基坑验槽地基加固处理

土木工程施工第 2章 地基处理与桩基工程第 4讲 基坑验槽地基加固处理第 5讲 砼预制桩施工第 6讲 砼灌注桩施工邵阳学院 杨宗耀 （教授级高工）土木工程施工【 教学要求 】 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；了解预制桩的构造，掌握锤击沉桩、静力 沉桩、振动沉桩和射水沉桩的施工 方法；了解各类灌注桩的工艺原理和施工要点。了解 桩基 工程质量控制和检测验收的方法。【 教学重点 】 预制桩的沉桩方法、沉桩顺序、贯入度控制和质量控制方法，灌注桩常见质量问题的原因及预防、处理方法 。【 教学难点 】 预制桩沉桩施工质量控制； 灌注桩常见质量问题的预防及处理方法 。【 时间安排 】 本章共 3讲、 6学时。第 2章 地基处理与桩基工程土木工程施工第 4讲 基坑验槽及地基加固处理1 基坑验槽2 地基加固处 理邵阳学院 杨宗耀（教授级高工）第 2章 地基处理与桩基工程土木工程施工1 基坑验槽当基坑（槽）挖至设计标高后，应组织 勘察、设计、监理、施工方 和 业主代表 共同检查坑底土层是否与勘察、设计资料相符，是否存在 填井、填塘、暗沟、墓穴 等不良情况，这称为 验槽 。验槽 的方法以 观察 为主，辅以 夯、拍 或 轻便勘探 。第 4讲 基坑验槽及地基加固处理基坑验槽 基坑验槽共 41页 第 1页土木工程施工1.1 观察验槽观察验槽的内容包括： 检查基坑 (槽 )的 位置、断面尺寸、标高 和 边坡 等是否符合设计要求。 检查槽底是否已挖至老土层 (地基持力层 )上，是否继续下挖或进行处理。 对整个槽底土进行全面观察：土的 颜色 是否均匀一致；土的 坚硬程度 是否均匀一致，有无 局部过软 或 过硬 ；土的含水量情况，有无 过干过湿 ；在槽底行走或夯拍，有无 振颤现象 或 空穴声音 等。 挖掘探查拉线检查共 41页 第 2页1 基坑验槽土木工程施工夯、拍验槽是用 木夯、蛙式打夯机 或其他施工工具对干燥的基坑进行夯、拍（ 对潮湿和软土地基不宜夯、拍，以免破坏基底土层 ），从夯、拍声音判断土中是否存在 土洞 或 墓穴 。对可疑迹象，应用轻便勘探仪进一步调查。1.2 夯、拍验槽观察验槽应重点注意 柱基、墙角、承重墙下 受力较大的部位。仔细观察基底土的 结构、孔隙、湿度、含有物 等，并与设计勘察资料相比较，确定是否已挖到 设计的土层 。对于可疑之处应局部下挖检查。共 41页 第 3页1 基坑验槽土木工程施工1.3 轻便勘探 验槽轻便勘探验槽是用 钎探、轻便动力触探、手摇小螺纹钻、洛阳铲 等对地基 主要受力层范围 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 探查 。基坑底层基土质量钎探检查共 41页 第 4页1 基坑验槽土木工程施工轻、重型动力触探仪动力、静力触探一体履带车系统地基钎探施工现场 地基钎探施工现场共 41页 第 5页1.3 轻便勘探验槽土木工程施工2 地基加固处理当结构的荷载较大，地基土质又较软弱 (强度不足 或 压缩性大 )，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性质， 提高承载力、增加稳定性，减少地基变形 和 基础埋置深度 。第 4讲 基坑验槽及地基加固处理2.1 地基加固的原理共 41页 第 6页土木工程施工 2.1 地基加固的原理“ 将土质由松变实 ” ， “ 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一加固原理出发 。共 41页 第 7页2.1.1 地基加固原理地基碾压加固土木工程施工提高软弱地基的 强度 、保证地基的 稳定性 ；降低软弱地基的 压缩性 、减少基础的 沉降 ；防止地震时地基土的 振动液化 ；消除特殊土的 湿陷性、胀缩性 和 冻胀性 。