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地基与基础工程施工
实训课题一 实训题目：常见土的野外鉴别 实训方式：将学生分成若干小组，选择有代表性的一个或多个基坑开挖现场，针对已开 挖基坑中的不同土层，在指导教师或工程技术人员的指导下，进行常见土的野外鉴别。 实训目的： 对工程现场的地基情况有一个全面了解， 并初步学会地基土的简单鉴别方法， 积累经验，增加感性认识。 实训内容和要求：观察地基土的特征，了解地基土的成层构造，并根据前述野外简单鉴 别方法，靠目测、手感和借助一些简单工具，鉴定各层土的名称。为取得较好的实训效果， 指导教师要根据具体情况编写实训指导书。 实训成果： 实践活动中经互相讨论后每组出一份鉴别结果， 并与工程地质勘察报告相对 照，检验鉴别结果的准确性，并谈谈对土的现场简单鉴别方法的认识和感受。若现场鉴别结 果有错误或误差， 要在指导教师或工程技术人员的指导下分析原因， 以取得较好的实训效果。 实训课题二 实训题目：土工试验 实训方式：将学生分成若干小组，在指导教师或试验员的指导下，进行土工基本试验。 实训目的： 土工试验是学习土力学基本理论不可缺少的教学环节， 也是地基基础施工现 场的一项重要工作。通过试验，可以加深对基本理论的理解，同时也是学习试验方法、试验 技能和培养试验结果分析能力的重要途径。 实训内容和要求：进行密度、天然含水量、土粒相对密度、液限、塑限、击实等试验， 掌握试验目的、仪器设备、操作步骤、成果整理等环节。土工试验方法应遵循《土工试验方 法标准》(GB／T5)，并根据本校实验室具体情况编写{ira 试验手册》 。 实训成果：试验完成后，将试验数据填人试验记录表，并写出试验过程。各小组间交流 成果，进行分析讨论，由指导教师讲评，以提高学生的实际动手能力。 买训课题 实训题目：工程地质勘察报告阅读及现场参观 实训方式： 将学生分成若干小组， 在指导教师或工程技术人员的带领下参观一个具体的 基坑开挖现场，并进行该建筑场地工程地质勘察报告的阅读。 实训目的： 通过现场参观和地质勘察报告的阅读， 使学生对工程现场的地基土情况有一 个全面了解，并初步学会工程地质勘察报告的使用。 实训内容和要求： 学生应了解该房屋建筑的工程特点及场地特征， 了解工程地质勘察报 告的目的、任务和要求，主要内容和工作，土层分布和土层描述的内容；理解关于地基土物 理力学性质指标的意义和确定方法，能看懂工程地质勘察报告的附图、附表等；明确场地评 价和地基基础设计与施工的建议；了解本工程基础类型、地基处理方法、基坑开挖与支护方 案等。 实训成果：实训结束后，针对工程地质勘察报告的阅读和本工程基础设计、地基处 理、基坑开挖与支护的类型、特点，以及现场参观情况，写出实训报告，其内容应能工程地 质资料和工程特点联系起来，阐述它们之间的有关工程问题。并组织学生进行分析讨论，指 导教师讲评，以提高学生分析问题的能力，积累工程经验。课题 3 土方填筑与压实 3.1 填筑材料要求 填方土料应符合设计要求． 以保证填方工程的质量， 如设让无要求时， 应符合以下规定：含有大量有机物的土，石膏或水溶性硫酸盐含量大于 5％的士，冻结或液化状态的泥炭、黏 土或粉状砂质黏土等，一般不能作填土之用。填土应分层进行，并尽量采用同类土填筑。如 采用不同土填筑时， 应将透水性较大的土层置于透水性较小的土层之下， 不能将各种土混杂 在一起使用，以免填方内形成水囊。填土必须具有一定的密实度，以避免建筑物的不均匀沉 陷。填土密实度以设计规定的控制干密度作为检查标准。 3．2 土的压实原理 对于黏性士而言，其压实原理为：当含水量较小时，土中水主要是强结合水，土粒周围 的水膜很薄， 颗粒间较大的分子引力阻止颗粒移动， 在外力作用下不易改变原来位置。 因此， 对这样的土进行压实就比较困难；当含水量适当增大时，土中结合水膜变厚，土粒问的连接 力减弱而使土粒容易移动，此时进行压实，效果就会好些；但当含水量继续增大时，土中水 膜变厚， 出现了自由水， 对土进行压实时， 孔隙中过多的水分不易立即排出， 反而不易压实。 对于无黏性土而言，要想达到比较好的压实效果，就需有一定静荷载与动荷载联合作用。 3．3 填土压实方法 填土压实的方法有碾压、夯实和振动压实几种。 3．31 碾压法 碾压法是利用机械滚轮的压力压实土壤， 适用于大面积填土工程。 碾压机械一般有平碾(压 路机)、羊足碾、振动碾。 平碾．黑称光面碾，适用于碾压破类土和黏性土。羊足碾，是在平碾滚筒上焊有若干羊足 状的突出物而成(图 3—28)。羊足碾特别适用于黏性土的压实，对王非黏性土及含水量过高 的黏性土均不适用，振动碾是一种撅勃莉碾压同时作用的高效能压实机械， ，适用于爆破石 渣、碎石类土、杂填土等大型填方工程。图 3.28 羊足碾 3．3．2 夯实法 夯实法是利用夯锤自由下落的冲击力来夯实土壤。夯实机械主要有夯锤、内燃夯土机、蛙 式打夯机。夯实法由于尺寸小、质量轻、故多用于小面积回填土的夯实。 夯锤是借助起重机悬挂一重锤进行夯土的夯实机械，常用于夯实砂性土、湿陷性黄土、 杂填土以及含有石块的填土。蛙式打夯机由于构造简单、使用轻便，是建筑工地上常用的一 种夯实机械。蛙式打夯机工作时，由电动机带动夯锤上部的偏心块旋转，由于偏心块离心力 的作用，使夯锤连续冲击地面。偏心块每回转一周，夯锤冲击地面一次，同时带动机身前移 一步。 