地基处理与基础工程施工工艺课件.ppt
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1、建筑工程施工工艺,钟汉华,2.1 地基处理,2.1.1 地基处理的方法在建筑工程中遇到工程结构的荷载较大,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,可针对不同情况,采取各种人工加固处理的方法,以改善地基性质,提高承载力、增加稳定性,减少地基变形和基础埋置深度。,第2章 地基处理与基础工程施工工艺,2.1.2 换土垫层法施工,换土垫层法也称换填法,是将在基础底面以下处理范围内的软弱土层部分或全部挖去,然后分层换填密度大、强度高、水稳定性好的的砂、碎石或灰土等材料及其他性能稳定和无侵蚀性的材料,并碾压、夯实或振实至要求的密实度为止。目前常用的垫层施工方法主要有机械碾压法、重锤夯实
2、法和振动压实(平板压实)法。,6.1 灰 土 地 基6.1.1 材料要求与施工准备,1.材料要求灰土地基是用石灰与土料的拌和料经压实而成的。灰土地基对材料的主要要求有如下一些。(1)土料。采用就地挖掘的黏性土及塑性指数大于14的粉土。土内不得含有松软杂质和耕植土。土料应过筛,其颗粒不应大于15 mm。严禁采用冻土、膨胀土、盐渍土等活动性较强的土料。(2)石灰。应用III级以上新鲜的块灰,含氧化钙、氧化镁越高越好。使用前12 d消解并过筛,其颗粒不得大于5 mm,且不应夹有未熟化的生石灰块粒及其他杂质,也不得含有过多水分。,第2章地基处理与基础工程施工工艺,1机械碾压法机械碾压法是采用压路机、推
3、土机、羊足碾或其他压实机械来压实地基土。施工时先将拟建建筑物范围一定深度内的软弱土挖去,开挖的深度和宽度应根据换土垫层设计的具体要求确定。然后在基坑底部碾压,再将砂石、素土或灰土等垫层材料分层铺垫在基坑内,逐层压实。,2重锤夯实法重锤夯实法是用起重机械将夯锤提升到一定高度,然后自由落锤,不断重复夯击以加固地基。重锤夯实法一般适用于地下水位距地表0.8m以上,有效夯实深度内土的饱和度小于并接近0.6时。当夯击振动对邻近建筑物或设备产生有害影响时不得采用重锤夯实。采用重锤夯实法施工时,应控制土的最优含水量,使土粒间有适当的水分滑润,夯击时易于互相滑动挤压密实;同时应防止土的含水量过大,避免夯击成“
4、橡皮土”。,3振动压实法振动压实法是利用振动压实机来压实非黏性土或黏粒含量少、透水性较好的松散杂填土地基的方法。振动压实的效果与填土成分、振动时间等因素有关。振动时间越长,效果越好,但振动超过一定时间后,振动引起的下沉基本稳定,再继续振动也不能进一步压实。因此,施工前应进行试振,确定振动时间。振动压实施工时,先振基槽两边,后振中间,其振实的标准是以振动机原地振实不再继续下沉为合格,并辅以轻便触探试验检验其均匀性及影响深度。,2.1.3 振冲地基施工,振冲地基又称振冲桩复合地基,即利用起重机吊起振冲器,启动潜水电机带动偏心块,使振动器产生高频振动,同时启动水泵,通过喷嘴喷射出高压水流,在边振边冲
5、的共同作用下将振动器沉到土中的预定深度;经清孔后,向孔内逐段填入碎石,或不加填料,使其在振动作用下被挤密实,达到要求的密实度后即可提升振动器;如此重复填料和振密,直至地面,在地基中形成一个大直径的密实桩体与原地基构成复合地基,从而提高地基的承载力,减少地基沉降的加固方法。振冲地基是一种快速、经济、有效的加固方法。振冲地基按加固机理和效果的不同,分为振冲置换法和振冲密实法两类。,1振冲置换法,振冲置换法是在地基土中借振冲器成孔,振密填料置换,制成以碎石、砂砾等散粒材料组成的桩体,与原地基土一起构成复合地基,使地基承载力提高,沉降减少,故又称振冲置换碎石桩法。,2振冲密实法振冲密实法是利用振动和压
