专题十二 复合地基（课件）-河北省对口升学《地基与基础工程施工》（第2版）(高教社）专题复习讲练测

专题十二 复合地基 《地基与基础工程施工》（第2版） 高教社 专题复习讲练测 1 一.考纲解读 二.知识点梳理和重点概念复习 三.真题或常考题讲解 四.课内练习及讲评 五.内容归纳小结 CONTENTS 01 一.考纲解读 02 二.知识点梳理和重点概念复习 03 三.真题或常考题讲解 04 四.课内练习及讲评 05 五.内容归纳小结 目录 一、考纲解读 1.施工机械：常用机械有深层搅拌桩机、灰浆搅拌机等。需了解其基本性能，像搅拌深度、搅拌轴转速等，且能结合土层类型、地基深度等工程地质条件，判断各类机械的适用场景。 1 2.水泥粉煤灰碎石桩复合地基施工主要步骤为测量放线、桩机就位、成孔、清孔、混合料制备与灌注、桩顶养护等。 2 3.施工步骤：按场地平整、桩位放线、桩机就位、制备水泥浆、搅拌下沉、提升搅拌喷浆、重复搅拌的先后顺序进行。每个步骤都有核心操作，例如控制搅拌下沉速度、把控喷浆压力等。 3 4.水泥粉煤灰碎石桩复合地基施工常见问题有缩径（桩身局部直径小于设计值）、夹泥（桩体中混入泥土）、断桩、混合料离析等。要知晓其表现形式及典型显现情况，如缩径多发生在软土层部位。 4 常见考点 一、考纲解读 考试要求： 02 1.掌握水泥土搅拌桩复合地基施工相关知识，包括常用施工机械的名称、性能及适用场景。 01 03 2.清晰阐述施工的完整步骤，明确各步骤的先后顺序与核心操作；牢记施工要点，如材料配比、搅拌时间等关键参数。 3.理解水泥粉煤灰碎石桩复合地基施工工艺的特点与原理；能准确描述其施工步骤，区分与水泥土搅拌桩复合地基施工步骤的差异。 易考题型： 选择题：能准确说出水泥土搅拌桩施工常用机械（如深层搅拌桩机、灰浆搅拌机等）的名称，了解不同机械的基本性能。 简答题：熟知施工中常见的质量问题，如断桩、搅拌不均匀、桩体强度不足、桩位偏差过大等，能准确描述各类问题的表现形式。 实操分析题：理解水泥粉煤灰碎石桩（CFG 桩）常见施工工艺（如长螺旋钻孔灌注成桩、振动沉管灌注成桩等）的特点，清楚不同工艺的作业流程。 一、考纲解读 知识点思维导图 二、知识点梳理和重点概念复习 二、知识点梳理和重点概念复习 一、复合地基 如前所述,换填垫层的厚度不宜太大,因此其不适用于软弱土层较厚且基础宽度较大,应力影响较深的情况。这时,可以考虑另一种置换方法,即仿照桩基础的布置方式,采用成孔工艺,在软土层内打孔,然后回填以适当的土石料或掺合料,形成刚度比四周软土大的桩。与桩基础不同,这种桩的刚度没有钢筋混凝土桩大,不能完全承担建筑物的全部荷载,而是与四周土体共同承担,这种人工地基称为复合地基,如图 3-14 所示。 二、知识点梳理和重点概念复习 一、复合地基 简而言之,复合地基是指在地基处理过程中,部分土体被增强或被置换,形成由地基土体和竖向增强体(桩)共同承担荷载的人工地基。 在复合地基中,为了保证桩、土共同承担荷载,在桩顶与基础之间须设置褥垫层。 二、知识点梳理和重点概念复习 一、复合地基 褥垫层的作用: (1)保证桩、土共同承担荷载,是复合地基的组成部分。 (2)通过改变褥垫层厚度调整桩垂直荷载的分担。通常褥垫层越薄,桩承担的荷载占总荷载的百分比越高,反之亦然。 (3)减少基础底面的应力集中。 二、知识点梳理和重点概念复习 一、复合地基 根据换填材料的不同, 复合地基可分为 散体材料桩复合地基(如土挤密桩和灰土挤密桩复合地基、振冲碎石桩和沉管碎石桩复合地基等) 黏结材料桩复合地基(如水泥土搅拌桩复合地基和水泥粉煤灰碎石桩复合地基等)。