单元一 土方工程施工

单元1土方工程施工

主要内容：1.1场地平整1.2土方开挖与回填压实1.3基坑支护项目1.1场地平整1.1.1工作流程工作一：现场勘察工作二：清除地面障碍物，标定整平范围工作三：设置水准基点工作四：设置方格网、测量标高工作五：计算土方挖填工程量工作六：场地平整施工工作七：场地验收1.1.2场地设计标高计算1.初步计算场地设计标高（续1）理想的设计标高，应使场地内的土方在平整前和平整后相等而达到挖方和填方的平衡，即：式中：H0——所计算的场地设计标高（m）；a——方格边长；N——方格数；H11……H12——任一方格的四个角点的标高。1.初步计算场地设计标高（续2）考虑同一个角点在计算中用到的次数，则：式中：H1——一个方格仅有的角点标高（m）；H2——两个方格共有的角点标高（m）；H3——三个方格共有的角点标高（m）；H4——四个方格共有的角点标高（m）。课堂练习某工程地面标高如图所示，场地平整，不考虑泄水坡度、土的可松性及边坡的影响，试求场地设计标高H0。63.2463.3562.9463.3763.9463.7663.2362.9062.5864.3464.1763.672．调整场地设计标高上式所计算的设计标高，纯系一理论数值，实际中还需考虑以下因素进行调整:（1）由于土具有可松性，必要时应相应地提高设计标高；（2）泄水坡度的影响（特别是坡度变化大时）而影响设计标高的增减；见下面细讲。（3）取土或弃土的影响：根据经济比较结果，将部分挖方就近弃土于场外，或将部分填方就近取土于场外而引起挖填土方量的变化后，需增减设计标高。3.考虑泄水坡度对设计标高的影响（1）单向泄水用计算出的设计标高H0，作为场地中心线的标高，如图1—5所示。场地内任一点的设计标高则为：式中：Hn——任意一点的设计标高（m）；l——该点至H0的距离（m）；i——场地泄水坡度（不小于2‰）；±——该点比H0点高则取“＋”号，反之取“－”号。3.考虑泄水坡度对设计标高的影响（续）（2）双向泄水H0为场地中心点标高，场地内任意一点的设计标高为：式中：lx、ly—该点于x-x、y-y方向距场地中心线的距离；ix、iy—该点于x-x、y-y方向的泄水坡度。图1-5单向泄水坡度的场地、图1-6双向泄水坡度的场地1.1.3场地平整土方量计算1、方格网法适应与地形较平缓或台阶宽度较大的地段。计算步骤如下：1）划分方格网将场地划分若干方格网，尽量与测量坐标网对应，采用边长20m×20m或40m×40m的方格。在各方格角点规定的位置上标注角点的自然地面标高(H)和设计标高(Hn)，如图1.18所示。两种角点标注法：

现在标注法：过去标注法：（书中）

角点编号施工高度施工高度设计标高

地面标高设计标高角点编号地面标高2）计算场地各个角点的施工高度Hn——角点施工高度(以“+”为填，“-”为挖)n

——方格的角点编号即：施工高度=设计标高—地面标高

建筑工程管理专业3）计算“零点”位置，确定零线

方格边线一端施工高程为“+”，若另一端为“—”，则沿其边线必然有一不挖不填的点，即为“零点”(图1.19)。

课堂练习某工程地面标高如图所示，场地平整方格网边长为20m×20m，不考虑泄水坡度、土的可松性及边坡的影响，试求场地设计标高H0，标出零线位置。63.2463.3562.9463.3763.9463.7663.2362.9062.5864.3464.1763.67

4）计算方格土方工程量

按表1.6所列计算公式，逐格计算每个方格内的挖方量或填方量全挖全填方格土方量计算(另种计算）

V—挖方或填方体积,m3；

h1、h2、h3、h4—方格角点填挖高度，均用绝对值，m。若a=20m，h用cm表示，则上式可写为：两挖两填方格土方量计算挖方部分：填方部分：三挖（填）一填（挖）方格土方量计算挖（填）方部分：挖（填）方部分：5）计算土方总量

将挖方区(或填方区)所有方格计算的土方量和边坡土方量汇总，即得该场地挖方和填方的总土方量。方格网法（四点法）的计算步骤

布置方格网标注自然地面标高、设计标高计算施工高度标注零点、确定零线位置计算土方量例题一

某建筑场地地形图和方格网(边长a=20.0m)布置如图,土壤为二类土,场地地面泄水坡度ix=0.3%;iy=0.2%.1)试确定场地设计标高(不考虑土的可松性的影响,余土加宽边坡)2)计算场地边坡的土方量1）计算场地设计标H0由式（1-4）得2）根据泄水坡度计算各方格角点的设计标高以场地中心点（几何中心O）为H0，由式(1-5)得各角点设计标高为：

其余各角点设计标高均可求出，详见图3）计算各角点的施工高度由式（1-6）得各角点的施工高度（以+为填方，-为挖方）各角点施工高度见图4）由式确定零点的位置，将相邻边线上的零点相连，即为“零线”，见图。如1-5线上：即零点距角点1的距离为0.67m。5）计算各方格土方工程量（以（+）为填方，（-）为挖方）①全填或全挖方格，由式（1-7）；②两挖、两填方格，由式（1-8）；③三填一挖或三挖一填方格,由式（1-9）；将计算出的各方格土方工程量按挖、填方分别相加，得场地土方工程量总计：挖方：503.92m2填方：504.26m2挖方、填方基本平衡。【例2】