3．3．3 振动压实法 振动压实法是利用机械的静压力和激振力的共同作用压实土料。 振动压实机械有振动板和 振动碾两大类。 振动板主要用于狭窄场地的小量填方压实， 振动碾主要用于大体积填方的压 实。 3．4 填土压实质量标准填土压实后，应具有一定的密实度。密实度的检验以设计规定的控制干密度为标准。土 的控制干密度与最大干密度之比称为压实系数。 不同的填方工程， 设计要求的压实系数不同。 对于一般场地乎整，一辱实系数在 0.9 左右，对于地基填土为 0．93～o 97 填方乐实后的干 密度．廊有 90％121 r 符合设计耍求．其余 10％的最低值与设计值的差，不得大于 0．O88∥cm3，日应分散．不官隼中检查土的实际干桁唐．亓 T 零甲环 1』婆啦样驯疋。取 样组数为：基坑回填每 30～50m3 取样一组(每个基坑不少于一组)；基槽或管沟回填每层持 长度 20～50m 取样一组；室内填土每层按 l00～500m2 取样一组；场地平整填方每层按 400 —900m2 取样一组。取样部位应在每层压实后的下半部。取样后先称出土的湿密度并测定 含水量，然后用下式计算土实际干密度 p0： P0：-告 (3．29) P02—瓦 L孓 式中 p——土的湿密度(9／on?)； “——土的湿含水量(％)。 ． 根据上式计算所得的 P0≥Pd(控制干密度)，则压实合格；若 Po<舶，则压实不够应采取 相应措施，提高压实质量。 3．5 填土压实的影响因素 影响填土压实质量的因素有很多，其中主要影响因素有：压实功、含水量和铺土厚度。 3．5．1 压实功的影响 填土压实后的密度与压实机械对其所施加的功的关系见图 3—29 所示。 从图中可看出二 者的关系：当土的含水量一定，在开始压实时，土的密度急剧增加，待到接近土的最大密度 时，压实功虽然增加许多，但土的密度几乎没有变化。在实际施工中，对于砂土只需碾压或 夯击 2～3 遍，对亚砂土只需 所耗的功(N·m)图 3—29 土的密度与压实功的关系示意图 于松土不宜用重型碾压机械直接碾压，否则土层有强烈起伏现象，压实效果不佳。若先用轻 碾压实，再用重锤压实效果会更好。 3．5．2 含水量的影响 在同一压实功条件下，填土的含水量对压实质量有直接影响，如图 3—30 所示。 用 同样的方法压实不同含水量的土，压实后土的密实度各不相同。较干燥的土，由于土颗粒之 间摩阻力减小，因此不容易被压实。但若含水量过大时，成为橡皮土，也不易压实。在同样 压实功的条件下，能使填土压实获得最大密实度时的含水量，称为最优含水量。各种土的最 优含水量和最大干密度可参见表 3-8。 各种土的最佳含水量和最大干重度的参考值 表 3-8 土的类别 最 佳 含 水 量最 大 干 重 度 (kN土的类别 最 佳 含 水 量最大干重度(kN(％) 砂土 粉土 8—12。 9～l5／m3) 18～l88 16—18 粉质黏土 黏土(％) 12～21 19～23／矗) 185～l95 158～I7图 3．30 土的干密度与含水量关系 图 3—31 压实作用沿深度的变化 3．5．3 铺土厚度的影鱼 土在压实功的作用下， 其应力随深度增加而逐渐减少(图 3。 所示)， 31 但超过一定深度后， 虽然仍反复碾压，土的密实度增加却很小。压实机压实深度与压实机械、土的性质和含水量 等有关。铺土厚度应小于压实机械压土时的压实影响深度。为使压实机械消耗能量最少，铺 土厚度有一个最优厚度范围， 在这个厚度范围内， 可以使填土在获得设计要求密度的条件下， 压实机械压实遍数最少，最优铺土厚度可按表 3-9 选用。填方每层的铺土厚度和压实遍数 表 3-9 压实机具 每 层 铺 土 厚 度 每 层 压 实 遍 数 压实机具 每层铺土厚度(mm) 每 层 压 实 遍 数 (nm) (遍) (遍) 平碾 ／ 振动压实 机 250～350√ 3—4 250 ～ 300 、 6—8 柴油打夯 机 人工打夯 250～250 <200＼／ 3—4 3～4注：人工打夯时，±块粒径不应大于 50mm。 实训课题 实训题目：制定场地平整施工方案 实训内容：某工程地形及方格网见图 3。32 所示，方格网边长 20m×20m，土质为亚黏 土，场地排水坡度为 i，=2?，i。=3％。 ；基坑平面尺寸为 66m×36m，开挖深度为 4．5m。现场除留 800m3 作为基坑回填土外，其余均按综合平衡考虑。 实训要求： 1，确定场地平整的设计标高。 2．计算挖、填土方量。 7 3．划分土方调配区，计算平均运距，进行土方调配。 4．制定施工方案及施工顺序。 实训方式：以实训教学专用周的形式进行，时间为 0．5 周，电可根据各校具体胯况安 排。 实训成果：实训结束后，每位学生提供一份实训资料，按照施工企业技术资料归档要求 装订成册。单元 4 基坑工程施工 知识点：基坑(槽)施工工艺、钎探与验槽及常见质量通病防治；土壁支护；基坑降 水；施工方案的编制。 教学目标：熟悉钎探与验槽的目的、方法及注意事项；熟悉基坑(槽)施工常见质量 通病防治；能陈述土壁支护的类型与构造，正确实施土壁支护方案；能选择基坑降水方法； 能正确采用基坑(槽)施工的一般技术，编写施工方案。 课题 l 基坑(槽)施工 基坑(槽)的施工，首先应进行房屋定位和标高引测，然后根据基础的底面尺寸、埋 置深度、土质好坏、地下水位的高低及季节性变化等不同情况，考虑施工需要，确定是否需 要留置工作面、放坡、增加排水设施和设置支撑，从而定出挖土边线和进行放灰线 工作。 