第1章 土方工程

建筑施工技术课程性质专业核心课64个学时：32个理论，34个实践学时实践教学方式：授课及学习的角度：建筑工程特点固定性多样性体庞性建筑产品生产特点流动性、单件性地域性周期长、露天作业、高空作业多【问题1】：假如你是基层施工技术管理人员，组织施工要实现哪些目标？

【问题2】：为了实现上述目标要考虑哪些因素？？本课程学习目的要实现五大目标：质量进度文明施工安全成本本课程的研究内容及对象研究对象：施工主要内容：

施工工艺、施工方法、

质量标准、安全技术措施教材目录：1土方工程2地基处理与桩基础3砌筑工程4混凝土工程5预应力混凝土工程6结构安装工程7防水工程8装饰工程1土方工程

本章内容1.1概述1.2场地平整及土方工程量的计算与调配1.3基坑的施工1.4人工排降水1.5土方工程机械化施工及回填与压实1.6土方工程质量标准与安全技术要求1.1概述1.1.1土石方工程的种类和特点1.1.2土的工程分类1.1.3土的工程性质1.1.1土石方工程的种类和特点特点：工程量大、劳动繁重和施工条件复杂；受气候、水文、地质、场地限制、地下障碍等因素的影响。在土方工程施工前，应详细分析与核对各项技术资料（如地形图、工程地质和水文地质勘察资料、地下管道、电缆和地下地上构筑物情况及土方工程施工图等），进行现场调查并根据现有施工条件，制定出技术可行、经济合理的施工方案。1.1.2土的工程分类分类标准：开挖的难易程度1.1.3土的工程性质土的组成——三相－固体颗粒、水、空气（空隙）1、土的密度和干密度：（1）密度：土的单位体积的质量。一般粘性土：18~20Kg/m3 ；砂土：16~20Kg/m3（2）土的干密度：单位体积土中的固体颗粒的质量。干密度越大，表示土越密实。是评定土体密实程度的标准，以控制填土工程质量。式中ρd——土的干密度，kg/m3；mS——固体颗粒质量，kg；V—

土的体积，m3。2、土的含水量：土中水的质量与固体颗粒质量之比，以百分数表示。表示土的干湿程度。对挖土的难易、施工时的放坡、回填土的夯实等均有影响。注意：在一定含水量的条件下，用同样的夯实工具，可使回填土达到最大密实度，此含水量称为最佳含水量。几种土的最佳含水量：砂土：8%～12%；粉土：9%～15%；粉质粘土：12%～15%；粘土：19%～23%干密度、含水量的关系【例题1】：住宅楼房心回填土夯实后的密度为1.85t/m3，含水量为14.5%，设计要求夯实后的干密度为1.55t/m3，试问此房心回填土是否符合设计要求。解：干密度为：因夯实后的干密度大于设计要求干密度，故符合设计质量要求3、土的可松性：定义：天然土经开挖后，其体积因松散而增加，虽经振动夯实，仍不能恢复原来的体积，这种性质称为土的可松性。对土方的调配、计算土方运输量和运土工具等都有影响。包括最初可松系数和最终可松系数。土的类别体积增加百分比（%）可松性系数最初最终KsK's一类（种植土除外）8～171～2.51.08～1.171.01～1.03一类（植物性土、泥炭）20～303～41.20～1.301.03～1.04二类14～281.5～51.14～1.281.02～1.05三类24～304～71.24～1.301.04～1.07四类（泥灰岩、蛋白石除外）26～326～91.26～1.321.06～1.09四类（泥灰岩、蛋白石）33～3711～151.33～1.371.11～1.15五～七类30～4510～201.30～1.451.10～1.20八类45～5020～301.45～1.501.20～1.30各种土的可松性参考数值

例题2某基坑尺寸为35×56m，深1.25m，拟用粉质粘土回填，问需用多少土方和挖多大的取土坑。4.压缩性（略）表示土的压力作用下体积变小的性质。二类土：10~20%5.土的渗透性土体被水透过的性质，用渗透系数K表示。

K的意义：水力坡度（i=Δh/L）为1时，单位时间内水穿透土体的速度（V=Ki）K的单位：m/d。粘土<0.1，粗砂50～75，卵石100～

200

用途：影响施工降水与排水的速度1.2土方工程量的

计算调配1.2.1土方边坡及基坑土方计算土壁的稳定，主要是由土体内摩擦阻力和粘结力来保持平衡，一旦土体失去平衡，土体就会塌方。造成土壁塌方的原因主要有：①

边坡过陡；②雨水、地下水渗入土中泡软土体③基坑上口边缘附近大量堆土或停放机具、材料，或由于行车等动荷载，使土体中的剪应力超过土体的抗剪强度；④土壁支撑强度破坏失效或刚度不足导致塌方。1．边坡坡度（放足边坡）坡度系数等于放坡宽度B与放坡高度H之比坡度=h/b=1:m即m=b/h土质、开挖深度、开挖方法、施工工期、地下水水位、坡顶荷载及气候条件等因素确定。边坡保护1．薄膜覆盖或砂浆覆盖法2．挂网或挂网抹面法3．喷射混凝土或混凝土护面法4．土袋或砌石压坡法基坑边坡护面方法示意图（d）土袋或砌石压坡护面（c）钢丝网混凝土或钢筋混凝土护面（a）薄膜或砂浆覆盖（b）挂网或挂网抹砂浆护面深度在5m内的基坑、基槽、管沟边坡的最陡坡度土的类别边坡坡度（高:宽）坡顶无荷载坡顶有静载坡顶有动载中密的砂土1:1.001:1.251:1.50中密的碎石类砂土1:0.751:1.001:1.25硬塑的粉土1:0.671:0.751:1.00中密的碎石类粘土1:0.501:0.671:0.75无支护开挖（放坡）→坡度系数、坡面保护（水泥砂浆抹面、浆砌片石护坡、塑料膜覆盖、喷浆或挂网喷射砼等）1.2.1基槽（坑）土方量计算