已知：某场地自然地形，拟将场地整平为斜坡，要求南北向具有5‰的横坡，东西向具有10‰的纵坡。试用方格网法求其平土标高并计算其土方量。

【例1】根据等高线数值，利用内插法求出方格各交叉点的自然地面标高，并将其标注在方格交叉点的右下方。

步骤4：求C0（即方格网第1点的设计标高）步骤3：求方格各交叉点的自然地面标高【例1】【例1】【例1】【例1】【例1】步骤5：计算各交叉点的设计标高

每个方格交叉点之间设计标高的关系是：

以此推算出方格各交叉点的设计标高，将其逐一标注在交叉点的右上方。

【例1】课堂练习某工程地面标高如图所示，场地平整方格网边长为20m×20m，不考虑泄水坡度、土的可松性及边坡的影响，试求场地设计标高H0，计算土方工程量。63.2463.3562.9463.3763.9463.7663.2362.9062.5864.3464.1763.672、横截面法（断面法）方法：沿场地取若干个相互平行的断面（可利用地形图定出或实地测量定出），将所取的每个断面（包括边坡断面），划分为若干个三角形和梯形。三、断面法1.1.4土方的平衡与调配：土方调配是对挖土的利用、堆弃和填土的取得三者之间关系进行的综合协调处理，使土方工程施工费用少，施工方便，工期短。1、土方的平衡与调配原则1）力求挖填平衡，减少重复倒运；2）挖填运距尽可能最小，即费用最小；3）好土用在回填密实度要求高的地区；4）取土和弃土尽量不占或少占农田；5）分区调配与全场调配相协调，与地下构筑物的施工相结合，可留土后填；6）选择恰当的调配方向、运输路线、施工顺序2.土方调配图表的编制（1）划分调配区（2）求出每对调配区之间的平均运距（3）画出土方调配图（4）列出土方量平衡表土方调配图（a）场地内挖、填平衡的调配图，箭头上面的数字表示土方量（m3），箭头下面的数字表示运距；（b）有弃土和借土的调配图，箭头上面的数字表示土方量（m3），箭头下面的数字表示运距土方量平衡表作业：某工程场地的方格网如图，方格网边长20米,不考虑泄水坡度。1）试按照挖填平衡的原则确定各角点的设计标高。2）计算总的挖填方量是多少？470.00471.00470.50470.50471.00471.50472.00471.50471.001.2土方开挖与回填压实1.2.1土的现场鉴别1、碎石土的现场鉴别密实度骨架颗粒含量和排列可挖性可钻性密实骨架颗粒含量大于总重的70%，呈交错排列，连续接触锹镐挖掘困难，用撬棍方能松动，井壁一般较稳定钻进极困难，冲击钻探时，钻杆、吊锤跳动剧烈，孔壁较稳定中密骨架颗粒含量等于总重的60%~70%，呈交错排列，大部分接触锹镐可挖掘，井壁有掉块现象，从井壁取出大颗粒处，能保持颗粒凹面形状钻进较困难，冲击钻探时，钻杆、吊锤跳动不剧烈，孔壁有坍塌现象稍密骨架颗粒含量等于总重的55%~60%，排列混乱大部分不接触锹可以挖掘，井壁易坍塌，从井壁取出大颗粒后砂土立即坍落钻进较容易，冲击钻探时，钻杆稍有跳动，孔壁易坍塌松散骨架颗粒含量小于总重的55%，排列十分混乱绝大部分不接触锹易挖掘，井壁极易坍塌钻进很容易，冲击钻探时，钻杆无跳动，孔壁极易坍塌2、粘性土等的现场鉴别土的名称湿润时用刀切湿土用手捻摸时的感觉土的状态湿土搓条情况干土湿土粘土切面光滑，有粘刀阻力有滑腻感，感觉不到有砂粒，水分较大，很粘手土块坚硬，用锤才能打碎易粘着物体，干燥后不易剥去塑性大，能搓成直径小于0.5mm的长条（长度不短于手掌），手持一端不易断裂粉质粘土稍有光滑面，切面平整稍有滑腻感，有粘滞感，感觉到有少量砂粘土块用力可压碎能粘着物体，干燥后较易剥去有塑性，能搓成直径为2~3mm的土条粉土无光滑面，切面稍粗糙有轻微粘滞感或无粘滞感，感觉到有砂粒较多、粗糙土块用手捏或抛扔时易碎不易粘着物体，干燥后一碰就掉塑性小，能搓成直径为2~3mm的短条砂土无光滑面，切面粗糙无粘滞感，感觉到全是砂粒、粗糙松散不能粘着物体无塑性，不能搓成土条3、人工填土、淤泥、黄土、泥炭的现场鉴别方法土的名称观察颜色夹杂物质形状（构造）浸入水中的现象湿土搓条情况干燥后强度人工填土无固定颜色砖瓦碎块、垃圾、炉灰等夹杂物显露于外，构造无规律大部分变为稀软淤泥，其余部分为碎瓦、炉渣，在水中单独出现一般能搓成3mm土条，但易断，遇有杂质甚多时，就不能搓条干燥后部分杂质脱落，故无定形，稍微施加压力即行破碎淤泥灰黑色有臭味池沼中有半腐朽的细小动植物遗体，如草根、小螺壳等夹杂物经仔细观察可以发觉，构造常呈层状，但有时不明显外观无显著变化，在水面出现气泡一般淤泥质土接近于粉土，故能搓成3mm土条（长至少30mm），容易断裂干燥后体积显著收缩，强度不大，锤击时呈粉末状，用手指能捻碎黄土黄褐两色的混合色有白色粉末出现在纹理之中夹杂物质常清晰显见，构造上有垂直大孔（肉眼可见）即行崩散而分成散的颗粒集团，在水面上出现很多白色液体搓条情况与正常的粉质粘土类似一般黄土相当于粉质粘土，干燥后的强度很高，手指不易捻碎泥炭（腐殖土）深灰或黑色有半腐朽的动植物遗体，其含量超过60%夹杂物有时可见，构造无规律极易崩碎，变为稀软淤泥，其余部分为植物根、动物残体渣滓悬浮于水中一般能搓成1~3mm土条，但残渣甚多时，仅能搓成3mm以上土条干燥后大量收缩，部分杂质脱落，故有时无定形特殊土—湿陷性黄土

