基槽开挖与浅基础施工

基槽（基坑）开挖与浅基础施工一、基槽（基坑）开挖

1、土的工程分类与鉴别

按土开挖的难易程度将土分为：松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚硬石等八类。松土和普通土可直接用铁锹开挖，或用铲运机、推土机、挖土机施工；坚土、砂砾坚土和软石要用镐、撬棍开挖，或预先松土，部分用爆破的方法施工；次坚石、坚石和特坚硬石一般要用爆破方法施工。土的工程分类与现场鉴别方法见下表

：

土的工程分类与现场鉴别方法表土的分类

土的名称

可松性系数

现场鉴别方法

KSK’s一类土(松软土)

砂，亚砂土，冲积砂土层，种植土，泥炭(淤泥)

1.08～1.17

1.01～1.03

能用锹、锄头挖掘

二类土(普通土)

亚粘土，潮湿的黄土，夹有碎石、卵石的砂，种植土，填筑土及亚砂土

1.14～1.28

1.02～1.05

用锹、锄头挖掘，少许用镐翻松

三类土(坚土)

软及中等密实粘土，重亚粘土，粗砾石，干黄土及含碎石、卵石的黄土、亚粘土，压实的填筑土

1.24～1.30

1.04～1.07

要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用撬棍

四类土(砂砾坚土)

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

1.26～1.32

1.06～1.09

整个用镐、撬棍，然后用锹挖掘，部分用楔子及大锤

土的分类

土的名称

可松性系数

现场鉴别方法

KSK’s五类土(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，软的石炭岩

1.30～1.451.10～1.20用镐或撬棍、大锤挖掘，部分使用爆破方法六类土(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1.30～1.451.10～1.20用爆破方法开挖,部分用风镐七类土(坚石)大理岩，辉绿岩，玢岩，粗、中粒花岗岩，坚实的白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩，风化痕迹的安山岩、玄武岩

1.30～1.451.10～1.20用爆破方法开挖

八类土(特坚硬石))

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1.45～1.501.20～1.30用爆破方法开挖土的工程分类与现场鉴别方法表（续）2、土的工程性质（1）土的含水量：指土中水的质量与固体颗粒质量之比的百分率。式中：m湿——含水状态土的质量，kg；m干——烘干后土的质量，kg；

mW——土中水的质量，kg；

mS—固体颗粒的质量，kg。

土的含水量随气候条件、雨雪和地下水的影响而变化，对土方边坡的稳定性及填方密实程度有直接的影响。（2）土的天然密度和干密度①土的天然密度:

指在天然状态下，单位体积土的质量。它与土的密实程度和含水量有关，在运土选择机械时，要把重量换算成体积，要用到天然密度。土的天然密度按下式计算：

式中ρ——土的天然密度，kg/m3；m——土的总质量，kg；V—土的体积，m3。②土的干密度:

指土的固体颗粒质量与总体积的比值，用下式表示：式中

ρd——土的干密度，kg/m3；

mS——固体颗粒质量，kg；V—土的体积，m3。

在一定程度上，土的干密度反映了土的颗粒排列紧密程度。土的干密度愈大，表示土愈密实。土的密实程度主要通过检验填方土的干密度和含水量来控制。

（3）土的可松性土的可松性：

天然土经开挖后，其体积因松散而增加，虽经振动夯实，仍然不能完全复原，土的这种性质称为土的可松性。式中KS、KS′——土的最初、最终可松性系数；

V1——土在天然状态下的体积，m3；V2——土挖出后在松散状态下的体积，m3；V3——土经压(夯)实后的体积，m3。土的最初可松性系数KS是计算车辆装运土方体积及挖土机械的主要参数；土的最终可松性系数是计算填方所需挖土工程量的主要参数，各类土的可松性系数见下表

土的类别

KSKS/土的类别KSKS/一类土1.08~1.171.01~1.03四类土1.26~1.451.06~1.20二类土1.14~1.241.02~1.05五类土1.30~1.501.10~1.30三类土1.24~1.301.04~1.07六类土1.45~1.501.28~1.30

土的可松性系数表（4）土的渗透性土的渗透性指土体被水透过的性质。土的渗透性用渗透系数表示。渗透系数表示单位时间内水穿透土层的能力，以m/d表示；它同土的颗粒级配、密实程度等有关，是人工降低地下水位及选择各类井点的主要参数。土的渗透系数见下表

土的名称

渗透系数(m/d)

土的名称渗透系数(m/d)

