第二章第二章 地基处理与基础工程地基处理与基础工程第一节第一节 地基处理及加固地基处理及加固地基：是指建筑物基础底部下方一定深度与范围内的土层。建筑物对地基的基本要求是：不论是天然地基还是人工地基，均应保证其有足够的强度和稳定性，在荷载作用下地基土不发生剪切破坏或丧失稳定；不产生过大的沉降或不均匀沉降变形，以确保建筑物的正常使用。在软弱地基上建造建筑物或构筑物，利用天然地基不能满足设计要求，需对地基进行人工处理，以满足结构对地基的要求。任何建筑物都必须有可靠的地基和基础。建筑物的全部重量最终都通过基础传递给地基，所以对地基的处理及加固就成为基础工程施工中的一项重要内容一、影响建筑物的地基的因素一、影响建筑物的地基的因素强度及稳定性；压缩与不均匀沉降；地下水流失、潜蚀和管涌、液化；失稳和震陷。二、地基处理的原则二、地基处理的原则局部地基处理局部地基处理：将局部软弱层或硬物尽可能挖除，回填与天然土压缩性相近的材料，分层夯实；处理后的地基应保证建筑物各部位沉降量趋于一致，以减少地基的不均匀下沉。 软土地基加固软土地基加固。总之，应做到因地制宜、就地取材、保护环境和节约资源等情况下使之满足工程设计要求。三、三、地基处理方案的选择的步骤地基处理方案的选择的步骤1、根据建筑物的结构类型、荷载大小及使用、根据建筑物的结构类型、荷载大小及使用要求，结合地形地貌、地层结构、土质条件、地下要求，结合地形地貌、地层结构、土质条件、地下水特征、环境情况和对邻近建筑物的影响等因素初水特征、环境情况和对邻近建筑物的影响等因素初选处理方案。选处理方案。2、对初选的地基处理方案进行技术经济分析、对初选的地基处理方案进行技术经济分析和比较定出最佳的方案。和比较定出最佳的方案。3、对已选定的方案在有代表性的场地上进行、对已选定的方案在有代表性的场地上进行相应的现场试验或试验性施工。相应的现场试验或试验性施工。四、常用的人工地基处理方法四、常用的人工地基处理方法常用人工地基处理的方法有换土地基、重锤夯实、强夯、振冲、砂桩挤密、深层搅拌、堆载预压、化学加固等。（一）、换土地基（一）、换土地基当建筑物基础下的持力层比较软弱，不能当建筑物基础下的持力层比较软弱，不能满足上部荷载对地基的要求时，常采用换土地满足上部荷载对地基的要求时，常采用换土地基来处理软弱地基。基来处理软弱地基。 施工工艺过程施工工艺过程：挖软弱层：挖软弱层回填回填夯实夯实 适用范围适用范围：淤泥；淤泥质土；湿陷性黄土；：淤泥；淤泥质土；湿陷性黄土；素填土；杂填土。素填土；杂填土。按回填材料不同分按回填材料不同分: :砂地基、碎（砂）石地基、灰土地基等。砂地基、碎（砂）石地基、灰土地基等。 1 1、砂地基和砂石地基、砂地基和砂石地基 此法可以提高地基承此法可以提高地基承载力、减少沉降、加速力、减少沉降、加速软弱土排水固弱土排水固结、防止防止冻胀。和消除膨。和消除膨胀土的土的胀缩等作用。使用于等作用。使用于处理透水性理透水性强的的软弱粘性土，但不适宜湿陷性黄土地基和不透水的粘性弱粘性土，但不适宜湿陷性黄土地基和不透水的粘性土地基。土地基。 1构造要求：其尺寸按计算确定，厚度0.53米,比基础宽200300毫米. 2材料要求：土料宜级配良好，质地坚硬的中砂、粗纱、砂砾、碎石等。 