6、力水使砂层液化,砂颗粒相互挤密,重新排列,孔隙减少,从而提高地基承载力和抗液化能力,故又称振冲挤密砂桩法。振冲密实法适用于处理砂土和粉土等地基,不加填料的振冲密实法仅适用于处理黏土粒含量小于10的粗砂、中砂地基。,2.1.4 深层搅拌地基施工,深层搅拌法是利用水泥或水泥砂浆、石灰作为固化剂,通过特制的搅拌机械,在地基深处就地将软土和固化剂强制搅拌,固化剂和软土之间会产生一系列物理化学反应,使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的地基,与天然地基形成复合地基,从而提高地基承载力,增大变形模量。,2)施工要点 深层搅拌施工前应先整平场地,清除桩位处地上、地下一切障碍物(包括大块石、树根和生活垃
7、圾等),场地低洼处用黏性土料回填夯实,不得用杂填土回填。 施工前应标定搅拌机械的灰浆泵输浆量、灰浆经输浆管到达搅拌机喷浆口的时间和起吊设备提升速度等施工参数,并根据设计要求通过成桩试验,确定搅拌桩的配合比。 施工使用的固化剂和外掺剂必须通过加固土室内试验检验才能使用。固化剂浆液应严格按预定的配合比拌制,并应有防离析措施。泵送必须连续,拌制浆液量、固化剂与外掺剂的用量以及泵送浆液的时间等应有专人记录。 保证起吊设备的平整度和导向架的垂直度,搅拌桩的垂直度偏差不得超过1.5,桩位偏差不得大于50mm。 搅拌机预搅下沉时,不宜冲水;当遇到较硬土层下沉太慢时,方可适量冲水,但应考虑冲水成桩对桩身强度的
8、影响。 控制搅拌机的提升速度和次数,记录搅拌机每米下沉或提升的时间,深度记录误差不得大于50mm,时间记录误差不得大于5s,施工中发现的问题及处理情况均应注明。 每天加固完毕,应用水清洗储料罐、砂浆泵、深层搅拌机及相应管道,以备再用。,2.2 浅基础施工,浅基础,根据使用材料性能不同可分为无筋扩展基础(刚性基础)和扩展基础(柔性基础)。无筋扩展基础又称刚性基础,一般由砖、石、素混凝土、灰土和三合土等材料建造的墙下条型基础,或柱下独立基础。其特点是抗压强度高,而抗拉、抗弯、抗剪性能差,适用于六层和六层以下的民用建筑和轻型工业厂房。无筋扩展基础的截面尺寸有矩形、阶梯形和锥形等,墙下及柱下基础截面形
9、式如图2-6所示。为保证无筋扩展基础内的拉应力及剪应力不超过基础的允许抗拉、抗剪强度,一般基础的刚性角及台阶宽高比应满足设计及施工规范要求。,2.2.1 浅基础构造2.2.1.1 无筋扩展基础,无筋扩展基础是基础的一种做法,它是由砖、毛石、混凝土或毛石混凝土、灰土和三合土等材料组成的,且不需配置钢筋的墙下条形基础或柱下独立基础,如图7-2所示。无筋扩展基础适用于多层民用建筑和轻型厂房。,1.砖基础构造砖基础有条形基础和独立基础,基础下部扩大部分称为大放脚、上部为基础墙。砖基础的大放脚通常采用等高式和间隔式两种,2.石砌体基础构造1)毛石基础 毛石基础是用毛石与水泥砂浆或水泥混合砂浆砌成。所用毛
10、石强度等级一般为MU20以上,砂浆宜用水泥砂浆,强度等级应不低于M5。,2)料石基础砌筑料石基础的第一皮石块应用丁砌层坐浆砌筑,以上各层料石可按一顺一丁进行砌筑。阶梯形料石基础,上级阶梯的料石至少压砌下级阶梯料石的1/3,3.灰土与三合土基础构造灰土与三合土基础构造如图7-9所示。两者构造相似,只是填料不同。灰土基础材料的拌料宜为37或28(体积配合比)。,4.混凝土基础与毛石混凝土基础构造1)构造要求毛石混凝土基础与混凝土基础的构造相同,当基础体积较大时,为了节约混凝土的用量,降低造价,可掺入一些毛石,掺入量不宜超过30%,形成毛石混凝土基础。,2)材料要求混凝土的强度等级不宜低于C15;毛