基槽土方计算1.2.1基槽（坑）土方量计算

基槽土方计算1.2.1基槽（坑）土方量计算

基槽土方计算基坑土方量可按立体几何中的拟柱体（由两个平行的平面做底的一种多面体）体积公式计算

F下F上F中H1.2.2场地平整的程序和要求1.场地平整的程序现场勘察→清除地面障碍物→标定整平范围→设置水准基点→设置方格网，测量标高→计算土方挖填工程量→平整土方→场地碾压→验收。2.平整场地的一般要求（1）排水：一般应向排水沟方向作成不小于0.2％的坡度。（2）场地表面逐点质量检查：检查点为每100～400㎡取1点，但不少于10点；长度、宽度和边坡均为每20m取1点，每边不少于1点。（3）校核平面位置、水平标高和边坡坡度是否符合设计要求。1.2.2场地平整土方工程量计算1.方格网法基本思路：方格边长a为20～40m（1）确定场地设计标高考虑的因素：充分利用地形（分区或台阶布置）；使挖填方平衡；有一定的泄水坡度（≧2‰）；考虑最高洪水位的影响。①初步场地设计标高原则：场地内挖、填方量平衡；步骤：划分网格－>利用等高线内插求得节点标高（有地形图时）/测量节点木桩高度（无地形图时）－>计算场地设计标高；②调整场地设计标高根据土的性质，考虑3个因素土的可松性：H0′=H0＋⊿h借土或弃土：考虑泄水坡度对设计标高的影响（2）计算施工高度施工高度=设计标高－自然地面标高＋号表示填方；－号表示挖方（3）计算零点、绘制零线方格网一边相邻施工高度一正一负就有零点存在。（4）计算挖填土方量①一点（三点）挖填②二点挖填③四点全挖全填

例题3：某场地方格中各角点编号与天然地面标高如图2－4所示，方格边长为20m×20m，ix=iy=0.3%，试计算挖填总土方工程量。[解]（1）计算场地平整初步设计标高（2）根据泄水坡度调整各角点标高H1=43.09－20×0.3%＋20×0.3%=43.09m；H2=43.09＋20×0.3%=43.15m；H3=43.09＋20×0.3%＋20×0.3%=43.21m；H4=43.09－20×0.3%=43.03m；H5=43.09m；H6=43.09＋20×0.3%=43.15mH7=43.09－20×0.3%－20×0.3%=42.97m；H8=43.09－20×0.3%=43.03mH9=43.09＋20×0.3%－20×0.3%=43.09m（3）计算各角点施工高度、零点位置和零线1～4线

＝16.8（m）（4）计算土方工程量全部挖方量ΣV－＝10.9+77+7.3+14.2＝109.4m3全部填方量

ΣV＋＝30.7+0.04+38.2+35.2＝110.4m3【例题1-4】某建筑场地方格网如图1.7所示，方格边长为20m×20m，填方区边坡坡度系数为1.0，挖方区边坡坡度系数为0.5，试用公式法计算挖方和填方的总土方量。

【解】(1)根据所给方格网各角点的地面设计标高和自然标高，计算结果列于图1.8中。由公式得：

h1=251.50-251.40=0.10h2=251.44-251.25=0.19h3=251.38-250.85=0.53h4=251.32-250.60=0.72h5=251.56-251.90=-0.34h6=251.50-251.60=-0.10h7=251.44-251.28=0.16h8=251.38-250.95=0.43h9=251.62-252.45=-0.83h10=251.56-252.00=-0.44h11=251.50-251.70=-0.20h12=251.46-251.40=0.06(2)

计算零点位置。从图1.8中可知，1—5、2—6、6—7、7—11、11—12五条方格边两端的施工高度符号不同，说明此方格边上有零点存在。由公式求得：

1—5线x1=4.55(m)2—6线x1=13.10(m)6—7线x1=7.69(m)7—11线x1=8.89(m)11—12线x1=15.38(m)

将各零点标于图上，并将相邻的零点连接起来，即得零线位置，如图1.8。

(3)

计算方格土方量。方格Ⅲ、Ⅳ底面为正方形，土方量为：

VⅢ(+)=202/4×(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3)VⅣ(-)=202/4×(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3)方格Ⅰ底面为两个梯形，土方量为：

VⅠ(+)=20/8×(4.55+13.10)×(0.10+0.19)=12.80(m3)VⅠ(-)=20/8×(15.45+6.90)×(0.34+0.10)=24.59(m3)

方格Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ底面为三边形和五边形，土方量为：

VⅡ(+)=65.73(m3)VⅡ(-)=0.88(m3)VⅤ(+)=2.92(m3)VⅤ(-)=51.10(m3)VⅥ(+)=40.89(m3))VⅥ(-)=5.70(m3)

方格网总填方量：∑V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34(m3)

方格网总挖方量：∑V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26(m3)V⑧(+)=V⑨(+)=0.01(m3)V⑩=0.01(m3)V11=2.03(m3)V12=V13=0.02(m3)V14=3.18(m3)边坡总填方量：∑V(+)=0.003+0.0001+5.22+2×0.06+7.93+2×0.01+0.01=13.29(m3)边坡总挖方量：∑V(-)=2.03+2×0.02+3.18=5.25(m3)1.2.3土方调配

土方调配是土方工程施工组织设计(土方规划)中的一个重要内容，在平整场地土方工程量计算完成后进行。编制土方调配方案应根据地形及地理条件，把挖方区和填方区划分成若干个调配区，计算各调配区的土方量，并计算每对挖、填方区之间的平均运距(即挖方区重心至填方区重心的距离)，确定挖方各调配区的土方调配方案，应使土方总运输量最小或土方运输费用最少，而且便于施工，从而可以缩短工期、降低成本。