2.1.2 地基处理的目的坚实稳定的建筑地基 在可靠地基上建造的基础共 41页 第 8页2.1 地基加固的原理土木工程施工 软弱地基包括： 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基。2.1 地基加固的原理2.1.3 地基处理的对象 特殊土地基包括： 软土、湿陷性黄土、膨胀土、红粘土和冻土等地基。共 41页 第 9页吹填土的施工现场淤泥质土 湿陷性黄土 膨胀土土木工程施工2.1.4 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 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应措施，绝不能单纯对地基进行处理。其具体措施有： 改变 建筑体形 ，简化 建筑平面 ； 调整 荷载差异 ； 合理设置 沉降缝 ； 采用 轻型结构、柔性结构 ； 加强房屋的 整体刚度 ； 偏心荷载较大时，对 基础进行移轴处理 ； 施工中正确安排 施工顺序 和 施工进度 。共 41页 第 10页2.1 地基加固的原理土木工程施工地基加固处理的方法很多，归纳起来无非是：“ 挖 ” 、 “ 填 ” 、 “ 换 ” 、 “ 夯 ” 、 “ 压 ” 、 “ 挤 ” 、“ 拌 ” 七个字。2 地基加固处理2.2 地基加固的方法当软弱土地基的承载力或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，最为经济。共 41页 第 11页挖去厚度不大的软土层土木工程施工当软土层较厚、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，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2.2 地基加固的方法共 41页 第 12页土木工程施工软土层较厚时，将基础下面一定范围内的软土挖去 ,代之以 人工填筑的垫层作持力层 。采用砂石、三合土、矿渣、素土等材料换土的地基分别称为 砂石地基 、 三合土地基 、 粉煤灰地基 。2.2.1 换填法砂石地基施工砂石垫层剖面图2.2 地基加固的方法共 41页 第 13页土木工程施工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。2.2.2 夯实法平板振动夯进行地基夯实 冲击夯进行软土压实施工2.2 地基加固的方法共 41页 第 14页土木工程施工是一种较常采用的地基处理方法,它是用起重机械将 大吨位夯锤 (一般不小于 8t)起吊到 高处 (一般不小于6m)后， 自由落下 ，对土体进行 强力夯实 。强夯施工中2.2 地基加固的方法强夯适用于 粘性土、湿陷性黄土及 人工填土地基 的加固。但强夯产生的振动对已建成或在建的建筑物有影响时，不得采用。共 41页 第 15页强夯法施工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。土木工程施工吊起夯锤自动脱钩装置起重机配三角架起吊夯锤下落瞬间起重机配龙门架起吊夯坑2.2 地基加固的方法共 41页 第 16页土木工程施工夯锤一般重 10 25t，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合锤。锤底面积宜按土的性质确定，锤底静压力值可取 25 40KPa。夯锤中宜设置若干上下贯通的气孔，可减小夯锤起吊时的吸力（夯锤吸力可达 3倍锤重）。 夯锤上气孔长园柱夯锤 短园柱夯锤 园锥形夯锤园柱形夯锤高宽比过大，容易偏锤，要慎用园锥形夯锤底面积小，会形成很深的夯坑2.2 地基加固的方法共 41页 第 17页土木工程施工在夯坑内回填块、碎石，强行夯入并排开软土，形成砂石桩与软土的复合地基，称之为 强夯置换（或 动力置换 、 强夯挤淤 ）。强夯置换2.2 地基加固的方法强夯置换施工 碎石被夯入深坑中 起出并清理夯锤共 41页 第 18页土木工程施工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 预压固结法 ，即先在地基范围的地面上，堆置重物预压一段时间 ,使地基压密，以提高承载力，减少沉降量。