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建筑施工预算基本知识建筑施工预算基本知识 (建筑之家建筑之家 荣誉整理荣誉整理) 第一节第一节 土方及基础工程土方及基础工程 一一 土方工程土方工程 （一一) 土的工程分类 土的工程分类方法很多，按土的坚硬程度和使按土的坚硬程度和使 用工具用工具，将土分为将土分为8类类 16级级，如表所示。我们 强调土分为八类是由于土分类表中土的级别相 当于预算基价中的分类，表中的前前4类是类是 土土， 后后4类是石类是石。在预算基价中，将类土划类土划 分为一般土分为一般土，砂砾坚土即类土砂砾坚土即类土。本书的分类 是按照全国建筑安装工程统一劳动定额而采用 的分类方法。总的分类原则为按土的开挖难易总的分类原则为按土的开挖难易 程度而分类的程度而分类的。 （一）（一） 土的基本性质土的基本性质 土的可松性土的可松性 天然状态下的土天然状态下的土，经开挖以后经开挖以后，因土因土 的组织破坏而体积增加的组织破坏而体积增加，以后虽经回填以后虽经回填 压实仍不能恢复到原来体积的这种性质压实仍不能恢复到原来体积的这种性质， 称为土的可松性称为土的可松性。 土的可松性用土的可松性系数表示。 最终可松性系数。 最初可松性系数； : : s s k k （一）（一） 土的基本性质土的基本性质 土的可松性用土的可松性系数表示：即 v1 ：土在自然状态下的密实体积土在自然状态下的密实体积； v2 ：土在开挖后的松散体积土在开挖后的松散体积。 v3 ：土经回填压实后的体积土经回填压实后的体积。 1 2 v v k s 1 3 v v k s 土的可松性土的可松性 预算基价中的挖挖、运土是按天然密实体运土是按天然密实体 积以积以 m3计算的计算的，填土夯实后的体积以填土夯实后的体积以 m3计算的计算的。预算基价中的虚预算基价中的虚，实体积折实体积折 算的依据就是应用土的可松性计算产生算的依据就是应用土的可松性计算产生 的结果的结果。 土的可松性是土的各性质中唯有施工中 所特有的性质，注意要分清三种状态下要分清三种状态下 的土体积的区别的土体积的区别。（即 v1、v2、v3的区 别） 土的含水率土的含水率 土的含水率是土中所含的水与固体颗土的含水率是土中所含的水与固体颗 粒间的质量比，以百分率表示。粒间的质量比，以百分率表示。 量。：土在自然状态下的质 ；土在绝对干燥下的质量 含 1 0 0 01 : %100 m m m mm w 土的含水率土的含水率 土的含水率对于判断土的干湿程度有重土的含水率对于判断土的干湿程度有重 要作用。要作用。 含水率为干土，含水率为干土， 含水率为潮湿土，含水率为潮湿土， 含水率的为湿土。含水率的为湿土。 （. .三）三） 土方边坡与土壁支撑土方边坡与土壁支撑 土方边坡土方边坡 土方边坡是以其挖土深度和放坡宽度的 比值表示，即 基坑深度。放坡宽度； 边坡系数 土方边坡坡度 : : :1 11 hb h b mm m m h b b h 土方边坡土方边坡 土方边坡大小与与以下因素有关， 如土土.质质、 开挖深度开挖深度、 开挖方法开挖方法、 边坡边坡 留置时间长短留置时间长短、坡顶有无荷载以及排水坡顶有无荷载以及排水 情况情况等。 预算基价中，把原定额规定挖土方工程把原定额规定挖土方工程 量先按不放坡的方法计算后量先按不放坡的方法计算后，再乘以相再乘以相 应系数的方法应系数的方法，改为改为按放坡系数值按放坡系数值计算计算 相应的土方工程量相应的土方工程量，可避免出现重复工 程量计算的问题。 2 2土壁支撑土壁支撑 当出现不愿放坡不愿放坡的时侯或不便放坡不便放坡的时 候，应采用设置土壁支撑的方法施工。 预算基价的子目综合考虑了连续支撑和 断续支撑两种工艺，综合成一个子目。 放坡开挖是在基坑工程中最简单、成本 最低的降水方法，但当基坑较深基坑较深、施工施工 条件较复杂时条件较复杂时，宜采用基坑支护即土壁宜采用基坑支护即土壁 支撑支撑。 对于深基坑应考虑基坑支护方案深基坑应考虑基坑支护方案。 深基坑支护方案深基坑支护方案 深基坑支护方案深基坑支护方案可有： 悬臂式支护结构悬臂式支护结构 内撑式支护结构内撑式支护结构 锚拉式支护结构锚拉式支护结构 土钉墙支护结构土钉墙支护结构 环梁护壁支护结构环梁护壁支护结构 其它支护结构其它支护结构 支护结构的选型 支护结构包括挡墙和支撑（或拉锚）两 部分。 档墙或支撑中任何一部分的选型不当或 产生破坏（包括变形过大），都会导致 整个支护结构的失败。 地下连续墙地下连续墙即在工程开挖土方之前，用在工程开挖土方之前，用 特制的挖槽机械在泥浆护壁的情况下每特制的挖槽机械在泥浆护壁的情况下每 次开挖一定长度的沟槽，待开挖至设计次开挖一定长度的沟槽，待开挖至设计 深度并清除沉淀下来的泥渣后，将在地深度并清除沉淀下来的泥渣后，将在地 面上加工好的钢筋骨架用起重机械吊放面上加工好的钢筋骨架用起重机械吊放 入充满泥浆的沟槽内，用导管向沟槽内入充满泥浆的沟槽内，用导管向沟槽内 浇筑混凝土，不断将泥浆置换出来，待浇筑混凝土，不断将泥浆置换出来，待 混凝土浇至设计标高后，一个单元槽段混凝土浇至设计标高后，一个单元槽段 即施工完毕。