土方调配的原则：力求达到挖方与填方平衡和运距最短的原则；近期施工与后期利用的原则。进行土方调配，必须依据现场具体情况、有关技术资料、工期要求、土方施工方法与运输方法，综合上述原则，并经计算比较，选择经济合理的调配方案。调配方案确定后，绘制土方调配图(如图1.10)。在土方调配图上要注明挖填调配区、调配方向、土方数量和每对挖填之间的平均运距。图中的土方调配，仅考虑场内挖方、填方平衡。W为挖方，T为填方。1.3基坑支护与排水、降水1.3.1土方边坡1.3.2基坑支护1.3.3排水、降水1.3.2基坑支护基坑支护的作用主要是挡土、挡水和控制边坡变形，其应满足如下基本技术要求：①安全可靠性；②经济合理性；③施工便利性和保证工期。支护结构包括围护墙和支撑。1：231、挡土结构

（1）重力坝式：用深层搅拌旋喷工艺，作挡土隔水，深度可达9.8m（2）各种板桩：木板桩、钢筋砼板桩、钢板桩，挡土，有一定的隔水作用（3）钢筋砼地下连续墙：有现场成槽浇注与成槽插入预制墙，挡土和隔水（4）就地灌注排桩：接搓不密贴，只起挡土作用（5）劲性水泥土桩（SMW工法）：水泥排桩中插入型钢，以型钢受力，水泥土作为隔水帷幕（6）其他挡土结构：喷锚护坡、钢桩插板

2、支撑结构（1）钢支撑：用传统型钢支撑方法（2）钢筋砼支撑：适应不规则基坑体形，使挖土有较大空间（3）双向双股复加预应力钢管支撑：双股井字形接头解决传统钢支撑空间小的缺点（4）土锚杆（土钉）拉锚：挡土结构处侧向向基坑外土体深部打入锚杆，可施加预应力。

（1）深层搅拌水泥土桩墙深层搅拌水泥土桩墙是采用水泥作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和水泥强制搅拌形成水泥土，利用水泥和软土之间所产生的一系列物理－化学反应，使软土硬化成整体性的并有一定强度的挡土、防渗墙。具有挡土、挡水的双重功能适用淤泥质土，挖深<6m，地基承载力<150KPa；1）构造要点：截面呈格栅形，相邻桩搭接长宽不小于200mm，墙体宽度和插入深度，根据坑深、土层分布及其物理力学性能、周围环境情况、地面荷载等计算确定。在软土地区当基坑开挖深度h≤5m时，可按经验取b＝（0.6～0.8）h，hd＝（0.8～1.2）h。基坑深度一般不应超过7m，此种情况下较经济。墙体宽度以500mm进位，即b＝2.7m、3.2m、3.7m、4.2m等。插入深度前后排可稍有不同。水泥土加固体的强度取决于水泥掺入比（水泥重量与加固土体重量的比值），围护墙常用的水泥掺入比为12%～14%。水泥土围护墙的强度以龄期1个月的无侧限抗压强度为标准，应不低于0.8MPa。水泥土围护墙未达到设计强度前不得开挖基坑。2）水泥土墙施工工艺

“一次喷浆、二次搅拌”（水泥掺量较小，土质较松时）或“二次喷浆、三次搅拌”。（a）定位；（b）预搅下沉；（c）提升喷浆搅拌；（d）重复下沉搅拌；（e）重复提升搅拌；（f）成桩结束0.8m/min

0.5m/min

水泥土搅拌桩支护应用上海新世纪商厦8m深基坑采用水泥土搅拌桩支护技术桩长19m，坝宽8.7m水泥土搅拌桩支护应用南京市级机关33层住宅楼，地下室一层，挖深6m，采用水泥土搅拌桩支护技术（2）钢板桩分类：槽钢钢板桩：由槽钢正反扣搭接或并排组成，打入地下后顶部接近地面处设一道拉锚或支撑，用于深度不超过4m的基坑（不能完全止水）。热轧锁口钢板桩：常用U型、L型。用于深5～8m的基坑。（a）内撑方式；（b）锚拉方式1－钢板桩；2－围檩；3－角撑；4－立柱与支撑；5－支撑；6－锚拉杆优点：是材料质量可靠，在软土地区打设方便，施工速度快而且简便；有一定的挡水能力（小趾口者挡水能力更好）；可多次重复使用；一般费用较低。缺点：一般的钢板桩刚度不够大，用于较深的基坑时支撑（或拉锚）工作量大，否则变形较大；在透水性较好的土层中不能完全挡水；拔除时易带土，如处理不当会引起土层移动，可能危害周围的环境。施工要点1）钢板桩打设单独打入法（一角开始，逐块或两块为一组打设；小于10m）和屏风式打入法（10～20根钢板桩成排插入导架内，呈屏风状，然后再分批施打）。钢板桩打设允许误差：桩顶标高±100mm；板桩轴线偏差±100mm；板桩垂直度1%。2）钢板桩拔除静力拔桩、振动拔桩（常用）和冲击拔桩。

板桩支护（3）钻孔灌筑桩钻孔灌筑桩为间隔排列，缝隙不小于l00mm，不具备挡水功能，需另做挡水帷幕，目前我国应用较多的是厚1.2m的水泥土搅拌桩。钻孔灌筑桩施工无噪声、无振动、无挤土，刚度大，抗弯能力强，变形较小，几乎在全国都有应用。用于坑深7～15m的基坑工程，在土质较好地区已有8～9m悬臂桩，在软土地区多加设内支撑（或拉锚），悬臂式结构不宜大于5m。桩径和配筋计算确定，常用直径600、700、800、900、1000mm。钻孔灌筑桩排围护墙1－围檩；2－支撑；3－立柱；4－工程桩；5－钻孔灌筑桩围护墙；6－水泥土搅拌桩挡水帷幕；7－坑底水泥土搅拌桩加固不用支撑简化施工，采用相隔一定距离的双排钻孔灌筑桩与桩顶横梁组成空间结构围护墙，使悬臂桩围护墙可用于－14.5m的基坑。如基坑周围狭窄，不允许在钻孔灌筑桩后再施工1.2m厚的水泥土桩挡水帷幕时，可考虑在水泥土桩中套打钻孔灌筑桩。