11、石要选用坚实、末风化的石料,其抗压强度不低于30 kPa;毛石尺寸不宜大于截面最小宽度的1/3,且不大于300 mm;毛石在使用前应清洗表面泥垢、水锈,并剔除尖条和扁块。,2.2.1.2 扩展基础,1.柱下钢筋混凝土独立基础柱下钢筋混凝土独立基础有现浇台阶形基础、现浇锥形基础和预制柱的杯口形基础,如图7-12所示。杯口形基础又可分为单肢和双肢杯口形基础、低杯口形基础和高杯口形基础。轴心受压柱下基础的底面形状为正方形,而偏心受压柱下基础的底面形状为矩形。,2.墙下钢筋混凝土条形基础墙下钢筋混凝土条形基础根据受力条件可分为不带肋和带肋两种,(1)墙下钢筋混凝土条形基础的构造如图7-17(a)所示。
12、图7-17(b)、图7-17(c)、图7-17(d)所示分别为条形基础交接处的构造处理要求。,(2)基础垫层的厚度不宜小于70 mm,混凝土强度等级应为C15。(3)基础底板混凝土强度等级不宜低于C20。(4)当钢筋混凝土底板的厚度不小于200 mm时,底板应做成平板。(5)基础底板的受力钢筋直径不宜小于10 mm,间距不宜大于200 mm,也不宜小于100 mm。(6)基础底板的分布钢筋直径不宜小于8 mm,间距不宜大于300 mm。(7)基础底板内每延米的分布钢筋截面积不应小于受力钢筋面积的1/10。(8)底板钢筋保护层厚度,当有垫层时为40 mm,当无垫层时为70 mm。(9)当条形基础
13、底板的宽度大于或等于2.5 m时,受力钢筋的长度可取基础宽度的0.9倍,并应交错布置。,2.2.1.3 柱下条形基础与柱下交叉条形基础,1. 柱下条形基础当上部荷载较大,地基承载力较低,独立基础的底面积不能满足设计要求时,可把若干柱子的基础连成一条构成柱下条形基础,以扩大基底面积,减小地基反力,并可以通过形成整体刚度来调整可能产生的不均匀沉降。把一个方向的单列柱基连在一起就形成了单向(柱下)条形基础,柱下钢筋混凝土条形基础的构造除应满足墙下条形基础的构造外,还应满足图7-19所示的条件。(1)柱下条形基础梁端部应向外挑出,其长度宜为第一跨柱距的0. 25倍。(2)柱下条形基础梁高度,宜为柱距的
14、1/81/4,翼板的厚度不宜小于200 mm。当翼板的厚度小于等于250 mm时应做成平板,当翼板的厚度大于250 mm时,宜采用变截面,其坡度不宜大于13,如图7-19(a)所示。(3)当梁高大于700 mm时,在梁的两侧沿高度间隔300400 mm设置一根直径不小于10mm的腰筋,并设置构造拉筋,如图7-19(a)所示。(4)当柱截面尺寸等于或大于基础梁宽时,应满足图7-19(b)的规定。(5)基础梁顶部按计算所配纵向受力钢筋应贯通全梁,底部通长钢筋不应少于底部受力钢筋总面积的1/3。,2.柱下交叉条形基础当上部荷载较大,采用单向条形基础仍不能满足承载力要求时,可以把纵、横柱基础连在一起,
15、组成十字交叉条形基础,6.1.4 筏形基础,片筏基础,土质更差,单独基础联成整体,游泳馆,筏下有肋,板下处理,Mat foundation,箱形基础,有筏、墙和顶板形成箱,整体性更好,6 ) 壳体基础,3 按基础的结构形式分类,7天然地基上浅基础设计,7.2地基基础分类,荷载和承载力计算,一、地基基础分类,(1)板厚。等厚度筏形基础一般取200400 mm厚,且板厚与最大双向板的短边之比不宜小于1/20,由抗冲切强度和抗剪强度控制。有悬臂筏板可做成坡度,但端部厚度不小于200 mm,且悬臂长度不宜大于2.0 m。(2)肋梁挑出。梁板的肋梁应适当挑出1/61/3的柱距。纵横向支座配筋应有15%连
