建筑施工技术03 地基处理与基础工程

3.1 地基处理 n建筑物对地基的要求：n稳定性；承载力；变形。n天然地基不满足地基处理n原理：将土质由松变实，将水的含水量由高变低 。n方法：换填法、重锤夯实法、机械碾压法、挤密 桩法（灰土桩）、深层搅拌法、化学加固法等3.1.1 换填法 n适用浅层（3M内）软弱土的处理。n 1. 砂和砂石地基（垫层） 施工要点n材料：中砂、粗砂、石屑和碎石、卵石n清理；台阶 ；分层压实n质量检验：环刀取样法；贯入测定法 n2.灰土垫层施工要点n材料：37或28 n含水量控制：手握灰土成团，两指轻捏即碎 3.1.2 灰土桩地基 n处理深度可达1215m ，与换填法比优点？n打孔：300600mm ；515m ；等边三角形布置 n分层回填：回填厚度为250400mm n质量检验：前中后3.1.3 局部地基处理 n1.松土坑的处理 5种情况n2.局部软硬地基的处理 补充：基础选型思路3.2 浅基础n独立基础；条形基础；n筏板基础；箱形基础平法n03G101-1（现浇混凝土框架、剪力墙、框支剪力墙结构）n03G101-2（现浇混凝土板式楼梯）n04G101-3（筏板基础）n04G101-4（现浇混凝土楼面和屋面板）n06G101-6（独立基础、条形基础、桩基承台） 3.2.1 识图和构造要点n1、独立基础独立基础底扳底部双向配筋示意 左至右为x向，从下至上为Y向 DJJDJPBJJBJP独立基础底板钢筋的构造 长向钢筋放置于下部，短向钢筋放置于上部 对称独立基础 非对称独立基础 独立基础底板配筋减少10的构造柱插筋在独立基础的锚固构造 2 条形基础 交 接 区 构 造分布筋在交接部位与同向受力筋交错搭接150减短10构造条基钢筋计算示例1条基钢筋计算示例2n地下框架梁（DKL）：设置在基础顶面以上且低于建筑标高正负0.000并以框架柱为支座的梁。（构造同楼层框架梁）n基础连梁（JLL）：连接独立基础、条形基础或桩基承台的梁，分为贯通和不贯通逐跨标注:JLLxx（1），端部纵筋从基础边缘开始锚固基础两种形式。n基础梁（JL）：指承受上部荷载的梁。例如：筏形基础的基础梁和条形基础的基础梁。地面下梁概念n基础粱（JL）、基础圈粱（JQL）和条形基 础底板（TJBP、 TJBJ ）条形基础JL纵向钢筋和箍筋的构造 JCL连续JCL单跨边支座至柱边（非基础边）起锚入la3.2.2 基础钢筋施工n 基础垫层完弹底板钢筋位置线按线布放钢筋绑 扎n 要点：n绑扎钢筋：四周两行每点；中间交错扎牢，但必须保证受力钢筋不位移。n双向主筋的钢筋网，全部。n相邻绑扎点的钢丝扣成八字形，以免网片歪斜变形。n钢筋撑脚：应垫在下片钢筋网上。n钢筋的弯钩应朝上，不要倒向一边；双层钢筋网的上层钢筋弯钩应朝下。n插筋扶正理顺每隔lm放置1个。其直径选用： 当板厚300mm时为810mm； 当板厚=300500mm时为12 14mm。当板厚>500mm时选用，钢筋直径 为1618mm。沿短向通长布置， 间距以能保证钢筋位置为准。3.2.3 基础模板施工n1、独立基础n2、条形基础模板n质量问题：沿基础通长方向模板上口不直，宽度不够，下口陷入混凝土内；拆模时上段混凝土缺损，底部钉模不牢的现象。 预防措施n1）模板应有足够的强度、刚度和稳定性，支模时垂直度要准确。n 2）模板上口应钉木带，以控制带形基础上口宽度，并通长拉线，保证上口平直。n 3）隔一定间距，将上段模板下口支承在钢筋支架上。n4）支撑直接在土坑边时，下面应垫以木板，以扩大其承力面，两块模板长接头处应加拼条，使板面平整，连接牢固。基础模板缺陷n1.现象n(1)条形基础模板长度方向上口不直，宽度不一。n(2)杯形基础中心线位置不准，芯模在浇筑混凝土时上浮或侧向偏移，芯模难拆除。n(3)上阶侧模下口陷入混凝土内，拆模后产生“烂脖子”、n(4)侧向胀模、松动、脱落。