中职施工技术 单元1 土方工程

第一章土方工程

单元1土方与基坑工程主讲人：熊高明建筑学院

【教学要求】了解土方施工的基本特点；掌握基坑开挖、支护、回填的施工要点和安全要求，掌握基坑开挖土方量的计算方法。

【教学重点】基坑开挖土方量的计算方法；边坡稳定及土壁支护的方法；轻型井点降水；土方的填筑与压实。

【教学难点】基坑开挖土方量的计算方法；轻型井点降水；边坡稳定及土壁支护；影响填土压实的因素。第1讲土的基本性质和分类1土的工程分类与现场鉴定

2土的组成与工程性质土方与基坑工程的施工要求

●土方量少、工期短、费用省；●因地制宜编制合理的施工方案，预防流砂、管涌、塌方等事故发生，确保安全；●要求标高、断面控制准确；●应尽可能采用先进的施工工艺、施工组织和机械化施工。●土体有足够的强度和稳定性；基坑土方开挖包括一切土的挖掘、填筑、运输等过程以及排水降水、土壁支撑等准备工作和辅助工程。常见的土方工程施工内容有：土方与基坑工程的内容

⑴场地平整：包括障碍物拆除、场地清理、确定场地设计标高、计算挖填土方量、合理进行土方平衡调配等。

⑵开挖沟槽、基坑(竖井、隧道、修筑路基、堤坝)：包括测量放线、施工排水降水、土方边坡和支护结构等。

⑶土方回填与压实：包括土料选择、运输、填土压实的方法及密实度检验等。

1.1.1土的工程分类与现场鉴定

土的分类繁多，其分类法也很多，如按土的沉积年代、颗粒级配、密实度、液性指数分类等。在土木工程施工中，按土的开挖难易程度将土分为八类如下表，这也是确定土木工程劳动定额的依据（详见下表）。类别土的名称开挖方法可松性系数Ks

K's

第一类（松软土）砂，粉土，冲积砂土层，种植土，泥炭（淤泥）用锹、锄头挖掘1.08-1.171.01-1.03第二类（普通土）粉质粘土，潮湿黄土，夹有碎石、卵石的砂，种植土，填筑土和粉土用锹、锄头挖掘，用镐翻松1.14-1.281.02-1.05第三类（坚土）软及中等密实粘土，重粉质粘土，粗砾石，含碎石、卵石的黄土、粉质粘土、压实的填筑土主要用镐，少许用锹、锄头，部分用撬棍1.24-1.301.05-1.07第四类（砾砂坚土）重粘土及含碎石、卵石的粘土，粗卵石，密实的黄土，天然级配砂石，软泥灰岩及蛋白石先用镐、撬棍，然后用锹挖掘，部分用锲子及大锤1.26-1.351.06-1.09第五类（软石）硬石炭纪粘土，中等密实的页岩、泥灰岩、白垩土，胶结不紧的砾岩，软的石灰岩用镐或撬棍、大锤，部分用爆破方法1.30-1.401.10-1.15第六类（次坚石）泥岩，砂岩，砾岩，坚实的页岩、泥灰岩，密实的石灰岩，风化花岗岩、片麻岩用爆破方法，部分用风镐1.35-1.451.11-1.20第七类（坚石）大理岩，辉绿岩，玢岩，粗、中粒花岗岩，坚实的白云岩、砾岩、砂岩、石灰岩、玄武岩用爆破方法1.40-1.451.15-1.20第八类（特坚石）安山岩，玄武岩，花岗片麻岩，坚实的细粒花岗岩、闪长岩、石英岩、辉长岩、辉绿岩，玢岩用爆破方法1.45-1.501.20-1.30土的工程分类及鉴别方法

（1）土的含水量W土由固相、液相、气相组成，则含水量是土中所含的水与土的固体颗粒间的质量比，以百分数表示，见下式：含水量影响土方施工方法的选择、边坡的稳定和回填土的质量土的含水量超过25-30%，则机械化施工就困难，容易打滑、陷车回填土则需有最佳含水量方能夯压密实，获得最大干密度快速含水量测定仪1.1.2

土的组成与工程性质

土的自然密度--是指土在自然状态下单位体积的质量，它影响土的承载力、土压力及边坡的稳定性。

土的干密度--是指单位体积中固体颗粒的质量，它是用以检验土夯实质量的控制指标。（2）土的自然密度和干密度取土环刀标准击实仪不同类的土，其最大干密度是不同的；同类的土在不同的状态下(含水量、压实程度)其密实度也是不同的（3）土的可松性

即自然状态下的土，经过开挖后，其体积因松散而增加，以后虽经回填压实，仍不能恢复其原来的体积。土的可松性用可松性系数KS表示。

土的最初可松性系数KS=V2/V1；土的最后可松性系数K，S=V3/V1

。

式中：V1

——土在天然状态下的体积；

V2

——土经开挖后的松散体积；

V3

——土经回填压实后的体积。土的最初可松性系数KS是计算挖掘机械生产率、运土车辆数量及弃土坑容积的重要参数，最后可松性系数K，S是计算场地平整标高及填方所需的挖方体积等的重要参数。（4）土的渗透性是指水流通过土中孔隙的难易程度。地下水在土中的渗流速度