各单元槽段之间由特制的即施工完毕。各单元槽段之间由特制的 接头连接，形成连续的地下钢筋混凝土接头连接，形成连续的地下钢筋混凝土 墙。墙。 （ 深层搅拌水泥土桩挡墙是用特制的进入土用特制的进入土 深层的深层搅拌机将喷出的水泥浆固化深层的深层搅拌机将喷出的水泥浆固化 剂与地基土进行原位强制搅拌制成水泥剂与地基土进行原位强制搅拌制成水泥 土桩，相互搭接，硬化后即形成具有一土桩，相互搭接，硬化后即形成具有一 定强度的壁状挡墙，既可挡土又可形成定强度的壁状挡墙，既可挡土又可形成 隔水帷幕。隔水帷幕。 （ 六） 深层搅拌水泥土桩挡墙 （ 旋喷桩帷幕墙是钻孔后，将钻杆从地基土钻孔后，将钻杆从地基土 深处逐渐上提，同时利用插入钻杆端部深处逐渐上提，同时利用插入钻杆端部 的旋转喷嘴，将水泥浆固化剂喷入地基的旋转喷嘴，将水泥浆固化剂喷入地基 土中，形成水泥土桩，桩体相连形成帷土中，形成水泥土桩，桩体相连形成帷 幕墙。幕墙。 旋喷桩帷幕墙可用作支护结构挡墙，也旋喷桩帷幕墙可用作支护结构挡墙，也 可用于挡水。可用于挡水。 （ 七） 旋喷桩帷幕墙 （1） 挡墙的选型 钢板桩钢板桩 槽钢钢板桩槽钢钢板桩 热轧锁口钢板桩热轧锁口钢板桩 钢筋混凝土预制桩钢筋混凝土预制桩 钻孔灌注桩挡墙钻孔灌注桩挡墙 深层搅拌水泥土桩挡墙深层搅拌水泥土桩挡墙 旋喷桩帷幕墙旋喷桩帷幕墙 地下连续墙地下连续墙 地下连续墙工艺原理地下连续墙工艺原理 钢板桩 1.槽钢钢板桩 由槽钢并排或正反扣搭接组成。 槽钢长68m，多用于深度不超过4m 的基坑。 顶部宜设一道支撑或拉锚。 2 热轧锁口钢板桩 其形式有u型、z型、一字型、h型和组合 型。 u型 z型 一字型 该板桩截面带企口，有一定的挡水作用， 顶部设圈梁，用后不再拔除，永留地基 土中。适于36m基坑，但应用较少。 钢筋混凝土板桩 钻孔灌注桩挡墙 常用6001000mm，是支护结构中应 用最多的一种。宜形成排桩挡墙，顶部 浇筑钢筋混凝土圈梁。但施工难以做到 相切，挡水效果差。 （ h型钢支柱（钢筋混凝土桩支柱）、木挡板支护墙, 该类支护结构适用于土质较好、地下水位 较低的地区。型钢或支柱按一定间距打 入，支柱间设木挡板或其它挡土设施。 当基坑深度较大，悬臂挡墙的强度和变形不能 满足要求时，需增设支撑系统。 支撑系统有 基坑内支撑基坑内支撑 基坑外拉锚（顶部拉锚、土层锚杆拉锚）基坑外拉锚（顶部拉锚、土层锚杆拉锚） 常用的有常用的有 钢结构支撑钢结构支撑 钢筋混凝土支撑钢筋混凝土支撑 （2）. 支撑（拉锚）的选型支撑（拉锚）的选型 1 钢管支撑 对撑 （一） 钢结构支撑 1 钢管支撑 角撑 （一） 钢结构支撑 钢管支撑示意图钢管支撑示意图 钢筋混凝土支撑 有角撑、对撑、桁架式支撑，还有圆形、 拱形和椭圆形等形状的支撑。 圆形支撑 土层锚杆土层锚杆 土层锚杆土层锚杆根据主动主动 滑动面滑动面，分为自由分为自由 段段lf和锚固段和锚固段la。 自由段自由段处于不稳定 土层中，与土层尽 量分离，其作用是作用是 将锚头所承受的荷将锚头所承受的荷 载传递到锚固段去载传递到锚固段去。 锚固段锚固段处于稳定土 层中，是承载力的是承载力的 主要来源主要来源。锚杆锚头的位移主要取决于自由段取决于自由段。 主动滑动面 2 45 l f l a l 深基坑支护方案深基坑支护方案 下面分别介绍工程实例以作说明： 悬臂式支护结构悬臂式支护结构： 密排悬臂钻孔灌注桩密排悬臂钻孔灌注桩 如国际新闻中心基坑 深层搅拌水泥土钻孔灌注桩复合式深层搅拌水泥土钻孔灌注桩复合式 如河川大厦 格构式悬臂支护结构格构式悬臂支护结构 如天津站人防工程 深基坑支护方案深基坑支护方案 内撑式支护结构： 工字钢加拉锚支护工字钢加拉锚支护 如万科大厦 钢板桩加拉锚支护钢板桩加拉锚支护 如万科大厦 地下连续墙加土层锚杆地下连续墙加土层锚杆 如华信大厦、吉利大厦 辐射式支撑管内支撑辐射式支撑管内支撑 如今晚报大厦 深基坑支护方案深基坑支护方案 锚拉式支护结构：锚拉式支护结构： 环梁护壁支护环梁护壁支护 如国际大厦 （89. 基坑11.25米深） 复合式帽梁支护复合式帽梁支护（冠梁冠梁） 如澳东大厦 深基坑支护方案深基坑支护方案 逆作法施工逆作法施工 全逆作法施工全逆作法施工 如88年华联商厦一期 半逆作法施工半逆作法施工 如鸿吉大厦 部分逆作法施工部分逆作法施工 （即利用基坑内沿四周暂时保留的局部土方利用基坑内沿四周暂时保留的局部土方 对围护结构支撑即基坑中部采用正作法施工对围护结构支撑即基坑中部采用正作法施工， 边部采用逆作法施工边部采用逆作法施工。） 