1．1 测量放线 基槽放线：根据房屋轴线控制点，首先将外墙轴线的交叉点用木桩测设在地面上， 并在桩顶钉上铁钉作为标志。房屋外墙轴线测定后，再根据建筑物平面图，将内部开间所有 轴线都一一测出。 最后根据中心轴线用石灰在地面上撒出基槽开挖边线。 同时在房屋四周离 基坑边一定距离设置龙门板，以便于基础施工时复核轴线位置和标高。 柱基放线：在基坑开挖前，从设计图上查对基础的纵横轴线编号和基础施工详图， 根据柱子的纵横轴线， 用经纬仪在矩形控制网上测定基础中心线的端点， 同时在每个柱基中 心线上，测定基础定位桩，每个基础的中心线上设置四个定位木桩，其桩位离基础开挖线的 距离为 O．5～1 0m。若基础之间的距离不大，可每隔 1～2 个或几个基础打一定位桩，但两 个定位桩的间距以不超过 20m 为宜，以便拉线恢复中间柱基的中线。桩顶上钉一钉子，标明 中心线的位置。 然后按施工图上柱基的尺寸和按边坡系数确定的挖土边线的尺寸， 放出基坑 上口挖土灰线，标出挖土范围。 大基坑开挖，根据房屋的控制点用经纬仪放出基坑四周的挖土边线。 1．2 施工工艺 1．2．1 施 X-准备 (1)学习和审查图纸 检查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； 掌握设计内容及各项技术要求，了解工程规模、结构形式、特点、工程量和质量要求；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；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；并向参加施工人员进行技术交底。 (2)查勘施工现场 摸清工程场地情况， 收集施工需求的各项资料， 包括施工场地地形、 地貌、 地质水文、 河流、气象、运输道路、 『临近建筑物、地下基础、管线、电缆、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，以便为施工规划和准 备提供可靠的资料和数据。 (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；提出需用施工机具、劳力计划，推广新技术。 (4)平整施工场地 按设计或施工要求的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、草皮以及不宜作回 填的土料，应分情况采取全部挖除、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 i 昱扬 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 i 乱舅埘§—故 (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％e，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，阻止坡顶雨水流人开挖基坑区域内， 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 根据给定的国家永久性控制坐标和水准点，按建筑物总平面要求，引测到现场。在 工程施工区域设置测量控制网，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路线，并有保护标志；场地整平 应设方格网，在各方格点上做控制桩，并测出各标桩处的自然地形、标高，作为计算挖、填 土方量和施工控制的依据。 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。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(如工具库、材料库、机具库、修理棚、休息棚等)，同时敷设现场供水、供电、供 压缩空气(爆破石方用)管线路，并进行试水、试电、试气。 (四)准备机具、物资及人员 做好设备调配，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、管理人员及技术工人；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 T 程新机具、新工艺、新技术，组织力拿进彳亍研制和试验。 1．2．2 操作工艺 开挖基坑(槽)应按规定的定奇 i 合理确定犴挖顺序， 连续进行施工。 相邻基坑开挖 时， 应遵循先深后浅或同时进行的原则。 挖土应自上而下水平分段分层篓行， J 丢 0． 左 -每 3m． 右，边笙边检查坑底宽度和堡度，不堡堕墨时修整，每 3m 左右修二次篓，至设蔓孥妻 7 后 再进行一次修坡清底， 检查坑底宽和标高， 要譬坑底凹凸不超过三里土除留一部分用作回填 外，不得在场地内任意堆垫，应把多余的土运到弃土地区，以免妨 不应超过 1．5m。l 基坑开挖后若不能立即进行下二蘧 i 蓐．-夏预酉币～30cm 土层不 挖，等(封莲罕于=F 面=F‘鬲施工时再挖到设计标高。机越开挖时，为避免破坏基底±，应 在基底挢高些上预留一层土，待莲础施工前用人工铲平修整 a 做用铲运机、推土机时，保留 土层厚度君 ii 面；碾丽、反铲或拉铲挖土时为至坠 30cm_挖土不得挖至基坑(槽)的设 原土填补不能达到要求的密实度时，应用碎石类土填补，并夯买。