V

与土的渗透系数

K

和水头梯度

I有关，地下水在土中的渗流速度可按达西公式计算：

V（m/d）=K·I

土的渗透试验仪渗透系数K值将直接影响排、降水方案的选择和涌水量计算的准确性1.2场地平整

基本概念：场地平整就是将需要进行建设范围内的天然地面，通过人工或机械挖填平整改造成工程上所要求的设计平面。1.2.1施工准备

1、在场地平整施工前，应利用原场地上已有各类控制点，或已有建筑物、构筑物的位置、标高，测设平场范围线和标高。

2、对施工区域内障碍物要调查清楚，制订方案，并征得主管部门意见和同意，拆除影响施工的建筑物、构筑物；拆除和改造通讯和电力设施、自来水管道、煤气管道和地下管道；迁移树木。3、尽可能利用自然地形和永久性排水设施，采用排水沟、截水沟或挡水坝措施，把施工区域内的雨雪自然水、低洼地区的积水及时排除，使场地保持干燥,便于土方工程施工。

4、对于大型平整场地，利用经纬仪、水准仪，将场地设计平面图的方格网在地面上测设固定下来，各角点用木桩定位，并在桩上注明桩号、施工高度数值,以便施工。

5、修好临时道路、电力、通讯及供水设施，以及生活和生产用临时房屋。1.2.2施工工序（重点）场地平整的一般施工工序安排是：现场勘察→清除地面障碍物→标定整平范围→设置水准点→设置方格网→测量标高→计算土方挖填工程量→平整场地→场地辗压→验收1.2.3场地平整土方量的计算（重点）基本思路：1、确定一个场地设计标高2、以此标高为基准分别计算标高以下的

填方量和标高以上的挖方量

场地平整土方量计算

1.1

H0的重要性

场地设计标高是进行场地平整和土方量计算的依据，也是总图规划和竖向设计的依据。合理地确定场地设计标高，对减少土方工程量、加速工程进度、降低工程造价有着重要意义。1

场地设计标高H0的确定确定场地设计标高应结合各类影响因素反复进行技术经济比较，选择一个最佳方案。1.2

H0的确定原则

●满足生产工艺和运输的要求；●充分利用地形，分区或分台阶布置，分别确定不同的设计标高；●考虑挖填平衡，弃土运输或取土回填的土方量最少；（场地平整一般采用“挖填平衡法”）●要有合理的泄水坡度(≧2‰)，满足排水要求；●考虑最高洪水位的影响。1.3

H0的确定步骤如场地设计标高无特殊要求时，可根据挖填土方量平衡的原则确定H0,其步骤如下：

⑴划分方格网

方格网边长a可取10～50m，常用20m、40m；挖填平衡原则即场地内土方的绝对体积在平整前、后相等

⑵确定各方格网角点高程●水准仪实测；●利用地形图上相邻两等高线的高程，用插入法求得。用插入法求得H13=251.70水准仪进行高程测量按每一个方格的角点的计算次数（权数），即方格的角点为几个方格共有的情况，确定设计标高H0的实用公式为：⑶按挖填平衡确定设计标高式中：

n——

方格网数；

H1——

一个方格仅有的角点坐标；

H2——

两个方格共有的角点坐标；

H3——

三个方格共有的角点坐标；

H4——

四个方格共有的角点坐标。（4）

场地设计标高H0的调整

按以上步骤求得的H0仅为一理论值，还应考虑以下因素进行调整，求出H,0：

●土的可松性影响——填方因土的可松性引起的填方体积增加；

●场内挖方和填方的影响——从经济观点出发，安排的挖方就近弃土和填方就近场外取土，引起的挖填土方量的变化；

●场地泄水坡度的影响——单坡？双坡？1.2.4土方调配2土方调配的原则土方调配是土方规划中的一个重要内容。其原则是：力求挖填平衡、运距最短、费用最省，考虑土方的利用，以减少土方的重复挖填和运输。1土方调配的步骤

划分调配区（绘出零线）→计算调配区之间的平均运距（即挖方区至填方区土方重心的距离）→确定初始调配方案→优化方案判别→绘制土方调配图表。3

最优调配方案的确定

最优调配方案的确定，是以线性规划为理论基础，常用“表上作业法”求解。调配的步骤如下：用“最小元素法”编制初始调配方案最优方案判别绘制土方调配图最优方案判别方案的调整是否小结：总之，进行土方调配必须根据现场具体情况、周围环境、相关技术资料、工期要求、施工机械与运输方案等综合考虑，反复比较，确定出经济合理的调配方案。方案制订时，在可能条件下宜将弃土场平整为耕地，防止乱弃乱堆，或堵塞河流，损害农田。第3讲

土方机械化施工

有履带式和轮胎式，推土机操纵灵活、运转方便、所需工作面小、行驶速度快，能爬300左右的坡。适用于场地平整、开挖深度1.5m内的基坑、移挖作填、填筑堤坝、回填基坑和基槽土方、为铲运机助铲、为挖掘机清理集中余土和创造工作面，修路开道、牵引其它无动力施工机械，大马力推土机还可犁松坚岩。1.1推土机施工TQ230G全液压高原推土机