粘土

＜0.005

中砂

5.00～20.00

亚

粘

土

0.005～0.10

均质中砂

35～50

轻亚粘土

0.10～0.50

粗砂

20～50

黄土

0.25～0.50

圆

砾

石

50～100

粉砂

0.50～1.00

卵石

100～500

细砂

1.00～5.00

土的渗透系数参考表

2、开挖方式的选择（1）人工挖（2）机械挖

机械施工时要求有主导机械（挖土机）和辅助机械（自卸汽车）配套使用，要求了解机械的种类、工作原理、性能和会进行机械配套计算。（参见课本59页-63页）目前工程中常用是单斗挖土机，按行走装置的不同有履带式和轮胎式两种，按工作装置的不同有正铲、反铲、拉铲和抓铲四种基槽（基坑）开挖机械选择的经验总结：(1)地面上的坑式开挖单个基坑和中小型基础基坑开挖，在地面上作业时，多采用抓铲挖土机和反铲挖土机。抓铲挖土机适用于一、二类土质和较深的基坑；反铲挖土机适于四类以下土质，深度在4m以内的基坑。(2)长槽式开挖指在地面上开挖具有一定截面、长度的基槽或沟槽，适于挖大型厂房的柱列基础和管沟，宜采用反铲挖土机；若为水中取土或土质为淤泥，且坑底较深，则可选择抓铲挖土机挖土。若土质干燥，槽底开挖不深，基槽长30m以上，可采用推土机或铲运机施工。

(3)整片开挖对于大型浅基坑且基坑土干燥，可采用正铲挖土机开挖。若基坑内土潮湿，则采用拉铲或反铲挖土机，可在坑上作业

(4)独立柱基础及小截面条形基础采用小型液压轮胎式反铲挖土机配以翻斗车来完成浅基坑(槽)的挖掘和运土。3、开挖工程中遇到的问题与解决措施（1）边坡下滑甚至塌方，解决措施是放坡或加土壁支撑①直壁挖不加支撑的条件

地质条件良好、土质均匀且地下水位低于基坑(槽)或管沟底面标高，深度不超过下列规定：密实、中密的砂土和碎石类土(充填物为砂土)：1.0m；硬塑、可塑的粉土及粉质粘土：1.25m；硬塑、可塑的粘土和碎石类土(充填物为粘性土)：1.5m；坚硬的粘土：2m。②放坡不加支撑时放坡的规定：

边坡坡度系数的含义：

土方边坡的坡度以挖方深度(或填方深度)

h与底宽b之比表示即土方边坡坡度=

h/b=1/(b/h)=1∶m

式中m=b/h

称为边坡度系数。

深度在5m内的基坑(槽)、管沟边坡的最陡坡度

规定表土的类别

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∶1.00

1：1.251：1.50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----

永久性挖方边坡坡度应按设计要求放坡。临时性挖方的边坡值应符合下表规定。（开挖深度：软土≤

4m;硬土≤8m）

临时性挖方边坡值规定表土的类别

边坡值(高∶宽)

砂土(不包括细砂、粉砂)

1∶1.25～1∶1.50

一般性粘土

硬

1∶0.75～1∶1.00硬、塑

1∶1.00～1∶1.25

软

1∶1.50或更缓

碎石类土

充填坚硬、硬塑粘性土

1∶0.50～1∶1.00

充填砂土

1∶1.00～1∶1.50

③直壁开挖支撑护坡土壁支撑形式应根据开挖深度和宽度、土质和地下水条件以及开挖方法、相邻建筑物等情况进行选择和设计。横撑式支撑横撑式支撑由挡土板、楞木和工具式横撑组成，用于宽度不大深度较小沟槽开挖的土壁支撑

板桩式支撑

板桩式支撑特别适用于地下水位较高且土质为细颗粒、松散饱和土的支护，可防治流砂现象产生。

板桩支撑作用：使地下水在土中的渗流路线延长，减小了动水压力，从而可预防流砂的产生；板桩支撑既挡土又防水，特别适于开挖较深、地下水位较高的大型基坑；可以防止基坑附近建筑物基础下沉。

目前板桩常用的有双层围檩插桩和单层围檩分段复打双层围檩插桩法是在桩的轴线两侧先安装双层围檩(一定高度的钢制栅栏)支架后，将钢板桩依次锁口咬合全部插入双层围檩间。见下图单层围檩分段复打是在板桩轴线一侧安装好单层围檩支架，将10～20块钢板桩拼装组成施工段插入土中一定深度，形成一段钢板桩墙，即屏风墙。见下图另外还有水泥土墙支护、土钉墙支护、排桩墙支护和锚杆支护四种（2）开挖土方量的计算

