建筑地基與基礎(chǔ)常識(shí)

1、地基       

所有建筑物都是修建在地表上，建筑物上部結(jié)構(gòu)的荷載通過下部結(jié)構(gòu)最終都會(huì)傳到地表的土層或巖層上，這部分起支撐作用的土體或巖體就是地基。根據(jù)地基是否經(jīng)過人工處理分為天然地基和人工地基 。

天然地基：自然狀態(tài)下即可滿足承擔(dān)基礎(chǔ)全部荷載要求，不需要人工處理的巖體、土體地基。

人工地基：天然地基的承載力不能承受基礎(chǔ)傳遞的全部荷載，需經(jīng)人工處理的巖體、土體地基。

人工處理方法：換填法、預(yù)壓法、強(qiáng)夯法、振沖法、砂石樁法、石灰樁法、柱錘沖擴(kuò)樁法、土擠密樁法、水泥土攪拌法（含深層攪拌法、粉體噴攪法。深層攪拌法簡(jiǎn)稱濕法，粉體噴攪法簡(jiǎn)稱干法）、高壓噴射注漿法、單液規(guī)劃法、堿液法等。

2、基礎(chǔ)

將建筑物所承受的各種作用傳遞到地基上的下部承重結(jié)構(gòu)稱為基礎(chǔ)。

基礎(chǔ)按受力特點(diǎn)及材料性能可分為剛性基礎(chǔ)和柔性基礎(chǔ)；按構(gòu)造方式可分為條形基礎(chǔ)、獨(dú)立基礎(chǔ)、井格式基礎(chǔ)、片筏基礎(chǔ)、箱形基礎(chǔ)、樁基礎(chǔ)等。按基礎(chǔ)埋置深度劃分淺基礎(chǔ)、深基礎(chǔ)：埋置深度不超過5m者稱為淺基礎(chǔ)，大于5m者稱為深基礎(chǔ)。（注：基礎(chǔ)底面離地面的深度稱為基礎(chǔ)的埋置深度）。

剛性基礎(chǔ)：剛性基礎(chǔ)所用的材料的抗壓強(qiáng)度較高，但抗拉及抗彎、剪強(qiáng)度偏低。常見的有：磚基礎(chǔ)、灰土基礎(chǔ)、三合土基礎(chǔ)、毛石基礎(chǔ)、混凝土基礎(chǔ)。毛石混凝土基礎(chǔ)等。

柔性基礎(chǔ)：在混凝土基礎(chǔ)底部配置受力鋼筋，利用鋼筋受拉，這樣基礎(chǔ)可以承受彎矩，此類基礎(chǔ)可稱為柔性基礎(chǔ)。

地質(zhì)勘察的目的

1、詳細(xì)查明擬建場(chǎng)地范圍內(nèi)地基土的類別、地層特征及分布規(guī)律，查明各土層的物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)，提供各層土的地基承載力特征值及壓縮模量值。

2、查明地下水的類型、埋藏條件及其變化幅度，評(píng)價(jià)地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)、鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中的鋼筋以及鋼結(jié)構(gòu)的腐蝕性。

3、劃分場(chǎng)地土類型和場(chǎng)地類別；提供與抗震設(shè)計(jì)有關(guān)的地震參數(shù)，判別場(chǎng)區(qū)內(nèi)飽和粉土及砂土的地震液化情況。

4、分析、論證地基基礎(chǔ)方案的可行性，提供合理的地基處理方案，推薦可能采用的樁基計(jì)算參數(shù)，并估算單樁承載力。

5、查明埋藏的河道、溝浜、墓穴等對(duì)工程不利的埋藏物。查明在工程施工過程中可能出現(xiàn)的不良地質(zhì)作用的類型、成因、分布范圍、發(fā)展趨勢(shì)和危害程度，提出整治方案的建議。

6、對(duì)該地質(zhì)勘察區(qū)域提出巖土工程的分析及建議。

巖土的工程分類

作為建筑地基的巖土，其工程性質(zhì)由巖土的類別決定�！督ㄖ�地基基礎(chǔ)設(shè)計(jì)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱《地基規(guī)范》）將作為建筑地基的巖土分為巖石、碎石土、砂土、粉土、粘性土、人工填土及特殊土等。