TY320C前铲后犁推土机水中清碴平整场地土方推送移挖作填提高推土机生产效率的方法下坡推土

借本身重力，顺地面坡势沿下坡方向推土，可增大铲刀切土深度和运土数量，缩短推土时间,但坡度不宜超过15°。并列推土

大面积施工区可采用2-3台推土机并列推土，减少土的散失量而增大推土量，采用两台推土机并列推土提高生产率约15-30%。3台推土机并列推土

分批集中、一次推送

当运距较远又土质较坚硬时，宜多次铲土，一次推送。

槽型推土

当土层较厚时，可利用前次推土的槽形推土，可减少土的散失量，增大推土量。但槽的深度为1m左右，土埂宽约0.5m军用推土机美国M9

铲运机操纵简单、运转方便、行驶速度快、生产效率高，是能独立完成铲土、运土、卸土、填筑、压实等全部土方施工工序的施工机械。适用于坡度为200以内的大面积场地平整、大型基坑开挖、填筑路基堤坝。1.2铲运机施工CL9A自行式铲运机CTY9A拖式铲运机铲运机施工作业中

铲运机的斗容量为2～8m3，自行式铲运机的经济运距为800～1500m，拖式铲运机的经济运距为600m（800m以内），效率最高的经济运距为200～350m。如采用双联铲运或挂大斗铲运时，其经济运距可增加至1000m。宇通重工CTY9A拖式铲运机卡特彼勒657G自行式铲运机运距愈长、生产效率愈低，超过经济运距时应考虑汽车运输。1.2.1

铲运机的运行路线

●椭圆形或大环形路线：在地形起伏不大、填方不高(＜1.5m)的路堤宜采用大环形路线。每隔一定时间变换铲运机行驶方向，以免机械单侧磨损。椭圆形路线适用施工地段较短的情况。（其中，小环形路线为一次铲土、卸土）

●“8

”字形路线：该路线一个循环完成两次铲土和卸土，减少了转弯次数和空驶距离，一个循环中两次转弯方向不同，铲运机机械磨损均匀。在地形起伏较大、施工地段狭长时采用。为提高铲运效率，根据施工现场，选择合理的开行路线，一般有如下几种：1.2.2

提高铲运机生产效率的方法

下坡铲土

当工作面坡在3°—9°时，利用机械重力的水平分力来加大切土深度并缩短铲土时间。推土机助铲

在较坚硬的土层中用推土机助铲，可加大铲刀切削力、切土深度和铲土速度。推土机在助铲间隙时间可兼作松土、平整工作，为铲运机创造施工条件。

●挖近填远、挖远填近：挖土先从距离填土区最近一端开始，由近而远；填土则从距挖土区最远一端开始，由远而近。既可使铲运机始终在合理的经济运距内工作，又可创造下坡铲土的条件。

●双联铲运法：拖式铲运机的动力有富余时，可在拖拉机后串连两个铲斗进行双联铲运。对坚硬土层，可先铲满一个斗，再铲另一个斗，即“双联单铲”；对松软土层，可两个斗同时铲土，即“双联双铲”。即，双联铲运法适用于较松软的土。

●跨铲法：在较坚硬的地段挖土时可采取预留土埂、间隔铲土的方法。可缩短铲土时间和减少向外撒土,提高效率。

●波浪式铲土法：铲土开始时，铲刀以最大深度切入土中，随着负荷增加、车速降低，相应减小切土深度，依次反复进行，直至铲斗装满为止，适用于较硬土层。

●挂大斗铲运：在土质松软地区，可改挂大型土斗，充分利用拖拉机的牵引力提高工效。卡特彼勒

657G铲运机

657G铲运机斗容量达85t，是2014年的新品，铲斗可上下，内部推板可动，铰链式转向，可前后拖挂。1.3挖掘机施工

挖掘机主要用于挖掘基坑、沟槽、清理和平整场地，更换工作装置后还可进行装卸、起重、打桩等其它作业，能一机多用，工效高、经济效果好，是工程建设中的常用机械。

挖掘机按行走方式分为履带式和轮胎式，按工作装置分为正铲、反铲、抓铲、拉铲，斗容量0.1-2.5m3。常用的挖掘机是正铲和反铲挖掘机。1.3.1

正铲挖掘机

正铲适用于开挖含水量27%以内的1-4类土和经爆破的岩石及冻土。主要用于开挖停机面以上的土方，且需与汽车配合完成土方的挖运工作。采用正铲开挖大型基坑，应考虑工作面的大小、形状和开行通道的设置。

(前进向上，强制切土)邦立CE1000-7正铲挖掘机(四川)日立EX3600E-6正铲挖掘机正铲的开挖方式

正向开挖、侧向装土

即挖土机向前进方向挖土，汽车停在侧面装土。

正向开挖、后方装土

挖土机向前进方向挖土，汽车停在后面装土。此法因挖掘机卸土时回转角大、汽车需倒车开入，运输不方便。只适用于基坑宽度较小、深度较大的情况此法因挖掘机卸土时回转角小、运输方便、生产效率高而应用较广点击动画正铲挖土1.3.2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。其工作特点：后退向下，强制切土。带加长臂的反铲挖掘机反铲的开挖方式

沟端开挖法

即反铲停于沟端，后退挖土，向沟一侧弃土或装汽车运走。汽车停在两旁装土。蔺家坝泵站泵站基坑开挖现场沟端开挖法

沟侧开挖法

即反铲停于沟侧，沿沟边开挖，它可将土弃于距沟较远的地方，如装车则回转角度较小，但边坡不易控制。主要是用于挖土不需要运走时。点击动画反铲挖土深基坑的接力开挖管沟的沟侧开挖1.3.3