凡天然黄土在上覆土的自重应力作用下，或在上覆土自重应力和附加应力共同作用下，受水浸湿后土的结构迅速破坏而发生显著附加下沉的黄土，称湿陷性黄土。湿陷性黄土广泛分布于我国甘肃、陕西、黑龙江、吉林、内蒙、山东、河北、河南、山西、宁夏、青海和新疆等地。湿陷性黄土地基防治措施（1）建筑结构措施1）在山前斜坡地带，建筑物宜沿等高线布置，填方厚度不宜过大；散水坡宜用混凝土，宽度不宜小于1.5m，其下应设15cm厚的灰土或30cm厚的炉渣垫层，其宽宜超过散水50cm，散水每隔6~10m设一条伸缩缝；2）选择适应不均匀沉降的结构和基础类型（如框架结构和墩式基础）；3）加强建筑物的整体刚度，如控制长度比在3以内，设置沉降缝，增设横墙、钢筋混凝土圈梁等；4）局部加强构件和砌体强度，底层窗台下设置钢筋砖带（一般用3φ8），底层横墙与纵墙交接处用钢筋拉结，宽大于1m的门窗设钢筋混凝土过梁等，以提高建筑物的整体刚度和抵抗沉降变形的能力，保证正常使用。1.2.2基坑（槽）开挖1)基坑（槽）开挖工作流程：测量放线切线分层开挖排水、降水修坡整平留出预留土2）

基坑（槽）开挖顺序土方工程的准备定位放线基础的开挖地基验槽1.用仪器将角桩位置确定2.沿角桩向外沿长1.5m设置龙门桩3.根据控制点用水准仪将±0.000确定在龙门板上3.用经纬仪把轴线投到龙门板上4.放灰线水平控制桩-1.200m-1.700m5.利用水准仪控制开挖深度定位与放线工程实例灰线定位桩条形基础大开挖后放灰线独立柱基大开挖后挖基坑龙门板龙门桩3)浅基槽（坑）开挖的支撑方法

基槽（坑）开挖时，若条件允许，采用放坡开挖往往比较经济。但在建筑密集的地区施工，有时不允许按规定的坡度进行放坡，或深基坑开挖时，放坡所增加的土方量过大，此时就需要设置支撑或支护等方法保证土方的稳定及土方施工的顺利进行和安全，并减少对相邻已有建筑物的不利影响。基坑（槽）放坡形式（1）间断式水平支撑支撑方法：两侧挡土板水平放置,用工具式或木横撑借木楔顶紧,挖一层土,支顶一层。适用条件：适于能保持立壁的干土或天然湿度的粘土类土,地下水很少,深度在2m以内

采用横撑式支撑时，应随挖随撑，支撑应牢固，经常检查，如有松动、变形等现象时，及时加固或更换。(2)断续式水平支撑：

支撑方法：挡土板水平放置,中间留出间隔,并在两侧同时对称立竖楞木,再用工具式或木横撑上下顶紧。适用条件：适于能保持直立壁的干土或天然湿度的粘土类土,地下水很少,深度在3m以内。(3)连续式水平支撑：支撑方法：挡土板水平连续放置,不留间隙,然后两侧同时对称立竖楞木,上下各顶一根撑木,端头加木楔顶紧；适用条件：适用于较松散的干土或天然湿度的粘土类土,地下水很少，深度为3～5m

(4)连续或间断式垂直支撑：支撑方法：挡土板垂直放置,连续或留适当间隙,然后每侧上下各水平顶一根枋木,再用横撑顶紧；适用条件：土质较松散或湿度很高的土,地下水较少,深度不限(5)水平垂直混合式支撑：支撑方法：沟槽上部设连续式水平支撑,下部设连续式垂直支撑；适用条件：适于沟槽深度较大,下部有含水土层情况

（6）斜柱支撑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。适用于深度不大、开挖较大的基坑使用。（7）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、不能安设横(斜)撑的大型基坑使用。

（8）型钢桩横挡板支撑支撑方法：沿挡土位置预先打入钢轨、工字钢或H型钢桩,间距1～1.5m,然后边挖方,边将3～6cm厚的挡土板塞进钢桩之间挡土,并在横向挡板与型钢桩之间打入楔子,使横板与土体紧密接触。适用条件：适于地下水位较低,深度不很大的一般粘性或砂土层中使用.（9）短桩横隔板支撑（简支）