1、巖石

巖石的堅(jiān)硬程度根據(jù)巖塊的飽和單軸抗壓強(qiáng)度分為堅(jiān)硬巖、較硬巖、較軟巖、軟巖和極軟巖。 

當(dāng)缺乏飽和單軸抗壓強(qiáng)度資料或不能進(jìn)行該試驗(yàn)時(shí)，可在現(xiàn)場(chǎng)通過觀察定性劃分 。 

巖石按風(fēng)化程度分為未風(fēng)化、微風(fēng)化、弱風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化和全風(fēng)化。

巖體完整程度劃分為完整、較完整、較破碎、破碎和極破碎。

2、碎石土

碎石土為粒徑大于2mm的顆粒含量超過全重50％的土。

根據(jù)粒組含量及顆粒形狀，碎石土可分為塊石、漂石、碎石、卵石、角礫、圓礫。

3、砂土

砂土為粒徑大于2mm的顆粒含量不超過全重50％、粒徑大于0.075mm的顆粒含量超過全重50％的土。

根據(jù)粒組含量，砂土可分為礫砂、粗砂、中砂、細(xì)砂和粉砂。 

4、粉土

粉土為性質(zhì)介于砂土和粘性土之間，塑性指數(shù)IP≤10且粒徑大于0.075mm的顆粒含量不超過全重50％的土。

塑性指數(shù)等于液限與塑限之差。液限是指土由可塑狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱鲃?dòng)狀態(tài)的界限含水量，塑限為土由半固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榭伤軤顟B(tài)的界限含水量。

一般說來，土的顆粒越細(xì)、細(xì)顆粒的含量越多，土的塑性（塑性指數(shù)）也就越大。 

5、粘性土

粘性土是指塑性指數(shù)IP＞10的土。根據(jù)塑性指數(shù)，可將粘性土分為粘土（IP＞17）和粉質(zhì)粘土（10＜IP≤17）。

根據(jù)液性指數(shù)可將粘性土分為堅(jiān)硬、硬塑、可塑、軟塑和流塑五種狀態(tài)。��

液性指數(shù)IL是土的天然含水量和塑限之差與塑性指數(shù)的比值，是判斷粘性土軟硬程度的指標(biāo)，也叫稠度。

一般而言，粘性土的沉積歷史越久，結(jié)構(gòu)性越好，工程力學(xué)性質(zhì)越好。 

6、人工填土

人工填土是人類活動(dòng)的堆積物。根據(jù)其組成和成因，可分為素填土、雜填土和沖填土。

素填土為由碎石土、砂、粉土、粘性土等一種或幾種土通過人工堆填方式而形成的土。經(jīng)過分層壓實(shí)后的素填土稱為壓實(shí)填土。

雜填土是指含有大量的建筑垃圾、工業(yè)廢料或生活垃圾等人工堆填物。

沖填土是人類借助水力充填泥砂形成的土，一般壓縮性大、含水量大、強(qiáng)度低。 

7、特殊土

（1）軟土

軟土泛指天然含水量高、壓縮性高、強(qiáng)度低、滲透性差的軟塑、流塑狀粘性土。它包括淤泥、淤泥質(zhì)土、沖填土等。軟土生成于靜水或緩慢流動(dòng)的流水環(huán)境。

建筑在軟土地基上的建筑物易產(chǎn)生較大沉降或不均勻沉降，且沉降穩(wěn)定所需要的時(shí)間很長(zhǎng)，所以，在軟土上建造建筑物必須慎重對(duì)待。

（2）紅粘土

紅粘土是碳酸鹽系巖石經(jīng)紅土化作用所形成的棕紅、褐黃等色的高塑性粘土。紅粘土的液限一般大于50％，具有表面收縮、上硬下軟、裂隙發(fā)育的特征，吸水后迅速軟化。

一般情況下，紅粘土的表層壓縮性低、強(qiáng)度較高、水穩(wěn)定性好，屬良好的地基土層。但隨著含水量的增大，土體呈軟塑或流塑狀態(tài)，強(qiáng)度明顯變低，作為地基時(shí)條件較差。 