3施工要点：（1）验槽、处理（2）分层回填、应先深后浅，保证质量（3）降水及冬期施工（4）质量检查：方法有环刀取样法、贯入测定法2、灰土地基灰土地基灰土地基是将基灰土地基是将基础下部一定厚度的下部一定厚度的软土土层挖走，然后用按一挖走，然后用按一定体定体积比配合的石灰和黏土拌合均匀，在最比配合的石灰和黏土拌合均匀，在最优含水量的情含水量的情况下分况下分层夯夯实或或压实而成。而成。适用于加固深适用于加固深1-4m厚的厚的软弱弱土、沉陷性黄土、土、沉陷性黄土、杂填土等，填土等，还可用作可用作结构的构的辅助防渗助防渗层。1构造要求：其尺寸按计算确定。2材料要求：配合比一般为2：8或3：7，土质良好，级配均匀，颗粒直径符合要求等。3施工要点： （1）验槽、处理 （2）材料准备，控制好含水量 （3）控制每层铺土厚度 （4）防冻措施4质量检查：用环刀法检查土的干密度。质量标准用压实系数鉴定。（二）重锺夯实法（二）重锺夯实法重锺夯实法是利用起重机械将重物提升到一定高度后自由重锺夯实法是利用起重机械将重物提升到一定高度后自由下落，重复夯打击实地基土表面，从而使浅层地基受到压密加固。下落，重复夯打击实地基土表面，从而使浅层地基受到压密加固。重锤夯实法适合于处理离地下水位重锤夯实法适合于处理离地下水位0.8m以上稍湿的粘性土、以上稍湿的粘性土、砂土、湿陷黄土、杂填土和分层填土的地基。砂土、湿陷黄土、杂填土和分层填土的地基。重锤夯实的锤重重锤夯实的锤重1530KN,落距为落距为2.54.5m,一般需夯击一般需夯击610遍遍,加固深度为加固深度为1.2m左右左右.1机具设备：有起重机械和夯锤2施工要点：（1）试夯确定夯锤重量、底面积、最后下沉量、遍数、总下沉量、落距等。（2）每层铺土厚度以锤底直径为宜，一般铺设不少于两层。（3）土以最佳含水量为准且夯扩面积比基础底面均大300毫米以上。（4）夯扩方法：对基坑或条形基础应一夯接一夯顺序进行；独基应先周边后中间进行；当底面不同高时应先深后浅；最后表面处理。3质量检查：检查施工记录应符合最后下沉量，总下沉量（以不小于试夯总下沉量90%为合格），具体详有关标准重锺夯实重锺夯实重锺夯实重锺夯实夯打顺序（三）强夯地基（三）强夯地基强夯法是利用起重机械将重达强夯法是利用起重机械将重达80400KN（8-30T）的夯锤吊起的夯锤吊起,自由下落的落距为自由下落的落距为630m，给地基，给地基以冲击力和振动，从而提高地基土的强度并降低其压缩以冲击力和振动，从而提高地基土的强度并降低其压缩性的一种有效的地基加固方法。性的一种有效的地基加固方法。强夯适用于碎石土、砂土、粘性土、湿陷黄土及杂强夯适用于碎石土、砂土、粘性土、湿陷黄土及杂填土地基的深层加固。填土地基的深层加固。1、机具设备、机具设备夯锤、起重设备和脱钩装置。夯锤、起重设备和脱钩装置。2、强夯施工的技术参数、强夯施工的技术参数击点布置正方形或梅花形网格。间距一击点布置正方形或梅花形网格。间距一般为般为515m。夯击遍数根据地基土的性质来。夯击遍数根据地基土的性质来确定，一般为确定，一般为25遍，粗颗粒土夯击遍数宜少遍，粗颗粒土夯击遍数宜少些，前几遍采取些，前几遍采取“间夯间夯”，最后遍采取，最后遍采取“满夯满夯”。3施工要点：施工要点：（1）试夯确定技术参数）试夯确定技术参数（2）场地平整、排水，夯点布置测量定位）场地平整、排水，夯点布置测量定位（3）按试夯确定技术参数进行）按试夯确定技术参数进行（4）注意排水与防冻，做好施工记录等。）注意排水与防冻，做好施工记录等。4质量检查：采用标准贯入、静力触探等方法。质量检查：采用标准贯入、静力触探等方法。