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、水泥土搅拌桩复合地基施工 水泥土搅拌桩复合地基是利用水泥作为固化剂的主要材料,通过特制的深层搅拌机械,就地将地基软土和固化剂强制搅拌形成竖向增强体的地基,如图所示。 水泥土搅拌桩复合地基适用于正常固结的淤泥、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)等土层。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、水泥土搅拌桩复合地基施工 水泥土搅拌桩复合地基具有以下特点: (1)由于其是将固化剂和原地基软土就地搅拌混合,因而最大限度地利用了原土,可大量节约资源和资金。 (2)施工无振动、无噪声、污染小,减小了对环境和周围原有建筑物及地下管线的影响,可在市内密集建筑群中施工。 (3)施工速度较快。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、水泥土搅拌桩复合地基施工 1.施工机械 根据施工要求,可选用单轴、双轴或多轴搅拌设备,如图所示。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、水泥土搅拌桩复合地基施工 2.施工步骤 水泥土搅拌桩施工工艺流程(图3-16):搅拌机械就位、调平预搅下沉至设计加固深度边喷浆,边搅拌提升直至预定的停浆面重复搅拌下沉至设计加固深度喷浆或仅搅拌提升直至预定的停浆面→关闭并清洗搅拌机械移至下一个桩位,重复以上工序。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、水泥土搅拌桩复合地基施工 3.施工要点 (1)施工前,应平整场地,并清理现场地下、地面及空中障碍物;场地低洼时,应抽干地面积水 、清理表面淤泥。 (2)施工前应进行试桩,数量不得少于2根。 (3)搅拌机架安装应水平,单轴或双轴搅拌机导向架垂直度偏差应小于 1/150(三轴不应大于 1/250);钻头(或中心管)中心应垂直对准桩位,桩位偏差不得大于 50 mm;单轴或双轴搅拌机施工深度不宜超过 18 m,三轴搅拌机施工深度 30 m时宜采用接杆工艺,且机架应有稳定性措施。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、水泥土搅拌桩复合地基施工 (4)搅拌下沉应匀速,单轴或双轴搅拌机钻头下沉速度不宜大于1m/min(三轴搅拌机宜控制在 0.5~1 m/min),钻头每转一圈的提升(或下沉)量宜为 10~15 mm。 (5)单轴或双轴水泥土搅拌桩浆液水灰比宜为0.5~0.65(三轴水泥土搅拌桩浆液水灰比宜为1.5~2);可根据需要选用强度等级 32.5或42.5水泥,水泥掺加量(掺加的水泥质量/被加固软土的体积)一般为 180~250 kg/m',桩长超过 10m时,在全桩水泥总掺加量保持不变的前提下,桩身上部 1/3 桩长范围内,可适当增加水泥掺加量及搅拌次数。制备好的浆液不能离析,泵送应连续。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、水泥土搅拌桩复合地基施工 (6)钻头搅拌下沉至预定标高后,应喷浆搅拌30s后再开始提升钻杆。单轴或双轴搅拌机钻杆喷浆搅拌提升速度不宜大于0.5 m/min(三轴搅拌机宜控制在1~2 m/min),并保持匀速。 (7)当搅拌机提升至预定停浆面(一般应高于桩顶设计标高 300~500 mm。开挖基坑时人工挖出该浮浆段)后,为使浆、土充分拌合,可再次将搅拌机边旋转边沉人土中,直至设计加固深度,再将搅拌机提升至预定停浆面。