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2025环球网校一级建造师《建筑工程管理与实务》考点精讲
第13讲-3.3地基与基础工程施工(1)
【课前学习建议】
本节课主要围绕着地基与基础工程施工展开讲解:
①理解常用地基处理方法与施工,特别是换填地基与夯实地基的方法原理和相关施工要求;
②掌握钢筋混凝土预制桩的原理及相关施工要求;
③重点掌握钢筋混凝土灌注桩的施工要求及工艺流程;
④了解桩基检测的方法和目的,重点理解桩基检测的原理。
3.3地基与基础工程施工
3.3.1常用地基处理方法与施工
地基处理就是为提高地基强度,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。
1.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7 8用黏土或粉质黏土,石灰采用新鲜的消石灰。灰土体积配合比
1
9
4
宜为2:8或3:7。素土、灰土分层8(200~300mm)回填夯实或压实。
3
信
(2)砂和砂石地基:宜选微用碎石、卵石、角砾、圆砾、砾砂、粗砂、中砂或石屑,应级配良好,
系
不含植物残体、垃圾等杂质联。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
题
押
石地基采用砂或砂砾石(碎石)混合物,经分层夯(压)实。
准
精
(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。
2.夯实地基 8
7
1
9
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4、砂土、低饱和度的粉土
8
3
信
与黏性土、湿陷性黄土、素填土和杂填土等地基;强夯置换处理地基适微用于高饱和度的粉土与软塑~
系
流塑的黏性土等地基上对变形要求不严格的工程。一般有效加固深度联3~10m。施工要求有:
一
(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唯理效果。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。每个试验区面积不
宜小于20m×20m。
(2)强夯处理地基夯锤质量宜为 10~60t,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 25~80KPa,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300~400mm。
(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80KPa。
(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。
3.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
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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、黏性土及素填土地基;
(4)泥浆护壁成孔灌注成桩:适用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
灰土挤密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为目的时,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。
8
7
3)振冲碎石桩和沉管砂石桩复9合1地基
4
8
3
振冲碎石桩和沉管砂石桩复信合地基,适用于挤密松散砂土、粉土、粉质黏土、素填土和杂填土等
微
地基,以及用于可液化地基。系饱和黏性土地基,如对变形控制不严格,可采用砂石桩作置换处理。
联
振冲桩桩体材料可采用题含泥量不大于5%的碎石、卵石、矿渣和其他性能稳定的硬质材料,不宜采
押
用风化易碎的石料。沉管准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、粗砂、
精
中砂或石屑等硬质材料。
4)夯实水泥土桩复合 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)水泥土搅拌桩复合地基适用于处 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
1
7土8、硬塑及坚硬的黏性
9
土、密实的砂类土,以及地下水渗流影响成桩质量 的土层。 8
4
信
3
(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。可微采用单轴、双轴、多轴搅拌或
系
连续成槽搅拌形成柱状、壁状、格栅状或块状水泥土加固 体。 联
一
6)旋喷桩复合地基 唯
(1)旋喷桩复合地基适用于处理淤泥、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0.8~1.5。
4.注浆加固
(1)注浆加固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。
(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、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。
3.3.2桩基础施工
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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。
1.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。
1)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:
8
7
a.终止沉桩应以桩端标高控制为9 1主,贯入度控制为辅,当桩终端达到坚硬,硬塑黏性土,中密以
4
8
上粉土、砂土、碎石土及风化岩信时3,可以贯入度控制为主,桩端标高控制为辅;
微
b.贯入度达到设计要求而系桩端标高未达到时,应继续锤击3阵,按每阵10击的贯入度不大于设
联
计规定的数值予以确认。 题
押
【课中知识拓展】 准
精
锤击沉桩的桩入土后对周围土体产生挤压作用。从中间向四周或两边对称施打,能让土体由中间
向两侧或四周均匀挤压,避 免土体挤压不均匀。若不采用从中间向四周或两边对称施打,会使先施打
的区域土体被过度挤压,而另 一侧土体挤压不足,导致土体应力分布不均。
2)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、