（四）振冲法（四）振冲法1、机具设备、机具设备主要设备有主要设备有振冲器、起重机振冲器、起重机械、水泵及供水械、水泵及供水管道、加料设备管道、加料设备和控制设备等。和控制设备等。2、振冲地基可分为振冲置换法和振冲密实法两类。施工要点：（1）振冲实验确定：水压、水量、成孔速度、填料方法、密实电流、填料量和留振时间。（2）定冲孔位置并编号（3）振冲、排渣、留振、填料等。3、质量检查：（1）位置准确，允许偏差符合有关规定。（2）在规定的时间内进行实验检验。碎石桩制桩步骤（五）、深层搅拌法（五）、深层搅拌法n 原理：深层搅拌法是利用特制的深层搅拌机在边坡土体需要加固的范围内，将软土与固化剂强制拌合软土与固化剂强制拌合，使软土硬结成具有整体性、水稳性和足够强度的水泥加固土，又称为水泥土搅拌桩。n 固化剂：水泥浆或水泥砂浆，水泥的掺量为加固土重的 7 15，水泥砂浆的配合比为1：1或 1：2。n 施工工艺：深层搅拌机定位预搅下沉制浆喷浆搅拌复搅下沉提升关机清洗移动至下一根桩n 质量检验（六）、高压喷射处理方法（六）、高压喷射处理方法n 原理：就是利用钻机把带有喷嘴的注浆管钻进至土层的预定位置，以高压设备使浆液或水成为200Mpa左右的高压流从喷嘴中射出来，冲击破坏土体。n 施工工序：钻机就位钻孔插管喷浆拔管冲洗n 五、局部地基处理五、局部地基处理（一）古墓、坑穴的处理（一）古墓、坑穴的处理n 将坑中的软松土、虚土全部挖除，使坑底及四周均见天然土，然后用与坑边天然土层相近的材料分层夯实回填至坑底标高处。n 常用回填材料：砂、砂砾石、天然土、37或28的灰土。采用天然土分层夯实回填时，每层厚度200mm。 n 软松土坑范围较大，超过地槽的宽度时，应将该范围内的基槽适当加宽，挖至天然层，将部分基础加深，做成12踏步与两端相接。2.1（二）砖井、枯井、土井的处理方法（二）砖井、枯井、土井的处理方法 当井在基槽范围内时，应将井的井圈拆至地槽下1m以上，井内用中砂、砂卵石材料分层夯填处理，在拆除范围内用28或37灰土分层回填夯实至槽底。n 对于范围和深度较大的软土坑，由于回填材料与天然地基密实度相差较大，会造成基础不均匀下沉，所以还要考虑加强上部结构的强度，以抵抗地基不均匀沉降而引起的内力。在防潮层下设钢筋混凝土或钢筋砖圈梁。2.3（三）、局部范围内（三）、局部范围内( (硬物硬物) )的处理的处理 当桩基或部分基槽下有基岩、旧墙基、老灰土、压实路面等硬土或坚硬物时，首先在地坑、地槽范围内尽可能地挖除，以免基础局部落在硬物上造成不均匀沉降使上部建筑物开裂。硬土、硬物挖除后，若深度小于1.5m时，可用砂、砂卵石或灰土回填；若长度大于5m时，则将槽底做1：2踏步灰土垫层与两端紧密连接，然后做落深基础。 （四）、橡皮土的处理（四）、橡皮土的处理 n概念：当地基为粘性土，含水量大且趋于饱和时，如果直接夯打或反复碾压，就容易形成有颤动弹性感的“橡皮土”。n处理方法：避免直接夯拍，采用晾槽或掺石灰粉的办法降低含水量后压实。若施工中已出现橡皮土，则应将橡皮土层挖除，然后在槽底适当加深的情况下铺垫一层承载力高、适应设计要求的垫层地基，如砂土或级配砂石垫层等。 第二节第二节 浅埋式钢筋砼基础施工浅埋式钢筋砼基础施工浅基础浅基础:埋置深度小于基础宽度埋置深度小于基础宽度,或埋置或埋置深度小于深度小于5m,建造在自然地基上建造在自然地基上,可用一般的可用一般的方法施工的基础。方法施工的基础。浅基础按受力特点可分为刚性基础和柔浅基础按受力特点可分为刚性基础和柔性基础。