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、水泥土搅拌桩复合地基施工 (8)在集料斗中注人适量清水,开启灰浆泵,清洗管路中的残留浆液,并将黏附在搅拌钻头上的软土清除干净,然后将搅拌机移至下一桩位。 (9)双轴水泥土搅拌桩成桩应采用两喷三搅工艺。 (10)环境保护要求较高的工程应采用三轴搅拌法。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、水泥土搅拌桩复合地基施工 (11)施工过程中因故停浆时,应将搅拌钻头下沉至停浆点以下0.5m处,待恢复供浆时再喷浆搅拌提升;或将钻头抬高至停浆点以上0.5m处,待恢复供浆时,再喷浆搅拌下沉。 (12)搅拌机预搅下沉时,不宜冲水,当遇到硬土层时,可适量冲水。 (13)水泥土搅拌桩复合地基宜在桩顶与基础之间铺设褥垫层,厚度可取 200~300 mm。材料可选用中砂、粗砂、级配砾石,最大粒径不宜大于 20mm。褥垫层铺设后需密实,可分层进行,褥垫层的夯填度(夯实后的褥垫层厚度与虚铺厚度的比值)不得大于 0.9。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、水泥土搅拌桩复合地基施工 4.常见的质量问题 (1)预搅下沉困难 (2)搅拌机下沉不到预定深度 产生的原因:土质硬,阻力大;遇大石块、树根等障碍物。 采取的措施:适量冲水(或浆液)下沉;挖除障碍物。 产生的原因:土质黏性大,搅拌机自重不足。 采取的措施:增大搅拌机自重。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、水泥土搅拌桩复合地基施工 (3)喷浆未到设计桩顶面(或底部)标高,集料斗浆液已排空 产生的原因:投料不准确;灰浆泵输浆量偏大;灰浆泵磨损漏浆 采取的措施:重新标定投料量;重新标定灰浆泵输浆量;检修灰浆泵 (4)喷浆到设计位置,集料斗浆液剩余过多 产生的原因:浆液加水过量;输浆管路部分阻塞。 采取的措施:重新标定拌浆用水量;清洗输浆管路。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、水泥土搅拌桩复合地基施工 5.质量检验标准和检验要求 (1)水泥土搅拌桩复合地基质量检验标准应符合表3-8的规定。 二、知识点梳理和重点概念复习 二、水泥土搅拌桩复合地基施工 (2)水泥土搅拌桩复合地基质量检验应符合下列要求: ① 施工过程中应随时检查施工记录和计量记录。 ②) 成桩7d后,开挖桩头,深度宜超过停浆面以下0.5m,应目测检查搅拌的均匀性,并应量测成桩直径,检查数量不应少于总桩数的5%。 ③ 承载力检测宜在施工结束 28 d后进行,检测数量不应少于总桩数的 1%。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、水泥粉煤灰碎石桩复合地基施工 水泥粉煤灰碎石桩(简称 CFG 桩)复合地基是由水泥、粉煤灰、碎石、砂等混合料加水拌合在土中灌注形成竖向增强体(桩)的复合地基,如图所示。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、水泥粉煤灰碎石桩复合地基施工 CFG 桩适用于处理黏性土、粉土、砂土和自重固结已完成的素填土地基。CFG 桩具有承载力提高幅度大、地基变形小等特点,在工业与民用建筑中广泛应用。CFG桩既可用于条形基础、独立基础,又可用于筏形基础及箱形基础,可应用于多层建筑及 30 层以下的高层建筑。