重要鼍 l 重函璧医吐 旦 L，用低强度等级的混凝土填补生在地下水位以下挖土，应在基坑(槽)四侧或两侧挖好 临时舞汞丙莉藁泵弄两再点隆水，将碴位隆低至坑(槽)底以下 500 衄，以利挖方进行。降 水工作应持续到基础(包括地下水位下回填 52)施工完成。雨期施工时，基坑 (槽)。应分 段开挖，挖好一段浇筑一段垫层，并在基槽两侧围以土堤或挖排水沟，以 I 穷地面雨水流^ 基坑(槽)，同时应经常检查边坡和支撑情况，以防止坑壁受水浸泡造成塌方。 避坑开挖必须遵循“开槽支撑，复撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的压夏型 j 深囊玩丽亨手薪案，主要有放坡开挖、中心岛式(也叫墩式)开挖、盆式开挖和逆作 法开挖，后三种方案均有支护结构。 这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)、周围环境又允许或经验算能确保土坡的稳定性时，均可 采用放坡于挖。翌挖深度较大笪基垄豆上遵设置多级平台分层开超，j 鲳固醒拍舛翻乏互王 室放坡开挖要验算边坡稳定，可采用圆弧滑动简单条分法进行验算。验算时，对土层性质变 化较大的土坡，应分别采用各土层的重度和抗剪强度。当含有可能出现流砂的土层时，采用 井点降水等措施。 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 分子聚合材覆盖等措施进行护坡。 坑顶不宜堆土或堆载(材料或设备)， 遇有不可避免的附加 荷载，在进行边坡稳定性验算时，应计入附加荷载的影响。在地下水位较高的软土地区，应 在降水达到要求后，再进行土方开挖，并采用分层开挖的方式。分层挖 土厚度不宜超过 2．5m。基坑采用机械挖土时，坑底应保留 20～30era 厚基土用人工挖 除，以免扰动地基土。待挖至设计标高后，应清除浮土，验槽合格后，及时进行垫层施工。 (2)中心岛(墩)式挖土 这种开挖方式，宜用于大型基坑，支护结构的支撑形式为角撑、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，运土的汽车也可利用栈桥进入基坑运土(图 4—1)。(3)盆式挖土 这种开挖方式是先挖基坑中间部分的土，周围四边留土坡，土坡最后挖除。此方式 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。 缺点是大量的土方不 能直接外运，需集中提升后装车外运(图 4．2)。(3)盆式挖土 这种开挖方式是先挖基坑中间部分的土，周围四边留土坡，土坡最后挖除。此方式 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。 缺点是大量的土方不 能直接外运，需集中提升后装车外运(图 4．2)。 土方回填时，回填土一般选用含水量在 10％左右的干净黏性土。若土过湿，要进 行晾晒或掺人干土、 白灰等处理； 若土含水量偏低， 可适当洒水湿润。 深浅基坑(槽)相连时， 应先填深坑(槽)，填至与浅基坑标高一致时，再与浅基础一起填夯。分段填夯时，交错处做 成阶梯形，上下接槎距离不小于 1．Om。墙基及管道回填应在两侧用细土同时均匀回填、夯 实，防止墙基及管道中心线位移。回填土要分层铺摊夯实，每层至少夯击三遍。回填房心及 管沟时，人工先将管子周围填土夯实，直到管顶 0．5m 以上时，在不损坏管道的情况下，方 可用蛙式打夯机夯实。雨期施工时，防止地面水流人坑内，导致边坡塌方或浸泡基土。冬期 施工时， 每层回填土厚度比常温时减少 25％， 其中冻土块体积不得超过总填土体积的 15％， 且应分散，冻土块粒径不大于 15cm。 1．2．3 质量标准 (1)土方开挖施工质量标准 1)基坑(槽)地基土质必须符合设计要求。 2)基坑(槽)内不得有积水、浮土和淤泥，基底面土质应保持原土结构状况。 3)土方开挖工程的质量检验标准应符合表 4-1 的规定。 土方开挖工程质量检验标准(珊) 表 4-1允许偏差或允许值 项 序 项 目 柱基基 挖方场地平整 地(路) 检验方法坑基槽 人工 主 控 项 目 — 般 项 目2 基底土性 设计要求“ 3 I 1 ’标高 长度、宽度(由设 2 计中心线向两边量) 边坡 表面平整度 20 ⑨ +200 —50 ±30 +300 一l00机械 ±50 +500 —150管沟 一50 +100面基层 —50 水准仪经纬仪，用钢尺量 一观察或用坡度尺检查设计要求 20 50 20 20用2m靠尺和楔形塞尺 检查观察或土样分析注：地(路)面基层的偏差只适用于直接在挖、填方上做地(始J回阳基层。 (2)土方回填施工质量标准 1)土方回填前应清除基底的垃圾、树根等杂物，抽除坑(槽)内积水、淤泥，验收 基底标高。如在耕植土或松土上填土，应在基底压实后再进行。 2)对填方土料应按设计要求验收合格后方可回填。 3)填方施工过程中应检查排水措施，每层铺土厚度，含水量及控制压实程度。回填厚度及压实遍数， 应根据土质压实系数及所有机具经试验确定，无试验数据按《建筑地基基础工程施工质量验收规范》规定 执行。 4)填方工程结束后，应检查标高、边坡坡度、压实程度。检验标准应符合表4．2 规定。 。 