16、通,跨中钢筋按实际配筋率全部连通。,(3)配筋间距。筏形分布钢筋在板厚小于或等于250 mm时,取8间距为250 mm;板厚大于250 mm时,取10间距为200 mm。(4)混凝土强度等级。筏形基础的混凝土强度等级不应低于C30。当有地下室时筏形基础应采用防水混凝土,防水混凝土的抗渗等级应根据地下水的最大水头与防渗混凝土层厚度的比值,按现行地下工程防水技术规范(GB 501082008)选用,但不应小于0.6 MPa。必要时宜设架空排水层。,(5)墙体。采用筏形基础的地下室,应沿地下室四周布置钢筋混凝土外墙,外墙厚度不应小于250 mm,内墙厚度不应小于200 mm。墙体截面应满足承载力要求
17、,还应满足变形、抗裂及防渗要求。墙体内应设置双面钢筋,竖向和水平钢筋的直径不应小于12 mm,间距不应大于300 mm。(6)施工缝。筏形与地下室外墙的连接缝、地下室外墙沿高度的水平接缝都应严格按施工缝要求采取措施,必要时设通长止水带。(7)柱、梁连接。柱与肋梁交接处的构造处理应满足图7-22所示的要求。,2.2.1.5 箱形基础,箱形基础是由现浇的钢筋混凝土底板、顶板和纵横内外隔墙组成,形成一只刚度极大的箱子,故称之为箱形基础,2.2.2 浅基础施工,2.2.2.1 无筋扩展基础施工1.砖基础施工1)工艺流程,2)施工要点(1)砌砖基础前,应先将垫层清扫干净,并用水润湿,立好皮数杆,检查防潮
18、层以下砌砖的层数是否相符。(2)从相对设立的龙门板上拉上大放脚准线,根据准线交点在垫层面上弹出位置线,即为基础大放脚边线。基础大放脚的组砌法如图7-25所示。大放脚转角处要放七分头,七分头应在山墙和檐墙两处分层交替放置,一直砌到实墙。,(3)大放脚一般采用“一顺一丁”的砌筑法,竖缝至少错开1/4砖长。大放脚的最下一皮及各个台阶的上面一皮应以丁砌为主,砌筑时宜采用“三一”砌法,即一铲灰、一块砖、一挤揉。(4)开始操作时,在墙转角和内外墙交接处应砌大角,先砌筑45皮砖,经水平尺检查无误后进行挂线,砌好撂底砖,再砌以上各皮砖。挂线方法如图7-26所示,(5)砌筑时,所有承重墙基础应同时进行。基础接槎
19、必须留斜槎,高低差不得大于1.2 m。预留孔洞必须在砌筑时预先留出,位置要准确。暖气沟墙可以在基础砌完后再砌,但基础墙上放暖气沟盖板的出檐砖,必须同时砌筑。(6)有高低台的基础底面,应从低处砌起,并按大放脚的底部宽度由高台向低台搭接。如设计无规定时,搭接长度不应小于基础大放脚的高度,如图7-27所示。,(7)砌完基础大放脚,开始砌实墙部位时,应重新抄平放线,确定墙的中线和边线,再立皮数杆。(8)在砌筑时,要做到上跟线、下跟棱;角砖要平、绷线要紧;上灰要准、铺灰要活;皮数杆要牢固垂直;砂浆饱满,灰缝均匀,横平竖直,上下错缝,内外搭砌,咬槎严密。,(9)砌筑时,灰缝砂浆要饱满,水平灰缝的厚度宜为1
20、0 mm,不应小于8 mm,也不应大于12 mm。每皮砖要挂线,它与皮数杆的偏差值不得超过10 mm。(10)在基础中预留洞口及预埋管道时,其位置和标高应准确,避免凿打墙洞;管道上部应预留沉降空隙。基础上铺放地沟盖板的出檐砖,应同时砌筑,并应用丁砖砌筑,立缝碰头灰应打严实。(11)基础砌至防潮层时,须用水平仪找平,并按设计铺设防水砂浆(掺加水泥重量3%的防水剂)防潮层。,2.毛石基础施工1)工艺流程,2)施工要点(1)砌筑前应检查基槽(坑)的尺寸、标高、土质,清除杂物,夯平槽(坑)底。(2)根据设置的龙门板在槽底放出毛石基础底边线,在基础转角处、交接处立上皮数杆。皮数杆上应标明石块规格及灰缝厚