2.2.3 预压法 排水固结法排水固结法水平排水体竖向排水体塑料排水带排水系统加压系统降低地下水法真空法堆载法砂垫层袋装砂井普通砂井电渗法2.2 地基加固的方法共 41页 第 19页土木工程施工 堆载预压法在饱和软土地基上 施加荷载 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。加载预压堆载预压法包括 加压系统 和 排水系统 。按堆载材料分为 自重预压、加载预压 和 加水预压 。按加压程序可分为 单级加荷 和 多级加荷 。加水预压2.2 地基加固的方法共 41页 第 20页土木工程施工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 负压 ，使土体内部与排水竖井之间形成 压力差 。压差作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 。 真空预压法吹填施工软弱的吹填地基2.2 地基加固的方法共 41页 第 21页土木工程施工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 负压固结 。按照竖向排水体的不同，真空预压法又可分为 普通砂井 、 袋装砂井 和 塑料排水带 。袋装砂井施工 袋装砂井施工机械 袋装砂井埋设完毕袋装砂井2.2 地基加固的方法共 41页 第 22页土木工程施工袋装砂井埋设完毕2.2 地基加固的方法共 41页 第 23页土木工程施工 袋装砂井与排水横管连接土木工程施工 插板机在进行塑料排水带施工土木工程施工 2.2 地基加固的方法塑料排水带埋设完毕共 41页 第 26页土木工程施工 真空预压法 覆盖封闭膜土木工程施工真空预压法 排气进行时土木工程施工真空预压法的新发展低位真空预压法高真空击密法覆水真空预压法覆水真空预压法2.2 地基加固的方法共 41页 第 29页土木工程施工用带桩靴的工具式桩管打入土中，挤压土壤形成桩孔，拔出桩管再在桩孔中灌入砂石或石灰、素土、灰土等填充料进行捣实。其原理是挤密土壤、排水固结，提高地基的承载力，俗称 “ 挤密桩 ” 。包括 碎 (砂 )石桩、石灰桩、灰土桩、 CFG桩 等。2.2.4 深层挤密法施工完的灰土桩灰土桩施工现场2.2 地基加固的方法共 41页 第 30页土木工程施工 CFG桩CFG桩又称 水泥粉煤灰碎石桩 。由长螺旋钻机或振动沉管桩机成孔，将碎石、石屑、砂、粉煤灰掺水泥加水拌和灌注成桩。 CFG桩的适用范围很广 ,在砂土、粉土、粘土、淤泥质土、杂填土等地基均有大量成功的实例。CFG桩破桩头施工现场CFG桩施工现场CFG桩和桩间土通过褥垫层形成CFG桩复合地基2.2 地基加固的方法共 41页 第 31页土木工程施工又称 振冲碎石桩 ，是用振动或冲击荷载将底部装有活瓣式桩靴的 桩管挤入地层 ，在软弱地基中 成孔 后，再将碎石从桩管投料口处投入桩管内，然后 边击实 、 边上拔桩管 ，形成密实碎石桩，并与桩间土体形成复合地基。 挤密碎石桩碎石桩施工流程图边击实、边拔管碎石桩施工全景2.2 地基加固的方法共 41页 第 32页土木工程施工干法振冲碎石桩-底部给料(法国公司)2.2 地基加固的方法振冲碎石桩施工待验收的碎石桩共 41页 第 33页土木工程施工2.2.5 化学 (注浆 )加固法是指用 旋喷法 或 深层搅拌法 加固地基。原理是利用 高压射流切削土壤 ， 旋喷浆液 (水泥浆、水玻璃、丙凝等 )， 搅拌浆土 ，使浆液 和 土壤混合 ，凝结成坚硬的 柱体 或 土壁 。 深层搅拌桩深层搅拌机定位启动后，叶片旋转切削土壤，下沉至设计深度后缓慢提升搅拌机，同时喷射水泥浆与软粘土 强制拌和 ，待搅拌机提升到地面时再 原位下沉提升搅拌 一次，使浆土均匀混合形成 水泥土桩 。 深层搅拌桩施工工艺流程图2.2 地基加固的方法共 41页 第 34页