如紫金花园28层两栋商住 楼 支护结构可分为两类： 重力式支护结构重力式支护结构 非重力式支护结构非重力式支护结构 重力式包括 深层搅拌水泥土桩挡墙 旋喷桩帷幕墙 非重力式包括 钢板桩、钢筋混凝土预制桩、钻孔灌注 桩挡墙、地下连续墙等。 基坑、地槽土方量计算基坑、地槽土方量计算 挖方土方量计算可近似按拟柱体体积公 式计算，前提是按平均断面法计算相应 截面积。 )4( 6 201 fff h v 算用等效正方形的方法计: 4 )( 0 2 21 0 f ff f f1 f2 f0 h f1 f0 f2 )4( 6 201 fff h v )4( 6 201 fff l v 1 f 2 f 4 )( 2 21 0 ff f 等效四边形的计算方法等效四边形的计算方法 场地平整就是使用各种机械或人力将现场平整 成施工所需要的设计平面。 其计算步骤为 初步计算场地设计标高；初步计算场地设计标高； 按各种要求进行场地设计标高的调整；按各种要求进行场地设计标高的调整； 计算各方格角点的施工高度并确定计算各方格角点的施工高度并确定“零零 线线”； 按相应公式计算挖填工程量按相应公式计算挖填工程量。 在预算基价中， 30cm的就地挖填属平整场的就地挖填属平整场 地子目地子目，30cm的挖填土项目按挖土或填土的挖填土项目按挖土或填土 子目计算子目计算。 槽底钎探 （五五） 槽底钎探槽底钎探 槽底钎探是指基坑挖好后槽底钎探是指基坑挖好后，用大锤将钢钎用大锤将钢钎 打入槽底的基土内打入槽底的基土内，根据每打入一定深度根据每打入一定深度 的锤击次数的锤击次数，来判断地基的土质情况来判断地基的土质情况。 槽底钎探 槽底钎探应考虑的几个因素：槽底钎探应考虑的几个因素： 锤的重量；锤的重量； 钢钎的要求；钢钎的要求； 锤举的高度；锤举的高度； 打入的深度与次数；打入的深度与次数； 钎孔的位置布置。钎孔的位置布置。 降水方法可分为降水方法可分为 明排水法明排水法（集水井法集水井法）和井点降水法和井点降水法 （预算基价中的大口井预算基价中的大口井） 按水井理论可有按水井理论可有 无压完整井、无压完整井、 无压非完整井、无压非完整井、 承压完整井、承压完整井、 承压非完整井承压非完整井 几种几种。 （六）（六） 基坑的排水与降水基坑的排水与降水 无压完整井无压完整井是指井点管下的滤管处在无压水层是指井点管下的滤管处在无压水层 （即上层滞水和潜水层即上层滞水和潜水层）中中，滤管底面与不滤管底面与不 透水层顶面在同一水平上透水层顶面在同一水平上。 无压非完整井无压非完整井是指井点管下的滤管处在无压是指井点管下的滤管处在无压 水层中水层中，滤管底面不在不透水层顶面滤管底面不在不透水层顶面。 承压完整井和承压非完整井承压完整井和承压非完整井的滤管均处在的滤管均处在 承压水层中承压水层中，其区别在于滤管底面是否在不其区别在于滤管底面是否在不 透水层顶面透水层顶面。 （六）（六） 基坑的排水与降水基坑的排水与降水 （六）（六） 基坑的排水与降水基坑的排水与降水 1 1明排水法明排水法（集水井法集水井法） 是在基坑开挖时在基坑开挖时，沿基坑四周或在坑底沿基坑四周或在坑底 中央挖排水沟中央挖排水沟，并在基坑四角设集水井并在基坑四角设集水井， 用水泵将积水抽出基坑的方法用水泵将积水抽出基坑的方法。 明排水法构造简单（其由集水井由集水井、排水排水 沟和水泵组成沟和水泵组成），施工成本低，应尽可 能采用。 但当基坑涌水量过大或易出流砂的情况当基坑涌水量过大或易出流砂的情况 下下，就不宜采用明排水法就不宜采用明排水法而应用井点降 水法。 2 2 井点降水法井点降水法 也称人工降低地下水位也称人工降低地下水位 该法包括轻型井点轻型井点、喷射井点喷射井点、电渗井电渗井 点点、管井井点管井井点、深井井点深井井点等。预算基价 中涉及到的大口井大口井，即为管井井点和深即为管井井点和深 井井点井井点。 管井井点降水管井井点降水 是指在基坑外围每隔一段指在基坑外围每隔一段 距离设置一个管井距离设置一个管井，每个管井单独用一每个管井单独用一 台水泵台水泵。其主要设备包括滤水井管其主要设备包括滤水井管、吸吸 水管水管、水泵组成水泵组成。其适用于渗透系数大其适用于渗透系数大、 地下水丰富的粉地下水丰富的粉、砂土层砂土层。 （六）（六） 基坑的排水与降水基坑的排水与降水 （六）（六） 基坑的排水与降水基坑的排水与降水 深井井点深井井点 一般沿基坑四周每隔沿基坑四周每隔1015米设置一个米设置一个 井点井点，将深井泵放在井管中抽水将深井泵放在井管中抽水，靠深靠深 井泵的上扬压力将井底深处的地下水抽井泵的上扬压力将井底深处的地下水抽 到地面上来到地面上来。深井井点一井一泵深井井点一井一泵，独立独立 工作工作。其适用于涌水量大、深度大的砂 土类降水。深井井点系统总涌水量可按深井井点系统总涌水量可按 无压完整井环形井点系统公式计算无压完整井环形井点系统公式计算。 （六）（六） 基坑的排水与降水基坑的排水与降水 深井井点的施工顺序为深井井点的施工顺序为： 井位放样井位放样做井口做井口、安护筒安护筒钻机钻机 就位就位、钻孔钻孔回填井底砂垫层回填井底砂垫层吊吊 放井管放井管回填砂过滤层回填砂过滤层安放水泵安放水泵 及电路及电路试抽试抽- -正常抽水正常抽水。 （七）（七） 主要挖土机械主要挖土机械 预算基价中涉及到的土方开挖机械主要 是 推土机推土机、铲运机和单斗挖土机铲运机和单斗挖土机等。 1 推土机推土机 推土机实际上是一装有铲刀的拖拉机， 其行走方式有轮胎式轮胎式和履带式履带式两种，铲 刀的操纵方式有索式索式和液压式液压式。其适用 于挖土深度不大的场地平整、铲除腐植 质土将其推送到弃土区。 （七）（七） 主要挖土机械主要挖土机械 推土机推土机适用于挖土深度不大的场地平 整，铲除腐质土，并送到附近的弃土区， 开挖深度不大于1.5的基坑，回填基坑 和沟槽，推筑松散的硬土、岩土和冻土， 可推送类土。 推土机推送的适宜运距在适宜运距在100以内以内， 以以40 60 m效率最高效率最高。 （七）（七） 主要挖土机械主要挖土机械 2 2. . 铲运机铲运机 铲运机铲运机由牵引机械和土斗牵引机械和土斗组成，能综能综 合完成挖土合完成挖土、运土运土、平土或填土等全部平土或填土等全部 土方施工内容土方施工内容。 铲运机有拖式和自行式两种。 铲运机按操纵机械可分为液压式和索 式。索式铲运机靠自重切土，而液压式 铲运机强制切土，铲运能力较强。 铲运机在土方工程中常用于大面积的 场地平整、开挖大型基坑、地槽及填筑 路基等工程的施工。 （七）（七） 主要挖土机械主要挖土机械 铲运机最宜于铲运含水率不大于含水率不大于27%的松软的松软 土和普通土土和普通土，不宜于在砾石层和冻土带及沼泽在砾石层和冻土带及沼泽 地工作地工作。 铲运机在坡地行走和作业时，上下纵坡不宜上下纵坡不宜 超过超过25横坡不宜超过横坡不宜超过6，不宜在陡坡上急不宜在陡坡上急 转弯转弯，工作时应避免转弯切土工作时应避免转弯切土，以免铲刀受力 不均匀而引起翻车事故。 在工民建施工中，常用的铲运机斗容量为 1.5 6.0 。 自行式铲运机的经济运距以经济运距以800 1500 为宜，拖式铲运机的运距以运距以600为宜，其最最 佳运距为佳运距为200 300。 （七）（七） 主要挖土机械主要挖土机械 3 3. . 单斗挖土机单斗挖土机 单斗挖土机是大型基坑开挖中最常用的一种 土方机械。 根据其工作装置的不同，单斗挖土机可分为 正铲正铲、反铲反铲、拉铲拉铲、抓铲抓铲四种。 根据机械的操纵方式，可分为液压传动和机液压传动和机 械传动械传动两种。 单斗挖土机常用的斗容量为0.5 6.0 。 在建筑工程中，单斗挖土机可挖掘基坑、地 槽，清理与平整场地；更换工作装置后，还可 以装卸、起重、打桩等作业，单斗挖土机是土 方施工中不可缺少的机械设备。 （七）（七） 主要挖土机械主要挖土机械 正铲挖土机的工作特点正铲挖土机的工作特点是 “前进向上前进向上 强制切土强制切土 挖停机面以上的挖停机面以上的 土土”。 其工作面高度应大于工作面高度应大于1.5 ，才可提高 效率，开挖基坑时宜修筑大约 1 ：8 10的坡道，才可使正铲挖土进入基坑挖 土，基坑所需工作面过大，并且要求基 坑干燥。 正铲挖土机多用于大型的基坑开挖工程多用于大型的基坑开挖工程， 其可挖其可挖类土类土。 反铲挖土机的工作特点反铲挖土机的工作特点是 “后退向下后退向下 强制切土强制切土 挖停机面以下的挖停机面以下的 土土”。 因反铲挖土机在基坑顶面挖以下的土， 不必考虑地下水的影响，对基坑长边不 产生动荷载，能适应城市的施工特点， 故多采用反铲挖土机。 在天津市预算基价中所列出的挖土机就在天津市预算基价中所列出的挖土机就 是反铲挖土机是反铲挖土机。 （七）（七） 主要挖土机械主要挖土机械 （七）（七） 主要挖土机械主要挖土机械 拉铲挖土机的工作特点拉铲挖土机的工作特点是 “后退向下后退向下 自重切土自重切土 挖停机面以下的挖停机面以下的 土土”。 抓铲挖土机的工作特点抓铲挖土机的工作特点是 “直上直下直上直下 自重切土自重切土 挖停机面以下的挖停机面以下的 土土”。 以上两种挖土机工效较低，虽可挖较深 较大的基坑、地槽及装卸散料，但由于由于 自重切土自重切土，适用范围较窄适用范围较窄，故不多用故不多用。 （七）（七） 主要挖土机械主要挖土机械 城市施工中常用反铲挖土机常用反铲挖土机施工，反铲 挖土机按其操纵方式可分为液压式液压式和索索 式式两种，液压式斗铲靠液压装置强制切 土，能挖 类土，而索式靠自重切 土，仅能挖 类土。 反铲挖土机的开挖方式反铲挖土机的开挖方式有沟端开挖法沟端开挖法和 沟侧开挖法沟侧开挖法两种。 沟端开挖法沟端开挖法指反铲挖土机沿沟端逐渐倒反铲挖土机沿沟端逐渐倒 退挖土退挖土，汽车停放在沟侧汽车停放在沟侧，起重臂只要起重臂只要 回转回转40 45即能卸土即能卸土。 （七）（七） 主要挖土机械主要挖土机械 沟侧开挖法沟侧开挖法指反铲挖土机沿着基坑长向反铲挖土机沿着基坑长向 一侧开行一侧开行，挖土时反铲挖土机开行方向挖土时反铲挖土机开行方向 与开挖方向垂直与开挖方向垂直，该法既对基坑长向边该法既对基坑长向边 坡的稳定产生不利影响坡的稳定产生不利影响，有可能使其稳有可能使其稳 定性差定性差，不安全不安全，故常用沟端开挖法沟端开挖法。 （八）强夯地基（八）强夯地基 强夯地基是用强夯法使地基受到压实加强夯地基是用强夯法使地基受到压实加 固固。 强夯法是用起重机械将重锤强夯法是用起重机械将重锤（一般为一般为 80 300kn）吊起从高处吊起从高处（一般为一般为 6 30）自由落下自由落下，给地基以冲击力给地基以冲击力 和振动和振动，从而提高地基土的强度并降低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其压缩性的一种有效的地基加固方法。 该法具有效果好、速度快、节省材料、 施工简便，但施工时噪音大、振动大等 特点。适用于碎石土、砂土、粘性土、 湿陷性黄土和填土地基等的加固处理。 强夯地基强夯地基 强夯法的机具设备强夯法的机具设备包括起重能力为起重能力为150 kn以上的履带式起重机以上的履带式起重机，也可使用专用专用 三角起重架或龙门架作起重设备三角起重架或龙门架作起重设备；包括 夯锤夯锤，夯锤可用钢材制作，或可用钢板 为外壳、内部焊接钢筋骨架后浇筑c30混 凝土制成，夯锤底面有圆形和方形两种；夯锤底面有圆形和方形两种； 包括脱钩装置包括脱钩装置（常用的脱钩装置为工地 自制自动脱钩器由吊环、耳板、销环、 吊钩等组成，由钢板焊接制成。） 强夯地基强夯地基 重锤夯实法重锤夯实法是 用起重机械将夯锤提升到一定高度后用起重机械将夯锤提升到一定高度后， 利用自由下来的冲击能来夯实基土表面利用自由下来的冲击能来夯实基土表面， 使其形成一层较为均匀的硬壳层使其形成一层较为均匀的硬壳层，从而从而 使地基得到加固使地基得到加固。 该法具有施工简便，费用较低的特点， 但布点较密，夯击遍数多，施工期较长， 且夯击能量小，孔隙水难以消散，加固 深度有限（1.2 2.0 ），当土的含水 量梢高时，易夯成橡皮土，处理较困难。 强夯地基强夯地基 重锤夯实法重锤夯实法可采用配置有摩擦式卷扬机的履带采用配置有摩擦式卷扬机的履带 式起重机式起重机、打桩机打桩机、龙门架起重机或悬臂式桅龙门架起重机或悬臂式桅 杆起重机杆起重机等。其起重能力采用自动脱钩时自动脱钩时，起起 重机应大于夯锤重量的重机应大于夯锤重量的1.5 倍倍，直接用钢丝绳直接用钢丝绳 悬吊夯锤时悬吊夯锤时，起重机应大于夯锤重量的起重机应大于夯锤重量的3倍倍。 重锤夯实法所用夯锤宜采用截头圆锥体，可用 c20钢筋混凝土钢筋混凝土制作。 以上两法是用很大的冲击能，使土中出现冲击 波和很大的应力，使土中孔隙压缩，土体局部 液化，夯击点周围产生裂隙，形成良好的排水 通道，土体迅速固结。但强夯所产生的振动但强夯所产生的振动， 对现场周围已建成或正在施工的建筑物及其它对现场周围已建成或正在施工的建筑物及其它 设施有影响时设施有影响时，不宜采用不宜采用，必要时应采取防震必要时应采取防震 措施措施。 二二. . 基础工程基础工程 本书只介绍桩基础，其它类型的基础形 式（板式基础板式基础、杯形基础杯形基础、筏片基础筏片基础、 箱形基础箱形基础）在以后章节中加以介绍或略 去。 桩基础桩基础是 用承台或梁将沉入土中的桩联系起来用承台或梁将沉入土中的桩联系起来， 以承受上部结构荷载的一种常用的基础以承受上部结构荷载的一种常用的基础 形式形式。 二二. . 基础工程基础工程 （一一） 桩的作用和类型桩的作用和类型 1. 作用作用 1）采用桩基础将上部建筑物的采用桩基础将上部建筑物的 荷载传递到土层深度持力较大的土层上；荷载传递到土层深度持力较大的土层上； 2）采用桩基础可使软弱土层挤密采用桩基础可使软弱土层挤密， 提高土体的密实度提高土体的密实度，增加地基承载力增加地基承载力。 如：如： 天津电视塔天津电视塔 天津金禧大酒店天津金禧大酒店 天津国际大厦天津国际大厦 经联大厦经联大厦 二二 桩基础工程桩基础工程 桩的分类 按受力特点 可分为 端承桩端承桩 摩擦桩摩擦桩 按施工方法 可分为 预制桩预制桩 灌注桩灌注桩 端承桩端承桩 摩擦桩摩擦桩 f f w w r f 二二. . 基础工程基础工程 2 2. . 分类分类 按受力状况按受力状况，可分为可分为： 端承桩端承桩 摩擦桩摩擦桩 中间桩中间桩（包括端承摩擦桩包括端承摩擦桩、摩擦端承桩摩擦端承桩） 按材料不同按材料不同，可分为可分为： 木桩木桩（天安门天安门、前门前门、渤海大楼等渤海大楼等） 钢桩钢桩（包括钢管桩包括钢管桩、钢板桩等钢板桩等） 钢筋混凝土桩钢筋混凝土桩 预应力混凝土桩预应力混凝土桩 二二. . 