混凝土垫层施工及种类和技术交底文档格式.docx
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在基层之下,一般做一道垫层,垫层的厚度、要求与所用的材料有关。
垫层材料的选择决定于地面的主要荷载。
当上部荷载较大且结构层为现浇混凝土时,垫层多采用碎砖或碎石;
荷载较小时也可用灰土或三合土等做垫层(
当地基条件很好时,可直接索土夯实,不做垫层)。
地坪垫层应铺设在均匀密实的地基上。
针对不同的土体情况和使用条件采用不同的处理办法。
对于淤泥、淤泥质土、冲填土等软弱地基,应根据结构的受力特征、使用要求、土质情况按现行国家标准的规定利用和处理,使其满足使用的要求。
地坪构造组成图
在各类工程中,垫层所起的主要作用有时是不同的,如建筑物基础下的垫层主要是起换土作用;
而在路堤和土坝等工程,主要是利用垫层起排水固结作用。
基础构造&
路面构造组成图
基础构造组成图
垫层为基础混凝土的养护起到至关重要的作用。
如果没有垫层的保护,刚刚浇灌的混凝土与土壤直接接触,由于水分的渗透,必然改变基础混凝土原始的水灰比,使水泥不能与水发生充分的化学反应,造成胶结不充分并产生裂缝,从而降低混凝土的强度。
垫层的作用有以下几点:
(1)保护地基土,免受雨水、施工人员和施工机具的扰动。
(2)当建筑物基础不好时,通过换填提高地基承载力,如房屋基础、桥梁基础等。
(3)在严寒、寒冷地区垫层主要是抗冻胀。
(4)起找平、隔离和过渡作用。
(5)方便施工放线、支基础模板。
(6)基础底板有防水层时,垫层为防水施工提供工作面;
基础底板的防水层都是反做法,底板的防水层是粘贴在垫层上的。
构造的本质是把每个庞大的事物,剖析成细小的,只要掌握了这样的逻辑框架,其实就没必要对其恐慌了。
垫层分类方式有多种,我们重点掌握以下两种:
按照材料分类:
按材料分类图
按照受力性能分类:
按受力性能分类图
【注意】:
(1)垫层厚度要按当地经验确定,在季节性冰冻地区路面总厚度小于防冻最小厚度时,应以垫层材料补足。
(2)垫层要注意与基础区分。
基础和垫层是完全不同的两种构件,基础的作用是支撑和承载;
垫层的作用是找平,抄高。
垫层就是施工的工作面,属于施工的临时措施;
打完基础混凝土以后,垫层的使命也就完成了。
(3)对某些室内荷载大且地基又较差的并且有保温等特殊要求的地方,或面层装修标准较高的地面,可在地基上先做非刚性垫层,再做一层刚性垫层,即复式垫层。
基础&
垫层区分图
在建筑构造中,垫层的应用无处不在,比如基础垫层、散水构造、楼地面、地坪层等等。
我们在设计时需依据不同的构造节点需求,选出适合所需垫层的厚度及材料。
下面的图是几个常用的垫层做法的例子,大家可以从中掌握几种做法即可。
基础垫层组成图
散水构造组成图
花岗石地面组成图
地下室底板组成图
(二):
垫层法处理地基
垫层法是将基础底面下一定范围内的软弱土层挖去,然后分层填入强度较大的砂、碎石、素土、灰土以及其它性能稳定和无侵蚀性的材料,并夯实(或振实)至要求的密实度。
垫层法分类
1.按垫层材料分类:
砂垫层、碎石垫层、素土垫层、灰土垫层、粉煤灰垫层、加筋土垫层等。
2.按垫层所起作用分类:
换土垫层、排水垫层、加筋土垫层。
垫层法适用条件:
适用于淤泥、淤泥质土、湿陷性黄土、素填土、杂填土地基及暗沟、暗塘等的浅层处理,且建筑物荷载不太大的地基。
换填法的处理深度通常宜控制在3m以内较为经济合理,但不应小于0.5m。
垫层的作用
1.换土垫层
(1)提高地基承载力