性基础。刚性基础（刚性基础（刚性基础（刚性基础（指抗压强度较大，而抗弯、抗拉强度较小的材料建造的基础）有：灰土基础、三合土基础、碎石基础和有：灰土基础、三合土基础、碎石基础和有：灰土基础、三合土基础、碎石基础和有：灰土基础、三合土基础、碎石基础和混凝土基础等。混凝土基础等。混凝土基础等。混凝土基础等。 柔性基础（柔性基础（柔性基础（柔性基础（柔性基础指抗弯、抗压、抗剪强度都很大，适用于地基土软弱，上部结构荷载较大的基础）主要是钢筋主要是钢筋主要是钢筋主要是钢筋混凝土基础混凝土基础混凝土基础混凝土基础。一、刚性基础施工一、刚性基础施工（一）砖基础施工（一）砖基础施工（二）毛石基础施工（二）毛石基础施工（三）混凝土和毛石混凝土基础施工（三）混凝土和毛石混凝土基础施工 1 1、素混凝土基础施工要点、素混凝土基础施工要点n混凝土浇注前应进行验槽，轴线、基坑（槽）尺混凝土浇注前应进行验槽，轴线、基坑（槽）尺寸和土质等应符合设计要求。寸和土质等应符合设计要求。n基坑（槽）内浮土、积水、淤泥、杂物等应清理基坑（槽）内浮土、积水、淤泥、杂物等应清理干净。干净。n 素混凝土基础施工素混凝土基础施工质量检查：质量检查：n施工过程中的质量检查：原材料质量、配合比、施工过程中的质量检查：原材料质量、配合比、坍落度；坍落度；n养护后的质量检查：混凝土强度、外观质量、构养护后的质量检查：混凝土强度、外观质量、构件轴线、标高、截面尺寸。件轴线、标高、截面尺寸。n2 2、毛石混凝土基础施工要点、毛石混凝土基础施工要点n 选用坚实、未风化的石料，尺寸不应大于所浇选用坚实、未风化的石料，尺寸不应大于所浇注部位最小宽度的注部位最小宽度的1/31/3，并不得大于，并不得大于300mm300mm。n 毛石混凝土的厚度不宜小于毛石混凝土的厚度不宜小于400mm400mm，所掺用的毛，所掺用的毛石数量不得超过基础体积的石数量不得超过基础体积的2525。n 混凝土应连续浇完，施工缝应留在混凝土与毛混凝土应连续浇完，施工缝应留在混凝土与毛石交接处，毛石露出混凝土面一半，并按有关要求进石交接处，毛石露出混凝土面一半，并按有关要求进行接缝处理。行接缝处理。n二、钢筋混凝土浅基础施工二、钢筋混凝土浅基础施工（一）独立基础与条形基础（一）独立基础与条形基础 1 1、构造要求、构造要求1构造要求（1）锥形基础边缘高度不宜小于200mm，阶梯形基础每阶高度宜为300-500mm（2）垫层厚度大于100mm，混凝土强度等级为C10，基础混凝土强度不低于C15（3）底板受力钢筋不小于8mm，保护层35mm，无地基时不小于70mm（4）插筋直径与数量与柱内纵向受力钢筋相同。2、施工工艺施工工艺n 基坑验槽混凝土垫层弹线支模扎钢筋（包括插筋）浇混凝土养护（不少于7天）3、施工要点、施工要点验槽后应立即灌注垫层混凝土以保护基底,垫层混凝土宜用表面振动器振捣,要求表面平整。垫层达到一定强度后，在垫层上弹线、支模、绑扎钢筋，并确保钢筋保护层符合要求。在浇灌混凝土前，清除杂物，湿在浇灌混凝土前，清除杂物，湿润模板。润模板。基础混凝土宜分层连续浇筑。阶基础混凝土宜分层连续浇筑。阶梯形基础的每一台阶内应分层浇捣，每梯形基础的每一台阶内应分层浇捣，每浇筑完一台阶应稍停浇筑完一台阶应稍停0.51小时。小时。锥形基础的斜面模板应随混凝土锥形基础的斜面模板应随混凝土浇捣分段支设并顶压紧，严禁斜面部分浇捣分段支设并顶压紧，严禁斜面部分用铁锹拍实不支模。