表禾2 填土工程质量检验标准(i-ilia) 、允许偏差或允许值 项 序 检查项目 柱基基 坑基槽 主 控 项 目 —1 回填土料 设计要求 设计要求 20 20 30 20 20 取样检查或直观鉴别 水准仪及抽样检查 用靠尺或水准仪 l 2 标高 分层压实系数 一50 场地平整 人工 ±30 机械 ±50 管沟 —50 地(路) 面基础层 —s0 水准仪 按规定方法 检验方法设计要求般 2 分层厚度及含水量 项 3 表面平整度 目 1．2．4安全技术安全技术就是研究生产技术中的安全问题，针对生产劳动中的不安全因素，研究控制措施，制定对策， 预防工伤事故的发生。 在土方工程的施工中，直安全是一个很重要也很突出的问题，历年来发生的工伤事故不少。而其中大 部分事故是因为土方塌方造成的。 因此我们要在施工过程中， 认真贯彻落实 《中华人民共和国安全生产法》 、 《建设工程安全生产管理条例》以及安全生产的各项法规、规范、标准、条例、安全操作规程等，坚持不 懈地执行“安全第一、预防为主”的方针。在土方工程施工前应编制专项安全施工方案或施工组织设计及 技术交底，确保基坑(槽)施工的安全。 (1)在施工中些须派专人负责检查基坑(槽)边坡土质稳定情况，发现存裂缝、疏松、渗水或雯霉丢荔= 巫蓊王面再五面采取加固措施。 匹厂施工现场堆放的各种材料和施工机械与基坑(槽)边的安全距离，应根据土质、沟深、水位、匍咧 嘲噜遁擂青猎况确定，往坑(槽)内运输材料应有信号联系。(3)基坑开挖深度超过4m时，四周必须设置安全防护栏杆，并设有明显安全警示标志、信号，人员上下 基坑必须用爬梯。夜间施工必须有足够的照明设施。 (4)人工挖土时，必须由上往下进行，禁止采用掏洞、挖空底角和挖“伸悬土”的方法，防止塌方事故。 多人同时挖士晰·应保持足够的安全距离，横向间距不得小于2m，纵向间距不得小于3m，禁止面对面进行 施工。 (5)在挖方作业中，如遇有电缆、管道、地下埋藏物或辨认不清的物品，应立即停止工作，设专人看护 并立即向施工负责人报告，严禁随意敲击、刨挖和玩弄。 (6)从基坑(槽)内挖出的土方应堆放在距坑(槽)边沿至少lm的距离外，堆土高度不得超过1．5m。按规 定放坡或设支护结构防护。 (7)作业中作业人员不得在阶坡及深坑和陡坎下休息。随时观察边坡稳定情况，如发现边坡有裂缝、疏 松、渗水或支撑断裂、移位等现象，应先撤离作业现场，并立即报告施工负责人及时采取有效措施，待险 情排除后方可继续作业。 (8)在电杆附近挖土时， 对于不能取消的拉线地垄及杆身， 应留出土台， 土台半径为： 电杆l． 0m～1． 5m， 拉线1．5m～2．5m，土台周围应设标杆示警。 (9)在公共场所如道路、城区、广场等处进行挖土时，应在作业区四周设围栏和护板，并设立警告标志 牌，夜间设红灯警示。 ’ (10)采用拉铲或反铲作业时，履带距基坑(槽)作业面边缘的距离应大于1．0m，轮胎距工作面边缘距离 应大于l．5m，确保施工机械的施工安全和坑(槽)边坡的稳定。 (11)机械挖土时，如在多台阶同时开挖时，应验算边坡的稳定。根据规定和验算确定挖土机离边坡的 安全距离。多台挖土机同时挖土时，挖土机之间的距离应大于10m，在挖土机工作范围内，不允许进行其他 作业。挖土应由上而下，逐层进行，严禁先挖坡脚或逆坡挖土。 (12)运土道路的坡度、转弯半径要符合安全规定。 1．2．5成品保护措施 (1)对建筑物的定位桩、水准点、龙门板等，应用混凝土浇筑保护，挖运土方时不得碰撞。要经常测量 和校核其平面位置、水平标高和边坡坡度是否符合设计要求。定位标准桩和标准水准点也要定期复测和检 查是否正确。 (2)土方开挖时，应防止邻近建筑物或构筑物、道路、管线等发生下沉和变形。必要时应与设计单位或 建设单位协商，采取防护措施，并在施工中进行沉降或位移观察。 (3)施工中如发现有文物或古墓等， 应配专人妥善保护， 并及时报请当地有关部门处理， 方可继续施工。 如发现有测量用的永久性标桩或地质、地震部门设置的长期观察点等，应加以保护。 (4)在设有地下管线、(管道、电缆、通讯)的地段进行施工时，事先取得相关部门的书面同意，施工中 应采取措施，以防止损坏管线，造成严重事故。 (5)基坑(槽)支撑宜选用质地坚实、无枯节、穿心裂折的松木或杉木，不宜使用杂木。 (6)支撑应挖一层支一层，并严密顶紧、支撑牢固，严禁一次将土挖好后再支撑。 (7)基坑边坡保护。在深基坑施工中，当基坑放坡高度较大，工期和暴露时间较长，或土质较差，易疏 松或滑塌时，为防止基坑边坡因气温变化，或失水过多松散或防止坡面受雨水冲刷而产生溜坡现象，应根 据土质情况和实际条件采取边坡保护措施，以保护基坑边坡的稳定，常用的基坑坡面保护方法有： 1)塑料薄膜覆盖或水泥砂浆覆盖法(图4-3a)。 对基础施工工期较短的临时性基坑边坡，采取在边坡上铺塑料薄膜，在坡顶及坡脚用草袋或编织袋装 土压住或用砖压住；或在边坡上抹水泥砂浆2．2．5em厚保护层。为防止薄膜脱落，在上部及底部均应搭盖 不少于80era，同时土中插适当锚筋连接，在坡脚设排水沟。2)挂网或挂网抹面法(图4-3b)。 对基础施工工期短，土质较差的临时性基坑边坡，可在垂直坡面楔入直径l0—12mm，长40～60mm 插筋，纵横间距1m，上铺20号铁丝网，上、下用草袋或编织袋装土或砂压住，或在铁丝网上抹2．5～3．5cm 厚的M5水泥砂浆，在坡顶或坡脚均应设排水沟。 3)喷射混凝土或混凝土护面法(图4—3c)。 