地基中的剪切破坏是从基础底面开始的,并随着基底压力的增大而逐渐向纵深发展。
因此,若以强度较大的砂或其它填筑材料代替软弱土层,就可提高持力层承载力,从而避免地基破坏。
(2)减少地基沉降量
基础下地基浅层部分的应力较大,其沉降量一般在地基总沉降中所占的比例也较大,若以密实的砂或密实填筑材料代替浅层软弱土,就可减少地基的大部分沉降量。
另外,由于密实垫层对应力的扩散作用,使作用在下卧土层上的压力较小,因此也相应减少了下卧土层的沉降量。
(3)加速软弱土层的排水固结
由于砂或碎石等垫层材料的透水性大,当软弱土层受压后,垫层可作为良好的排水面,使基础下面的孔隙水压力得以迅速消散,加速垫层下软弱土层的固结,从而提高地基土强度。
(4)防止地基土冻胀
由于粗颗粒垫层材料的孔隙较大,不易产生毛细管现象,因此可以防止寒冷地区土中结冰所造成的冻胀。
2.排水垫层
排水垫层是指软土地基上堤坝或大面积堆载基底等所铺设的水平排水层,一般采用透水性良好的中粗砂或碎石填筑,必要时在垫层底和上表面增设具有反滤性能的土工合成材料,防止砂石垫层被淤堵和拉裂。
其主要作用为:
(1)作为水平排水层和下卧软土层的排水通道,加速地基的排水固结,提高浅层地基的抗剪强度,配合砂井,加固深部软土层;
(2)约束软弱下卧层的侧向变形,提高地基的稳定性,并改善其变形性质。
3.加筋土垫层
加筋土垫层是指由砂、石和素土垫层中增设各种类型加筋材料组成的复合垫层。
如加筋土垫层、土工格室垫层等。
其主要作用有以下三个方面:
(1)扩散应力,使压缩应力分布均匀;
(2)增强砂石垫层的整体性和刚度,减小不均匀沉降;
(3)约束软弱土的侧向变形。
换土垫层的设计
主要内容:
垫层材料的选用、厚度的确定、垫层铺设范围以及地基沉降计算等。
一、垫层材料选用
垫层材料:
砂、碎石、素土、灰土、粉煤灰、矿渣、加筋土等。
选用原则:
因地制宜根据工程的具体条件合理选用。
二、砂垫层厚度及宽度的确定
三.沉降计算
对于碎石、卵石、砂夹石、砂和矿渣等粗粒换填材料的垫层由于在施工期间垫层自身的压缩变形已基本完成,且量值很小,因而在地基变形计算中,可以忽略该部分;
但对于细粒材料,尤其是厚度较大的换填垫层,则应计入垫层自身的变形。
s1计算中,应力可取垫层顶面和底面压力的平均值。
一般砂垫层Es=20~30MPa;
粉煤灰则Es=8~20MPa,碎石、卵石为30~50MPa。
无论是地基还是垫层,其沉降计算均可传统分层总和法计算。
基础灰土垫层施工
1.厚度确定
软土地基上土垫层厚度的确定与砂垫层相同。
(1)对非自重湿陷性黄土地基上的垫层厚度应保证天然黄土层所受的压力小于其湿陷起始压力值。
(2)对自重湿陷性黄土地基上,垫层厚度应大于非自重湿陷性黄土地基上垫层的厚度,或控制剩余湿陷量不大于20cm才能取得好的效果。
2.宽度确定
按照处理范围素土垫层或灰土垫层可分为局部垫层和整片垫层。
(1)局部垫层:
一般设置在矩形(或方形)基础或条形基础底面下,其平面处理范围,每边超出基础底面的宽度不应小于垫层厚度的一半。
(2)整片垫层:
一般设置在整个建筑物(跨度大的工业厂房除外)的平面范围内。
每边超出建筑物墙基础外缘的宽度不应小于垫层的厚度,并不得小于2m。
粉煤灰垫层
1.化学性质
粉煤灰和天然土中的化学成分具有很大的相似性,具有火山灰的特性,在潮湿条件下具有凝硬性,与二氧化硅,三氧化二铝等物质进行水化反应,生成水化产物,使碾压密实的粉煤灰颗粒胶结固化形成块状结构,可提高粉煤灰的强度,降低压缩变形,增强抗渗性和水稳定性。