支撑方法：打入小短木桩，部分打入土中，部分露出地面，钉上水平挡土板，在背面填土夯实。仅适用于：部分地段放坡不够、宽度较大的基坑使用。（10）临时挡土墙支撑（简支）支撑方法：沿坡脚用砖、石叠砌或用装水泥的聚丙烯丝编织袋、草袋装土地、砂堆砌，使坡脚保持稳定。适用于：部分地段下部放坡不够、宽度较大的基坑使用（11）间隔式挡土灌注桩支护支撑方法：在开挖基坑四周，用钻机成孔，桩径约半米，灌注钢筋砼成桩，桩间距1-1.5M。适用于：黏性土、开挖面积较大，较深（大于6m）的基坑及不允许邻近建筑物有较大下沉、位移时用特点：刚度大，抗弯强度高，安全感好，施工方便（12）叠袋式挡墙支护支撑方法：采用编织袋或草袋装碎石或砂砾石、土等，堆砌成重力式挡墙作为基坑的支护，在墙下部砌500mm厚块石基础，墙底宽1500-2000mm，顶宽500-1200mm，顶部适当放坡卸土1-1.5m，表面抹砂浆保护。适用于：一般粘性土、面积较大、开挖深度在5M以内的浅基础支护。预习：

深基坑开挖哪几种方案，写出它们的优缺点及适用情况。

作为课堂作业，下课交1.2.3深基坑土方开挖方案1、有以下四种开挖方案

第一种方案：放坡挖土

1）放坡开挖较经济；无支撑施工，施工主体工程作业空间宽余、工期短；2）

适合于基坑四周空旷处有场地可供放坡，周围无邻近建筑设施；软弱地基不宜挖深过大，因需较大量地基加固。

3）对深度大于5m的土质边坡，应分级放坡开挖，设置分级过渡平台，各级过渡平台的宽度为1.0～1.5m，必要时台宽可选0.6～1.0m，小于5m的土质边坡可不设过渡平台。岩石边坡过渡平台的宽度不小于0.6m，施工时应按上陡下缓原则开挖，坡度不宜超过1:0.75。

4）土质边坡放坡开挖如遇下列现象应对边坡整体稳定性进行验算、并加固及支护处理：①边坡高度大于5m；②土质与岩层具有与边坡开挖方向一致的斜向界面易向坑内滑落；③有可能发生土体滑移的软弱淤泥或含水量丰富夹层；④坡顶堆料、堆物有可能超载时以及各种易使边坡失稳的不利情况。

5）对于土质边坡或易于风化的岩质边坡，在开挖时应采取相应的排水和坡脚、坡面保护措施，基坑周围地面也应采用抹砂浆、设排水沟等地面防护措施，防止雨水渗入。并不得在影响边坡稳定的范围内积水。第二种方案：中心岛式挖土1）中心岛式开挖的概念及优缺点中心岛（墩）式挖土，亦即保留基坑中心土体，先挖除挡墙内四周土方的开挖方式。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，中间具有较大空间的情况。此法的优点是：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；可以加快挖土和运土的速度（图2-1）。缺点是：由于先挖挡土墙四周的土方，挡墙的受荷时

间长，在软粘土中时间效应显著，有可能增大支护结构

的变形量。

2）中心岛式挖土的注意事项①中心岛（墩）式挖土，中间土墩的留土高度、边坡的坡度、挖土层次与高差都要经过仔细研究确定。②挖土亦分层进行，多数是先全面挖去第一层，然后中间部分留置土墩，周围部分分层开挖。开挖多用反铲挖土机，如基坑深度大则用向上逐级传递方式进行装车外运。③整个的土方开挖顺序，必须与支护结构的设计工况严格一致。要遵循开槽支撑、先撑后挖、分层开挖、严禁超挖的原则。④挖土时，除支护结构设计允许外，挖土机和运土车辆不得直接在支撑上行走和操作。⑤为减少时间效应的影响，挖土时应尽量缩短围护墙无支撑的暴露时间。一般对一、二级基坑，每一工况挖至规定标高后，钢支撑的安装周期不宜超过一昼夜，混凝土支撑的完成时间不宜超过两昼夜。⑥对面积较大的基坑，为减少空间效应的影响，基坑土方宜分层、分块、对称、限时进行开挖，土方开挖顺序要为尽可能早的安装支撑创造条件。⑦土方挖至设计标高后，对有钻孔灌筑桩的工程，宜边破桩头边浇筑垫层，尽可能早一些浇筑垫层，以便利用垫层（必要时可加厚作配筋垫层）对围护墙起支撑作用，以减少围护墙的变形。⑧挖土时严禁碰撞工程桩、支撑、立柱和降水的井点管。分层挖土时，层高不宜过大，以免土方侧压力过大使工程桩变形倾斜，在软土地区尤为重要。⑨同一基坑内当深浅不同时，土方开挖宜先从浅基坑处开始，如条件允许可待浅基坑处底板浇筑后，再挖基坑较深处的土方。⑩如两个深浅不同的基坑同时挖土时，土方开挖宜先从较深基坑开始，待较深基坑底板浇筑后，再开始开挖较浅基坑的土方。第三种方案：盆式挖土1）盆式开挖的概念及优缺点盆式开挖即先挖除基坑中间部分的土方，后挖除挡墙四周土方的一种开挖方式。盆式开挖方法支撑用量小、费用低、盆式部位土方开挖方便，适合于基坑面积大、支撑或拉锚作业困难且无法放坡的大面积基坑开挖。这种开挖方式的优点是：挡墙的无支撑暴露时间比较短，利用挡墙四周所留的土堤，可以防止挡墙的变形。有时为了提高所留土堤的被动土压力；还要在挡墙内侧四周进行土体加固；以满足控制挡墙变形的要求。盆式开挖方式的缺点是：挖土及土方外运的速度比岛式开挖要慢。此法多用于较密支撑下的开挖。a)先从中心开挖；

b)进行中心地下结构施工；c)边缘土方开挖及支撑设置；d)边缘地下结构施工

左图为盆式开挖方法

1—

边坡留土；2—基础底板；3—支护墙；4—支撑；5—坑底2）盆式开挖的注意事项盆式挖土周边留置的土坡，其宽度、高度和坡度大小均应通过稳定验算确定。如留的过小，对围护墙支撑作用不明显，失去盆式挖土的意义。如坡度太陡边坡不稳定，在挖土过程中可能失稳滑动，不但失去对围护墙的支撑作用，影响施工，而且有损于工程桩的质量。盆式挖土需设法提高土方上运的速度，对加速基坑开挖起很大作用。第四种方案：分层开挖，先撑后挖第一次土方开挖：将地表土挖运出去