21、度,砌阶梯形基础还应标明每一台阶的高度。,(3)砌筑时,应先砌转角处及交接处,然后砌中间部分。毛石基础的灰缝厚度宜为2030 mm,砂浆应饱满。石块间的较大空隙应先用砂浆填塞后,再用碎石块嵌实,不得先嵌石块后填砂浆或干塞石块。(4)基础的组砌形式应内外搭砌、上下错缝,拉结石、丁砌石交错设置。毛石墙中的拉结石,每0.7 m2墙面不应少于1块。,(5)砌筑毛石基础时应双面挂线,挂线方法如图7-29所示。,(6)基础外墙转角处、纵横墙交接处及基础最上一层,应选用较大的平毛石砌筑。每隔0.7 m须砌一块拉结石,上下两皮拉结石位置应错开,立面形成梅花形。毛石基础每天的砌筑高度不应超过1.2 m。(7)每
22、天应在当天砌完的砌体上铺一层灰浆,表面应粗糙。夏季施工时,对刚砌完的砌体,应用草袋覆盖养护57 d,避免风吹、日晒和雨淋。毛石基础全部砌完后,要及时在基础两边均匀分层回填,分层夯实。,3.灰土与三合土基础施工1)施工要点施工工艺:清理槽底分层回填灰土并夯实基础放线砌筑大放脚、基础墙回填房芯土防潮层。,(1)施工前应先验槽,清除松土,如有积水、淤泥应清除晾干,槽底要求平整干净。(2)拌和灰土时,应根据气温和土料的湿度搅拌均匀。灰土的颜色应一致,含水量宜控制在最优含水量2%的范围(最优含水量可通过室内击实试验求得,一般为14%18%)。(3)填料时应分层回填。其厚度宜为200300 mm,夯实机具
23、可根据工程大小和现场机具条件确定。夯实遍数一般不少于4遍。,(4)灰土上下相邻土层接搓应错开,其间距不应小于500 mm。接搓不得在墙角、柱墩等部位,在接搓500 mm范围内应增加夯实遍数。(5)当基础底面标高不同时,土面应挖成阶梯或斜坡搭接,按先深后浅的顺序施工,搭接处应夯压密实。当分层分段铺设时,接头处应做成斜坡或阶梯形搭接,每层错开0.51.0 m,并应夯压密实。,2)质量检验灰土土料石灰或水泥(当水泥代替土中的石灰时)等材料及配合比应符合设计要求,灰土应拌和均匀。施工过程中,应检查分层铺设的厚度、分段施工时上下两层的搭接长度、夯实加水量、夯实遍数、压实系数等。,4.混凝土基础施工施工工
24、艺:基础垫层基础放线基础支模浇筑混凝土拆模回填土。,(1)清理槽底验槽并做好记录。按设计要求打好垫层,垫层的强度等级不宜低于C15。(2)在基础垫层上放出基础轴线及边线,按线支立预先配制好的模板。模板可采用木模,也可采用钢模。模板支立要求牢固,避免浇筑混凝土时跑浆、变形,如图7-30所示。(3)台阶式基础宜按台阶分层浇筑混凝土,每层可先浇筑边角后浇筑中间。第一层浇筑完成后,可停0.51.0 h,待下部密实后再浇筑上一层。(4)当基础截面为锥形,斜坡较陡时,斜面部分应支模浇筑,并防止模板上浮。斜坡较平缓时,可不支模板,但应将边角部位振捣密实,人工修整斜面。(5)混凝土初凝后,外露部分要覆盖并浇水
25、养护,待混凝土达到一定强度后方可拆除模板。,2.2.2.2 钢筋混凝土基础施工,1.钢筋混凝土独立基础的施工要点施工工艺:基础垫层基础放线绑扎钢筋支基础模板浇筑混凝土拆模。,2.墙下钢筋混凝土条形基础的施工要点施工工艺:基础垫层基础放线绑扎钢筋支立模板浇筑混凝土拆模。,3.钢筋混凝土筏形基础施工要点施工工艺:基础垫层基础放线绑扎钢筋支立模板浇筑混凝土拆模。,2.2.2.3 大体积混凝土基础施工,全面分层法适用于结构面积不大、混凝土拌和、运输能力强时的情况, 施工时可将整体结构分为若干层进行浇筑施工, 但应保证层间间隔时间尽量缩短, 必须在前层混凝土初凝之前将其次层混凝土浇筑完毕, 否则层间面应
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