2.物理性质
粉煤灰的压实曲线与粘性土相似,具有相对较宽的最优含水量区间,其干密度对含水量的敏感性比粘性土小,最优含水量易于控制。
垫层施工
一、土的压实机理
土一般由固体颗粒、水、空气组成。
土中固、液、气三相组成的比例反映干湿、密实程度,对评价土的工程性质有重要意义,是垫层压实参数选择的依据。
实践证明,要使土的压实效果最好,其含水量一定要适当。
对过湿的土进行碾压会出现“橡皮土”,不能增大土的密实度。
对很干的土进行碾压,也不能把土充分压实。
1.最优含水量
在干密度——含水量曲线上干密度的峰值即为最大干密度,与之对应的含水量即为最优含水量。
2.干密度——含水量曲线的物理意义
(1)当粘性土的含水量较小时,水化膜很薄,以结合水为主,颗粒间引力大,在一定的外部压实功作用下,还不能克服这种引力而使土粒相对移动,压实效果差,土的干密度较小;
(2)当增加土的含水量时,结合水膜逐渐增厚,颗粒间引力减弱,土粒在相同的压实功能下易于移动而挤密,压实效果提高,土的干密度也随之提高;
(3)当土中含水量增大到一定程度后,孔隙中开始出现自由水,结合水膜的扩大作用并不明显,颗粒间引力很弱,但自由水充填在孔隙中,阻止了土粒间的移动,并随着含水量的继续增大,移动阻力逐渐增大,压实效果反而下降,土的干密度随之减少。
3.土的压实系数λc
二、垫层施工方法
机械碾压法、重锤夯实法和振动压实法三种。
(一)机械碾压法
机械碾压法是采用压路机、推土机、羊足碾、振动碾或其它压实机械来压实软弱地基土或分层填土垫层。
常用于基坑面积宽大和开挖土方量较大的工程。
施工步骤:
1.将拟建范围内一定深度内的软弱土挖出至设计要求;
2.将底部土体碾压加固;
3.分层填筑,逐层加密。
施工参数:
如施工机械、铺筑厚度、碾压遍数与填筑含水量等由工地试验确定。
为保证有效压实质量,碾压速度要有所控制,平碾控制在2.0km/h,羊足碾控制在3.0km/h,振动碾控制在2.0km/h。
碾压法对表层地基加固深度一般可达2~3m。
一般粘性土经表层压实处理,其地基承载力可达80~100kPa。
质量检验:
施工中,随层检验平均干密度、含水量。
采用环刀法或贯入测定法。
每个基坑
或100~500m2设一个检验点。
(二)重锤夯实法
重锤夯实法是用起重机械将夯锤(15~30kN)提升到一定高度(2.5~4.5m),然后自由落锤,不断重复夯击以加固地基。
1.施工顺序
重锤夯实宜一夯挨一夯顺序进行。
在独立柱基基坑内,宜按先外后里的顺序夯击。
同一基坑底面标高不同时,应按先深后浅的顺序逐层夯实。
2.施工要点
(1)现场试夯;
(2)夯击前应检查坑中土的含水量;
(3)施工夯打工艺;
(4)现场有边坡或邻近建筑物时,应当采用必要的防护措施。
3.质量检验
不仅要检查施工记录及试夯最后下沉量,而且要检查加固质量。
基槽每30m一点,整片地基每100m2两点以上。
经过重锤夯实的地基承载力可达100~150kPa。
(三)平板振动法
振动压实法是利用各种振动压实机,将松散土振压密实。
适用于处理无粘性土或粘粒含量少,透水性较好的松散杂填土地基。
振动压实机的工作原理是由电动机带动两个偏心块以相同速度反向转动而产
很大的垂直振动力。
压实效果:
一般杂填土经振实后,地基承载力特征值可达100~120kPa。
振动压实的效果与填土成分、振动时间等因素有关,一般振动时间越长,效果越好,但振动时间超过某一值后,振动引起的下沉基本稳定,再继续振动就不能起到进一步的压实作用。