2.原因分析n(1)条形基础模板拼接处的上口不在同一条直线上。模板上口未设定位支撑，支撑围檩刚度不足，在混凝土侧压力下向外位移 (俗称胀模)。n(2)杯形基础中心线弹线不规方，芯模的拼装或外表面处理不当，芯模底板不透气，芯模四周混凝土浇捣不同步，造成芯模上浮或侧移。拆模时间超过混凝土终凝时间，造成芯模难拆除，n(3)上阶侧模未撑牢，下口未设置钢筋支架或混凝土垫块，脚手板直接搁置在模板上，造成上阶侧模下口陷入混凝土内，拆模后上台 3防治措施n(1) 通长拉线找准，上口应定位；n(2) 复查地基垫层标高及中心线位置。木芯模底板应钻孔以便排气，芯模外壳应涂刷脱模剂，上口要临时遮盖。n(3)上阶侧模应支承在预先设置的钢筋支架或预制混凝土垫块上。从侧模下口溢出来的混凝土应及时铲平至侧模下口。n（4）侧模中部应设置斜撑，下部应用台楞固定。支承在土坑边上的支撑应垫木板，扩大接触面。桩基础选用表3.3 桩基础n2.1桩基础概述n2.2预制桩基础n2.3灌注桩基础2.12.1桩基础概述桩基础概述n建筑物对地基的要求：n承载力和变形。n浅层的土质不能满足时，就需要考虑以下 部坚实土层或岩层作为持力层的深基础方 案。0：172.1.1桩基础的组成桩径800，嵌入承台50桩径800，嵌入承台1001）端承桩2）摩擦桩2.1.2桩的分类（1）按桩承载性能分类（2 2）按施工方法分类）按施工方法分类n n1 1）预制桩（挤土）预制桩（挤土）n预制成桩沉桩（用沉桩设备打入或压入）n n2 2）灌注桩（非挤土）灌注桩（非挤土）n直接成孔（钻孔、挖孔）安放钢筋笼n浇筑混凝土2.2 预制桩基础注：预制桩的混凝土强度等级不应低于C30；预应 力桩不应低于C40。 3：38n2.2.1预制桩的制作、运输和堆放n2.2.2打桩准备n2.2.3锤击沉桩n2.2.4静力压桩1）方桩： 截面边长：250550mm， 长度：12m30m。 桩的接头不宜超过2个。（1）类型2）管桩 外径：3001000mm 壁厚：60130mm 长度：8m12m。 桩的接头不宜超过4个。2.2.1预制桩的制作、运输和堆放补充：预应力管桩补充：预应力管桩Ø1）代号ØPHC：预应力高强混凝土管桩(C80)；ØPC： 预应力混凝土管桩(C60)ØPTC：预应力混凝土薄壁管桩(C60)Ø2）分类：按桩身混凝土有效预压应力值或抗弯性能 分为A、AB、B、C四种类型。Ø3）桩尖：十字型a，开口型b 十字型a开口型b（2 2）制作（方桩）制作（方桩）n间隔、重叠法生产，但是不宜超过四层；n主筋宜采用搭接焊，主筋的接头位置应相互错开；n桩尖一般采用粗钢筋或钢板制作，并与钢骨架焊接在一起；n浇筑时从桩顶连续浇筑到桩尖，不能中断，注意振捣密实；（3 3）预制桩的起吊，运输和堆放）预制桩的起吊，运输和堆放ØØ起吊起吊：70；吊点应在按设计规定之处，吊索与 桩间应加衬垫；ØØ运输运输：100ØØ堆放堆放：堆放场地应平整、坚实；垫木与吊点的位置应相同，各垫木应上下对齐；堆放层数应小于4层；吊 点一点吊法 二点吊法 2.2.22.2.2打桩前的准备打桩前的准备n清除障碍高空、地上、地下；n平整场地在建筑物基线以外46m范围内的整个区域，或桩机进出场地及移动路线上；n打试验桩了解桩的沉入时间、最终贯入度、持力层的强度、桩的承载力等；n抄平放线在打桩现场设置水准点（至少2个），用做抄平场地标高和检查桩的入土深度；按设计图纸要求定出桩基础轴线和每个桩位；n定桩位用小木桩或白灰点法标出桩位，或用设置龙门板拉线法定出桩位（此法可以避免挤土使白灰点或小木桩发生位移而产生的误差）；n确定打桩顺序影响打桩工程的速度和桩基质量（挤土效应）n对于密集群桩（桩距大于或等于4倍桩直径），自 中间向两个方向或向四周对称施打n由毗邻建筑物处向另一方向施打。n避免自外向内，或从周边向中间进行 n宜先深后浅，先大后小，先长后短。