拉铲挖掘机

拉铲适用于开挖停机面以下的一至三类土。其作业特点是：后退向下，自重切土，主要用于较大基坑（槽）、沟槽、大型场地平整和挖取水下泥土，但效率比较低。拉铲拉铲工作示意图拉铲点击动画拉铲挖土1.3.4

抓铲挖掘机

抓铲适用于开挖停机面以下的一至二类土。其作业特点是：直上直下，自重切土，主要用于开挖较松软的土，特别是松软土中窄而深的基坑、深槽、深井。点击动画抓铲挖土抓铲示意图主要用来铲、装、卸、运土与砂石类散装物料，也可对岩石、硬土进行轻度铲掘，更换工作装置后可推土、起重、装卸等作业。铲容量一般1.5～6.1m3。1.4

其它土方施工机械⑴装载机ZL10B型装载机(山东威力天地)利用刮刀平整地面的土方机械。刮刀装在机械前后轮轴之间,能升降、倾斜、回转和外伸。动作灵活准确，操纵方便，平整场地有较高的精度，广泛用于公路、机场等大面积的地面平整作业。⑵平地机成工MGB20B平地机平地机在平整作业

1.5土方工程综合机械化施工

土方工程综合机械化施工，是以土方工程中某一施工过程为主导，按其工程量大小、土质条件、工期要求、运距及场地来选择主导施工机械，并以此为依据来合理配备其它辅助施工机械，实现机械化施工。如：

运距800～1500m的大型土石方以铲运机为主大型土石方施工现场●大型基坑整体开挖以正铲为主；●小型基坑及管沟开挖以反铲为主；正铲开挖大型土石方反铲开挖基坑反铲开挖管沟1.5土方工程综合机械化施工土方运距在1500m以上时以汽车运输为主汽车运输要考虑装载机装土土质坚硬时，要配备大马力推土机或松土机

1.4土方开挖

⑴踏勘现场；⑵熟悉图纸、编制施工方案；⑶清除现场障碍物，平整施工场地,进行地下墓探，设置排水降水设施；⑷永久性控制坐标和水准点的引测,建立测量控制网，设置方格网、控制桩等；⑸搭设临时设施、修筑施工道路；⑹施工机具、用料准备。1.4.1土方施工准备工作踏勘现场编制方案场地清表场地测量1.4.2放坡开挖放坡开挖：直接利用施工现场条件，故基坑（槽）放坡开挖比支护开挖经济，因此在施工现场有足够的场地，且开挖时对邻近建筑物与设施没有影响，一般都采用边坡开挖

场地边坡开挖应采取沿等高线自上而下、分层、分段依次进行。在边坡上采取多台阶同时进行开挖时，上台阶应比下台阶开挖进深不少于0.3m，以防塌方。土方工程的多台阶开挖

（1）基坑开挖的一般程序：测量放线→切线分层开挖→排降水→修坡→整平→留足预留土层等。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，边挖边检查坑底宽度及坡度，每3m左右修一次坡，至设计标高再统一进行一次修坡清底。大型工程基坑施工全景图3开挖程序及要点基坑的切线开挖4放坡开挖的注意事项（1）基坑边缘堆置土方和建筑材料，或沿挖方边缘移动运输工具和机械，一般应距基坑上部边缘不少于2m，堆置高度不应超过1.5m。在垂直的坑壁边，此安全距离还应适当加大。软土地区不宜在基坑边堆置弃土。（2）基坑周围地面应进行防水、排水处理，严防雨水等地面水侵入基坑周边土体。（3）基坑开挖时，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。

（4）基坑开挖应防止对基础持力层的扰动。基坑挖好后不能立即进入下道工序时，应预留15(人工)～30cm(机械)一层土不挖，待下道工序开始前再挖至设计标高，以防止持力层土壤被阳光曝晒或雨水浸泡。超挖后回填的松软土层持力层被雨水浸泡后留下的水渍这两种情况都是基坑土方施工要避免出现的!

（5）在地下水位以下挖土，应在基坑内设置排水沟、集水井或其它施工降水措施，将地下水降至坑槽底以下500mm，降水工作应持续到基础施工完成；

（6）基坑挖完后，由总监理工程师或建设单位项目负责人应及时组织有建设、设计、勘察、监理、施工五方参与的基坑验槽，并报质监站验证。符合要求后方可进入下一道工序。五方参与基坑验槽5土方边坡坡度与边坡系数合理地选择基坑、沟槽、路基、堤坝的断面和留设边坡，是减少土方量的有效措施。边坡的表示方法为1:m，即：

式中

m=b/h

，称为坡度系数。其意义为：当边坡高度已知为h时，其边坡宽度则等于mh。临时性挖方的边坡值土的类别边坡值（高：宽）砂土（不包括细砂、粉砂）1:1.25～1:1.5一般粘性土硬1:0.75～1:1硬、塑1:1～1:1.25软1:1.5或更缓碎石类土充填坚硬、硬塑粘性土1:0.5～1:1充填砂土1:1～1:1.5边坡坡度应根据不同的挖填高度、土的工程性质及工程特点而定，既要保证土体稳定和施工安全，又要节省土方。临时性挖方边坡可按下表确定：深度在5m内的基坑(槽)、管沟边坡