因此,施工前需进行试振,得出稳定下沉量和时间的关系。
参考:
对主要由矿渣、碎砖、瓦块组成的建筑垃圾,振动时间约在1min以上;
对含炉灰等细粒填土,振动时间约为3~5min,有效振实深度为1.2~1.5m。
振实范围应从基础边缘放出0.6m左右,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。
三、砂(砂砾、碎石)垫层施工
1.垫层材料
砂石:
颗粒级配良好、质地坚硬的砂石(砂料的不均匀系数不能小于5,以中粗砂为好,可在砂中掺入一定数量的碎石,但要分布均匀),不得含有草根、垃圾,含泥量应小于5%,对具有排水要求的砂垫层宜控制在含泥量不大于3%。
灰土:
土料宜用粉质粘土,不宜使用块状粘土和砂质粉土,石灰宜用新鲜的消石灰。
(1)施工机械应根据不同垫层材料进行选择,压实参数由现场试验确定。
(2)不同施工机具应采用不同的最优含水量,尤其对素土和灰土垫层应严格控制。
粉质粘土和灰土的施工含水量宜控制在最优含水量wop±
2%的范围内;
粉煤灰宜控制在最优含水量wop±
4%范围内;
砂石料,当用平板式振动器时可取15%~20%,采用平碾或蛙式夯时可取8%~12%,用插入式振动器时宜为饱和;
对于碎石及卵石应充分浇水湿透后夯实。
(3)不良地质现象(如垫层下存在古井、古墓、洞穴、旧基础、暗塘等),应先进行清理,然后再施工垫层。
(4)施工过程中严禁扰动垫层下卧的淤泥和淤泥质土等软弱土层。
为避免坑底土层受到扰动,可保留约200mm厚的土层暂不挖去,待铺筑垫层前再挖至设计标高。
对碎石或卵石垫层,其底部宜设置150~300mm厚的砂垫层或铺一层土工织物,以防止软弱土层表面的局部破坏。
(5)垫层的底面宜铺设在同一标高上,若深度不同,基坑底土面应挖成阶梯状或斜坡搭接,并按先深后浅的顺序进行垫层施工,搭接处应夯压密实。
(6)当地下水位高于基坑底面时,应采取排降水措施。
(7)垫层每层虚铺200~300mm,分层铺填,分层压实,每层经检验符合设计要求后方能进行下一层施工。
施工质量检验——环刀法或贯入测定法。
(1)环刀法:
用容积不小于200cm3的环刀压入每层2/3的深度处取样,测定其干密度,干密度应不小于该砂石料在中密状态的干密度值。
(2)贯入测定法:
先将砂垫层表面3cm左右厚的砂刮去,然后用贯入仪、钢叉或钢筋以贯入度的大小来定性地检查砂垫层质量。
工程质量验收——载荷试验。
换土垫层法注意事项:
a.浅层(深层施工困难);
b.换填厚度为0.5至3.0m(太薄无用,太厚施工困难,费用高);
c.分层回填压实(保证质量);
d.验算变形;
e.大面积及深厚垫层宜考虑换填材料重度大于天然土时对变形的影响(本身影响以及对临近建筑物的影响)。
褥垫层施工
复合地基设计中,基础与桩和桩间土之间设置一定厚度散体粒状材料组成的褥垫层,是复合地基的一个核心技术。
研究表明,褥垫层是桩体复合地基形成的必要条件,褥垫层施工技术现在已经被广泛的应用在复合地基的施工当中。
本文分析了褥垫层的施工材料、工艺流程及技术要点,并对其质量控制在实际施工中的要求进行了探讨。
1
褥垫层的材料
1.1褥垫层原料,材料宜用天然级配砂石或人工级配砂石:
宜采用质地坚硬的中砂、粗砂、砾砂、碎(卵)石、石屑或其他工业废粒料。
在缺少中、粗砂和砾石的地区,可采用细砂,但宜同时掺入一定数量的碎石或卵石,其掺量应符合设计要求。
1.2级配砂石材料,不得含有草根、树叶、塑料袋等有机杂物及垃圾。
