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一级建造师备考知识点:地基与基础工程施工​

发布时间:2019-04-15 10:45:19  来源:学果网  浏览:   【】【】【

常用地基处理方法

地基处理就是提高地基强度,改善其变形性质或渗透性质而采取的技术措施。处理后的地基应满足建筑物地基承载力、变形和稳定性的要求。常见的地基处理方式有换填地基、压实和夯实地基、复合地基、注浆加固、预压地基、微型桩加固等。

一、换填地基

换填地基适用于浅层软弱土层或不均匀土层的地基处理。按其回填的材料不同可分为素土、灰土地基,砂和砂石地基,粉煤灰地基等。换填厚度由设计确定,一般宜为0.5~3m。施工要求有:

(1)素土、灰土地基:土料可采用黏土或沙质黏土,石灰采用新鲜的消石灰。灰土体积配合比宜为 2︰8 或 3︰7。素土、灰土分层(200~300mm)回填夯实或压实。

(2)砂和砂石地基:宜选用碎石、卵石、角砾、圆砾、砾砂、粗砂、中砂或石屑,应级配良好,不含植物残体、垃圾等杂质。当使用粉细砂或石粉时,应掺入不少于总重 30%的碎石或卵石。砂和砂石地基采用砂或砂砾石(碎石)混合物,经分层夯(压)实。

(3)粉煤灰地基:应选用Ⅲ级以上的粉煤灰级,满足相关标准对腐蚀性和放射性的要求。粉煤灰地基最上层宜覆盖土300~500mm。

(4)换填地基压实标准要求:换填材料为灰土、粉煤灰时,压实系数为≥0.95;其他材料时压实系数为≥0.97。

(5)换填地基施工时,不得在柱基、墙角及承重窗间墙下接缝;上下两层的缝距不得小于 500mm,接缝处应夯压密实;灰土应拌合均匀并应当日铺填夯压,灰土夯压密实后 3d 内不得受水浸泡;粉煤灰垫层铺填后宜当天压实,每层验收后应及时铺填上层或封层,防止干燥后松散起尘污染,同时禁止车辆碾压通行。

二、夯实地基

夯实地基可分为强夯和强夯置换处理地基。强夯处理地基适用于碎石土、砂土、低饱和度的粉土与黏性土、湿陷性黄土、素填土和 杂填土等地基;强夯置换适用于高饱和度的粉土与软塑~流塑的粘性土等地基上对变形要求不严格的工程。一般有效加固深度3~10m。施工要求有:

(1)强夯置换处理地基必须通过现场试验确定其适用性和处理效果。强夯和强夯置换施工前,应在施工现场有代表性的场地上选取一个或几个试验区,进行试夯或试验性施工。每个实验区面积不宜小于20×20m。

(2)强夯处理地基夯锤质量宜为10t~60t,其底面形式宜为圆形,锤底面积宜按土的性质确定,锤底静接地压力值宜为25 kPa~80kPa,单击夯击能高时取高值,单击夯击能低时取低值,对于细颗粒土宜取较低值。锤的底面宜对称设置若干个上下贯通的排气孔,孔径宜为300 mm~400mm。

(3)强夯置换夯锤底面形式宜采用圆形,夯锤底静接地压力值宜大于 80 kPa。

(4)当场地表土软弱或地下水位较高时,宜采用人工降水或铺填一定厚度的砂石材料,使地下水位低于坑底面以下 2m。

(5)施工前应查明影响范围内地下构筑物和地下管线的位置,并采取必要措施予以保护。

(6)夯实地基施工结束后,应根据地基土的性质和采用的施工工艺,待土层休止期结束后,方可进行基础施工。

三、复合地基

复合地基是部分土体被增强或被置换,形成的由地基土和增强体共同承担荷载的人工地基。按照增强体的不同可分为振冲碎石桩和沉管砂石桩复合地基、水泥土搅拌桩复合地基、旋喷桩复合地基、水泥粉煤灰碎石桩复合地基、夯实水泥土桩复合地基、灰土(土)挤密桩复合地基、桩锤扩充桩复合地基和多桩型复合地基等。复合地基处理要求有:

1、水泥粉煤灰碎石桩复合地基

水泥粉煤灰碎石桩,简称CFG桩,是在碎石桩的基础上掺入适量石屑、粉煤灰和少量水泥,加水拌合后制成具有一定强度的桩体。适用于处理黏性土、粉土、砂土和自重固结完成的素填土地基。根据现场条件可选用下列施工工艺:

(1)长螺旋钻孔灌注成桩:适用于地下水位以上的黏性土、粉土、素填土、中等密实以上的砂土地基;

(2)长螺旋钻中心压灌成桩:适用于黏性土、粉土、砂土和素填土地基;

(3)振动沉管灌注成桩:适用于粉土、粘性土及素填土地基。

(4)泥浆护壁成孔灌注成桩:适用土地下水位以下的黏性土、粉土、砂土、填土、碎石土及风化岩等地基。

2、灰土挤密桩复合地基

灰土桩复合地基适用于处理地下水位以上的粉土、黏性土、素填土、杂填土和湿陷性黄土等地基,可处理地基的厚度宜为 3~15m。当以消除土层的湿陷性为目的时,可选用土挤密桩;以提高地基承载力或增强水稳性时,宜选用灰土挤密桩。当地基土的含水量大于 24%、饱和度大于 65%时,应通过现场试验确定其适用性。

3、振冲碎石桩和沉管砂石桩复合地基

振冲碎石桩和沉管碎石桩处理地基,适用于挤密松散砂土、粉土、粉质粘土、素填土和杂填土等地基,以及用于可液化地基。饱和黏性土地基,如对变形控制控制不严格,可采用砂石桩作置换处理。

振冲桩桩体材料可采用含泥量不大于5%的碎石、卵石、矿渣和其他性能稳定的硬质材料,不宜采用风化易碎的石料。对30kW(55 kW、75 kW)振冲器,填料粒径宜为20~0 mm(30~100mm、40~150mm)。沉管桩桩体材料可用含泥量不大于5%的碎石、卵石、角砾、圆砾、砾砂、粗沙、中沙或石屑等硬质材料,最大粒径不宜大于50mm。

4、夯实水泥土复合地基

夯实水泥土桩复合地基适用于处理地下水位以上的粉土、黏性土、素填土和杂填土等地基。土料有机质含量不应大于 5%,不得含有冻土和膨胀土。宜选用机械成孔,处理地基深度不宜大于15m,当采用洛阳铲人工成孔时,深度不宜大于 6m。

5、水泥土搅拌桩复合地基

(1)水泥土搅拌桩地基适用于处理正常固结的淤泥、淤泥质土、素填土、黏性土(软塑、可塑)、粉土(稍密、中密)、粉细砂(松散、中密)、中粗砂(松散、稍密)、饱和黄土等土层。不适用于含大孤石或障碍物较多且不易清除的杂填土、欠固结的淤泥、淤泥质土、硬塑及坚硬的黏性土、密实的砂类土,以及地下水渗流影响成桩质量的土层。

(2)水泥土搅拌桩的施工工艺分为浆液搅拌法和粉体搅拌法。可采用单轴、双轴、多轴搅拌或连续成槽搅拌形成柱状、壁状、格栅状或块状水泥土加固体。

(3)水泥土搅拌桩用于处理泥炭土、有机质土 pH 值小于 4 的酸性土、塑性指数大于 25 的黏土或在腐蚀性环境中以及无工程经验的地区采用时,必须通过现场和室内试验确定其适用性。

6、旋喷桩复合地基

(1)旋喷桩复合地基适用处理淤泥、淤泥质土、黏性土(流塑、软塑和可塑)、粉土、砂土、黄土、素填土和碎石土等地基。高压旋喷桩施工根据工程需要和土质条件,可选用单管法、双管法和三管法;旋喷桩加固体形状分为柱状、壁状、条状和块状。

(2)旋喷注浆宜采用强度等级为 42.5级的普通硅酸盐水泥,根据需要可加入适量的外加剂及掺合料。外加剂和掺合料的用量,应通过试验确定。水泥浆液的水灰比宜为 0.8~1.2。

四、注浆加固

(1)加固注浆适用于地基的局部加固处理,适用于砂土、粉土、黏性土和人工填土等地基加固。加固材料选用水泥浆液、硅化浆液和碱液等固化剂。

(2)对软弱土处理,可选用以水泥为主剂的浆液,也可选用水泥和水玻璃的双液型混合浆液,在有地下水流动的情况下,不应采用单液水泥浆液;砂土和黏性土宜采用压力双液硅化注浆;碱液注浆加固适用于处理地下水位以上渗透系数为 0.10~2.0m/d 的湿陷性黄土地基,在自重湿陷性黄土场地采用时应通过试验确定其适应性。