的最陡坡度（不加支撑）土的种类边坡坡度（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中密的碎石类土(充填物为砂土)1:0.751:1.001:1.25硬塑的粉土1:0.671:0.751:1.00中密的碎石类土(充填物为粘性土)1:0.501:0.671:0.75硬塑的粉质粘土、粘土1:0.331:0.501:0.67老黄土1:0.101:0.251:0.33软土(经井点降水后)1:1.00当地质条件良好,土质均匀且地下水位低于基坑(槽)底面标高时，即无地下水,挖方深度在5m以内,不加支撑的边坡可按下表确定：例：建筑物外墙为条形毛石基础，基础平均截面面积为3.0m²,基坑深2.0m，底宽为1.5m，地基为亚粘土，计算100延米长的基槽土方挖方量、填土量和弃土量。（边坡坡度1：m=1：0.5；Ks=1.30，K，S=1.05）解：m－边坡坡度系数，m=B/HB=mH=0.5×2=1.0m挖土体积=截面面积×长BH1：m1.4.3基坑（槽）土方量计算基坑（槽）土方量计算的基本方法有拟柱体体积和实际体积。重点掌握拟柱体体积计算⑴基坑土方量计算：式中H---基坑的深度，mA1、

A2---基坑上、下的底面积，㎡A0---基坑中截面的面积，㎡

特别注意A0不等于A1、

A2之和的一半什么是基坑？（2）基槽和路堤管沟的土方量若沿长度方向其断面形状或断面面积显著不一致时，按断面形状相近或断面面积相差不大的原则，沿长度方向分段后，分别计算，再累加得到最后总的体积V总什么是基槽？Ｖi－－第i段土方量。Ｌi——第i段的长度。1.4.4基坑开挖开挖程序：测量放线→基坑中、边桩施工→排降水→场地清理开挖原则：相邻基坑开挖时，应遵循先深后浅。挖土应自上而下水平

分段分层进行，每层0.3m。挖深每3m，检查坑底宽和标高开挖情况：有支护结构基坑、无支护结构基坑开挖方法放坡分层开挖有支护基坑开挖盆式开挖中心岛式开挖⑴放坡分层开挖适用条件：开挖深度不大，周围环境允许，稳定性好，周围没有建筑

设施或地下管线优点：开挖施工方便，挖土机作业无障碍，效率高，工期短注意：分层开挖时，软土地基分层厚度应控制在2m以内，硬质土宜控

制在5m以内；在城市或人口密集地区施工时，不允许采用放

坡分层开挖。（2）有支护基坑开挖形式：无内支撑支护、有内支撑支护

比较这两种形式的？有内支撑支护（3）盆式开挖适用条件：基坑面积较大，支撑或拉锚作业困难且无法放坡优点：支撑用量小，费用低缺点：大量的土方不能直接外运，需集中提升后装车外运施工工艺：先挖基坑中间部分，基坑周边一定范围内的土暂不开挖（4）中心岛式开挖适用条件：基坑面积不大，周围环境和土质可以进行拉锚或采用支撑优点：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，故具有

挖土和运土速度快的特点缺点：对支护结构受力不利施工工艺：先挖基坑周边土方，中间留土方1.4.5基坑开挖注意事项第4讲土方工程施工要点

1

施工排降水2基坑支护

科创学院熊高明1.3施工降排水

基坑开挖时，流入坑内的地下水和地表水如不及时排除，会使施工条件恶化、造成土壁塌方，亦会降低地基的承载力。3.1明排水法一般采用截、疏、抽的方法。

截：在现场周围设临时或永久性排水沟、防洪沟或挡水堤，以拦截雨水、潜水流入施工区域；

疏：在施工范围内设置纵横排水沟，疏通、排干场内地表积水；

抽：在低洼地段设置集水、排水设施，然后用抽水机抽走。施工排水可分为明排水法和人工降低地下水位法两种。⑴明沟与集水井排水在基坑的两侧或四周设置排水明沟，在四角或每隔30～40m设一集水井，排水沟始终比开挖面低0.3～0.4m，集水井比沟底面低0.5m以上，在集水井内设水泵将水抽排出基坑。适用于土质情况较好、地下水量不大的基坑排水普通明沟与集水井排水法⑵分层明沟排水

当基坑开挖土层由多种土层组成，中部夹有透水性强的砂类土时，为防止上层地下水冲刷基坑下部边坡，宜在基坑边坡上分层设置明沟及相应的集水井。适用于深度较大、地下水位较高、上部有透水性强的土层的基坑排水分层明沟排水法明排水法适用于：面积及降水深度较小且土层

中无细砂、粉砂等注意：1、当降水深度较大，土层为细砂、粉砂或在软土地区施工时，明排水法易引起流砂、塌方等现象，应尽量采用井点降水法。

2、特别注意无论采用哪种方法，降水工作应持续到基础施工完毕且回填土后结束。流砂的防治

当开挖深度大、地下水位较高而土质又不好时，在细砂或粉砂土层的基坑开挖时，地下水位以下的土在动水压力的推动下极易失去稳定，随着地下水涌入基坑。称为流砂现象。流砂发生后，土完全丧失承载力，土体边挖边冒，施工条件极端恶化，基坑难以达到设计深度。严重时会引起基坑边坡塌方,临近建筑物出现下沉、倾斜甚至倒塌。

流砂现象广佛地铁桂城站基坑出现流砂，地面下沉约1.5m图为砂包封堵抢险现场

产生流砂现象的原因有内因和外因：

内因：取决于土的性质，当土的孔隙比大、含水量大、粘粒含量少、粉粒多、渗透系数小、排水性能差等均容易产生流砂现象。因此，流砂现象极易发生在细砂、粉砂和亚粘土中，但是否发生流砂现象，还取决于一定的外因条件。产生流砂的原因流砂-基坑满目狼籍流砂支挡强行施工