（3）膨脹土

膨脹土是一種具有強(qiáng)烈的吸水膨脹和失水收縮特性的粘性土。土呈黃、紅褐、灰白色，粘粒含量高，天然含水量接近塑限。

膨脹土通常表現(xiàn)為壓縮性低、強(qiáng)度高，因此易被誤認(rèn)為是良好的天然地基。

（4）濕陷性黃土

黃土是指以粉粒為主，富含碳酸鈣鹽系，垂直節(jié)理發(fā)育，具有大孔結(jié)構(gòu)，以黃色、褐黃色為主，有時(shí)為灰黃色的土體。

黃土在天然含水狀態(tài)下具有較高的強(qiáng)度和較小的壓縮性，但雨水浸濕后，有的即使在自身重力作用下也會(huì)發(fā)生劇烈而大量的變形，強(qiáng)度也隨之迅速降低。

黃土在一定的壓力下受水浸濕后結(jié)構(gòu)迅速破壞而發(fā)生附加下沉的現(xiàn)象稱為濕陷。浸水后發(fā)生濕陷的黃土稱為濕陷性黃土。在自重壓力作用下，受水浸濕而發(fā)生濕陷的黃土稱為自重濕陷性黃土，不發(fā)生濕陷的黃土稱為非自重濕陷性黃土。 

如何識(shí)讀地質(zhì)勘察報(bào)告

地質(zhì)勘察報(bào)告的組成和主要內(nèi)容

1、工程概況；2、場(chǎng)地地形、地貌；3、勘察技術(shù)要求及依據(jù)；4、地基土的組成及特征；5、地下水概況；6、場(chǎng)地及地震效應(yīng)；7、巖土工程分析及建議。

1、勘探點(diǎn)平面布置圖  ； 2、工程地質(zhì)剖面圖   ；3、土工試驗(yàn)成果總表 ；4、各土層物理力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)；5、靜探試驗(yàn)成果表  ；6、標(biāo)貫成果統(tǒng)計(jì)表 ； 7、飽和砂（粉）土 液化判別表  ；8、固結(jié)試驗(yàn)e-p分層曲線  ；9、鉆孔柱狀圖  ；10、波速測(cè)試報(bào)告 ；11、水質(zhì)分析報(bào)告。

樁基施工中常見質(zhì)量問題的分析、處理

樁基礎(chǔ)作為建筑工程的一個(gè)重要組成部分，其施工質(zhì)量關(guān)系到整個(gè)建筑物的工程質(zhì)量。在樁基施工過程中，當(dāng)遇到各種意外情況時(shí)，如何及時(shí)分析、及時(shí)處理，是樁基施工的關(guān)鍵所在。樁基工程施工工序多，工藝要求高，影響質(zhì)量的因素較多，一般有：工程地質(zhì)勘察報(bào)告不夠詳盡準(zhǔn)確；設(shè)計(jì)的不合理取值；施工中的各種原因等。