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、水泥粉煤灰碎石桩复合地基施工 1.施工工艺 应根据现场条件选用施工工艺: (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)长螺旋钻孔压灌成桩:适用于黏性土、粉土,砂土和素填土地基,对噪声和泥浆污染要求严格的场地宜优先选用。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、水泥粉煤灰碎石桩复合地基施工 (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:适用于地下水位以下的黏性土、粉土、砂土、填土、碎石土及风化岩层等地基。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、水泥粉煤灰碎石桩复合地基施工 2.施工步骤 钻机就位一钻土(沉管)成孔一边提升钻杆(或沉管),边压(灌)人混合料→成桩。 3.施工要点 (1)施工前,应平整场地,清理现场地下、地面及空中障碍物,并标定桩位。水泥粉煤灰碎石桩可只在基础范围内布桩。 (2)施工前,应按设计要求在实验室进行配合比试验。 (3)钻机钻头中心应垂直对准桩位,桩垂直度偏差不应大于1%。长螺旋钻孔直径宜取350~600 mm;振动沉管钻孔直径宜取 350~370 mm。桩位偏差:对满堂布桩基础,不应大于0.4桩径;对条形基础,不应大于 0.25 桩径;对单排布桩,不应大于 60 mm。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、水泥粉煤灰碎石桩复合地基施工 (4)成孔时宜先慢后快,并及时检查、纠正钻杆偏差,且成桩过程中应连续进行。 (5)施工时应按照配合比配制混合料:长螺旋钻孔压灌成桩施工的坍落度宜为 160~200 mm,振动沉管灌注成桩施工的坍落度宜为 30~50 mm。 (6)长螺旋钻孔、管内泵压混合料成桩施工时,在钻至设计深度后,应掌握提拔钻杆时间(拔管应在钻杆芯管充满混合料后开始,严禁先拔管后送料),混合料泵送量应与拔管速度相匹配,遇到饱和砂土或饱和粉土层,不得停泵待料;压灌应一次连续灌注完成,压灌成桩时,钻具底端出料口不得高于钻孔内桩料的液面。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、水泥粉煤灰碎石桩复合地基施工 (7)振动沉管灌注成桩施工拔管速度应匀速,拔管速度宜控制在 1.2~1.5 m/min;遇淤泥或淤泥质土层,拔管速度应适当放慢:沉管拔出地面确认成桩桩顶标高后,用粒状材料或湿黏土封顶。振动沉管灌注成桩后桩顶浮浆厚度不宜超过 200mm。遇有松散饱和粉土、粉细砂或淤泥质土,且桩距较小时,宜采取隔桩跳打措施。 (8)施工桩顶标高宜高出设计桩顶标高不少于 0.5 m。 (9)冬期施工时,混合料人孔温度不得低于5℃。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、水泥粉煤灰碎石桩复合地基施工 4.常见的质量问题 (1)堵管 产生的原因:混合料配合比不合理。 采取的措施:按混合料施工配合比配制,坍落度应符合要求 (2)缩颈和断桩 产生的原因:长螺旋钻机的排气阀被堵;拔管和泵送混合料配合不和谐等。 采取的措施:经常检查排气阀;寻求操作人员之间的默契配合。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、水泥粉煤灰碎石桩复合地基施工 (3)窜孔 产生的原因:有松散饱和粉土、粉细砂或淤泥质土且桩间距较小。 