双排桩围护墙1－钻孔灌筑桩；2－联系横梁悬臂式排桩（框架式）悬臂式排桩支护应用南京火车站综合楼地下室两层，采用稀疏排桩方案挖深9m2:20（4）地下连续墙地下连续墙是于基坑开挖之前，用特殊挖槽设备、在泥浆护壁之下开挖深槽，然后下钢筋笼、浇筑混凝土形成的地下土中的混凝土墙。目前常用的厚度为600、800、l000mm，多用于－12m以下的深基坑。优点是：施工时对周围环境影响小，能紧邻建（构）筑物等进行施工；刚度大、整体性好，变形小，能用于深基坑；处理好接头能较好地抗渗止水；如用逆作法施工，可实现两墙合一，能降低成本。案例视频（1.2）（5）加筋水泥土桩法（SMW工法）

即在水泥土搅拌桩内插入H型钢，使之成为同时具有受力和抗渗两种功能的支护结构围护墙。坑深大时亦可加设支撑。国外已用于坑深－20m的基坑，我国已开始应用，用于8～10m基坑。1－插在水泥土桩中的H型钢；2－水泥土桩3:46（6）土钉墙土钉墙是一种边坡稳定式的支护，其作用与被动起挡土作用的上述围护墙不同，它是起主动嵌固作用，增加边坡的稳定性，使基坑开挖后坡面保持稳定。1－土钉；2－喷射细石混凝土面层；3－垫板构造要点每挖深1.5m左右，挂细钢筋网，喷射细石混凝土面层厚50～100mm，然后钻孔插入钢筋（长10～15m左右，纵、横间距1.5m×1.5m左右），加垫板并灌浆，依次进行直至坑底。基坑坡面有较陡的坡度。土钉墙用于基坑侧壁安全等级宜为二、三级的非软土场地；基坑深度不宜大于12m；当地下水位高于基坑底面时，应采取降水或截水措施。目前在软土场地亦有应用。施工要点①基坑开挖分层分段开挖。分层：每层挖深与土钉竖向间距相等，上一层作业面达到设计强度的70%以上才可进行下层开挖。分段：取决于土壁自稳能力，且与支护施工流程相互衔接，一般多为10～20m长。当基坑面积较大时，允许在距离基坑四周边坡8～10m的基坑中部自由开挖，但应注意与分层作业区的开挖相协调。②喷射第一道面层若土层地质条件好的话，可省去该道面层。③设置土钉钻孔→置入土钉钢筋→沿全长注浆→喷第二道面层→排水设施的设置。a）钻孔采用的机具应符合土层特点，不得引起土体坍孔。在易坍孔的土体中钻孔时宜采用套管成孔或挤压成孔。成孔记录：取出土体的特征、成孔质量、事故处理等，注意土质对比，若发现有较大的偏差要及时修改土钉的设计参数。土钉钻孔的质量应符合下列规定：孔距允许偏差为±100mm；孔径允许偏差为±5mm；孔深允许偏差为±30mm；倾角允许偏差为±1°。b）插入土钉钢筋先在钢筋上安装对中定位支架，以保证钢筋处于孔位中心且注浆后其保护层厚度不小于25mm。支架沿钉长的间距可为2～3m左右。c）注浆水平孔：采用低压（0.4～0.6MPa）或高压注浆（1～2MPa）。向下倾角的土钉：重力或低压注浆宜采用底部注浆方式，注浆导管底端应插至距孔底250～500mm处。充盈系数必须大于1；水泥浆的水灰比宜为0.5；水泥砂浆的配合比宜为1：1～1：2（重量比），水灰比宜为0.38～0.45。

留取3组（每组3块）试件，给出3d和28d强度。

d）喷第二道面层钢筋网片检查：网格允许偏差为±10mm。每边的搭接长度应不小于一个网格边长或200mm，如为搭焊则焊接长度不小于网片钢筋直径的10倍。网片与坡面间隙不小于20mm。土钉与面层钢筋网的连接可通过垫板、螺帽及土钉端部螺纹杆固定。也可通过井字加强钢筋直接焊接在钢筋网上。粗骨料最大粒径不宜大于12mm，水灰比不宜大于0.45，射距宜保持在0.6～1.0m范围内，垂直于壁面。终凝后2h应喷水养护，养护时间宜3～7d。e）排水设施的设置排水构造措施：地面排水、泄水和坑底排水地面排水1－排水沟；2－防水地面；3－喷射混凝土护顶；4－喷射混凝土面层面层内泄水管1－孔眼；2－面层；3－排水管间距1.5～2.0m均布，长0.4～0.6m、直径不小于40mm

钢筋砼内撑支护技术钢筋砼内撑刚度好中心区域采用了环梁，便于挖土机从坡道进入基坑钢管内撑支护技术南京的振兴大厦基坑支护，采用钻孔灌注桩支护，外侧水泥土搅拌桩止水。坑内采用钢管正交作内撑。1.4.施工排水与降水一、明排水法基坑的两侧或四周设置排水明沟，隔段设置集水井，使基坑渗出的地下水通过排水明沟汇集于集水井内，然后用水泵将其排出基坑外。1）排水沟：基础边0.4m以外，离开边坡坡脚应不小于0.3m。排水沟宽0.2～0.3m；深0.3～0.6m；沟底设纵坡0.2%～0.5%。比挖土面低0.3～0.4m。2）集水井：每隔20～40m设置一个；直径或宽度，一般为0.6～0.8m；坑底应低于排水沟底面0.5m以上

，井壁可用竹、木等简易加固。并铺设0.3m碎石滤水层。二.井点降水井点降水就是在基坑开挖前，预先在基坑四周埋设一定数量的滤水管（井）。在基坑开挖前和开挖过程中，利用真空原理，不断抽出地下水，使地下水位降低到坑底以下。