1、常見質(zhì)量問題類別及原因分析

樁基工程常見質(zhì)量問題有：?jiǎn)螛冻休d力低于設(shè)計(jì)值、樁傾斜過大、斷樁、樁接頭斷離、樁位偏差過大等五大類。

造成以上問題的原因： 

 1.1單樁承載力低于設(shè)計(jì)要求的常見原因有：

       1.1.1樁沉人深度不足；

       1.1.2樁端未進(jìn)入設(shè)計(jì)規(guī)定的持力層，但樁深已達(dá)設(shè)計(jì)值；

       1.1.3最終貫入度過大；

　   1.1.4其他，諸如樁傾斜過大、斷裂等原因?qū)е聠螛冻休d力下降；

　   1.1.5勘察報(bào)告所提供的地層剖面、地基承載力等有關(guān)數(shù)據(jù)與實(shí)際情況不符。

1.2樁傾斜過大的常見原因：

     1.2.1預(yù)制樁質(zhì)量差，其中樁頂面傾斜和樁尖位置不正或變形，最易造成樁傾斜；

     1.2.2樁機(jī)安裝不正，樁架與地面不垂直；

     1.2.3樁錘、樁帽、樁身的中心線不重合，產(chǎn)生錘擊偏心；

     1.2.4樁端遇石子或堅(jiān)硬的障礙物；

     1.2.5樁距過小，打樁順序不當(dāng)而產(chǎn)生強(qiáng)烈的擠土效應(yīng)；

     1.2.6基坑土方開挖不當(dāng)。

1.3出現(xiàn)斷樁的常見原因：

除了樁傾斜過大可能產(chǎn)生樁斷裂外，其他原因還有三種：

      1.3.1樁堆放、起吊、運(yùn)輸?shù)闹�點(diǎn)或吊點(diǎn)位置不當(dāng)；

　  1.3.2沉樁過程中，樁身彎曲過大而斷裂。如樁制作質(zhì)量造成的彎曲，或樁細(xì)長(zhǎng)又遇到較硬土層時(shí)，錘擊產(chǎn)生的彎曲等；

　 1.3.3錘擊次數(shù)過多。如有的設(shè)計(jì)要求的樁錘擊過重，設(shè)計(jì)貫入度過小，以致于施工時(shí)，錘擊過度而導(dǎo)致樁斷裂。

1.4樁接頭斷離的常見原因：

　  設(shè)計(jì)樁較長(zhǎng)時(shí)，因施工工藝的需要，樁分段預(yù)制，分段沉人，各段之間常用鋼制焊接連接件做樁接頭。這種樁接頭的斷離現(xiàn)象也較常見。其原因，除了1.2節(jié)中1.2.1—1.2.5外，還有上、下節(jié)樁中心線不重合；樁接頭施工質(zhì)量差，如焊縫尺寸不足等原因。

1.5樁位偏差過大的常見原因：

　  測(cè)量放線差錯(cuò)；沉樁工藝不良，如樁身傾斜造成竣工樁位出現(xiàn)較大的偏差。

2、 常用處理方法

打樁過程中，發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題，施工單位切忌自行處理，必須報(bào)監(jiān)理、業(yè)主，然后會(huì)同設(shè)計(jì)、勘察等相關(guān)部門分析、研究，作出正確處理方案。由設(shè)計(jì)部門出具修改設(shè)計(jì)通知。一般處理方法有：補(bǔ)沉法、補(bǔ)樁法、送補(bǔ)結(jié)合法、糾偏法、擴(kuò)大承臺(tái)法、復(fù)合地基法等，下面分別簡(jiǎn)要介紹：

2.1補(bǔ)沉法 預(yù)制樁人土深度不足時(shí)，或打入樁因土體隆起將樁上抬時(shí)，均可采用此法。 

2.2補(bǔ)樁法 可采用下述兩種的任一種：

       2.1.1樁基承臺(tái)前補(bǔ)樁。當(dāng)樁距較小時(shí)，可采用先鉆孔，后植樁，再沉樁的方法。

       2.1.2樁基承臺(tái)或地下室完成再補(bǔ)靜壓樁。此法的優(yōu)點(diǎn)是可以利用承臺(tái)或地下室結(jié)構(gòu)承受靜壓樁的施工反力，設(shè)施簡(jiǎn)單，操作方便，不延長(zhǎng)工期。

2.3補(bǔ)送結(jié)合法 當(dāng)打入樁采用分節(jié)連接，逐根沉人時(shí)，差的接樁可能發(fā)生連接節(jié)點(diǎn)脫開的情況，此時(shí)可采用送補(bǔ)結(jié)合法。首先是對(duì)有疑點(diǎn)的樁復(fù)打，使其下沉，把松開的接頭再頂緊，使之具有一定的豎向承載力；其次，適當(dāng)補(bǔ)些全長(zhǎng)完整的樁，一方面補(bǔ)足整個(gè)基礎(chǔ)豎向承載力的不足，另一方面補(bǔ)打的整樁可承受地震荷載。 

2.4糾偏法 樁身傾斜，但未斷裂，且樁長(zhǎng)較短，或因基坑開挖造成樁身傾斜，而未斷裂，可采用局部開挖后用千斤頂糾偏復(fù)位法處理。

2.5擴(kuò)大承臺(tái)法

由于以下三種原因，原有的樁基承臺(tái)平面尺寸滿足不了構(gòu)造要求或基礎(chǔ)承載力的要求，而需要擴(kuò)大樁基承臺(tái)的面積。

        2.5.1樁位偏差大。原設(shè)計(jì)的承臺(tái)平面尺寸滿足不了規(guī)范規(guī)定的構(gòu)造要求，可用擴(kuò)大承臺(tái)法處理。