基坑土方量：

按立体几何中拟柱体(由两个平行的平面作底的一种多面体)体积公式计算即式中H——基坑深度，m；

A1、A2——基坑上、下底的面积，m2；

A0—基坑中截面的面积，m2。基槽土方量

可沿长度方向分段计算

式中

V1——第一段的土方量，m3；

L1—第一段的长度，m。将各段土方量相加即得总土方量：（3）超挖控制当基槽(坑)挖到离坑底0.5m左右时，根据龙门板上标高及时用水准仪抄平，方法：在土壁上打上水平桩作为控制开挖深度的依据即可。（4）异常局部地基处理异常地基：指在浅基础开挖基槽(坑)的施工中或验槽(坑)时，发现基槽(坑)范围内有洞穴、软弱土层或岩基、墙基等局部异常地基。处理的方法和原则：将局部软弱层或硬物尽可能挖除，回填与天然土压缩性相近的材料，分层夯实；处理后的地基应保证建筑物各部位沉降量趋于一致，以减少地基的不均匀下沉。软松土坑(填土、墓穴、淤泥)的处理:

将坑中的软松土、虚土全部挖除，使坑底及四周均见天然土，然后用与坑边天然土层相近的材料分层夯实回填至坑底标高处。常用回填材料有砂、砂砾石、天然土、3∶7或2∶8的灰土。采用天然土分层夯实回填时，每层厚度200mm，如图a所示。软松土坑范围较大，超过地槽的宽度时，应将该范围内的基槽适当加宽，挖至天然层，将部分基础加深，做成1∶2踏步与两端相接，如图c所示。

对于范围和深度较大的软土坑，由于回填材料与天然地基密实度相差较大，会造成基础不均匀下沉，所以还要考虑加强上部结构的强度，以抵抗地基不均匀沉降而引起的内力。在防潮层下设钢筋混凝土或钢筋砖圈梁(图1.37)

砖井、枯井、土井的处理:

当井在基槽范围内时，应将井的井圈拆至地槽下1m以上，井内用中砂、砂卵石材料分层夯填处理，在拆除范围内用2∶8或3∶7灰土分层回填夯实至槽底(图1.38)。局部范围内(硬物)的处理

：

当桩基或部分基槽下有基岩、旧墙基、老灰土、压实路面等硬土或坚硬物时，首先在地坑、地槽范围内尽可能地挖除，以免基础局部落在硬物上造成不均匀沉降使上部建筑物开裂。硬土、硬物挖除后，若深度小于15m时，可用砂、砂卵石或灰土回填；若长度大于5m时，则将槽底做1∶2踏步灰土垫层与两端紧密连接，然后做落深基础。

橡皮土的处理：

当地基为粘性土，含水量大且趋于饱和时，如果直接夯打或反复碾压，就容易形成有颤动弹性感的“橡皮土”。对于含水量高的粘性土，施工中避免直接夯拍，拟采用晾槽或掺石灰粉的办法降低含水量后压实。若施工中已出现橡皮土，则应将橡皮土层挖除，然后在槽底适当加深的情况下铺垫一层承载力高、适应设计要求的垫层地基，如砂土或级配砂石垫层等。二、基槽（基坑）检验—验槽1、验槽的目的意义：

基槽（坑）挖至基底设计标高后，施工单位必须通知勘察、设计、监理、建设单位会同验槽，需处理经处理合格后签证，再进行基础工程施工。这是确保工程质量的关键程序之一。验槽目的在于检查地基是否与勘察设计资料相符合。

2、验槽(坑)的主要内容：（1）核对基槽(坑)的位置、平面尺寸、坑底标高

（2）核对基槽(坑)土质和地下水情况，（3）空穴、古墓、古井、防空掩体及地下埋设物的位置、深度、形状。要求对整个基槽(坑)底进行全面观察，注意土的颜色是否一致，土的坚硬程度是否一样，有无软硬不一或弱土层，局部的含水量有无异常现象，走上去有无颤动的感觉等。验槽的重点应选择在桩基、承重墙或其他受力较大部位。（3）验槽的方法：

验槽主要靠施工经验以观测为主，对于基底以下的不可见部位，要辅以钎探、夯音配合共同完成。

钎探简介：

钎探方法是将一定长度的钢钎打入槽底以下的土层内，钎探基槽底以下2~3倍基础宽度的深度范围内土质情况的，根据每打入一定深度的锤击次数，间接的判断地基土质的情况，分人工和机械两种方法。

人工打钎时，钢钎用直径为22~25毫米的钢筋制成，钎尖为600尖锥状，钎长为1.8~2.0米，打钎用的锤重为3.6~4.5磅，举锤高度约50~70厘米，并记录每打入土层30厘米的锤击数。打钎机打钎时，锤重约10千克，锤的落距为50厘米，钢钎用直径25毫米，长1.8米的。