对邻近有建筑物的深基坑边坡应加强保护。 具体做法是在基坑坡面上打人长40—50cm， 直径为l0～ 12mm的插筋，纵横方向的间距均为1m，再铺20号铁丝网，然后喷射40～60mm厚的Cl5细石混凝土保护层。也 可铺设直径为乒4—6，间距为250—300ram的钢筋网片，然后浇筑50～60mm厚的细石混凝土，随浇随压光。 4)土袋或砌砖、石压坡法(图4—3d)。 对深度在5m以内的临时基坑边坡，在边坡下部用草袋或编织袋装土、砂堆砌或者采用砌砖或石压 住坡脚。边坡高在3m以内采用单排顶砌法，在5m以内，采用二排顶砌法，保护坡脚稳定，在坡顶坡脚设排 水沟。 1．2．6应注意的质量问题 (1)土方开挖前，一定要按照设计总平面图复核建筑物的定位桩。按基坑平面图对基坑(槽)的灰线 进行轴线和几何尺寸的复核，并检查方向是否符合设计图纸的朝向。工程轴线控制桩设置位置离开建筑物 的距离一般应大于两倍挖土深度。水准点标高应引测到邻近的建筑物或构筑物上，如邻近没有建筑物，可 引测到稍远的地方并妥善保护。挖土过程中要经常检查复核其位置。 (2)开挖过程中要严格控制开挖尺寸、标高、放坡和排水。基坑底部的开挖宽度要考虑工作面而增 加的宽度。基坑(槽)底基土严禁超挖，如发生个别超挖，须经设计单位给出处理方案，用级配砂石或混凝 土回填到设计标高并夯实，不得用松土回填，也不得私自处理。 (3)如用机械开挖时，5m深以内的基坑可一次开挖，在接近设计标高时为保证不扰动坑底基土应留 20～30cm厚的一层土不挖，待基础施工时用人工挖至设计标高。 (4)雨期施工时， 坑(槽)底应预留30cm土层不挖， 待施工垫层或基础时再挖至设计标高， 以免坑(槽) 基层被水浸泡。 (5)按坑底“50线”严格基底抄平工作，保证基坑(槽)底面必须在同一设计标高的水平面上。(6)当基础墙体达到一定强度后，才能进行回填土的施工，以免对基础结构造成损坏。 (7)基坑(槽)回填土必须注意清理完基坑的杂物后，才能逐层回填，并夯实。严禁浇水使土下沉的 “水夯法”。 (8)虚铺土过厚，夯实不密实，冬期回填冻土块过多，粒径太大，都将造成回填土下沉，导致地面 或散水空鼓，裂缝甚至下沉塌陷。 (9)回填时必须分层回填， 分层夯实、 分层测定密实度， 符合设计要求的密实度后才能回填上一层， 否则应进行处理或返工。 (1O)回填土料应选择砂类土、原槽土料等，严禁使用建筑垃圾回填。 1．3钎探与验槽 1．3．1钎探 钎探是地质勘察的一种辅助手段，是指在基坑(槽)土方开挖之后，用锤将钎探工具打入基坑(槽) 底下一定深度的土层内，通过锤击次数探查判断地下有无异常情况或不良地基现象。 (1)钎探的目的 钎探是施工单位在开挖完基坑(槽)土方之后，必须进行的一项施工程序，其主要目的是： 1)查明基坑(槽)底是否有局部古井、墓穴、空洞、菜窖、人防通道等地下埋藏物。 2)查明地下是否有松土坑、古河、古湖、砂井等异常现象。 3)探测基底土质是否有局部软弱或显著不均匀现象以及平面范围及深度。 4)校核基坑(槽)底土质是否与勘察设计资料相一致。 5)查明地下是否有局部坚硬物。 6)为是否进行地基处理提供依据。 (2)钎探的重要意义 “百年大计，质量第一”，“质量责任重于泰山”，这是历史赋与每一个工程技术管理人员的神 圣职责，任何建筑物都要建造在安全稳定可靠的地基上面，这样才能保证建筑物的使用安全。如果建筑物 建造在一个存在有质量问题或隐患的地基上，那将会产生什么样的后果?轻者使上部结构开裂、倾斜或影响 建筑物的正常使用，或缩短建筑物的使用寿命；重者由于地基失稳造成基础破坏而导致建筑局部或全部倒 塌，将直接威胁到人们的生命安全。 我们知道，一般地质勘察的布点间距比较大，再者由于地下情况十分复杂，不同的地区，地质生 成条件不同，土层分布、土的物理力学性质也不同，有的相差悬殊，千差万别。即使是同一施工场地，往 往土质分布也不尽相同。同时，地下土层中还存在地下埋藏物、不良地基、空洞等异常现象或隐患。所以 如果对地质条件掌握不全、处理不当，将会引发重大的工程质量事故。由于忽视钎探工作而造成的质量事 故也很多。由于篇幅所限，这里不再叙述。因此，把好钎探的最后一关，至关重要．，对它的重要性要有 一个充分的、清醒的认识。 (3)钎探工具 施工现场目前采用的钎探工具主要有以下几种，由于各地区情况不同，因此应根据当地具体情况 选用。 1)钢钎钎探 钢钎采用规格为庐22。25的圆钢制成，钢筋下端呈600锥状，从钢钎下端起向上每隔30cm刻一条横 线，并刷红色漆以示醒目，钢钎构造见图4_4。 钎探时，采用lOkg重大锤，由人工举锤离开钢钎顶50cm，将钢钎垂直打入土中，并记录钢钎每打 人30cm的锤击数，钢钎的打人深度按设计规定执行。 2)穿心锤钎探(轻便触探器) 穿心锤钎探的工具由穿心锤、钎探杆组成(图4．5)。穿心锤重10k9。钎探时，用双手提起穿心锤把， 当提升至钎探杆顶部50cm高，松开双手，让锤自由落下打击钎探杆上的锤击板，将钎探杆打人土中。同时 记录每打入30cm的锤击数。探杆上每30cm有刻度，打人深度按设计规定执行。3)洛阳铲探孔 洛阳铲是由铲头、铁杆和探杆三部分组成(图4_6)。铲头的刃部呈月牙形，长约20era，宽约6cm。铲 头上部焊有一节铁杆，铁杆上部做圆管状，以便插入探杆，铁杆连接铲头，长约lm。探杆一般用白蜡杆制 成，杆长2m，当探深孔时可接长木杆或在白蜡杆上端系上绳子。