1
7 8桩端持力层土层情况、
9
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8 4应的最大压桩阻力,并应
信
3
小于机架重量和配重之和的0.9倍。 微
系
③采用静压桩的基坑,不应边压桩边开挖基坑。 联
一
④桩接头可采用焊接法,或螺纹式、啮合式、卡扣式、 抱箍式唯等机械快速连接方法。
⑤送桩深度不宜大于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根时,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。
2.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、长螺旋钻孔压灌桩
和干作业(机械、人工)成孔灌注桩等。
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1)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→清孔质量检验→浇筑水下混凝
土→成桩。
(2)施工要求
①应进行工艺性试成孔,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,形成挤密平台,再进行正常冲击。
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。
8
7
1
⑥清孔可采用正循环清孔、泵吸9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:
4
8
3
端承型桩应不大于50mm,摩擦型信桩应不大于100mm,抗拔、抗水平荷载桩应不大于200mm。
微
⑦钢筋笼宜分段制作,接系头宜采用焊接或机械连接,接头应相互错开。
联
题
⑧水下混凝土强度应按比设计强度提高等级配置,坍落度宜为 180~220mm;水下混凝土灌注应
押
准
采用导管法连续灌注;精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两根。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:
a.注浆总量达到设计要求;
b.注浆量不低于80%,且压力大于设计值。
【课中知识拓展】
灌桩的混凝土充盈系数是指一根桩实 际灌注的混凝土方量与按桩外径计算的理论方量之比(V实
/V理论)。
2)沉管灌注桩
8
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9 1
7
小土层,复打法或反插
8
4
法适用于饱和土层。 信 3
微
(1)沉管灌注桩成桩过程为:桩机就位→锤击(振 动)沉管→上系料→边锤击(振动)边拔管,
联
并继续浇筑混凝土→下钢筋笼,继续浇筑混凝土及拔管→成桩。 一
唯
(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。
3)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,再按扩底尺寸从上而下进行。
【课中知识拓展】
由于危险性较大,目前限制使用人工挖孔灌注桩;部分城市禁止在市区内使用人工挖孔。
3.桩基检测技术
(1)可分为施工前,为设计提供依据的试验桩检测,主要确定单桩极限承载力;桩基施工后,
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为验收提供依据的工程桩检测,主要进行单桩承载力和桩身完整性检测。
(2)桩基检测的方法和目的
①单桩竖向抗压静载试验。目的是确定单桩竖向抗压极限承载力;判定竖向抗压承载力是否满足
设计要求;通过桩身应变、位移测试,测定桩侧、桩端阻力,验证高应变法的单桩竖向抗压承载力检
测结果。
②单桩竖向抗拔静载试验。目的是确定单桩竖向抗拔极限承载力;判断竖向抗拔承载力是否满足
设计要求;通过桩身应变、位移测试,测定桩的抗拔侧阻力。
③单桩水平静载试验。目的是确定单桩水平临界荷载和极限承载力,推定土抗力参数;判定水平
承载力或水平位移是否满足设计要求;通过桩身应变、位移测试,测定桩身弯矩。
④钻芯法。目的是检测灌注桩桩长、桩身混凝土强度、桩底沉渣厚度,判定或鉴别桩端持力层
岩土性状,判定桩身完整性类别。
⑤低应变法。目的是检测桩身缺陷及其位置,判定桩身完整性类别。
⑥高应变法。目的是判定单桩竖向抗压承载力是否满足设计要求;检测桩身缺陷及其位置,判定
桩身完整性类别;分析桩侧和桩端土阻力;进行打桩过程监控。
⑦声波透射法。目的是检测灌注桩桩身缺陷及其位置,判定桩身完整性类别。
(3)桩基检测开始时间应满足的条 件
8
7
1
①采用低应变法和声波透射法检9测,受检桩混凝土强度不应低于设计强度70%且不应低于15mPa。
4
8
3
②采用钻芯法检测,受检桩混信凝土龄期应达到28d,或者同条件养护试块强度达到设计强度要求。
微
③一般承载力检测前的休系止时间:砂土地基不少于7d,粉土地基不少于10d,非饱和黏性土不少
联
于15d,饱和黏性土不少于题25d。泥浆护壁灌注桩,宜延长休止时间。
押
准
【课中知识拓展】
精
需要等待土休止期之 后在进行下一道工序:排桩支护完毕后,过土的休止期后才能挖方;夯实地
基处理完毕之后,需要过土的休止期后再进行下一道工序;桩基检测需要等到休止期结束后进行检测。
(4)验收检测的受检桩 选择条件
①施工质量有疑问的桩;
②局部地基条件出现异常的桩;
③承载力验收时选择部分Ⅲ类桩;
④设计方认为重要的桩;
⑤施工工艺不同的桩;
8
⑥宜按规定均匀和随机选择。 1
7
9
8
4
(5)验收检测时,宜先进行桩身完整性检测, 后进行承载力检测。信桩3身完整性检测应在基坑开
微
挖后进行。 系
【课中知识拓展】 一
联
唯
检测时先进行桩身完整性检测,再进行单桩承载力检测。 如 果先进行承载力检测,在检测过程中
出现桩表面开裂等情况,无法确定到底是承载力原因还是桩身完整性存在缺陷,所以需要先进行桩身
完整性检测,确定桩身情况再进行其他检测。
(6)桩身完整性分为Ⅰ类桩、Ⅱ类桩、Ⅲ类桩、Ⅳ类桩共 4 类。Ⅰ类桩桩身完整;Ⅱ类桩桩身
有轻微缺陷,不会影响桩身结构承载力的正常发挥;Ⅲ类桩桩身有明显缺陷,对桩身结构承载力有影
响;Ⅳ类桩桩身存在严重缺陷。
(7)单桩竖向抗压承载力特征值应按单桩竖向抗压极限承载力的 50%取值;单桩竖向抗拔承载
力特征值应按单桩竖向抗拔极限承载力的 50%取值。
(8)选用钻芯法时,每根受检桩的钻孔数量及位置要求:桩径小于 1.2m 的桩可为 1~2 个孔;
桩径为1.2~1.6m的桩宜为 2个孔;桩径大于1.6m的桩宜为 3个孔;钻孔位置宜在距桩中心(0.15~
0.25)D范围内均匀对称布置。
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