外因：是地下水在土中渗流所产生的动水压力的大小，动水压力GD为：

式中：

I——水力坡度（I=（h1-h2）/L）；

h1－h2——水位差；

γW——水的重度。

当地下水位较高、基坑内排水所形成的水位差较大时，动水压力也愈大，当GD≥γ（土的浮重）时，就会推动土壤失去稳定，形成流砂现象。流砂的防治

⑴防治原则：“治流砂必先治水”。流砂防治的主要途径一是减小或平衡动水压力；二是截住地下水流；三是改变动水压力的方向。⑵防治方法：

①枯水期施工法：枯水期地下水位较低，基坑内外水位差小，动水压力小，就不易产生流砂。

②打板桩：将板桩沿基坑打入不透水层或打入坑底面一定深度，可以截住水流或增加渗流长度、改变动水压力方向，从而达到减小动水压力的目的。

③水中挖土：即不排水施工，使坑内外的水压相平衡，不致形成动水压力。如沉井施工，不排水下沉、进行水中挖土、水下浇筑砼。④人工降低地下水位法：即采用井点降水法截住水流，不让地下水流入基坑，不仅可防治流砂和土壁塌方，还可改善施工条件。

⑤抢挖并抛大石块法：分段抢挖土方，使挖土速度超过冒砂速度，在挖至标高后立即铺竹、芦席，并抛大石块，以平衡动水压力，将流砂压住。此法适用于治理局部的或轻微的流砂。此外，采用地下连续墙法、止水帷幕法、压密注浆法、土壤冻结法等，都可以阻止地下水流入基坑，防止流砂发生。

施工降水

在含水丰富的土层中开挖大面积基坑时，明沟排水法难以排干大量的地下涌水，当遇粉细砂层时，还会出现严重的翻浆、冒泥、涌砂现象，不仅基坑无法挖深，还可能造成大量水土流失、边坡失稳、地面塌陷，严重者危及邻近建筑物的安全。遇有此种情况时应采用井点降水的人工降水方法施工。地下室电梯井局部二次降水全基坑轻型井点降水井点降水的作用防止地下水涌入坑内防止边坡由于地下水的渗流而引起的塌方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降水后，使板桩减少了横向荷载消除了地下水的渗流，也就防止了流砂现象降低地下水位后，还能使土壤固结，增加地基土的承载能力井点降水的种类轻型井点是沿基坑四周将井点管埋入蓄水层内，利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出，将地下水位降至基坑底以下。⑴轻型井点适用于渗透系数为10-5—10-2cm/s土层中。降水深度为：单级井点3—6m，多级井点6—12m⑵喷射井点

是在井点管内设特制的喷射器，用高压水泵或空气压缩机向喷射器输入高压水或压缩空气，形成水气射流，将地下水抽出排走。其降水深度可达8～20m。适用于开挖深度较深、降水深度大于8m，土渗透系数为10-6—10-3cm/s的砂土或粉砂、淤泥质土、粉质粘土。⑶电渗井点

电渗井点以井点管作负极，打入的钢筋作正极，通入直流电后，土颗粒自负极向正极移动，水则自正极向负极移动而被集中排出。本法常与轻型井点或喷射井点结合使用。适用于渗透系数很小的饱和粘性土、淤泥或淤泥质土中的施工降水3.2施工降水⑷管井井点

管井井点由滤水井管、吸水管和抽水机组成。管井埋设的深度和距离根据需降水面积、深度及渗透系数确定，一般间距10～50m，最大埋深可达10m，管井距基坑边缘距离不小于1.5m(冲击钻成孔)或3m(钻孔法成孔)，适用于降水深度3～5m、渗透系数为20～200m/d的基坑中施工降水。管井井点设备简单、排水量大、易于维护、经济实用。管井填充滤料管井抽排水PVC简易管井

如需降水深度较大，可采用深井井点，适用于降水深度＞10m、渗透系数为10～250m/d的基坑。故称为“深井泵法”。管井井点降水轻型井点降水工作原理示意图⑴轻型井点的设备

由管路系统（滤管、井点管、弯联管及总管）和抽水设备（真空泵、离心泵和水气分离器）组成。轻型井点工作原理及滤管构造见图：

⑵轻型井点的平面布置

①单排布置：当基坑(槽)宽度＜6m、降水深度≯5m时可采用单排布置。井点管应布置在地下水的上游一侧，两端的延伸长度不宜小于坑槽的宽度B。

②双排布置：当基坑(槽)宽度＞6m时应采用。

③环型或U型布置：当基坑面积较大时，应采用环型布置（考虑施工机械进出基坑时宜采用U型布置）。

●采用双排、环型或U型布置时，位于地下水上游一排的井点间距应小些，下游井点的间距可大些。●如采用U形布置，则井点管不封闭的一段应在地下水的下游方向。⑶轻型井点的高程布置轻型井点降水深度一般不大于6m。井点管埋置深度H(不包括滤管)，可按下式计算：