　　2.5.2考慮樁土共同作用。當(dāng)單樁承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，需要擴(kuò)大承臺(tái)并考慮樁與天然地基共同分擔(dān)上部結(jié)構(gòu)荷載。

　　2.5.3樁基質(zhì)量不均勻，防止獨(dú)立承臺(tái)出現(xiàn)不均勻沉降，或?yàn)樘岣呖拐鹉芰�，可采用把�?dú)立的樁基承臺(tái)連成整塊，提高基礎(chǔ)整體性，或設(shè)抗震地梁

2.6復(fù)合地基法

此法是利用樁土共同作用的原理，對(duì)地基作適當(dāng)處理，提高地基承載力，更有效的分擔(dān)樁基的荷載。常用方法有以下幾種：

        2.6.1承臺(tái)下做換土地基。在樁基承臺(tái)施工前，挖除一定深度的土，換成砂石填層分層夯填，然后再在人工地基和樁基上施工承臺(tái)。

       2.6.2樁間增設(shè)水泥土樁。當(dāng)樁承載力達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，可采用在樁間土中干噴水泥形成水泥土樁的方法，形成復(fù)合地基基礎(chǔ)。

2.7修改樁型或沉樁參數(shù)：

       2.7.1改變樁型。如預(yù)制方樁改為預(yù)應(yīng)力管樁等。

       2.7.2改變樁人土深度。例如預(yù)制樁過程中遇到較厚的密實(shí)粉砂或粉土層，出現(xiàn)樁下沉困難，甚至發(fā)生斷樁事故，此時(shí)可采用縮短樁長(zhǎng)，增加樁數(shù)量，取密實(shí)的粉砂層作為持力層 。

　   2.7.3改變樁位。如沉樁中遇到堅(jiān)硬的、不大的地下障礙物，使樁產(chǎn)生傾斜，甚至斷裂時(shí)，可采用改變樁位重新沉樁。

　  2.7.4改變沉樁設(shè)備。當(dāng)樁沉人深度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求時(shí)，可采用大噸位樁架，采用重錘低擊法沉樁。

 2.8其他方法

       2.8.1底板架空。底層地面改為架空樓板，以減填土自重，降低承臺(tái)的荷載。

       2.8.2上部結(jié)構(gòu)卸荷。有些重大樁基事故處理困難，耗資巨大，耗時(shí)過多，只有采取削減上部建筑層數(shù)的方法，減小樁基荷載。也有采用輕質(zhì)高強(qiáng)的隔墻或其他材料代替原設(shè)計(jì)的厚重結(jié)構(gòu)而減輕上部建筑的自重。 

       2.8.3結(jié)構(gòu)驗(yàn)算。但出現(xiàn)樁身混凝土強(qiáng)度不足、單樁承載力偏低等事故，可通過結(jié)構(gòu)驗(yàn)算等方法尋找處理方案。如驗(yàn)算結(jié)果仍符合規(guī)范的要求時(shí)，可與設(shè)計(jì)單位協(xié)商，不作專門處理。但此方法屬挖設(shè)計(jì)潛力，必須征得設(shè)計(jì)部門的同意，萬不得巳時(shí)用之，且應(yīng)慎之又慎。

      2.8.4綜合處理法。選用前述各種方法的幾種綜合應(yīng)用，往往可取得比較理想的效果。

     2.8.5采用外圍補(bǔ)樁，增加周邊嵌固，防止或減少樁位側(cè)移等。

總之，樁基施工質(zhì)量關(guān)系到整個(gè)建筑物的工程質(zhì)量，在樁基施工過程中，當(dāng)遇到各種意外情況時(shí)，應(yīng)及時(shí)通過甲方、監(jiān)理與設(shè)計(jì)部門聯(lián)系，按設(shè)計(jì)部門的設(shè)計(jì)修改通知或會(huì)議紀(jì)要進(jìn)行施工。