探孔时应根据不同的地质情况，采用不同 的铲头形式，以解决探孔进度的困难问题。 4)夯探 夯探较以上几种方法更为方便，不用复杂的设备，而是用铁硪或蛙式打夯机，对地基进行夯击， 通过打夯的声响判断下卧层的强弱，是否有空洞、墓穴、土洞、古井等异常现象。 (4)钎探方法及操作工艺 1)钎探时，基坑(槽)土方已挖至设计标高，并清理基坑(槽)，基底表面应平整，轴线及几何尺寸 必须符合设计图纸的要求。 2)根据基础设计图纸要求绘制钎探点的平面布置图，确定钎探点的位置及顺序编号。当设计无要 求时，可参照表4—3、表44、表4．5执行。 ’3)钎探工艺流程 放钎探点线—擅白灰点标志一就位打钎(分级记录锤击数)一拔钎斗检查孔深(合格)—钎孔灌砂一移 位打下一个孔 4)施工方法及技术要求 在正式打钎探前，应按钎探平面布置图放线，并在孔位上钉小木桩或撤白灰点，就位打钎锤的落距 一般为50em，钎探杆必须垂直打入土中。在打钎的过程中，钎探杆每打人30cm记录一次锤击数，一直到规 定深度为止。然后将钎探杆拔出，移位到下一个孔位继续打钎。打完后的钎孔，要经过质检人员和有关施 工员(工长)检查孔深与记录，无误后，进行灌砂，每灌30cm左右，用钢筋捣实一次。灌砂的方法有两种： 一种是每孔打完或几个孔打完后及时灌一次；另一种是每天打完后，统一灌一次砂。冬、雨期施工荽注意， 当基坑(槽)受雨水浸泡后不得进行打钎。冬期打钎探时，每打完几个孔后：应及时用保温材料盖孔，不能 大面积铺开，以免基土受冻。钎探打完之后，要及时整理记录资料，按钎孔顺序编号，将锤击数统一填在规定的表格内，字迹 要清楚，经项目技术负责人、工长、质检员、打钎人员签字认可后归档。对钎探中发现的异常情况填写在 备注栏内。 钎探记录格式见表4—6。打入长度 探孔号 (珈)每30clIl锤击数 l 2 3 4 5 6 7 总锤击数 备 注打钎者施工员质量检查员5)质量要求及注意事项 钎探深度和布孔间距必须符合规定要求，否则视为不合格钎探。锤击数记录必 须准确，数据真实可靠，不得弄虚作假。钎探点的位置应基本准确，钎探孔不得遗漏。 钎探时应注意，防止记录和平面布置图探孑 L 位置填错。应将钎探点平面图上 的钎探孔与记录表上的钎探孔先行对照， 发现问题及时修改或补打。 在钎探点平面图上， 注明过硬或过软的探点位置，并用彩色笔分开，以便勘察设计人员验槽时分析处理。 6)安全措施 要认真贯彻“安全第一，预防为主”的方针。进施工现场，必须遵守现场的安 全管理制度，戴好安全帽，提高职业健康安全意识。专业工长(施工员)负责钎探工作的 实施并做好详细记录。操作人员要专心施工，打钎人员与扶钎杆人员要密切配合。要配 备好操作时的专用凳子，夜间施工时，应有足够的照明设施，并合理安排钎探顺序，防 止错打或漏打。 1．3．2 验槽 莲槽垣王建筑工程隐蔽验监曲重要内容之一，是指基坑(槽)土方挖完之后，为 了确一堡建筑物的质量安全，由建设单位组织施工、设计、勘察、监理、质检等部门的 项目技术一丞责人到施工现场对地基土进至谜合检查验牧一具备验槽的条件是：基坑 (槽)土方按设计要求全部完成，并钎探完毕，清理基坑(槽)后进行。 (1)验槽的目的 《地基基础施工质量验收规范》规定： “所有建(构)筑物均应进行施工验槽” 。 这是一种强制性规定，必须执行。地基土层经过开挖后，可以清楚地揭露出它的真实情 况。通过进行现场实地核查检验，核对现场实际土层情况是否与勘察报告相符。如有出 入，应进行补充修正，必要时应做进一步的施工勘察。所以，验槽的主要目的是： 1)检验地质勘察报告及结论、建议是否正确，是否与实际情况相一致。 2)可以及时发现问题及存在的隐患，解决勘察报告中未解决的遗留问题，防患 于未然。必要时布置施工勘察项目，以便进一步完善设计方案，确保工程质量。 (2)验槽的内容 基坑(槽)的验槽工作主要是以认真仔细的观察为主，并以钎探、夯探等手段配 合，其主要内容包括： 1)核对基坑(槽)的平面位置、尺寸、坑底标高是否符合设计图纸的要求。 2)核对基坑(槽)土质和地下水情况是否与地质勘察报告相一致，是否挖到了持 力层，且土质分布是否均匀一致。3)通过检查分析钎探记录，判断地下是否有局部空洞、古墓、古井、人防道、 菜窖、松土坑以及地下埋藏物的位置、深度、性质及范围。 4)查验在施工中有无破坏地基土的原土结构或发生较大的扰动现象。 5)查验是否有严重的超挖现象。 经检查验收合格后，填写基坑(槽)隐蔽验收记录，各方签字盖章，并及时办理 相关验收手续。 如验收不合格或需做局部处理的， 待处理和整改合格后， 重新验收确认。 (3)验槽应注意的事项 1)验槽前必须完成合格的钎探，并有详细的钎探记录。不合格的钎探不能作为 验槽的依据。必要时对钎探孔深及间距进行抽样检查，核实其真实性。 2)基坑(槽)土方开挖完后，应立即组织验槽。一般应根据施工进度提前安排约 定，否则要延误施工。 3)在特殊情况下，如雨期，要做好排水措施，避免被雨水浸泡。冬期要防止基 底土受冻，要及时用保温材料覆盖。也可组织分段验收，尽快进行下道工序的施工。确 保地基土的安全，不可形成隐患。 4)验槽时要认真仔细查看土质及其分布情况，是否有杂物、碎砖、瓦砾等杂填 土质，是否有贝壳等杂物，是否已挖到老土等，从而判断是否需做加深处理。 总之， 验槽是一项十分重要的工作， 不可轻视。 一旦隐患或不良地基没有查清， 后果将不堪设想。 1．