1）井点降水的作用1）防止地下水涌入坑内；2）防止边坡由于地下水的渗流而引起的塌方；3）使坑底的土层消除了地下水位差引起的压力，因此防止了坑底的管涌；4）降水后，使板桩减少了横向荷载；5）消除了地下水的渗流，也就防止了流砂现象；6）降低地下水位后，还能使土壤固结，增加地基土的承载能力。动水压力(渗透力)和流砂GD－动水压力（渗透力），kN/m3；I－水力坡度（）γw－水的容重kN/m3动水压力与水力坡度成正比，水位差越大，GD大，渗流路线越长，GD小流砂防治当GD>=

γ’（土的浸水重度）时，土颗粒失去自重，处于漂浮状态，随渗流的水一起流动，称流砂在一定动水压力作用下，松散而饱和的细砂和粉砂容易产生流砂现象，降低地下水位，改变水流方向，消除动水压力，是防治流砂现象的重要途径。1、枯水期施工－地下水位低，坑内外水位差小，动水压力减小，不易产生流砂。2、抛大石块法－基坑开挖中，出现流砂现象，抢挖至标高后，立即铺设芦席并抛大石块，增加土的压重，以平衡动水压力，此法解决局部或轻微流砂现象是有效的。3、打钢板桩法－将钢板桩打入坑底一定深度，增加地下水由坑外流入坑内的渗流路线，减小水力坡度，从而减小动水压力。浇注地下连续墙可起到同样的效果。4、井点降水法－采用井点降水法可使地下水渗流方向朝下，向下的动水压力增大了土粒间的压力，从而有效地制止了流砂现象。防止流砂的几种方法：2）井点降水的类型

井点有两大类：轻型井点和管井。一般根据土的渗透系数、降水深度、设备条件及经济比较等因素确定，可参照下表选择。井点类别土的渗透性(m/d)降水深度(m)轻型井点一级轻型井点0.1~503~6多级轻型井点0.1~50视井点级数而定喷射井点0.1~508~20电渗井点<0.1视选用的井点而定管井类管井井点20~2003~5深井井点10~250>153）一般轻型井点①轻型井点设备轻型井点设备由管路系统和抽水设备组成管路系统包括：滤管、井点管、弯联管及总管等。井管：φ38、φ51，长5～7m（常用6m），无缝钢管，丝扣连滤管；滤管：φ38、φ51，长1～1.7m，开孔φ12,开孔率20～25％，包滤网；总管：内φ75～100无缝钢管，每节4m，每隔0.8、1或1.2m有一短接口；连接管：使用透明塑料管、胶管或钢管，宜有阀门；抽水设备常用的有真空泵、射流泵和隔膜泵井点设备。

滤管构造

1—

钢管；2—管壁上的孔；3—塑料管；4—细滤网

5—粗滤网；6—粗铁丝保护网；7—井点管；8—铸铁头

城墙侧湖底段采用围堰挡水，二级轻型井点降水，辅以管井井点降水，放坡大开挖，挂网喷浆护坡。②轻型井点的布置当基坑或沟槽宽度小于6m，且降水深度不超过5m时如宽度大于6m或土质不良，则用双排线状井点平面布置环形井点布置图高程布置井点管的埋设深度H(不包括滤管)按下式计算式中H1——井点管埋设面至基坑底的距离，m；h——基坑中心处坑底面(单排井点时，为远离井点一侧坑底边缘)至降低后地下水位的距离，一般为0.5～1.0m；i——地下水降落坡度；环状井点为1/10，单排线状井点为1/4；L——井点管至基坑中心的水平距离(单排井点中为井点管至基坑另一侧的水平距离)，m。H1——井点管埋设面至基坑底的距离，m；h——基坑中心处坑底面(单排井点时，为远离井点一侧坑底边缘)至降低后地下水位的距离，一般为0.5～1.0m；i——地下水降落坡度；环状井点为1/10，单排线状井点为1/4；L——井点管至基坑中心的水平距离(单排井点中为井点管至基坑另一侧的水平距离)，m。

④轻型井点施工轻型井点施工工艺：放线定位→铺设总管→冲孔→安装井点管→填砂砾滤料、上部填粘土密封→用弯联管将井点管与总管接通→安装抽水设备→开动设备试抽水→测量观测井中地下水位变化。2：18通病及现象原因分析预防措施井点抽水时在周围地面出现沉降开裂及位移含水层疏干后，土体产生密实效应，土层压缩，地面下沉。限制基坑周围堆放材料，机械设备量，且不宜集中。降水速度过慢或无效，坑内水位无明显下降或不下降。表层土渗水性较强，抽出的水又迅速返回井内。做好地表排水系统，防止雨水倒灌，井点抽水就近排入下水道中。围护桩施工质量差，不能起止水作用。找出漏水部位，用高压密注浆修补。进水管、滤网堵塞或泵发生机械故障等。抽水前检验水泵，正式抽水前进行试抽。轻型井点常见质量问题防治