场地整平和基坑降水（降至基底0.5～1.0m）后，进行第一道支撑结构施工，浇筑锁口圈梁并安设支撑第二次土方开挖采用对称式、台阶式、“接力”方式挖土，并做到随挖随撑

进行二层或多层开挖时，需预留设坡道，以便汽车上下，坡道两侧有时需加固第三次土方开挖注意：在开挖过程中，随着土的挖出，下层土可能会回弹将导致建筑物后期沉降量加大解决方法：加速建造主体结构，或逐步利用基础的重量来代替被挖去土体的重量

基坑开挖过程中和开挖后，均应保证井点降水正常进行，防止地基浸水第二道支撑结构施工第四次土方开挖在挖至设计标高后，尽快浇筑垫层和底板深基坑分层开挖步骤：1、挖去表土，浇筑锁扣圈梁2、进行场地平整、基坑降水3、安设支撑后进行下一步开挖…依次进行支撑和开挖4、浇筑垫层和底板2、深基坑开挖的注意事项1）防止深基坑挖土后土体回弹变形过大；2）防止边坡失稳，桩位移和倾斜3）配合深基坑支护结构施工4）土方开挖有时会围护墙或邻近建筑物、管

线等产生一些异常现象，需要进行及时处理，

应急处理项目有以下四个方面。1．围护墙渗水与漏水2．防止围护墙侧向位移发展3．流砂及管涌的处理4.临近建筑与管线位移的控制深基坑开挖阶段的应急措施

见书P30

1.2.4土方回填压实主要内容一、填方土料的选择和填筑要求二、填土压实方法三、影响填土压实质量的因素1、

填方土料的选择和填筑要求含水量过大或过小的粘土，含有8%以上的有机物（腐烂物）的土，含有5%以上的水溶性硫酸盐的土、杂土、垃圾土、冻土等均不能作为回填土。同一填方工程应尽量采用同类土填筑；如采用不同土填筑时，必须按土类不同分层夯填，并将透水性大的置于透水性小的土层之下，以防填土内形成水囊。填土层应接近水平地分层压实。2、填土压实的方法填土压实的方法一般有碾压、夯实、振动压实，如图1-47所示。利用运输工具压实，对于大面积填土工程，多采用碾压或利用运输工具压实。1）碾压法碾压原理：利用沉重的滚轮碾压土壤表面，使土壤在静压力作用下压实，适用于碾压粘性和非粘性土壤。碾压机械有:平碾、气胎碾和羊足碾。2）振动压实法振动压实法的原理：利用重锤振动，使土壤颗粒发生相对位移从而达到密实状态，主要用于压实非粘性土。3）夯实法夯实法是利用夯锤下落的冲击力压实土壤，主要用于小面积回填土。有人工夯实和机械夯实两种。常用的机械夯实有夯锤、内燃夯土机和蛙式打夯机，如图1-49所示。图1-49蛙式打夯机石夯3、

填土压实质量影响与检查1）土的含水量影响填土的含水量对压实质量有直接的影响。较为干燥的土，由于土颗粒之间的摩阻力较大而不宜压实。含水量过大时，土颗粒间的孔隙被水分占去，也不能压实。因此，只有当土具有适当含水量时水起了润滑作用，土颗粒之间的摩阻力减小，土才能被压实。（图1-50）最佳含水量：土达到最大密实度的含水量。工地简单检验粘性土含水量的方法是用手将土捏成团落地开花为宜。图1-50、1-51

2）铺土厚度影响压实机具对土的压实作用随土层的厚度增加而逐渐减小，如图1-51所示。其影响深度随压实机械、土的性质及含水量有关。铺土厚度应小于压实机械压土时的有效作用，铺土厚度有一个最优厚度范围，在此范围内，可使土料在获得设计要求密实度的条件下，压实机械所需的压实遍数最少，功耗费最低。表1-7填土每层的铺土厚度和压实遍数3）压实功影响填土压实后的密实度与压实机械对填土所施加的功有一定的关系。土的密实度与所耗的功的关系，如图1-52所示。当土的含水量一定，在开始压实时，土的密实度急聚增加，待接近土的最大密实度时，虽然压实功增加了许多，但土的密实度变化很小。4）质量检查见书P33检查取样见书（3）条表1-16检验标准：主控项目

一般项目4、地基验槽地基验槽的目的在于检查地基是否与勘察设计资料相符合验槽由建设单位组织地质探察部门、设计院、建设、监理单位及施工有关人员参加，共同检验做出记录并签字。无验槽程序不得进行下一道工序施工。验槽时必须具备的资料和条件：