采取的措施:采取隔桩、隔排跳打方法。 (4)桩身夹泥 产生的原因:在软土中施工,钻头未埋在钻孔内混合料中;拔管速度过快;粗骨料粒径过大,混合料坍落度过小。 采取的措施:灌注混合料时,钻头应埋在钻孔内混合料的液面之下;控制拔管速度;控制混合料的坍落度和粗骨料的粒径,确保混合料的和易性。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、水泥粉煤灰碎石桩复合地基施工 5.质量检验标准及检验要求 (1)水泥粉煤灰碎石桩复合地基质量检验标准应符合表3-9的规定。 二、知识点梳理和重点概念复习 三、水泥粉煤灰碎石桩复合地基施工 (2)水泥粉煤灰碎石桩复合地基质量检验应符合下列要求 ① 施工过程中应检査施工记录、混合料坍落度、桩数、桩位偏差、褥垫层厚度及夯填度、桩体试块抗压强度等。 ②采用低应变法检测桩身的完整性,检测数量不应少于总桩数的 10%. ③ 承载力检测宜在施工结束 28 d后进行,检测数量不应少于总桩数的 1%。 题目 1： 水泥土搅拌桩质量检验标准中，对桩体垂直度的允许偏差通常要求不大于？（ ） A. 0.5% B. 1% C. 1.5% D. 2% 选择题 三、常考习题练习与讲解 答案：B 解析：根据相关规范，水泥土搅拌桩桩体垂直度允许偏差通常不大于1%，确保桩体受力均匀，故答案为B。 题目 2： 水泥土搅拌桩质量检验要求中，成桩后多少天可进行单桩承载力检验？（ ） A. 7天 B. 14天 C. 28天 D. 60天 选择题 三、常考习题练习与讲解 答案：C 解析：水泥土搅拌桩桩体水泥需28天达到设计强度，此时进行单桩承载力检验能准确反映桩体实际承载能力，故成桩后28天可检验。 题目 3： 水泥土搅拌桩施工中，桩机就位后首先要做的是？（ ） A. 喷水泥浆 B. 调平桩机 C. 下沉钻杆 D. 测量桩位 选择题 三、常考习题练习与讲解 答案：B 解析：桩机就位后需先调平，保证施工过程中钻杆垂直，避免桩体垂直度偏差；调平后再进行测量桩位、下沉钻杆、喷浆等步骤，故首先做的是调平桩机。 题目 4： 水泥土搅拌桩常见质量问题“断桩”的主要原因是？（ ） A. 水泥质量合格 B. 提升钻杆速度过慢 C. 喷浆中断或喷浆量不足 D. 养护条件良好 选择题 三、常考习题练习与讲解 答案：C 解析：喷浆中断或喷浆量不足，会导致桩体局部无水泥浆，形成断桩；水泥质量合格、提升速度过慢、养护良好均不会造成断桩，故主要原因是C选项。 题目 5： 水泥土搅拌桩质量检验标准中，对桩径的允许偏差通常为？（ ） A. ±5mm B. ±10mm C. ±20mm D. ±50mm 选择题 三、常考习题练习与讲解 答案：D 解析：结合工程实际及规范，水泥土搅拌桩桩径允许偏差通常为±50mm，能满足工程受力要求，故答案为D。 题目 6： 水泥土搅拌桩施工步骤中，“桩体养护”的主要方式是？（ ） A. 洒水养护 B. 涂刷养护剂 C. 覆盖保温 D. 自然养护 选择题 三、常考习题练习与讲解 答案：D 解析：水泥土搅拌桩桩体养护多采用自然养护，无需额外洒水、涂养护剂或覆盖保温，自然环境下水泥可正常水化，故主要方式是自然养护。 1. CFG桩复合地基承载力检验应采用______试验，检验数量为总桩数的______%，且不少于______点。 答案：复合地基静载荷；0.5~1；3 解析：静载荷试验可直接测定复合地基承载能力；检验数量需覆盖足够桩数，确保结果具有代表性。 2. 水泥土搅拌桩施工时，相邻桩的施工间隔时间不宜超过______小时，以保证桩体间的有效______。 