基坑钎探示意图

1—重锤；2—滑轮；3—操纵绳；

4—三角架；5—钢钎；6—基坑底图钎孔布置和钎探深度

钎孔布置和钎探深度应根据地基土质的复杂情况和基槽宽度、形状而定，一般

可参见下表槽宽(cm)排列方式间距(m)钎探深度(m)小于80中心一排1~2

1.280~200两排错开1~2

1.5大于200梅花形1~2

2.0柱基梅花形1~2

大于或等于1.5米，并不浅于短边宽度

钎探记录和结果分析

先绘制基槽平面图，在图上根据要求确定钎探点的平面位置，并依次编号制成钎探平面图。钎探时按钎探平面图标定的钎探点顺序进行，最后整理成钎探记录。钎探完毕后，逐层的分析，将锤击数显著过多或过少的钎孔标记核查。项序项目允许偏差或允许值(mm)检查方法桩基基坑基槽挖方场地平整

管沟地(路)面基层人工机械主控项目1标高-503050-50-50水准仪

2长度、宽度(由设计中心线向两边量)+200-50+300-100+500-150+100_经纬仪，用钢尺量3边坡设计要求

观察或用坡度尺检查

一般项目1表面平整度2020502020用2m靠尺和楔形塞尺检查2基底土性设计要求观察或土样分析土方开挖质量检验标准

（4）检验的标准：三、垫层施工

目前常用的垫层有3㎝～5㎝厚的

3：7灰土和2：8灰土以及垫层60㎜～100㎜厚，标号为75号～100号的混凝土。

垫层施工完毕后，应用水准仪进行抄平，后用墨斗弹出基础底面边缘线、墙身中心线、墙身边缘线作为基础施工的依据，俗称“抄平、弹线”。四、浅基础施工1、砖基础：用于地质条件好、地下水位较低的五层以下砖混结构建筑中分等高式、间隔式

两种2、毛石基础

用于地下水位较高，冻结深度较深的单层民用建筑

3、灰土基础、三合土基础4、混凝土基础

用于潮湿的地基或有水的基槽中5、钢筋混凝土基础

用于上部荷载大，地下水位高的大、中型工业建筑，多层民用建筑

五、基坑回填与压实1、土料选择：

选择填方土料应符合设计要求，如设计无要求时，应符合下列规定：

（1）

碎石类土、砂土(使用细、粉砂时应取得设计单位同意)和爆破石碴，可用作表层以下的填料；

（2）含水量符合压实要求的粘性土，可用作各层填料；碎块草皮和有机质含量大于8％的土，仅用于无压实要求的填方工程；淤泥和淤泥质土一般不能用作填料，但在软土或沼泽地区，经过处理其含水量符合压实要求后，可用于填方中的次要部位；含盐量符合规定的盐渍土，一般可以使用，但填料中不得含有盐晶、盐块或含盐植物的根茎。

（3）碎石类土或爆破石碴用作填料时，其最大粒径不得超过每层铺填厚度的2／3(当使用振动辗时，不得超过每层铺填厚度的3／4)。铺填时，大块料不应集中，且不得填在分段接头处或填方与山坡连接处。填方内有打桩或其他特殊工程时，块(漂)石填料的最大粒径不应超过设计要求。

2、施工要求

填方前，应根据工程特点、填料种类、设计压实系数、施工条件等合理选择压实机具，并确定填料含水量控制范围、铺土厚度和压实遍数等参数。对于重要的填方工程或采用新型压实机具时，上述参数应通过填土压实试验确定。

填土时应先清除基底的树根、积水、淤泥和有机杂物，并分层回填、压实。填土应尽量采用同类土填筑。如采用不同类填料分层填筑时，上层宜填筑透水性较小的填料，下层宜填筑透水性较大的填料。填方基土表面应作成适当的排水坡度，边坡不得用透水性较小的填料封闭。填方施工应接近水平的分层填筑。当填方位于倾斜的地面时，应先将斜坡挖成阶梯状，然后分层填筑以防填土横向移动。

分段填筑时，每层接缝处应作成斜坡形，辗迹重叠0．5～1．0m。上、下层错缝距离不应小于1m。

3、压实方法

填土压实方法有碾压、夯实和振动三种。（1）碾压法碾压法是由沿着表面滚动的鼓筒或轮子的压力压实土壤。一切拖动和自动的碾压机具，如平滚碾、羊足碾和气胎碾等的工作都属于同一原理。

适用范围：主要用于大面积填土。（2）夯实法夯实法是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤，夯实机具类型较多，有木夯、石夯、蛙式打夯机，其中蛙式打夯机应用最广适用范围：主要用于小面积的回填土。（3）、振动法是将重锤放在土层的表面或内部，借助于振动设备使重锤振动，土壤颗粒即发生相对位移达到紧密状态。适用范围：主要用于振实非粘性土。

4、影响因素填土压实的主要影响因素为压实功、土的含水量以及每层铺土厚度

土的最佳含水量和最大干密度参考表

项次土的种类变动范围最佳含水量(%)(质量比)最大干密度(g/cm3)1砂土8～121.80～1.882粘土19～231.58～1.703粉质粘土12～151.85～1.954粉土16～221.61～1.80