（1）勘察、设计、建设（或监理）、施工等单位有关负责及技术人员到场；

（2）基础施工图和结构总说明；

（3）详勘阶段的岩土工程勘察报告；

（4）开挖完毕、槽底无浮土、松土（若分段开挖，则每段条件相同），条件良好的基槽。验槽以观察法为主，辅以钎探、夯音配合共同完成。钎孔布置表槽宽（cm）排列方式钎探深度（m）钎探间距（m）80~100中心一排1.51.5100~200两排错开1/2钎孔间距，距槽边20cm1.5——200以上梅花形1.51.51.2.5排水与降水（P34）在土方开挖过程中，当基坑（槽）底面位于地下水位以下时，土的含水层被切断，地下水会不断地渗入基坑。雨季施工时，地面水也会流入基坑，为了保证施工的正常进行，需人工降低地下水位，常采用明沟排水法和井点降水法。人工降低地下水方法：集水井降水（明沟排水、集水明沟法）井点降水：真空（轻型）井点降水喷射井点降水管井井点降水电渗井点降水

深井井点真空（轻型）井点和管井井点采用较广一、明沟排水集水明排法属于重力式排水，它是在开挖基坑时沿坑底周围挖排水沟，并每隔一定距离设置集水井，使基坑内挖土时渗出的水经排水沟流向集水井，然后用水泵将水抽出坑外。集水明排法是应用最广泛、最简单、经济的方法。（图1-33）适应范围：当基坑开挖深度不很大，基坑涌水量不大时，可采用集水明排法。图1-33明沟排水明沟、集水井布置多数是在基坑的两侧或四周设置排水明沟，在基坑四角或每隔30～40m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。当基坑开挖的土层由多种土组成，中部夹有透水性能的砂类土，基坑侧壁出现分层渗水时，可在基坑边坡上按不同高程分层设置明沟和集水井构成明排水系统，分层阻截和排除上部土层中的地下水，避免上层地下水冲刷基坑下部边坡造成塌方。二、井点降水概述：井点降水法是将带有滤管的降水工具沉设到基坑四周的土中，利用各种抽水工具，在不扰动土的结构情况下，将地下水抽出，使地下水位降低到坑底以下，保证基坑开挖能在较干燥的施工环境中进行。优点：不仅可避免大量涌水、冒泥、翻浆，而且在粉细砂、粉土层开挖基坑中，防止流砂现象发生；同时可提高边坡稳定性，减少土方开挖量；此外增加土颗粒间的压力使坑底土层更为密实；再者可改善施工条件，缩短工期。缺点：降水设备一次性投资高，费用较大，施工中应合理布置安排工期，减少作业时间，降低费用。井点降水的负面影响为坑外地下水位下降，基坑周围土体固结下沉。

1、真空（轻型）井点真空井点过去称为轻型井点是沿基坑周围以一定的间距埋入井管（下端为滤管），在地面上用水平铺设的集水总管将各井管连接起来，再于一定位置设置真空泵和离心泵，开动真空泵和离心泵后，地下水在真空吸力作用下，经滤管进入井管，然后经集水总管排出，这样就降低了地下水位（图1-4）。真空井点设备主要包括：井管（下端为滤管）、集水总管、水泵和动力装置等2.轻型井点的布置轻型井点布置应根据基坑大小与深度、土质、地下水位高低与流向、降水深度与要求及设备条件等确定。（1）平面布置单排布置适用于基坑（槽）宽度小于6m，且降水深度不超过6m的情况。双排布置适用于基坑（槽）大于6m或土质不良的情况；环形布置适用于基坑面积较大的情况。图1-36单排线状井点的布置图1-37双排线状井点布置图图1-38环形井点布置图三、截水和回灌技术在软弱土层中开挖基坑进行井点降水，部分细微土粒会随水流带出，再加上降水后土体的含水量降低，使土壤产生固结，因而引起周围地面的沉降，在建筑物密集地区进行降水施工，导致邻近建筑物产生下沉或开裂。为防止或减少井点降水对邻近建筑物的影响，减少地下水流失，一般采取在降水区和原有建筑物之间土层设置一道截水屏幕。通常采用抗渗挡墙截水技术和采取补充地下水的回灌技术。

1、截水截水是利用截水帷幕切断基坑外的地下水流入基坑内部。截水帷幕的类型有水泥土搅拌桩挡墙、高压旋喷桩挡墙、地下连续墙挡墙等，它们往往不只是为了挡水，同时作为基坑的支护结构用来挡土。截水帷幕的厚度应满足基坑防渗要求，截水帷幕的渗透系数宜小于1.0×10-6cm/s。为了阻止基坑内外的地下水相互渗流，截水帷幕的底部宜插入到不透水层（图1-11）图1-11落底式竖向截水帷幕当地下含水层渗透性较强、厚度较大时，可采用悬挂式竖向截水与坑内井点降水相结合或采用悬挂式竖向截水与水平封底相结合的方案。水平封底可采用化学注浆法或旋喷注浆法（图1-12）。目前形成截水帷幕的施工方法主要有高压喷射注浆法、深层搅拌法、压力灌注法、射水成墙法、小孔钻孔灌注法等。选用施工方法时，应根据水文地质条件及施工条件等因素综合确定。

2、回灌

（1）井点回灌降水对周围环境的影响，是由于土壤内地下水流失造成的。回灌技术即在降水井点和要保护的建（构）筑物之间打设一排井点（图1-13），在降水井点抽水的同时，通过回灌井点向土层内灌入一定数量的水（即降水井点抽出的水），形成一道隔水帷幕，从而阻止或减少回灌井点外侧被保护的建（构）筑物地下的地下水流失，使地下水位基本保持不变，这样就不会因降水使地基自重应力增加而引起地面沉降。