（二）喷射井点当开挖的基坑（槽）深度较大，且地下水位较高时，若布置一层轻型井点则不能满足降水深度要求，如采用多层轻型井点布置，则在技术经济上又不合理，因此，当降水深度超过6ｍ，土层渗透系数为0.1~2.0ｍ／ｄ的弱水层时，可采用喷射井点，降水深度可达20ｍ。1.5土方开挖、回填及压实1.5.1土方施工准备工作1．学习和审查图纸图纸和资料是否齐全？核对平面尺寸和坑底标高，图纸相互间有无错误和矛盾；熟悉土层地质、水文勘察资料；审查地基处理和基础设计；会审图纸，搞清地下构筑物、基础平面与周围地下设施管线的关系，图纸相互间有无错误和冲突；研究好开挖程序，明确各专业工序间的配合关系、施工工期要求；并向参加施工人员层层进行技术交底。2．查勘施工现场收集施工需要的各项资料，包括：施工场地地形，地貌、地质水文、河流、气象、运输道路、邻近建筑物、地下基础、管线、电缆坑基、防空洞、地面上施工范围内的障碍物和堆积物状况，供水、供电、通讯情况，防洪排水系统等等。3．编制施工方案研究制定现场场地整平、基坑开挖施工方案；绘制施工总平面布置图和基坑土方开挖图，确定开挖路线、顺序、范围、底板标高、边坡坡度、排水沟、集水井位置，以及挖去的土方堆放地点；4．平整施工场地按设计或施工要求范围和标高平整场地，将土方弃到规定弃土区；凡在施工区域内，影响工程质量的软弱土层、淤泥、腐殖土、大卵石、孤石、垃圾、树根、草皮以及不宜作填土和回填土料的稻田湿土，应分别情况采取全部挖除或设排水沟疏干、抛填块石、砂砾等方法进行妥善处理，以免影响地基承载力。5．清除现场障碍物将施工区域内所有障碍物，如高压电线、电杆、塔架、地上和地下管道、电缆、坟墓、树木、沟渠以及旧有房屋、基础等进行拆除或进行搬迁、改建、改线；对附近原有建筑物、电杆、塔架等采取有效地防护加固措施，可利用的建筑物应充分利用。6．进行地下墓探在黄土地区或有古墓地区，应在工程基础部位，按设计要求位置，用洛阳铲进行铲探，发现墓穴、土洞、地道（地窖）、废井等，应对地基进行局部处理。7．作好排水降水设施在施工区域内设置临时性或永久性排水沟，将地面水排走或排到低洼处，再设水泵排走；或疏通原有排水泄洪系统；排水沟纵向坡度一般不小于2‰，使场地不积水；山坡地区，在离边坡上沿5～6m处，设置截水沟、排洪沟，阻止坡顶雨水流入开挖基坑区域内，或在需要的地段修筑挡水堤坝阻水。地下水位高的基坑，在开挖前一周将水位降低到要求的深度。8．设置测量控制网测量控制网包括：控制基线、轴线和水平基准点做好轴线控制的测量和校核。控制网要避开建筑物、构筑物、土方机械操作及运输线路，并有保护标志；对建筑物应做定位轴线的控制测量和校核；进行土方工程的测量定位放线，设置龙门板、放出基坑（槽）挖土灰线、上部边线和底部边线和水准标志。龙门板桩一般应离开坑缘1.5～2.0m，以利保存，灰线、标高、轴线应进行复核无误后，方可进行场地整平和基坑开挖。9．修建临时设施及道路根据土方和基础工程规模、工期长短、施工力量安排等修建简易的临时性生产和生活设施。主要临时运输道路宜结合永久性道路的布置修筑。行车路面按双车道，宽度不应小于7m，最大纵向坡应不大于6%，最小转弯半径不小于15m；路基底层可铺砌20～30cm厚的块石或卵（砾）石层作简易泥结石路面，两侧作排水沟。道路通过沟渠应设涵洞，道路与铁路、电讯线路、电缆线路以及各种管线相交处，应按有关安全技术规定设置平交道和标志。10．准备机具、物资及人员作好设备调配，对进场挖土、运输车辆及各种辅助设备进行维修检查，试运转，并运至使用地点就位；准备好施工用料及工程用料，按施工平面图要求堆放。组织并配备土方工程施工所需各专业技术人员、管理人员和技术工人；组织安排好作业班次；制定较完善的技术岗位责任制和技术、质量、安全、管理网络；建立技术责任制和质量保证体系；对拟采用的土方工程新机具、新工艺、新技术，组织力量进行研制和试验。1.5.2浅基坑、槽和管沟开挖1.浅基坑、槽和管沟开挖的施工要点（1）浅基坑（槽）开挖，应先进行测量定位，抄平放线，定出开挖长度，按放线分块（段）分层挖土。根据土质和水文情况，采取在四侧或两侧直立开挖或放坡，以保证施工操作安全。（3）开挖程序测量放线→切线分层开挖→排降水→修坡→整平→留足预留土层。相邻基坑开挖时，应遵循先深后浅或同时进行的施工程序。挖土应自上而下水平分段分层进行，每层0.3m左右，边挖边检查坑底宽度及坡度，不够时及时修整，每3m左右修一次坡，至设计标高，再统一进行一次修坡清底，检查坑底宽和标高，要求坑底凹凸不超过2.0cm。（4）基坑开挖应尽量防止对地基土的扰动。预留15～30cm一层土不挖，待下道工序开始再挖至设计标高。（5）每挖一层，应对平面控制桩、水准点、基坑平面位置、水平标高、边坡坡度等经常复测检查。（6）基坑挖完后应进行验槽，作好记录，如发现地基土质与地质勘探报告、设计要求不符时，应与有关人员研究及时处理。2．土方开挖施工中应注意的质量问题（1）基底超挖：严禁超挖（2）软土地区桩基挖土应防止桩基位移：在密集群桩上开挖基坑时，应在打桩完成后，间隔一段时间，再对称挖土；在密集桩附近开挖基坑（槽）时，应事先确定防桩基位移的措施。（3）基底未保护：如基础不能及时施工时，可在基底标高以上留出0.3ｍ厚土层，待做基础时再挖掉。（4）施工顺序不合理：土方开挖宜先从低处进行，分层分段依次开挖，形成一定坡度，以利排水。（5）开挖尺寸不足，除结构宽度外，应根据施工需要增加工作面宽度。如排水设施、支撑结构所需的宽度，在开挖前均应考虑。（6）基坑（槽）或管沟边坡不直不平，基底不平：应加强检查，随挖随修，并要认真验收。3.基坑（槽）验收核对地质资料，检查地基土与工程地质勘察报告、设计图纸要求是否相符合，有无破坏原状土结构或发生较大的扰动现象。一般用表面检查验槽法，必要时采用钎探检查或洛阳铲探检查。主控项目：标高、长度、宽度（由设计中心线向两边量）、边坡一般项目：表面平整度、基底土性（1）用直径φ22～25mm的钢筋制成，钎头呈60度尖锥形状，钎长1.8～2.0m；8～10磅大锤；（2）根据设计图纸绘制钎探孔位平面布置图。如设计无特殊规定时，可按表2－18执行。（3）将钎尖对准孔位，一人扶正钢钎，一人站在操作凳子上，用大锤打钢钎的顶端；锤举高度一般为50～70cm，将钎垂直打入土层中。注意记录锤击数和孔深。4.基础钎探附：地基承载力检测1、一般规定①当基础采用天然地基、换砂、换土或复合地基时，应对地基进行压板试验或标准贯入试验。②天然地基，检测数量不少于3点；复合地基承载力抽样检测数量为总桩数的0.5%~1.0%，且不少于3点。1.5.3深基坑开挖基坑工程的挖土方案，主要有：放坡挖土中心岛式（也称墩式）挖土盆式挖土逆作法挖土前者无支护结构，后三种皆有支护结构。1.放坡挖土放坡开挖是最经济的挖土方案。当基坑开挖深度不大（软土地区挖深不超过4m；地下水位低的土质较好地区挖深亦可较大）、周围环境又允许时，经验算能确保土坡的稳定性时，均可采用放坡开挖。开挖深度较大的基坑，当采用放坡挖土时，宜设置多级平台分层开挖，一般每层不超过2.5m，每级平台的宽度不宜小于1.5m。对土质较差且施工工期较长的基坑，对边坡宜采用钢丝网水泥喷浆或用高分子聚合材料覆盖等措施进行护坡。坑顶不宜堆土或存在堆载（材料或设备）。降水开挖2.中心岛（墩）式挖土中心岛（墩）式挖土，宜用于大型基坑，支护结构的支撑型式为角撑、环梁式或边桁（框）架式，中间具有较大空间情况下。此时可利用中间的土墩作为支点搭设栈桥。挖土机可利用栈桥下到基坑挖土，运土的汽车亦可利用栈桥进入基坑运土。1－栈桥；2－支架（尽可能利用工程桩）；3－围护墙；4－腰梁；5－土墩