中砂、粗砂、级配砂石和碎石,最大粒径不宜大于30mm,含泥量不宜超过5%。
不宜采用卵石,由于卵石咬合力差,施工时扰动较大、褥垫厚度不容易保证均匀。
2主要施工机具和作业条件
2.1主要机具:
应备有装载机、YZ20H碾压机、手推车、喷水用胶管、喷壶、铁锹、铁耙等。
2.2砂石运至铺设地点后,应检查其均匀性和级配等,按设计的比例堆放,然后用铲车来回搅拌,直到搅拌均匀。
2.3边线以白灰线为界限,洒出建筑的边界线及铺设范围,设置控制铺筑厚度的标志,如水平标准木桩或标高桩,每层铺设厚度以控制桩水平点为标准。
2.4地下水位高于基坑(槽)底面的工程中施工时,应采取排水或降低地下水平的措施,使基坑(槽)保持无水状态。
2.5铺设前,应组织有关单位共同验槽,包括轴线尺寸、水平标高、地质情况,如有无孔洞、沟、井、墓穴等。
应在未做地基前处理完毕并办理隐检手续。
3施工工艺及技术要点
本工程垫层施工设计参数为基础底面下设置40cm厚的卵石垫层。
卵石铺填前,必须用人工将基地预留的30cm土挖除,开挖期间严禁扰动基底土层。
卵石铺填好后,须用碾压机压实,碾压遍数满足设计要求,压实系数不小于0.96。
3.1对砂石按设计的级配要求进行搅拌。
对级配砂石进行技术鉴定,如是人工级配砂石,应将砂石拌合均匀,其质量均应达到设计要求或规范的规定。
3.2在基底上每隔一定的间距打上控制桩,以控制砂石的铺设厚度。
铺筑砂石的每层厚度,为15~20cm,不宜超过30cm,分层厚度可用样桩控制。
大面积的砂石垫层,铺筑厚度可达35cm,宜采用压路机碾压。
3.3把搅拌均匀的砂石用装载机铺到基底上。
铺筑级配砂石在夯实碾压前,应根据其干湿程度和气候条件,适当地洒水以保持砂石的最佳含水量,一般为8%~12%。
3.4压路机碾压;
碾压的遍数,由现场试验确定。
采用压路机往复碾压,震动碾压前应先静压,一般不少于2遍,震动碾压不少于3遍,其轮距搭接不小于50cm。
3.5找平和验收;
施工时应分层找平,碾压密实,对砂石垫层进行试验,以检验压实是否达到设计要求。
在施工过程中要充分考虑松铺系数,避免造成填筑层厚度超标或不足。
采用跟踪测量方法控制松铺厚度,为方便机械操作及边坡的压实,填筑时两侧应各超宽50cm,用平地机进行平整,保持纵横平顺均匀,填筑过程中严禁振动压实。
一层密实度合格后,方可进行下一层施工。
最后一层压完成后,表面应拉线找平,并且要符合设计规定的标高。
4质量标准及控制
4.1地基承载力:
由设计提出要求,在施工结束后,一定时间后进行地基的承载力检验。
其检验方法也因各地设计单位的习惯、经验等不同,选用标贯、静力触探及十字板剪切强度或承载力检验等方法。
按设计指定方法检验。
其结果必须达到设计要求的标准。
每个单位工程不少于3点,1000㎡以上,每100㎡抽查1点;
3000㎡以上,每300㎡抽查1点。
褥垫层加铺土工合成材料属于隐蔽工程,施工过程中应有质检人员现场监控并做好隐蔽工程检查记录,报监理签认后方可进行下一道工序施工。
4.2铺设的材料必须符合要求。
配合比:
砂、石材料质量及配合比符合设计要求,体积比或重量比砂石搅拌均匀。
原材料质量按规定频率和标准抽检,施工中加强防护,防治污染和破坏。
严禁碾压及运输设备等直接在土工合成材料上碾压或行走作业。
4.3压实系数必须符合设计要求和施工规范的规定。
现场施工随时检查分层铺筑厚度,分段施工搭接部位的压实情况,加水量区压实遍数,按规定检测压实系数结果应符合设计要求。
5成品保护
5.1回填砂石时,应注意保护好现场轴线桩、标准高程桩,防止碰撞位移,并应经常复测。