（2）砂沟、砂井回灌在降水井点与被保护建（构）筑物之间设置砂井作为回灌井，沿砂井布置一道砂沟，将降水井点抽出的水，适时、适量排入砂沟，再经砂井回灌到地下，实践证明亦能收到良好效果。回灌砂井的灌砂量，应取井孔体积的95%，填料宜采用含泥量不大于3%、不均匀系数在3～5之间的纯净中粗砂。另外可通过减缓降水速度减少对周围建筑物的影响。在砂质粉土中降水影响范围可达80m以上，降水曲线较平缓，为此可将井点管加长，减缓降水速度，防止产生过大的沉降。亦可在井点系统降水过程中，调小离心泵阀，减缓抽水速度。还可在邻近被保护建（构）筑物一侧，将井点管间距加大，需要时甚至暂停抽水。为防止抽水过程中将细微土粒带出，可根据土的粒径选择滤网。另外确保井点管周围砂滤层的厚度和施工质量，能有效防止降水引起的地面沉降。课堂作业：基坑支护有几种形式？叙述地下连续墙与逆作法施工过程。1.3基坑支护1.3.1钢板桩施工1、工作流程：测量放线钢板桩检验矫正，选择打桩机械钢板桩打设钢板桩拔除155在开挖的基坑周围打钢板桩,在柱位置上打入暂设的钢柱,在基坑中挖土,每下挖3～4m,装上一层构架支撑体系,挖土在钢构架网格中进行,亦可不预先打入钢柱,随挖随接长支柱适于在饱和软弱土层中开挖较大、较深基坑,钢板桩刚度不够时采用2、钢板桩施工过程156钢板桩是一种较老的基坑支护，适用于软土、淤泥质土、松散砂土及地下水多地区。钢板桩的种类很多，基本上分为平板与波浪形板桩两类。

常用于4m以下深度的较浅基坑或基槽，一般采用悬臂式板桩即依靠入土部分的土压力来维持板桩的稳定或顶部设一道支撑或拉锚。图

槽钢钢板桩截面型式

图常用锁口的钢板桩截面型式(a)一字型截面

157

波浪式板桩，尤其是“拉森”式钢板桩(上图)抗弯性能较好，施工应用较多。

常用锁口的钢板桩截面型式

(b)U型截面1.3.2.水泥桩墙施工1).桩墙式支护结构的构造要求(1)现浇钢筋混凝土支护结构的混凝土强度等级不得低于C20。(2)桩墙式支护结构的顶部应设圈梁，其宽度应大于桩、墙的厚度。桩、墙顶嵌入圈梁的深度不宜小于50mm；桩、墙内竖向钢筋锚入圈梁内的长度宜按受拉锚固要求确定。(3)支撑和腰梁，纵向钢筋直径不宜小于16mm；箍筋直径不应小于8mm。1.3.2.水泥桩墙施工1)灌注桩挡土结构施工

灌注桩挡土结构主要有钻(冲)孔灌注桩、人工挖孔灌注桩，布置形式可分为密排、疏排、双排，如图所示，疏排桩、双排桩可与止水帷幕结合使用。用做挡土结构的灌注桩直径一般为500～1200mm，桩间距(中心距)一般为1.5～2倍的桩径。桩间土可采用砂浆抹面、注浆保护。广州市海珠城广场工地基坑挡土墙发生坍塌事故2)深层搅拌水泥土挡土桩施工

深层搅拌水泥土挡土桩：利用水泥作固化剂，通过特制的机械将土与水泥强制拌和，使土硬结形成具有一定强度和遇水稳定的水泥土加固桩。水泥土搅拌桩施工分为湿法(喷浆)和干法(喷粉)对于基坑开挖深度较浅，一般小于7m时，可用此支护结构，它既可挡土又可挡水。若将深层水泥土单桩相互搭接施工，即形成重力坝式挡土墙。常见的布置形式有：连续壁状挡土墙、格栅式挡土墙。图

水泥土挡墙支护结构的常用布置形式(a)壁式(b)格栅式(c)拱式(d)设置型钢式(e)填料式深层搅拌水泥土挡土桩施工流程见图所示图SJB系列深层搅拌机1—输浆管2—外壳3—出水口4—进水口5—电动机6—导向滑块7—减速器8—搅拌轴9—中心管10—横向系统11—球形阀12—搅拌头水泥土搅拌桩施工步骤：(1)搅拌机械就位、调平；(2)预搅下沉至设计加固深度；(3)边喷浆(粉)、边搅拌提升直至预定的停浆(灰)面；(4)重复搅拌下沉至设计加固深度；(5)根据设计要求，喷浆(粉)或仅搅拌提升直至预定的停浆(灰)面；(6)关闭搅拌机械。水泥土墙的规范要求深层搅拌水泥土墙施工前，应进行成桩工艺及水泥掺入量或水泥浆的配合比试验，以确定相应的水泥掺入比或水泥浆水灰比;

浆喷深层搅拌的水泥掺入量宜为被加固土重度的15%～18%；粉喷深层搅拌的水泥掺入量宜为被加固土重度的13%～16%。

深层搅拌桩水泥土墙的桩位偏差不应大50mm，垂直度偏差不宜大于0.5%。水泥土桩应在施工后一周内进行开挖检查或采用钻孔取芯等手段检查成桩质量，若不符合设计要求应及时调整施工工艺。水泥土墙应在设计开挖龄期采用钻芯法检测墙身完整性，钻芯数量不宜少于总桩数的2%，且不应少于5根；并应根据设计要求取样进行单轴抗压强度试验。1.3.3地下连续墙施工在地面上采用专用挖槽机械设备，按一个单元槽段长度(一般6~8m)，沿着深基础或地下构筑物周边轴线，利用膨润土泥浆护壁开挖深槽。地下连续墙施工过程主要划分为三个阶段：准备工作阶段、成槽阶段和浇筑混凝土阶段。