3.盆式挖土盆式挖土是先开挖基坑中间部分的土，周围四边留土坡，土坡最后挖除。这种挖土方式的优点是周边的土坡对围护墙有支撑作用，有利于减少围护墙的变形。其缺点是大量的土方不能直接外运，需集中提升后装车外运。4.深基坑土方开挖的注意事项（1）遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。（2）防止深基坑挖土后土体回弹变形过大深基坑土体开挖后，地基卸载，土体中压力减少，土的弹性效应将使基坑底面产生一定的回弹变形（隆起）。减少基坑回弹变形的有效措施，是设法减少土体中有效应力的变化，减少暴露时间，并防止地基土浸水。（3）防止边坡失稳深基础的土方开挖，要根据地质条件（特别是打桩之后）、基础埋深、基坑暴露时间、挖土及运土机械、堆土等情况，拟定合理的施工方案。控制挖土速度：挖土速度快即卸载快，迅速改变了原来土体的平衡状态，降低了土体的抗剪强度，呈流塑状态的软土对水平位移极敏感，易造成滑坡。边坡堆载（堆土、停机械等）给边坡增加附加荷载，如事先未经详细计算，易形成边坡失稳。（4）防止桩位移和倾斜应考虑打桩的挤土和动力波的作用，使原处于静平衡状态的地基土遭到破坏。对砂土甚至会形成砂土液化，地下水大量上升到地表面，原来的地基强度遭到破坏。对粘性土由于形成很大的挤压应力，孔隙水压力升高，形成超静孔隙水压力，土的抗剪强度明显降低。如果打桩后紧接着开挖基坑，由于开挖时的应力释放，再加上挖土高差形成一侧卸荷的侧向推力，土体易产生一定的水平位移，使先打设的桩易产生水平位移。1.5.4回填土料的选择1、土料选择有机质含量大于8%的土（吸水变形）、石膏和水溶性硫酸盐(含量大于5%，易溶解后形成空洞)的土以及淤泥、冻土、膨胀土等，均不应作为填方土料；以粘土为土料时，应检查其含水量是否在控制范围内，含水量大的粘土不宜作填土用；一般碎石类土、砂土和爆破石渣可作表层以下填料，其最大粒径不得超过每层铺垫厚度的2/3。以手握成团，落地开花

2.基底处理（1）清除基底上垃圾、草皮、树根，排除坑穴中积水、淤泥和杂物，并应采取措施防止地表滞水流入填方区。（2）当填方基底为耕植土或松土时，应将基底充分夯实和碾压密实。（3）当填方位于水田、沟渠、池塘或含水量很大的松散土地段，应根据具体情况采取排水疏干，或将淤泥全部挖出换土、抛填片石、填砂砾石、翻松、掺石灰等措施进行处理。（4）当填土场地地面陡于1/5时，应先将斜坡挖成阶梯形，阶高0.2～0.3m，阶宽大于1m，然后分层填土，以利结合和防止滑动。1、碾压碾压的机械有平碾和羊足碾，它们都是利用滚轮的压力压实土壤的平碾1.5.5压实羊足碾2.夯实

二夯击夯击是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤，主要用于小面积的回填土。夯实机具的类型较多，有蛙式夯、重锤夯以及木夯、石夯、飞硪等。抬硪打抬硪飞硪3.振动这种方法只适用于密实砂土和碎石类土。振动使土体获得密实的效果取决于振源的频率。振动夯振动压路机BV－