5.2地基范围内不应留有孔洞。
完工后如无技术措施,不得在影响其稳定的区域内进行挖掘工程。
5.3施工中必须保证边坡稳定,防止边坡坍塌。
5.4夜间施工时,应合理安排施工顺序,配备足够的照明设施;
防止级配砂石不准或铺筑超厚。
5.5级配砂石成活后,应连续进行上部施工;
否则应适当经常洒水润湿。
5.6碾压完毕后,严禁车辆及行人在上面行走。
6应注意的质量问题
6.1大面积下沉:
主要是未按质量要求施工,分层铺筑过厚、碾压遍数不够、洒水不足等。
要严格执行操作工艺的要求。
6.2砂石垫层厚度不宜小于100mm;
冻结的天然砂石不得使用。
6.3级配不良:
应配专人及时处理砂窝、石堆等问题,做到砂石级配良好。
6.4在地下水位以下的砂石地基,其最下层的铺筑厚度可适当增加50mm。
6.5密实度不符合要求:
坚持分层检查砂石地基的质量。
每层的纯砂检查点的干砂质量密度。
必须符合规定,否则不能进行上一层的砂石施工。
7结论
复合地基中褥垫层施工的质量控制是一项十分重要的工作,需要周密考虑,精心组织。
尽管影响其施工质量的因素很多,但只要从事施工和监理人员齐抓共管,严格控制好施工过程中的每个环节,就能保证褥垫层的施工质量。
(三):
混凝土垫层施工技术交底
工程名称
交底部位
工程编号
日
期
交底内容:
混凝土垫层
本技术交底适用于工业与民用建筑地面混凝土垫层及室外散水等工程。
1.材料要求
(1)水泥:
宜用325号硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥。
(2)砂:
中砂或粗砂,含泥量不大于5%。
(3)石子:
卵石或碎石,粒径0.5~3.2cm,含泥量不大于2%。
2.主要机具
应备有混凝土搅拌机、磅秤、手推车或翻斗车、尖铁锹、平铁锹、平板震捣器、刮杠、木抹子、胶皮水管、木折尺等。
3.作业条件
(1)垫层的基底地质情况、标高、尺寸均经过检查,并办完隐检手续。
(2)设置变形缝:
室内、外混凝土垫层宜设置纵向、横向缩缝;
室外混凝土垫层还宜设置伸缝,室内混凝土垫层一般不设置伸缝。
(3)垫层安置好固定地面与楼面镶边连接件所用的锚栓或其它连接材料。
(4)混凝土垫层的缩缝有平头缝、企口缝、段缝三种。
伸缝的宽度一般为20~30mm,上下贯通,沿缝两侧垫层板边如需加肋,应符合设计要求。
(5)大面积地面垫层应分区段(分仓)进行浇筑,其宽度一般为3~4m,但应结合变形缝位置,不同材料的地面面层的连接处和设备基础的位置的划分。
在分缝处钉上水平桩。
(6)埋在垫层中的暖卫、电气等各种设备暗管线已安装完毕,并经有关部门验收。
(7)核对混凝土配合比,检查后台磅秤,进行技术交底。
准备好混凝土试模。
(8)混凝土垫层厚度不应小于60mm,其强度不宜低于C10.
4.操作工艺
工艺流程:
清理基底→
拌制混凝土→
混凝土浇筑→
振捣→
找平→
养护
(1)基底表面清理:
基底表面的淤泥、杂物均应清理干净;
并应有防水和排水的措施。
如果是干燥非粘性土应用水润湿;
表面不得留有积水。
(2)拌制混凝土:
后台操作人员要认真按混凝土的配合比投料,每盘投料顺序为:
石子→水泥→砂→水。
应严格控制用水量,搅拌要均匀,最短时间一般不少于1.5min。
按规定制作试块。
试块组数每500㎡地面不少于一组,不足500㎡,按500㎡计算。
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