●如H值小于降水深度6m时，则可用一级井点；●当H值稍大于6m时，如降低井点管的埋置面可满足降水深度要求时，仍可用一级井点降水；

●在确定井点管埋置深度时，还应考虑井点管露出地面0.2～0.3m，滤管必须埋在透水层内。●当一级井点达不到降水深度要求时，则可采用二级井点（见右图）。地下室三级井点降水⑷轻型井点的设计及计算井点系统的设计应掌握施工现场地形图、水文地质勘察资料、基坑的施工图设计等资料。设计内容除进行井点系统的平面布置和高程布置外,尚应进行涌水量的计算，确定井管数量及井距，选择抽水设备等工作。⑸轻型井点的埋设程序

排放总管→埋设井点管→用弯联管将井点与总管接通→安装抽水设备。

⑹防范井点降水不利影响的措施

井点降水必然会形成降水漏斗，从而导致周围土壤固结并引起地面沉陷，为减少井点降水对周围建筑物及地下管线造成影响，可考虑在井点设置线外4～5m处设置回灌井点，将井点中抽出水经沉淀后用压力注入回灌井中，形成一道水墙。

设置挡土帷幕也可减少井点降水引起的不利影响。井点降水其他注意事项：1、基坑周围上部应应挖好水沟，防止雨水流入基坑。

井点位置应距坑边2—2.5m，以防止井点设置影响边

坑土坡的稳定性。2、在正式开工前，保证在抽水期间不停电？3、轻型井点降水应经常进行检查，出水规律应

“先大后小，先混后清”2基坑支护

土壁的稳定主要是由土体内磨擦阻力和粘结力来保持平衡的。一旦土体失去平衡，土体就会塌方，这不仅会造成人身安全事故、影响工期，有时还会危及附近的建(构)筑物。

⑴边坡过陡；⑵雨水、地下水渗入基坑；⑶基坑上口边缘堆载过大；⑷土方开挖顺序、方法未遵守“从上至下、分层开挖；开槽支撑、先撑后挖”的原则。2.1造成土壁塌方的原因基坑塌方抢险救人

边坡的留设应符合规范的要求。

挖填高度——高度大则坡度系数大，高度小则坡度系数小，甚至不放坡；

土的工程性质——土的类别、含水量，有无地下水等。土的类别低（密度小）、含水量大，则坡度系数大；土的类别高（密度大）、含水量小，则坡度系数小；

施工的特点——坡顶是否有荷载？施工期长短？施工季节？

人工作业还是机械作业？2.2

防治塌方的措施2.2.1

放足边坡

对坡顶有荷载（尤其是有动荷载）、使用时间长、且跨越冬雨季施工的边坡应留有充足的安全系数。2.2.2土壁支护

为缩小施工面，减少土方，或受场地的限制不能放坡时，则可设置土壁支撑。⑴浅基坑（槽）、沟管支护

对于宽度不大，深5m以内基(沟)

槽、管沟开挖一般采用横撑式土壁支撑。根据挡土板的不同，分为水平挡土板及垂直挡土板两类。前者挡土板的布置又分为间断式、断续式、连续式三种。湿度小的粘性土挖土深度小于3m时，可用段续式水平挡土板支撑；断续式水平挡土板支撑

对松散、湿度大的土可用连续式水平挡土板支撑，挖土深度可达5m。对松散和湿度很高的土可用垂直挡土板式支撑，其挖土深度不限。连续式水平挡土板支撑垂直挡土板式支撑⑵一般基坑的支护方法

一般基坑的支护方法有：斜柱支撑法、锚拉支撑法、短柱横隔板支撑法、临时挡土墙支撑法等，施工时按适用条件进行选择。①简易支护仅适用于部分地段放坡不够的宽度较大的基坑使用仅适用于部分地段下部放坡不够的宽度较大的基坑使用先沿基坑边缘打设柱桩，在柱桩内侧支设挡土板并用斜撑支顶，挡土板内侧填土夯实。②斜柱支撑③锚拉支撑先沿基坑边缘打设柱桩，在柱桩内侧支设挡土板，柱桩上端用拉杆拉紧，挡土板内侧填土夯实。适用于深度不大的大型基坑或机械挖土时使用适用于深度不大的大型基坑或用机械挖土不能安设横（斜）撑时使用2.2.3做好施工排水防止流砂⑴对可能产生滑坡的地段，不宜在雨期挖方，并应遵循先整治后开挖和由上至下的开挖顺序，严禁先切除坡脚或在滑坡体上弃土。2.2.4完善施工技术措施

⑵应根据挖方深度、边坡高度和土的类别确定挖方上边缘至土堆坡脚的距离，不小于2m坡顶堆土的最小距离

⑶边坡有危岩、孤石、崩塌体等不稳定的迹象时要先做妥善处理。对软土土坡和极易风化的软质岩石边坡，开挖后应对坡脚、坡面采取喷浆、抹面、嵌补、砌石等保护措施，并作好坡顶、坡脚排水。高达530m的边坡锚固边坡支护支撑垛防治边坡崩塌大石加固崩塌防治边坡简易护理边坡主动防护网石笼网护坡石笼网护岸漓江石笼护岸宜万铁路岩崩滑坡事故

2007年11月20日，高阳寨隧道发生岩崩事故，滑坡体总方量约3000m3。施工人员1死1伤2失踪。一辆长途客车途经事发现场被埋入巨石下，31人无人生还。岩崩滑坡事故现场全景岩石崩塌处崩塌的巨石客车被埋,车上有乘客31人2.3