6高密实度压路机前后设置6－8个高频振动夯锤打飞硪单缸振动碾振动压路机1.5.5.压实方法与要求

1．压实方法：

碾压法－－大面积填筑工程。滚轮压力。压路机、平碾、羊足碾……

夯实法－－小面积填筑工程。冲击力。蛙式夯、柴油夯、人工夯……

振动法－－非粘性土填筑。颗粒失重、排列填充。振动夯、平板振捣器2．影响压实质量的因素

机械的压实功－－吨位或冲击力，压实遍数

铺土厚度

－－不同机械有效影响深度不同

含水量

－－小则不粘结、摩阻大，大则橡皮土；应为最佳含水量

土在压实功的作用下，压应力随深度增加逐渐减少，其影响深度与压实机械、土的性质、含水量有关；铺土厚度应小于压实机械压土时的作用深度。

填土压实质量检查标准要求土的实际干容重要大于设计规定的控制干容重。土的容重与压实功的关系所耗的功（kg.m）干容重t/m3压实作用沿深度的变化在施工中，不能盲目地增加压实遍数。土铺的过厚，要压很多遍才能达到规定的密实度，铺的过薄，则要增加机械的总压实遍数。3．要求

(1)每层铺士厚度与压实遍数（2）含水量调整与橡皮土处理过大－－翻松、晾晒、掺入干土或石灰；过小－－洒水湿润、增加压实功；橡皮土－－彻底清除，轻压薄铺。压实机具分层厚度(mm)每层压实遍数平碾250～3006～8振动压实机250～3503～4柴油打夯机200～2503～4人工打夯＜2003～41.6土方工程的机械化施工8:24（1）推土机施工。适用于运距在100m以内的平土或移挖作填工程，以30－60m为佳。（下坡推土法、分批集中，一次推送法、并列推土法、沟槽推土法、斜角推土法）（2）铲运机施工。（拖式和自行式两种）（下坡铲土、跨铲法、助铲法）（环形线路和8字形线路）（3）挖土机施工1）正铲挖土机：前进向上，强制切土。挖停机面以上的Ⅰ～Ⅳ级土，深度大于2m。2）反铲挖土机：后退向下，强制切土。挖停机面以下的Ⅰ～Ⅱ级土，深度不大于4m。3）拉铲挖土机：后退向下，自重切土。挖停机面以下的Ⅰ～Ⅱ级土，较深4）抓铲挖土机：直上直下，自重切土。只能开挖Ⅰ～Ⅱ级土，宜窄而深。图1-42拖式铲运机外形图自行式铲运机自行式铲运机拖式铲运机平地机1．正铲挖掘机正铲挖掘机外型如图1-44所示。它适用于开挖停机面以上的土方，且需与汽车配合完成整个挖运工作正铲挖掘机挖掘力大，适用于开挖含水量较小的一类土和经爆破的岩石及冻土。

正铲挖掘机外形

与装载机区别（1）正铲的性能及适用范围

1）性能：一般只用于开挖停机面上的土体，需要设置进出口通道。挖土特点：“向前向上，强制切土”

2）适用：土质较好、无地下水的地区工作。（2）正铲挖土和卸土的方式正向挖土、后方卸土和正向挖土、侧向卸土（3）正铲挖土机的工作面及开行通道挖土机在停机点所能开挖的土方面称为工作面。2．反铲挖掘机

反铲适用于开挖一至三类的砂土或粘土。主要用于开挖停机面以下的土方，一般反铲的最大挖土深度为4~6m，经济合理的挖土深度为3~5m。反铲也需要配备运土汽车进行运输。反铲的外型如图1-46所示。图1-46液压反铲挖掘机外形第一章土方工程2反铲挖土机（1）反铲的性能及适用范围反铲挖土机是开挖停机面以下的土体，不需设置进出口通道。适用：开挖小型基坑、基槽和管沟。尤其适用于开挖独立柱基，以及泥泞的或地下水位较高的土体。一般反铲的最大挖土深度为4－6m，经济合理的挖土深度为3－5m。反铲也需要配备运土汽车进行运输。（2）反铲挖土机的开行方式沟端开行和沟侧开行3．抓铲挖掘机

机械传动抓铲外形如图1-48所示。它适用于开挖较松软的土。对施工面狭窄而深的基坑、深槽、深井采用抓铲可取得理想效果。抓铲还可用于挖取水中淤泥、装卸碎石、矿碴等松散材料。抓铲也有采用液压传动操纵抓斗作业。抓铲挖土时，通常立于基坑一侧进行，对较宽的基坑则在两侧或四侧抓土。抓挖淤泥时，抓斗易被淤泥“吸住”，应避免起吊用力过猛，以防翻车。图1-48抓铲挖掘机外形3抓铲挖土机（1）抓铲的构成抓铲一般由正、反铲挖土机更换工作装置而成，也可以由履带式起重机改装而成。（2）适用：开挖独立柱基的基坑和沉井，最适宜于水中挖土。

4．拉铲挖掘机

拉铲适用于一至三类的土，可开挖停机面以下的土方，如较大基坑（槽）和沟渠挖取水下泥土，也可用于填筑路基、堤坝等。其外形及工作状况如图1-49所示。拉铲挖土时，依靠土斗自重及拉索拉力切土，卸土时斗齿朝下，利用惯性，较湿的粘土也能卸净。但其开挖的边坡及坑底平整度较差，需更多的人工修坡（底）。它的开挖方式也有沟端开挖和沟侧开挖两种。拉铲挖掘机外形及工作状况第一章土方工程（1）挖土机数量的确定挖土机的数量N，应根据土方量大小和工期要求来确定，可按下式计算：式中：

Q—土方量（m3）；

P—挖土机生产率（m3/台班）；

T—工期（工作日）；

C—每天工作班数；

K—时间利用系数（0.8～0.9）。由技术性能，可按下式算出挖掘机的生产率P：

式中t—挖掘机每次作业循环延续时间（s）；

q—挖掘机斗容量（m3）；

KS—土的最初可松性系数；

KC—土斗的充盈系数，可取0.8～1.1；

KB—工作时间利用系数，一般为0.6～0.8。在实际施工中，若挖土机的数量已经确定，也可利用公式来计算工期。（2）运土车辆配套计算为