基础工程基础工程 按成桩原理按成桩原理，可分为可分为： 挤土桩挤土桩（如预制桩如预制桩、挤土灌注桩等挤土灌注桩等） 部分挤土桩部分挤土桩（预钻孔打入式预制桩预钻孔打入式预制桩、 部分挤土灌注桩部分挤土灌注桩） 非挤土桩非挤土桩（干作业成桩干作业成桩、泥浆护壁成桩泥浆护壁成桩、 套筒护壁成桩套筒护壁成桩） 按施工方法按施工方法，可分为：可分为： 预制桩预制桩 灌注桩灌注桩 二二. . 基础工程基础工程 预制桩按施工方法预制桩按施工方法，可分为可分为： 锤击沉桩锤击沉桩 静力压桩静力压桩 水冲沉桩水冲沉桩 振动沉桩振动沉桩 灌注桩按成孔方式灌注桩按成孔方式，可分为：可分为： 钻孔灌注桩钻孔灌注桩 挖孔灌注桩挖孔灌注桩 沉管灌注桩沉管灌注桩 钻扩灌注桩钻扩灌注桩 爆扩灌注桩爆扩灌注桩 二二. . 基础工程基础工程 所谓预制桩所谓预制桩，是指在工厂或大型施工现场是指在工厂或大型施工现场 专用工作面上预制成的桩专用工作面上预制成的桩，利用沉桩设利用沉桩设 备将桩沉入土中备将桩沉入土中。预算基价中列出的打预算基价中列出的打 预制桩和静力压桩机压桩预制桩和静力压桩机压桩，均属于预制均属于预制 桩施工桩施工。 而灌注桩而灌注桩则是指在施工现场的桩位上则是指在施工现场的桩位上， 用各种成孔机械成孔用各种成孔机械成孔，再向孔内吊放钢再向孔内吊放钢 筋笼筋笼，最后浇筑混凝土成桩最后浇筑混凝土成桩。预算基价预算基价 中的打现场灌注桩中的打现场灌注桩、钻孔灌注钢筋混凝钻孔灌注钢筋混凝 土桩土桩、水泥搅拌桩均属灌注桩施工水泥搅拌桩均属灌注桩施工。 二二. . 基础工程基础工程 水泥搅拌桩水泥搅拌桩是是 利用水泥、石灰等材料作为固化剂，通过特制的利用水泥、石灰等材料作为固化剂，通过特制的 深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化 剂（浆液或粉体）强制搅拌，利用固化剂和软剂（浆液或粉体）强制搅拌，利用固化剂和软 土之间所产生的一系列物理、化学反应，使软土之间所产生的一系列物理、化学反应，使软 土硬结成具有一定强度的优质地基。土硬结成具有一定强度的优质地基。 该法具有无振动、无噪音、无污染、无侧向挤压、该法具有无振动、无噪音、无污染、无侧向挤压、 对邻近建筑物影响很小、且施工期较短、造价对邻近建筑物影响很小、且施工期较短、造价 低廉、效益明显等特点。水泥搅拌桩适用于作低廉、效益明显等特点。水泥搅拌桩适用于作 围护结构的挡土桩墙，用以防止坑壁及边坡坍围护结构的挡土桩墙，用以防止坑壁及边坡坍 塌、基坑底面隆起等塌、基坑底面隆起等 二二. . 基础工程基础工程 ( (二二) ) 打预制桩打预制桩（锤击沉桩锤击沉桩） 打预制桩打预制桩 利用桩锤的冲击能使预制桩沉入土中利用桩锤的冲击能使预制桩沉入土中。目前预制桩施目前预制桩施 工多用这种方法工多用这种方法。 该该法适用于各种不同土层法适用于各种不同土层，机械化程度高机械化程度高，施工速度施工速度 快快，用途广泛用途广泛。 1. 打桩设备打桩设备 桩锤桩锤 桩架桩架 动力设备动力设备 二二. . 基础工程基础工程 1） 桩锤桩锤 常用的桩锤常用的桩锤有有 落锤落锤、单动汽锤单动汽锤、双动汽锤双动汽锤、柴油锤和液压锤等柴油锤和液压锤等。 落锤为一铸铁块落锤为一铸铁块，锤重锤重0.5 2.0 t，配以卷扬机配以卷扬机、 桩架即可打桩桩架即可打桩。 适用于在粘土和砾石土中施工适用于在粘土和砾石土中施工，但其锤击速度慢但其锤击速度慢， 每分钟为每分钟为6 6 2020 次次，因而使用受到限制因而使用受到限制。 二二. . 基础工程基础工程 1） 桩锤桩锤 单动汽锤单动汽锤是以蒸汽或压缩空气为动力是以蒸汽或压缩空气为动力，它上升靠它上升靠 动力动力，下降靠自重下降靠自重，而击桩入土而击桩入土，其桩锤其桩锤3 15 t，每分钟锤击每分钟锤击60 80次次，冲击力大冲击力大，优优 于落锤于落锤。双动汽锤则是上升和下降均靠动力双动汽锤则是上升和下降均靠动力， 锤重为锤重为0.6 6.0 t，每分钟锤击每分钟锤击100 300 次次。 两种锤可打各种桩，但双动汽锤可用于打斜桩、 水下打桩和拔桩，也可不用桩架打桩。但单、 双动汽锤需庞大的动力设备，移动不便，故少 用。 二二. . 基础工程基础工程 柴油锤柴油锤是以燃油的起爆推动桩锤向上运动是以燃油的起爆推动桩锤向上运动 而进行锤击打桩，其桩架、动力设备与而进行锤击打桩，其桩架、动力设备与 桩锤共同组成打桩机进行打桩，桩锤为桩锤共同组成打桩机进行打桩，桩锤为 0.6 7.2 t，机架轻便，打桩迅速，故，机架轻便，打桩迅速，故 天津市的预算基价中采用的既是此种桩天津市的预算基价中采用的既是此种桩 锤。柴油锤按其构造不同，锤。柴油锤按其构造不同，可分为筒式、筒式、 活塞式和导杆式活塞式和导杆式三种。 