(3)当既有建筑地基进行注浆加固时,应对既有建筑及其邻近建筑、地下管线和地面的沉降、 倾斜、位移、和裂缝进行监测。并应采用多孔间隔注浆和缩短浆液凝固时间等措施,减少既有建筑基础因注浆而产生的附加沉降。

五、微型桩加固

微型桩加固适用于新建建筑物地基处理和既有建筑地基加固。按桩型和施工工艺可分为树根桩、预制桩和注浆钢管桩等。以上桩型均适用于淤泥质土、黏性土、粉土、砂土、及人工填土等地基处理;树根桩又适用于淤泥、碎石土,预制桩又适用于淤泥。

桩基础施工

桩基础按照施工工艺分为:钢筋混凝土预制桩、泥浆护壁成孔灌注桩、长螺旋钻孔压灌桩、沉管灌注桩、干作业成孔灌注桩、钢桩等。

一、钢筋混凝土预制桩

根据打(沉)桩方法的不同,钢筋混凝土预制桩施工方法分为锤击沉桩法和静力压桩法。

(一)锤击沉桩法

(1)施工程序:确定桩位和沉桩顺序→桩机就位→吊桩喂桩→校正→锤击沉桩→接桩→再锤击沉桩→送桩→收锤→切割桩头。

(2)施工要求有:

1)预制桩的混凝土强度达到70%后方可起吊,达到100%后方可运输和打桩。

2)单节桩采用两支点起吊时,吊点距桩端宜为0.2L(桩段长)。吊运过程中严禁采用拖拉取桩方法。

3)接桩接头宜高出地面0.5~1m。接桩方法分为焊接、螺纹接头和机械啮合接头等。

4)桩锤的选用应根据地质条件、桩型、桩的密集程度、单桩竖向承载力以及施工条件等因素确定。

5)沉桩顺序应按先深后浅、先大后小、先长后短、先密后疏的次序进行。对于密集桩群应控制沉桩速率,宜从中间向四周或两边对称施打;当一侧毗邻建筑物时,由毗邻建筑物处向另一方向施打。

6)锤击桩终止沉桩标准有:

a)终止沉桩应以桩端标高控制为主,贯入度控制为辅,当桩终端达到坚硬,硬塑黏性土,中密以上粉土、砂土、碎石土及风化岩时,可以贯入度控制为主,桩端标高控制为辅;

b)贯入度达到设计要求而桩端高位未达到时,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予以确认。

(二)静力压桩法

(1)施工程序:测量定位→压桩机就位→吊桩、插桩→桩身对中调直→静压沉桩→接桩→再静压沉桩→送桩→终止压桩→检查验收→转移桩机。

(2)施工要求:

1)施工前进行试压桩,数量不少于3根。

2)压桩设备应根据最大压桩阻力、桩的截面尺寸、单桩竖向极限承载力、桩端持力层土层情况、穿越土层情况等条件选择。压桩机提供的最大压桩力应大于考虑群桩挤密效应的最大压桩阻力,并应小于机架重量和配重之和的0.9倍。

3)采用静压桩的基坑,不应边挖桩边开挖基坑。

4)桩接头可采用焊接法,或螺纹式、啮合式、卡扣式、抱箍式等机械快速连接方法。焊接、螺纹接桩时,接头宜高出地面0.5~1m;啮合式、卡扣式、抱箍式方法接桩时,接头宜高出地面1~1.5m。

5)送桩深度不易大于10~12m。送桩深度大于8m,送桩器应专门设计。

6)沉桩施工应按“先深后浅、先长后短、先大后小、避免密集”的原则进行。施工场地开阔时,从中间向四周进行;场地狭长时,从中间向两端对称进行;沿建筑物长度线方向进行。

7)同一承台桩数大于5跟时,不宜连续压桩。密集群桩区的静压桩不宜24h连续作业,日停歇时间不宜少于8h。

8)静压桩终止沉桩标准有:

a)静压桩应以标高为主,压力为辅。摩擦桩应按桩顶标高控制;端承摩擦桩,应以桩顶标高控制为主,终压力控制为辅;端承桩应以终压力控制为主,桩顶标高控制为辅。

b)终压连续复压时,对于入土深度大于或等于8m的桩,复压次数可为2~3次,入土深度小于8m的桩,复压次数可为3~5次;

c)稳压压桩力不应小于终压力,稳压时间宜为5~10s。

二、钢筋混凝土灌注桩

钢筋混凝土灌注桩按其施工方法不同,可分为泥浆护壁灌注桩、沉管灌注桩、长螺旋钻孔灌注桩和干作业(机械、人工)成孔灌注桩等。

(一)泥浆护壁灌注桩

泥浆护壁灌注桩按照成孔工艺不同,分为正(反)循环钻机、冲击钻机、旋挖钻机、多支盘灌注桩机、扩底机械钻具等桩机设备。

1、泥浆护壁钻孔灌注桩施工工艺流程:

场地平整→桩位放线→开挖浆池、浆沟→护筒埋设→钻机就位、孔位校正→成孔、泥浆循环、清除废浆、泥渣→清孔换浆→终孔验收→下钢筋笼和钢导管→二次清孔→浇筑水下混凝土→成桩。

2、施工要求有:

(1)应进行工艺性是试成孔,数量不少于2根。

(2)护壁泥浆可采用原土造浆,不适用的土层应制备泥浆。施工时,钻孔内泥浆液面高出地下水位0.5m。

(3)正、反循环成孔机具应根据桩型、地质条件及成孔工艺选择,砂土层成孔宜选用反循环钻机。

(4)冲击钻成孔遇岩石表面不平或遇孤石时,应向孔内投入黏土、块石,将孔底表面填平后低锤快击,形成解密平台,在进行正常冲击。

(5)多支盘灌注桩成孔可采用泥浆护壁成孔、干作业成孔、水泥注浆护壁成孔、重锤捣扩成孔等方法。

(6)清孔可采用正循环清孔、泵吸反循环清孔、气举反循环清孔等方法。清孔后孔底沉渣厚度要求:端承型桩应不大于50mm,摩擦型桩应不大于100mm,抗拔、抗水平荷载桩应不大于200mm。

(7)钢筋笼宜分段制作,接头易采用焊接或机械连接,接头应相互错开。

(8)水下混凝土强度应按比设计强度提高等级配置,塌落度宜为180~220mm;水下混凝土灌注应采用导管法连续灌注;水下混凝土超灌高度应高于设计桩顶标高1m以上,充盈系数不应小于1。

(9)桩底注浆导管应采用钢管,单根桩上数量不少于2根。注浆终止条件应控制注浆量与注浆压力两个因素,以前者为主。满足下列条件之一即可终止注浆:

1)注浆总量达到设计要求;

2)注浆量不低于80%,且压力大于设计值。

(二)沉管灌注桩

沉管灌注桩施工可选用单打法、复打法或反插法。单打法适用于含水量较小土层,复打法或反插法适用于饱和土层。

(1)沉管灌注桩成桩过程为:桩机就位→锤击(振动)沉管→上料→边锤击(振动)边拔管,并继续浇筑混凝土→下钢筋笼,继续浇筑混凝土及拔管→成桩。

(2)施工要求:

1)桩管沉到设计标高并停止振动后应立即浇筑混凝土。管内灌满混凝土后应先振动,再拔管。拔管过程中,应分段添加混凝土,保持管内混凝土面不低于地表面或高于地下水位1~1.5m。

2)桩身配钢筋笼时,第一次混凝土应先浇至笼底标高,然后放置钢筋笼,再浇混凝土到桩顶标高。

3)沉管灌注桩全长复打桩施工时,第一次灌注混凝土应达到自然地面,复打施工应在第一次浇筑的混凝土初凝之前完成。初打与复打的桩中心线应重合。

(三)人工挖孔灌注桩

人工挖孔灌注桩护壁方法可以采用现浇混凝土护壁、喷射混凝土护壁、砖砌体护壁、沉井护壁、钢套管护壁、型钢或木板桩工具式护壁等多种,应用较广的是现浇混凝土分段护壁。桩净距小于2.5m时,应采用间隔开挖和间隔浇筑,且相邻排桩最小施工间距不应小于5m。孔内挖土次序宜先中间后周边,扩底部分应先挖桩身圆柱体,在按扩底尺寸从上而下进行。

【提示】桩基础施工应该作为重要知识点进行学习,尤其应该注意工艺流程,二次清孔是在哪一步,注意施工要求(1)应进行工艺性是试成孔,数量不少于2根。(2)护壁泥浆可采用原土造浆,不适用的土层应制备泥浆。施工时,钻孔内泥浆液面高出地下水位0.5m。

 

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