用铁锹拍实不支模。基础上有插筋时应确保插筋位置基础上有插筋时应确保插筋位置正确。正确。（二）杯形基础（二）杯形基础（用于装配式钢筋砼柱基础）1、构造要求、构造要求2、施工要点、施工要点（1）砼按台阶分层浇筑，高杯口的高台阶部分按整段分层。（2）杯口模板应做成定型模板，并应固定牢固，压浆。（3）浇注杯口砼，应对称均匀进行。（4）浇注时注意在杯底留出50mm的细石砼找平层。基础浇捣完毕，在砼初凝后终凝前取出杯口模板，并将杯口内侧凿毛。（5）高杯口基础施工时，当砼浇捣至杯口底时再安装固定杯口基础模板。（三）片筏基础适用于有地下室或地基承载能力较低而上部荷适用于有地下室或地基承载能力较低而上部荷载较大的基础。一般可分为梁板式和平板式两类。载较大的基础。一般可分为梁板式和平板式两类。1、片筏基础的构造、片筏基础的构造片筏基础1、片筏基础的构造、片筏基础的构造（1）砼强度等级不宜小于C20，保护层厚不小于35mm。（2）基础平面应尽量对称，以减小偏心距，底板厚不小于200mm，梁顶高出底板顶不小于300mm，梁宽不小于250mm。（3）底板下设100mm厚C10砼地基，每边伸出底板不小于100mm。n2、施工工艺：施工工艺：n施工准备（降低地下水位等）施工准备（降低地下水位等）基坑开挖基坑开挖两种两种n情况情况铺垫层铺垫层扎底板、梁钢筋、柱插筋扎底板、梁钢筋、柱插筋浇底板浇底板混凝土混凝土支梁模板支梁模板浇梁混凝土浇梁混凝土底板和梁模板一次支好，混凝土一次浇筑底板和梁模板一次支好，混凝土一次浇筑3、施工要点、施工要点（1）施工前降水至基坑底下不小于500mm。（2）砼应平衡于次梁长度方向浇注，对于平板式应平行于基础长边方向。（3）砼浇注时一般不留施工缝，若不能一次浇注完，应留垂直施工缝，对底板或梁上有立柱时，砼应浇到柱脚顶，留水平施工缝。（4）基础浇筑完毕，表面应盖草，洒水养护，并不少于7d。（四）、箱形基础（四）、箱形基础n箱形基础是由钢筋混凝土底板、顶板、外墙以及一定数量的内箱形基础是由钢筋混凝土底板、顶板、外墙以及一定数量的内墙组成。墙组成。特点：整体性好，刚度大，调整不均匀沉降能力及抗震能力强，特点：整体性好，刚度大，调整不均匀沉降能力及抗震能力强，减少基底处原有地基自重应力。减少基底处原有地基自重应力。适用于软弱地基上的面积较小计，平面形状简单，上部结构荷适用于软弱地基上的面积较小计，平面形状简单，上部结构荷载大且分布不均匀的高层建筑物基础。载大且分布不均匀的高层建筑物基础。1构造要求（1）箱基在平面布置上尽可能对称。（2）砼等级不应低于C20基础，高一般取建筑物高的不宜小于箱基长度的，且不小于3m。（3）底板厚一般取隔间距的，约为3001000mm，顶板厚约200400mm，内墙厚不宜小于200mm，外墙厚不宜小于250mm。（4）平均每平米基础面积上墙体长度应不小400mm，或墙体水平截面积不得小于基础面积的，纵墙配置不得小于墙体总配置量的2施工要点（1）基坑开挖地下水位较高时，应将地下水降至坑底下500mm处，采用机械开挖时，在坑底面设计标高，以上保留200-400厚土层，采用人工开挖，在验槽以后，应立即进行基础施工。（2）箱基的底板，顶板及内外墙的支模和浇筑，可采用内外墙和顶板分次支模浇注方法施工。（3）箱基的底板，顶板及内外墙宜连续浇筑完毕，当大型箱基，基础长度超过40m时，宜设一道不小于800的后浇带，以防产生温度收缩裂缝。（4）基础施工完毕，应立即回填，并验算抗浮稳定性。