柴油锤常用于打设木桩、钢板桩和长度不 大于12的钢筋混凝土桩。由于柴油锤 所产生的噪音和污染等缺点，使其使用 受到一定限制。 二二. . 基础工程基础工程 最近数年来开始使用液压锤。其可以避免柴油锤 易产生的污染、噪音，因而使用前景广阔。 液压锤是由一外壳封闭起来的冲击体所组成，利是由一外壳封闭起来的冲击体所组成，利 用液压油来提升和降落冲击缸体；冲击缸体下用液压油来提升和降落冲击缸体；冲击缸体下 部充满氮气，当冲击缸体下落时，首先是冲击部充满氮气，当冲击缸体下落时，首先是冲击 头对桩施加压力，接着是通过可压缩的氮气对头对桩施加压力，接着是通过可压缩的氮气对 桩施加压力，使冲击缸体对桩施加压力的过程桩施加压力，使冲击缸体对桩施加压力的过程 延长，因此每一击能获得更大的贯入度。延长，因此每一击能获得更大的贯入度。 液压锤不排除任何废气，无噪音，冲击频 率高，同时适合水下打桩，是理想的冲 击式打桩设备。但其构造复杂，造价高。 二二. . 基础工程基础工程 2） 桩架桩架 桩架的作用桩架的作用： 吊装就位吊装就位、悬挂桩锤悬挂桩锤 引导桩锤沿其方向击桩而使桩不发生偏移引导桩锤沿其方向击桩而使桩不发生偏移 ，附加导杆和斜撑组成的桩架附加导杆和斜撑组成的桩架 二二. . 基础工程基础工程 桩架的种类：桩架的种类： 滚筒式桩架滚筒式桩架（其行走靠滚筒在垫木上滚动其行走靠滚筒在垫木上滚动） 多功能桩架多功能桩架（其底座装有铁轮其底座装有铁轮、底盘在轨道中底盘在轨道中 行走行走、导架可自由伸缩和前后倾导架可自由伸缩和前后倾 斜的桩架斜的桩架） 旱船步履式桩架旱船步履式桩架（有行走的收支腿有行走的收支腿、 通过行走油通过行走油 缸移动行走滚轮缸移动行走滚轮 缸使行走滚轮移动缸使行走滚轮移动 于下盘上的桩架于下盘上的桩架） 履带式桩架履带式桩架（以履带式起重机为底盘，附加导（以履带式起重机为底盘，附加导 杆和斜撑组成的桩架）杆和斜撑组成的桩架） 二二. . 基础工程基础工程 天津天津 天津市预算基价中采用的桩架即履带式桩架天津市预算基价中采用的桩架即履带式桩架。 履带式桩架履带式桩架是以履带式起重机为动力装置是以履带式起重机为动力装置， 有一机多能的特点有一机多能的特点，结构较简结构较简、只增加用钢管或型钢只增加用钢管或型钢 制作的导架制作的导架，导架与起重机身和吊臂相联系导架与起重机身和吊臂相联系，其行走其行走 旋转的功能和所有卷扬机的控制均利用起重机的装置旋转的功能和所有卷扬机的控制均利用起重机的装置， 因而性能较好，操作灵活，与多功能桩架相似，适用 范围较广，可用于一般锤击沉桩施工，也可以用于钻 孔、冲孔等灌注桩施工。 3） 打桩的动力设备 主要为蒸汽锅炉、空气压缩机及 卷扬机等。 二二. . 基础工程基础工程 1 1. .打桩工艺打桩工艺 打桩的施工过程包括：打桩的施工过程包括： 桩架的移动和就桩架的移动和就 位位 吊桩与定桩吊桩与定桩 打桩打桩 截桩与接桩截桩与接桩 1） 桩架的移动与就位桩架的移动与就位 桩架的移动可有桩架的移动可有 “顶打顶打”和和“退打退打”两种不同的移动方两种不同的移动方 向向。 二二. . 基础工程基础工程 1 1. .打桩工艺打桩工艺 顶打是顶打是指桩顶标高高于地面指桩顶标高高于地面，桩架向前移桩架向前移 动打桩动打桩，可不断的把预先布置好的预制可不断的把预先布置好的预制 桩施打完后桩施打完后，在清理好的场地继续移动在清理好的场地继续移动 桩架桩架，有利于现场布置和施工组织有利于现场布置和施工组织。 退打是退打是指桩顶标高高于地面指桩顶标高高于地面，桩架向后移桩架向后移 动动，再逐根打桩再逐根打桩。该法无法进行现场桩该法无法进行现场桩 的布置的布置，需要随打随运需要随打随运，不利于施工组不利于施工组 织织。 二二. . 基础工程基础工程 采用顶打的方法往往采用送桩的形式将桩采用顶打的方法往往采用送桩的形式将桩 打入土中打入土中，使桩顶低于地面使桩顶低于地面。 所谓送桩是所谓送桩是指用较预制桩高一个强度等级指用较预制桩高一个强度等级 的钢筋混凝土材料制作的桩或用钢材制的钢筋混凝土材料制作的桩或用钢材制 作的桩作为替打桩作的桩作为替打桩，将要打入的预制桩将要打入的预制桩 打入土中进而达到设计标高打入土中进而达到设计标高，从而使预从而使预 制桩的桩头在破碎后能与承台筋焊接或制桩的桩头在破碎后能与承台筋焊接或 绑扎成一体绑扎成一体，以近一步浇筑混凝土与承以近一步浇筑混凝土与承 台形成刚性连接台形成刚性连接。 二二. . 基础工程基础工程 2）2）吊桩与插桩吊桩与插桩 所所谓吊桩所所谓吊桩 是指将桩从平卧状态吊起成直立状态是指将桩从平卧状态吊起成直立状态，并使桩尖并使桩尖 对准桩位对准桩位，以便进一步施打以便进一步施打。 所所谓插桩所所谓插桩 是指在桩对准桩位后是指在桩对准桩位后，用锤的半落距将锤打入土用锤的半落距将锤打入土 中中，并保证桩的平面位置和垂直度均能满足施工并保证桩的平面位置和垂直度均能满足施工 质量要求质量要求，再进一步打入桩再进一步打入桩。 