（a）逐排打桩 （b）从中部向边缘打桩 （c）分段打桩 （1）桩锤选择n多采用爆发力强、锤击能量大、工效高的筒式柴油 锤沉桩。n满足设计要求的最后贯入度，最好为2040mm/10击，每根桩的总锤击不宜超过：2500（PHC）；2000(PC)；1500击(PTC)最后1m的锤击数分别不宜超过300、250、200。2.2.32.2.3锤击沉桩锤击沉桩就位桩机就位桩机起吊预制桩起吊预制桩稳桩稳桩打桩打桩接桩接桩送桩送桩中间检查验收中间检查验收移桩机至下一个桩位移桩机至下一个桩位（2）成桩工艺（动画）1）吊装就位移桩架于桩位处用卷扬机提升桩将桩 送入龙门导管内，安放桩尖桩顶放置弹性垫层（草袋 、麻袋）、放下桩帽和垫木（在桩帽上）试打检查（桩身、桩帽、桩锤是否在同一轴线上）；垂直度偏差不得大于0.5% 2）打桩开始宜低锤轻打，随沉桩加深，慢慢高锤重打；桩锤经常回弹，更换重锤；桩锤回弹，贯入度突减，说明桩尖遇上硬物，应减小锤距，加快锤击频率；贯入度突增或桩身变位，说明断桩（桩身破坏）； 原则：重锤低击3）接桩Ø管桩一般采用电焊连接或机械快速连接接头。Ø露出地面0.51.0m时接桩。Ø清理扣接桩夹具（导向箍） 就位，先用电焊在剖口圆周上均匀对称点焊46点正式由两名焊工对称、分层、均匀、连续的施焊，一般焊接层数不少于2层，焊缝应饱满连续，焊缝自然冷却时间：810min。（3 3）打（沉）桩的质量控制）打（沉）桩的质量控制n桩端持力层作为定性控制（标高）；最后贯入度（最后10击桩的入土深度）或最后1m沉桩锤击数作为定量控制。 n摩擦桩以控制桩端设计标高为主，贯入度可作参考；端承桩以贯入度控制为主，桩端标高可作参考。当贯入度已达到，而桩端标高未达到时，应继续锤击3阵，按每阵10击的贯入度不大于设计规定的数值加以确认。n锤击沉桩施工过程资料：记录桩顶状况、总锤击数和最后1m锤击数、最后三阵贯入度、垂直度、桩顶标高、桩端持力层情况等。2.2.4 2.2.4 静力压桩静力压桩n概念：n用静力压桩机将预制的预应力管桩压入土层成桩的 方法。适用范围：管桩适用坚硬的土层，如强风化岩层、全风化岩层、坚硬的粘土层或密实的砂层（或卵石层）等。管桩 一般可打入强风化岩层13m，但很难打入中风化岩层，更不能打入微风化岩层。 特点特点n桩机全部采用液压装置驱动，压力大（40007500kN ），自动化程度高，纵横移动方便，运转灵活；n桩定位精确，不易产生偏心，可提高桩基施工质量；n施工无噪声、无振动、无污染；n沉桩采用全液压夹持桩身向下施加压力，可避免锤击应力，打 碎桩头，桩截面可以减小，混凝土强度等级可降低12级，配 筋比锤击法可省40%；n效率高，施工速度快，压桩速度每分钟可达2m，正常情况下 每台班可完15根，比锤击法可缩短工期1/3； n1压桩机具设备n1）机械式：顶压n桩架、卷扬机、加压钢丝绳、滑轮组和活动压梁等部件组成 ，施压部分在桩顶端面，施加静压力约为6002000kN，这 种桩机设备高大笨重，行走移动不便，压桩速度较慢，但装 配费用较低，只少数还有这种设备的地区还在应用；n2）液压式：抱压n由压拔装置、行走机构及起吊装置等组成，采用液压操作， 自动化程度高，结构紧凑，行走方便快速，施压部分不在桩 顶面，而在桩身侧面，它是当前国内较广泛采用的一种新型 压桩机械。1-长船行走机构；2-短船行走及回转机构；3-支腿式底盘结构 ；4-液压起重机；5-夹持与压板装置；6-配重铁块；7-导向架 ；8-液压系统；9-电控系统；10-操纵室；11-已压入下节桩； 12-吊入上节桩压 桩 机 实 物 图2 2、压桩工艺、压桩工艺测量定位测量定位压桩机就位压桩机就位吊桩、插桩吊桩、插桩桩身对中调直桩身对中调直静压沉桩静压沉桩接桩接桩再静压沉桩再静压沉桩送桩送桩终止压桩终止压桩切割桩头。切割桩头。