答案：24；搭接 解析：间隔时间过长，已施工桩周围土体固结，新桩难以与旧桩搭接紧密，可能形成缝隙，影响防渗或整体受力。 填空题 三、常考习题练习与讲解 3. CFG桩的充盈系数（实际灌注量与理论体积比）应______，以避免因混合料不足导致桩体______。 答案：≥1.0；缩颈或断桩 解析：充盈系数≥1.0可保证桩体充盈设计尺寸，不足则易出现缩颈（局部直径变小）或断桩（连续性中断）。 4. 水泥土搅拌桩施工中，搅拌叶片的转速宜控制在______r/min，提升速度宜为______m/min，以确保搅拌均匀。 答案：30~60；0.5~1.0 解析：转速和提升速度需匹配，过快会导致搅拌不充分，过慢则影响施工效率，合理参数可保证水泥浆与土体充分混合。 填空题 三、常考习题练习与讲解 1. CFG桩施工后，应立即对桩顶进行截桩处理，以保证桩顶标高符合设计要求。（ ） 答案：错误 解析：截桩应在桩体强度达到设计值的70%以上进行（通常养护7天后），过早截桩会导致桩顶破损、开裂，影响桩体受力。 2. 水泥土搅拌桩常见的“断桩”问题多因喷浆中断或搅拌不均匀导致，可通过复搅复喷修复。（ ） 答案：正确 解析：喷浆中断会使桩体出现无浆段，搅拌不均匀会形成薄弱区，复搅复喷可补充水泥浆并改善混合效果，修复断桩部位。 判断题 三、常考习题练习与讲解 3. CFG桩的单桩承载力检验应采用静载荷试验，每个单体工程检验数量不少于总桩数的1%且不少于3根。（ ） 答案：正确 解析：静载荷试验可直接测定单桩承载力，检验数量需满足规范要求，确保桩体承载能力达标。 4. 水泥土搅拌桩的桩身强度检验，可采用钻芯取样法，芯样抗压强度应≥设计值的90%。（ ） 答案：错误 解析：芯样抗压强度应≥设计值，而非90%。若低于设计值，说明桩体强度不足，需采取补桩等加固措施。 判断题 三、常考习题练习与讲解 三、常考习题练习与讲解 1.水泥土搅拌桩的桩身强度检验需在成桩7天后进行，这种做法是否合理？为什么？ 答案：不合理。水泥土强度随龄期增长，规范要求应在成桩28天后采用钻芯取样法检验，此时强度趋于稳定，能真实反映桩体质量；7天强度偏低，无法代表最终强度。 简答题 三、常考习题练习与讲解 2.CFG桩施工中，混合料坍落度控制在50~80mm是否合适？为什么？ 答案：不合适。CFG桩混合料坍落度宜控制在160~200mm，此范围可保证混合料流动性，便于填充桩管并振捣密实；坍落度过小（50~80mm）会导致桩体出现蜂窝、空洞，影响强度。 简答题 三、常考习题练习与讲解 3.水泥土搅拌桩相邻桩施工间隔超过48小时，是否会影响质量？为什么？ 答案：会影响质量。间隔时间过长（超过24小时），已施工桩体周围土体固结，新桩难以与旧桩有效搭接，易形成缝隙，降低复合地基整体性和防渗效果。 简答题 三、常考习题练习与讲解 4.CFG桩施工后立即截桩，这种做法是否正确？为什么？ 答案：不正确。截桩应在桩体强度达到设计值的70%以上（通常养护7天后）进行；过早截桩会导致桩顶破损、开裂，影响桩体受力性能。 简答题 重点复习知识点： 1.水泥土搅拌桩复合地基施工常见质量问题：常见问题有断桩、搅拌不均匀、桩体强度不足、桩位偏差过大等。要能描述其表现形式，掌握成因，如断桩可能由供浆中断、提升速度过快导致。 2.水泥粉煤灰碎石桩复合地基施工关键技术要求包括成孔工艺选择依据（结合土层情况、工程要求等）、成孔时孔径与孔深控制、混合料配合比（水泥、粉煤灰、碎石等比例）及坍落度要求、填料压实标准（如灌注时充盈系数）、拔管速度控制等。 阅读相关教材和课堂笔记，梳理重点知识点和关键概念。制作复习提纲或思维导图，以帮助理清知识框架和内部逻辑。进行练习题和例题的练习，加深对知识的理解和应用。 五、课堂小结 感谢观看 $$