厚度≥200mm，若＞350mm时，作为变厚度，坡度≤1:3→←伸出长度第一跨距0.25倍2.构造要求3.施工要点：基槽验收→垫层→弹线、支模、绑钢筋网片→浇筑混凝土→验收六、筏形基础1.基础形式等厚，平面大致对称板≥300mm，且b/lmin≥1/20梁高出板≥300mm，梁宽≥250mm，截面按计算确定2.基础构造梁板式钢筋HPB235保护层厚≥40mm3.施工要点：两种施工方案→定期观测沉降→及时基坑回填七、箱形基础1.基础形式高度≥基础长度1/20，且≥3m底板厚度一般取隔墙间距1/10-1/8，为300-1000mm顶板厚度≥200mm，为200-400mm内墙厚度≥200mm，外墙厚度≥250mm2.构造要求3.施工要点（注意施工缝）2.3桩基础2.3.2预制桩施工1.预制桩的制作2.预制桩的运输、堆放3.打桩（施工前准备→施工中工艺→施工后检验）本节内容学习的思路特点：承载能力较大，坚固耐久，施工速度快，制作容易，但是施工噪音大；分类：方心实心断面，圆柱体空心断面一、桩的制作、运输和堆放1.桩的制作程序场地平整→绑钢筋→支模→浇筑混凝土2.制作方法方桩——间隔重叠法（浇筑顺序，桩间处理）长桩——分节制作预应力混凝土管桩(a)短夹木倒夹重叠支模；(b)间隔重叠支模

1-临时撑头；2-短夹木；3-M12螺栓；4-侧模；

5-支脚；6-已捣构件；7-隔离剂或隔离层；8-卡具2.制作方法桩中的钢筋要求混凝土要求3.起吊、运输、堆放什么时候吊，如何吊？什么时候运输？堆放场地要求，堆放高度，垫木？二、打桩前准备1.场地平整压实2.桩基地下地上（架空线）障碍物3.铺好临时道路，做好排水设施4.放好桩基轴线设置水准点控制桩如土标高5.接通水电管线检查桩质量，打桩试验机具等符合要求，试打≥2根三、打（沉）桩方法1.锤击法原理——打入桩法，利用桩锤下落产生的冲击能量，克服土体对桩的阻力，打入桩；挤土，噪声较大打桩设备及选用——主要包括桩锤（给桩冲击力）+桩架（支撑桩身和桩锤，指引方向）+动力装置（提供动力）履带式桩架1导架；2桩锤；3－桩帽；4－桩；5－吊车打桩顺序——防止造成浮桩，土体隆起，应合理选择顺序；根据桩数量多少，有单排打、由中至外打；桩不同时，应先大后小，先深后浅，先长后短打桩工艺——定桩位→桩架移动→吊桩、定桩（桩帽，垫缓冲层）→打桩（重锤低击，落距先小后大）→接桩→送桩→截桩打桩控制——隐蔽工程，作好记录，随时观察，满足贯入度（mm/10击）和标高的设计要求；入土控制原则；2.振动法原理——借助固定于桩头上的振动沉桩机产生的振动力，将桩沉入土中；对周围影响较大振动沉桩机——电动机+弹簧支承+偏心振动块+桩帽适用范围——砂石、黄土、软土、亚粘土，尤其是含水砂层中效果更好3.静力压桩法原理——利用静力压桩机或液压压装机用无振动的静压力将预制桩压入土中；仍挤土，但无噪声，桩顶不宜损坏，现广泛采用压桩机——液压式=压拔装置+行走机构+起吊装置施工工序——场地清理→测量定位→压装机就位、压桩→接桩→再压桩→截桩a）焊接；b）法兰接；c）硫磺胶泥锚接

混凝土预制桩的接桩1—下节桩；2—上节桩；

3—桩帽；4—连接角钢；5—连接法兰；6—预留锚筋孔；7—预埋锚接钢筋接桩4.沉桩的危害及预防桩区附近土体隆起或水平位移临近地下管线、地面道路的损坏1.采用预钻孔沉桩法2.设置砂井3.设置隔离板桩、地下连续墙或水泥土搅拌桩等隔离措施4.开挖地面防振沟5.限制打桩速率采取预防措施四、打桩的质量控制与检验1.打桩前①成品桩质量；②接桩材料（焊条、硫磺胶泥）；③桩位放样检验；2.打桩中①桩体垂直度②沉桩贯入度③桩顶完整度、④接桩质量3.打桩后①工程桩承载力检验②检验桩数③桩标高④打桩桩位允许偏差2.3.3灌注桩施工原理——现场成孔→安放钢筋笼→浇筑混凝土成桩特点——无需接桩，无振动，无积土，单桩承载力高、设计施工灵活；但质量影响因素较多；分类——泥浆护壁成孔，干作业成孔，沉管灌注桩，爆扩成孔灌注桩，人工挖孔灌注桩灌注桩种类施工方法泥浆护壁成孔灌注桩利用浆液护壁，钻头成孔，放钢筋笼，水下浇筑；注意：护筒，泥浆制备，钻孔，清孔，导管法（图2.21），检验试块；适用地下水位较高；干作业成孔灌注桩螺旋钻孔和人工钻孔；无需护壁，适用地下水位较低；施工见图2.22；注意：清孔沉管灌注桩就位→沉钢管→放钢筋笼→浇筑混凝土→拔钢管；注意：沉管几种方法（类似打预制桩）灌注桩后注浆技术新技术；钢筋笼上预埋注浆管和注浆阀，成桩后在桩底和桩侧注浆；灌注桩质量控制和检验：成孔质量，标高，孔底沉渣，清孔质量；原材料质量，钢筋笼，静载荷试验，试件选取锤击沉管灌注桩桩位放桩靴→桩管对准桩靴→压管到达设计标高→放入钢筋笼→通过漏斗浇筑混凝土→拔管（匀速拔管，边拔边锤）2.3.4承台施工一、承台构造承台宽度≥500mm；边桩中心到承台边缘≥桩径；外边缘到承台边≥150mm承台厚度按计算确定，但≥