土木工程施工讲义第4讲

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• 邵阳学院 杨宗耀 • (教授级高工)
第4讲 基坑验槽及地基加固
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、 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。
• 基坑验槽 槽
• 排水系统
• 塑料排水带
• 水平排水体
• 砂垫层
• 排水固结法
• 加压系统
• 堆载法 • 真空法 • 降低地下水法 • 电渗法
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•2.2 地基加固的方
⑴ 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。
堆载预压法包括加压系统和排水系统。
• 砂石地基施工
• 砂石垫层剖面图
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•2.2 地基加固的方
2.2.2 夯实法
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。
• 平板振动夯进行地基夯实 工
冲击夯进行软土压实施
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• 强夯法施工
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。
土木工程施工讲义第4讲
2020年5月25日星期一
•第2章 地基处理与桩基工

【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。
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1 基坑验
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
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1.3 轻便勘探验
• 地基钎探施工现场
地基钎探施工现场
• 轻、重型 • 动力触探仪
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。
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。
•2.2 地基加固的方
• 强夯施工中
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•2.2 地基加固的方
•夯 坑
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• 夯锤下落瞬间
• 起重机配龙门 架
• 动力、静力触探 • 一体履带车系统
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第4讲 基坑验槽及地基加固处
2 地基加固处理
•2.1 地基加固的原理
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。
•共41页 第
•共41页 第
• CFG桩施工现场
⑵ 挤密碎石桩
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。
•2.2 地基加固的方
• 碎石桩施工流程图
• 边击实、边拔管 • 碎石桩施工全景
• 挖去厚度不大的软土层
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• 在软土层上回填好土
•2.2 地基加固的方
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。
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•2.2 地基加固的方
2.2.1 换填法
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。
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高压旋喷设备及机具
•2.2 地基加固的方
• 泥浆泵
• 滑撬式旋喷钻机 泵
履带式旋喷钻机
高压注浆
• 单重管喷具 机
双重管喷具
三重管喷具
2.1 地基加固的原
• 2.1.1 地基加固原理
“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 。
• 地基碾压加固
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2.1 地基加固的原
• 2.1.2 地基处理的目的
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。
• 强夯置换施工 锤
碎石被夯入深坑中
起出并清理夯
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•2.2 地基加固的方
2.2.3 预压法—排水固结法
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。 • 普通砂井
• 竖向排水体
• 袋装砂井
⑴ 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
•2.2 地基加固的方
•CFG桩和 桩间土通 褥垫层形 CFG桩复 合地基
• 起吊
• 起重机配三角架起吊
• 吊起夯锤
• 自动脱钩装 置
•2.2 地基加固的方
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)。
膨胀土
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2.1 地基加固的原
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:
⑴ 改变建筑体形,简化建筑平面; ⑵ 调整荷载差异; ⑶ 合理设置沉降缝; ⑷ 采用轻型结构、柔性结构; ⑸ 加强房屋的整体刚度; ⑹ 偏心荷载较大时,对基础进行移轴处理; ⑺ 施工中正确安排施工顺序和施工进度。
• 夯锤上气孔
• 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
• 长园柱夯锤 锤
短园柱夯锤
园锥形
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• 强夯置换
•2.2 地基加固的方
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)。
1 基坑验
• 拉线检查
• 挖掘探查
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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。
1 基坑验
1.2 夯、拍验槽
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。
基坑验
•共41页 第
1.1 观察验槽
观察验槽的内容包括: ⑴ 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。
⑵ 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。
⑶ 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。
• 坚实稳定的建筑地基 础
在可靠地基上建造的基
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2.1 地基加固的原
• 2.1.3 地基处理的对象
⑴ 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。
⑵ 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。
•吹填土的施工现场
• 淤泥质土
湿陷性黄土

【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
•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
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•2.2 地基加固的方
干法振冲碎石桩
-底部给料(法国公司)
• 待验收的 • 碎石桩
• 振冲碎石桩施工
•2.2 地基加固的方
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。
•共41页 第
•2 地基加固处
2.2 地基加固的方法
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。
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
• 吹填施 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。
•2.2 地基加固的方
• 袋装砂井
• 袋装砂井施工 毕
袋装砂井施工机械
袋装砂井埋设
•共41页 第
•2.2 地基加固的方
• 袋装砂井埋设完毕
•2.2 地基加固的方 •共41页 第
材 •三轴型钻掘搅拌机 •水泥浆液
•导

•2.2 地基加固的方
• 清除钻头上的余泥
• 形成一道地下连续 墙 •共41页 第
•钻
•2.2 地基加固的方
⑵ 高压旋喷桩
是利用钻机把带有特殊喷嘴的注浆管钻至设计深度,将水泥浆液 由喷嘴向四周高速喷射切削土层,同时将旋转的钻杆徐徐提升,浆 液与土体在高压射流作用下充分搅拌混合,形成连续搭接的水泥 加固体。
• 旋喷法施工流程图
• 高压旋喷桩施工
•共41页 第
•2.2 地基加固的方
单管旋喷的成桩直径较小,为获得大直径截面的桩,可分别 采用二重管旋喷(二根同心管分别喷水、喷浆),或三重管旋喷 (三根同心管分别喷水、喷气、喷浆)。
喷浆方式有旋喷、定喷和摆喷三种,可分别获得柱状、壁状 和块状加固体。
•高压旋喷施工示意图
•共41页 第
•袋装砂井与排水横管连接
• 插板机在进行塑料排水带施
•2.2 地基加固的方
• 塑料排水带埋设完毕
•共41页 第
•真空预压法—覆盖封闭膜
•真空预压法—排气进行时
真空预压法的新发展
•2.2 地基加固的方

• 低位真空预压法 • 覆水真空预压 法
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•2.2.4 深层挤密法
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 地基加固的方
•施工完的灰土桩
•灰土桩施工现场
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• ⑴ 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 •共41页 第
SMW工法桩
SMW工法桩是深层搅拌桩 的一项新工艺,以多轴型钻掘搅 拌机钻掘,在钻头处喷出水泥系 强化剂与地基土反复混合搅拌, 各施工单元之间采取重叠搭接施 工,在水泥土混合体未结硬前插 入H型钢或钢板作为应力补强材 ,形成一道具有一定强度和刚度 的、连续完整的、无接缝的地下 墙体。
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。
ห้องสมุดไป่ตู้
加载预压
加水预压
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•2.2 地基加固的方
⑵ 真空预压法
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。
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