二二. . 基础工程基础工程 3）3）打桩打桩 打桩的方法打桩的方法 可有可有“轻锤高击轻锤高击”和和“重锤低击重锤低击”两种方两种方 法法。 轻锤高击因其动量小、回弹大、易损 坏桩头而不宜采用。 重锤低击则动量大、回弹小、不易损 坏桩头而多采用。 桩的破坏桩的破坏是根据桩头是否打坏或桩身是根据桩头是否打坏或桩身 是否破坏来确定是否破坏来确定。因此重锤低击可使桩因此重锤低击可使桩 头少破坏而多采用头少破坏而多采用。 二二. . 基础工程基础工程 4）4）截桩与接桩截桩与接桩 所所 所谓截桩所谓截桩包括截断断桩和破桩头包括截断断桩和破桩头，目前多用 大锤破碎混凝土和氧乙炔气割切割钢筋的 原始方法。该法劳动强度大，效率低，但目前 仍不能找到更好更简捷的方法截桩。 所谓接桩所谓接桩是因为每根桩的长度要受到一定的是因为每根桩的长度要受到一定的 限制限制（由于运输的原因或施工的原因由于运输的原因或施工的原因），而设而设 计和施工又需要一定的长度计和施工又需要一定的长度，因此在施工中需 要接桩。 接接 接桩的方法接桩的方法有焊接法有焊接法、硫磺胶泥接桩法和法硫磺胶泥接桩法和法 兰盘螺栓连接法兰盘螺栓连接法。目前多使用焊接法目前多使用焊接法，即用电即用电 弧焊焊接的方法弧焊焊接的方法。 二二. . 基础工程基础工程 （ ( (二二) )静力压桩静力压桩 1. 静力压桩是静力压桩是在软土地基上在软土地基上，利用静力压桩利用静力压桩 机或液压静力压桩机用无振动的静压力机或液压静力压桩机用无振动的静压力（液压液压 夹持力夹持力）将预制桩压入土中的一种沉桩新工艺将预制桩压入土中的一种沉桩新工艺。 与锤击沉桩相比，它具有施 工无噪音、无振 动、节约材料、降低成本、确保施工质量、沉 桩速度快等特点。目前常用的液压静力压桩机 由液压吊装机构、液压夹持压桩机构（千斤顶） 行走及回转机构、液压及配电系统、配铁重等 部分组成。 静力压桩机静力压桩机 二二. . 基础工程基础工程 2. 静力压桩施工工艺为静力压桩施工工艺为： 测量定位测量定位 桩机就位桩机就位 吊桩与插桩吊桩与插桩 桩身对桩身对 中调直中调直 静压沉桩静压沉桩接桩接桩 再静压沉桩再静压沉桩 终止压桩终止压桩 切割桩头切割桩头 3. 压桩方法压桩方法 用起重机将预制桩调运或用汽车运至桩机附近用起重机将预制桩调运或用汽车运至桩机附近，再再 利用桩机自身设置的起重机将其吊入夹持器中利用桩机自身设置的起重机将其吊入夹持器中，夹夹 持油缸将桩从侧面夹紧持油缸将桩从侧面夹紧，液压油缸将桩压入土层中液压油缸将桩压入土层中， 伸程完成后伸程完成后，夹持油缸回程松夹夹持油缸回程松夹，压桩油缸回程压桩油缸回程。 重复上述动作重复上述动作，可实现连续压桩动作可实现连续压桩动作，直至把桩压直至把桩压 入预定深度土层中入预定深度土层中。 二二. . 基础工程基础工程 压桩的终桩控制压桩的终桩控制 纯摩擦桩以设计桩长为控制条件；纯摩擦桩以设计桩长为控制条件； 对长度大于对长度大于21m的端承摩擦型静压桩的端承摩擦型静压桩，应应 以设计桩长控制为主以设计桩长控制为主，终压力值为对照；终压力值为对照； 对长对长1421m静压桩静压桩，应以终压力达满应以终压力达满 载值为终压控制条件载值为终压控制条件。 二二. . 基础工程基础工程 （ （四四） 打现场灌注桩打现场灌注桩（也称沉管灌注桩也称沉管灌注桩） 打现场灌注桩包括打现场灌注桩包括锤击沉管和振动沉管两种方锤击沉管和振动沉管两种方 法法。天津施工多采用振动沉管的方法天津施工多采用振动沉管的方法。 振动沉管灌注桩的施工方法是振动沉管灌注桩的施工方法是指将带有活瓣式指将带有活瓣式 桩靴或预制钢筋混凝土桩尖的钢管沉入土中桩靴或预制钢筋混凝土桩尖的钢管沉入土中， 在钢管中放入钢筋笼后在钢管中放入钢筋笼后，边浇筑混凝土边拔管边浇筑混凝土边拔管 而成的桩而成的桩。 打现场灌注桩的桩机可有柴油打桩机和电动步 履式打桩机。 二二. . 基础工程基础工程 打现场灌注桩的施工打现场灌注桩的施工 是先安装好桩机是先安装好桩机，将桩管下端的活瓣桩将桩管下端的活瓣桩 靴合起靴合起，对准桩位对准桩位，徐徐放下桩管徐徐放下桩管，压压 入土中入土中，勿使偏斜勿使偏斜，即可开动激振器沉即可开动激振器沉 管管，当沉管下沉到设计要求的深度后当沉管下沉到设计要求的深度后， 边停止振动边停止振动，即可用料斗向管内浇筑混即可用料斗向管内浇筑混 凝土凝土，如此反复进行如此反复进行，直至桩管全部拔直至桩管全部拔 出地面后即形成混凝土桩身出地面后即形成混凝土桩身。 二二. . 基础工程基础工程 打现场灌注桩的拔管方法打现场灌注桩的拔管方法 有：单打法有：单打法、复打法和翻插法复打法和翻插法。 单打法单打法是指拔管时每提升是指拔管时每提升0.51.0m， 振动振动5