地下连续墙按单元槽段逐段施工，每段施工程序如图10.8所示。

施工工艺过程修筑导墙→挖槽→吊放接头管(箱)、吊放钢筋笼→浇注混凝土。地下连续墙的规范要求

1、地下连续墙的常用墙厚为600～800mm，已建工程中最大厚度1200mm。墙厚除满足设计要求外，还需结合成槽机械的规格决定，不宜小于600mm。

2、地下连续墙单元墙段(槽段)的长度、形状，应根据整体平面布置、受力特性、槽壁稳定性、环境条件和施工要求等因素综合确定。3、地下连续墙受力钢筋应采用Ⅱ级钢筋，直径不宜小于20mm；构造钢筋可采用I级或Ⅱ级钢筋，直径不宜小于14mm；竖向钢筋的净距不宜小于75mm；构造钢筋的间距不应大于300mm。单元槽段的钢筋笼宜装配成一个整体；必须分段时，宜采用焊接或机械连接，在结构内力较小处布置接头位置，接头相互错开。4、钢筋的保护层厚度，对临时性支护结构不宜小于50mm，对永久性支护结构不宜小于70mm。竖向受力钢筋应有一半以上通长配置。5、当地下连续墙与主体结构连接时，预埋在墙内的受力钢筋、连接螺栓或连接钢板，均应满足受力计算要求，锚固长度满足现行《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)要求，预埋钢筋应采用I级钢筋，直径不宜大于20mm。6、地下连续墙墙体混凝土的抗渗等级不得小于0.6MPa，二层以上地下室不宜小于0.8MPa。7、当墙段之间的接缝不设止水带时，应选用锁口圆弧形、槽形或V形等可靠的防渗止水接头，接头面应严格清刷，不得存有夹泥或沉渣。（1）地下连续墙挖槽机械设备的选择挖槽机械设备主要是深槽挖掘机、泥浆制备搅拌机及处理机具。地下连续墙挖掘机械有多头钻、挖掘机及抓斗式挖掘机，如图10.9所示。（2）浇筑导墙结构为了保证挖槽竖直并防止机械碰撞槽壁，成槽施工之前，在地下连续墙设计的纵轴线位置上开挖导沟，在沟的两侧浇筑混凝土或钢筋混凝土导墙。导墙断面形式见图10.10所示。1准备工作导墙的作用：护槽口，为槽定位(标高、水平位置、垂直)，支撑(机械、钢筋笼等)，存放泥浆(可保持泥浆面高度)。（3）制备护壁泥浆地下连续墙施工是利用泥浆护壁成槽。泥浆的作用是维持直立槽壁面的稳定性，利用泥浆循环携带出挖掘土渣，同时泥浆还能降低钻具温度，减少磨损。通常用机械将膨润土搅拌成泥浆；控制泥浆性能的指标有密度、粘度、失水量和泥皮性质。泥浆的作用：护壁，携碴，冷却、润滑。地下连续墙施工单元槽段的长度，既是进行一次挖掘槽段的长度，也是浇筑混凝土的长度。划分单元槽段时，还应考虑槽段之间的接头位置，以保证地下连续墙的整体性。开挖前，将导沟内施工垃圾清除干净，注入符合要求的泥浆。成槽应连续进行，成槽后将槽底残渣清除干净，即可安放钢筋笼。

2成槽施工4钢筋笼吊放3清底采取在钢筋笼内放桁架的方法防止钢筋笼起吊时变形。地下连续墙槽段之间的垂直接头，作为基坑开挖的防渗挡土临时结构时，要求接头密合、不夹泥；作为主体结构侧墙或结构部分的地下墙，除要求接头抗渗挡土外，还要求有抗剪能力。非抗剪接头常采用接头管的形式。钢筋笼按单元槽段组成一个整体。5槽段接头常用的施工接头有接头箱、隔板式和锁扣管接头接头管(锁口管)接头（应用最多）一个单元槽段土方挖好后，于槽段端部用吊车放入接头管，然后吊放钢筋笼并浇筑混凝土，待浇筑的混凝土强度达到0.05～0.20MPa时(一般在混凝土浇筑后3～5h，视气温而定)，开始用吊车或液压顶升架提拔接头管，上拔速度应与混凝土浇筑速度、混凝土强度增长速度相适应，一般为2～4m/h，应在混凝土浇筑结束后8h以内将接头管全部拔出。接头管直径一般比墙厚小50mm，可根据需要分段、接长。端部半圆形可以增强整体性和防水能力。6水下浇筑混凝土1811821831841851861871881891901911921931941951961971981991.3.4逆作法（逆筑法）施工(1)逆作法的工艺原理与优缺点应用：

逆作法是施工高层建筑多层地下室和其他多层地下结构的有效方法。

国外如美、日、德、法等国家，在多层地下结构施工中已广泛应用，收到较好的效果。

如美国75层、高203m的芝加哥水塔广场大厦的4层地下室，就是用18m深的地下连续墙和144根大直径钻孔灌桩做中间支承柱，以逆作法进行施工的。

我国上海高116m的电信大楼的3层地下室都应用了逆作法。逆作法的工艺原理：如图所示：先沿建筑物地下室轴线(地下连续墙也是地下室结构承重墙)或周围(地下连续墙等只用作支护结构)施工地下连续墙或其他支护结构，同时在建筑物内部的有关位置(柱子或隔墙相交处等，根据需要计算确定)浇筑或打下中间支承柱，然后施工地面一层的梁板楼面结构，随后逐层向下开挖土方和浇筑各层地下结构，直至底板