深基坑的支护

深基坑支护的基本要求：（宽度较大、深5m以上）●确保支护结构能起挡土作用，基坑边坡保持稳定；●确保相邻的建（构）筑物、道路、地下管线的安全，不因土体的变形、沉陷、坍塌受到危害；●通过排水降水等措施，确保基础施工在地下水位以上进行。上海环球金融中心基础施工地铁车站的深基坑支护常用的支护结构体系排桩式土钉墙喷锚支护钢管桩挖孔灌注桩钢板桩板墙式板桩式组合式粉体喷射注浆桩墙钻孔灌注桩高压喷射注浆桩墙深层搅拌水泥土桩墙逆作拱墙式边坡稳定式排桩与板墙式水泥挡土墙式现浇地下连续墙灌注桩与水泥土桩结合加筋水泥土围护墙型钢横挡板2.3.1

挡土灌注桩支护适于开挖面积大、深度大于6m、不允许放坡、邻近有建（构）筑物的基坑支护。

开挖前在基坑周围设置砼灌注桩，桩的排列有间隔式、双排式和连续式，桩顶设置砼连系梁或锚桩、拉杆。施工方便、安全度好、费用低。深基坑的间隔式排桩支护2.3.2

挡土灌注桩与土层锚杆结合支护适于大型较深基坑,施工期较长,邻近有建筑物,不允许支护,、邻近地基不允许有下沉位移时使用

桩顶不设锚桩、拉杆，而是挖至一定深度，每隔一定距离向桩背面斜向打入锚杆，达到强度后，安上横撑，拉紧固定，在桩中间挖土，直至设计深度。深基坑的间隔式排桩支护桩顶连系梁悬臂支护桩锚杆及横撑2.3.3土层锚杆支护在立壁土层上钻（掏）孔至要求深度，孔内放入钢筋，灌入水泥砂浆或化学浆液，使之与土层结合成抗拉锚杆，将立壁土体侧压力传至稳定土层。适于较硬土层或破碎岩石中开挖较大较深基坑，邻近有建筑物须保证边坡稳定时采用基坑锚杆支护施工中2.3深基坑的支护天然土体通过钻孔、插筋、注浆来设置土钉(亦称砂浆锚杆)并与喷射砼面板相结合，形成类似重力挡墙的土钉墙，以抵抗墙后的土压力，保持开挖面的稳定。也称为喷锚网加固边坡或喷锚网挡墙。2.3.4土钉墙支护铺设钢筋网喷射砼护面土钉墙支护钻孔插筋、注浆2.3.5钢板桩支撑

当基坑较深、地下水位较高且未施工降水时，采用板桩作为支护结构，既可挡土、防水，还可防止流砂的发生。板桩支撑可分为无锚板桩(悬臂式板桩)和有锚板桩两大类。钢板桩＋水平支撑U型钢板桩插打入土U型板桩相互连接2.3.6

内撑式支护

由支护桩或墙和内支撑组成，适用于各种地基土层，缺点是内支撑会占用一定的施工空间。北京地铁熊猫环岛车站基坑钢管支护大型深基坑的钢管对撑支护

2.3.7

地下连续墙支护地下连续墙成槽施工

先建造钢筋砼地下连续墙，达到强度后在墙间用机械挖土。该支护法刚度大、强度高，可挡土、承重、截水、抗渗，可在狭窄场地施工，适于大面积、有地下水的深基坑施工。SH350连续墙抓斗—成槽机三一重工槽段的连接2.3深基坑的支护导墙施工导墙施工完泥浆系统--泥浆池成槽施工钢筋笼吊装锁口管起拔砼浇筑深基坑边坡支护坍塌事故杭州地铁塌陷事故

2008年11月15日下午，杭州萧山湘湖段地铁施工现场发生塌陷事故。风情大道长达75m的路面坍塌并下陷15m。行驶中的11辆车陷入深坑，数十名地铁施工人员被埋。事故附近的房屋已被全部推倒陷落的车辆被吊起清理塌陷现场事故造成21人死亡，经济损失约1.5亿元，是中国地铁建设史上最惨痛的事故。2

土方回填

2.1.1填筑要求：

为保证填土质量，填方土料应符合设计要求，设计无规定时应符合以下规定：

⑴碎石类土、砂土和爆破石渣（粒径不大于每层铺厚的2/3），可用于表层以下的填料；2.1填筑要求

⑶碎块草皮和有机质含量大于8%、含水溶性硫酸盐大于5%的土，仅用于无压实要求的填方；

⑵含水量符合压实要求的粘性土，可用作各层填料；⑷淤泥和淤泥质土，一般不能用作填料，但在软土或沼泽地区，经过含水量处理符合压实要求后，可用于填方中的次要部位。

冻土或液化状态的膨胀土壤不能作填土之用。精细的路基填料2.1.2

一般规定（1）回填土含水量过大过小都难以夯压密实，当土壤在最佳含水量的条件下压实时，能获得最大的密实度。土壤过湿时，可先晒干或掺入干土；土壤过干时，则应洒水湿润以求取得较佳的含水量。回填土翻晒（2）

分层厚度

填方工程应分层铺土压实。分层厚度根据压实机具而定：压实机具每层铺土厚度（mm）每层压实遍数平碾250～3006～8振动压实机250～350

3～4柴油打夯机200～2503～4人工打夯＜2003～4

（4）填土应从场地最低部分开始，由一端向另一端自下而上分层铺筑。（3）虚