4 质量通病的防治 质量通病一般是指在施工过程经常发生的、普遍存在的一些质量问题或事故， 也是一种常见病、多发病。所以在施工之前要针对本地区施工现场的具体情况制定一套 行之有效、针对性较强的施工方案，要认真贯彻预防为主的方针，把质量通病消灭在萌 芽状态。 4．1 基坑(槽)边坡塌方 (1)现象 在基坑(槽)土方的开挖过程中或是土方挖完之后，边坡土方局部或大面积的塌 陷或滑塌。不仅容易造成人身安全事故，而且往往使地基土受到严重的扰动，影响地基 的承载力，严重的会影响邻近建筑物的安全和稳定。特别是在市区，新旧建筑物之间距 离比较近，更要引起高度的重视。 (2)原因分析 1)基坑(槽)土方开挖较深，放坡坡度不够，或开挖土层时，没有根据土的特性 分别放成不同的坡度，致使边坡失去稳定造成塌方。 2)在有地表水(雨水、生产、生活用水)、地下水作用的情况下未采用有效的降 水、排水措施，致使土体自重加重，土的内聚力降低，抗滑力下降，在重力作用下失丢 稳定而引起边坡塌方。 3)边坡坡顶堆放荷载过大或受外力振动影响，使坡体内剪切应力增大，从而引 起边坡失稳而塌方。 4)土质疏松、开挖土方的施工方法不当而造成塌方。 (3)预防措施 放荷载。 (4)治理方法 1)对基坑(槽)边坡塌方，可将坡脚塌方清除后做临时性支护措施(如用编制袋、 草袋装土或砂堆放护坡，也可设支撑，用砖砌墙)。 2)对永久性边坡局部塌方，将塌土清除，用砖或片石砌筑护坡，也可修改成平缓护坡，防止滑动。 4．2 基坑(槽)泡水(浸水) (1)现象 基坑(槽)土方开挖过程中或是开挖后，坑(槽)底地基土被水浸泡。 (2)原因分析 1)在雨期施工时，没有设置排水措施，特别遇到大暴雨时降水量很大，大量地 面水流人基坑(槽)内。 。 2)在采用机械开挖时，由于事先对施工区内的地下管网布置情况不了解，盲目 施工，将上、下水管道挖断造成坑(槽)被水淹没。 3)由于对地下水位线的情况掌握不准，在地下水位线以下或接近地下水位线挖 土时，没有采用降排水措施或措施不当，造成地下水渗流到坑槽内，产生泡槽。如遇到 停电或降水系统出现故障等也将导致泡水。 (3)预防措施 1)基坑(槽)土方开挖时应尽量避开雨期，如避不开，一定要在坑(槽)四周设置 排水沟或挡水坝。排水沟、坝应距坑(槽)坡顶必须保持在 lm 以上的距离，防止地面雨 水流人基坑(槽)内。 2)在施工前一定向当地市政管理部门了解施工区域内的地下管网的布置情况， 包括管网的位置走向及埋设深度等，应撒出白灰线以示注意。当开挖至离管网一定深度 时，应采用人工辅助开挖，并做好管网的保护，以免将管网挖断，造成泡水事故。 3)在开挖地下水位以下或接近地下水位的土方时，应预先制定降水方案，将地 下水位降至坑底标高以下 500ram 时再开挖。 (4)治理方法 1)已被水泡的基坑(槽)要立即排水，并将水排净。 2)立即检查排水降水设施，尽快抢修排除故障。 3)对被水泡过的基土，可根据泡水的轻重程度及土质的具体情况，采取相应处 理措施，如排水晾晒后夯实，换土夯实或挖去淤泥加深基础等措施。 l．4．3 回填土密实度达不到要求 回填土经碾压或夯实后，达不到设计要求的密实度，将使填土场地、地基在荷 载作用下变形增大， 承载能力和稳定性降低， 从而导致填土不均匀下沉并发生质量事故。 (2)原因分析 1)填土料不符合要求， 如采用了碎块草皮， 有机杂物含量大于 8％的土及淤泥、 杂填土作回填土料。 2)土的含水率过大或过小，因而达不到最优含水率下的密实度要求。 3)压实机具的能量不够，达不到影响深度的要求，使密实度达不到要求。 4)回填土厚度过大，没有按照规定的填土厚度施工，压实遍数不够或机械碾压 过程中行驶速度过快。 (3)预防措施 1)应选择合格的回填土料进行回填。 2)填土的密实度应根据土的工程性质来确定。通常按设计要求的压实系数换算 为干密度来控制，当设计无要求时，压实系数可参考表 4—7 执行。 填土压实系数 A，(密实度) 表 4-7结构类型 砌体或框 填土部位 在地基的持力层范围内 压实系数^。 >0.96 结构类型 填土部位 基础四周或两侧一般回 填土 压实系数^。 0.9架结构在地基的持力层范围以 下 0.960.93～一般工程室内地坪、 管道地沟回填 土 一般堆放场地回填土0.9简支式排 架结构在地基的持力层范围内 0.94—0.97 在地基的持力层范围以 0.91～O．93 下0.853)对有密实度要求的填方，应按所选用的土料、压实机械性能、通过试验确 定含水量控制范围、每层铺土厚度、压实遍数、机械的行驶速度(振动碾压为2km ／h，羊足碾3kin／h)，严格执行分层回填，分层压实，必须达到设计规定的质 量要求。 4)必须加强对回填土料、含水量、施工操作工艺、回填土的干密度的现场检 验，按规定取样，严格把好每道工序的质量关。 (4)治理方法 1)经检验回填土料不合格时必须返工重做，或掺入石灰、碎石等夯实加固。 2)对由于回．填土含水量过大，达不到密实度要求的土层，可采取翻松、晾晒、 风干或均匀掺入干土及其他吸水性材料，重新夯实。 3)当含水量小时，夯实前，应预先洒水润湿；当碾压机具能量过小时，可采取 增加压实遍数，或使用大功率压实机械碾压等措施补救。 几4互一匾连塑陷坠 (1)现象 在基坑(槽)回填土施工中，由于施工不当造成基坑(槽)回填土局部或大片出 现沉陷，从而造成室外道路，散水等空鼓、下沉、开裂，有的甚至引起建筑物的 不均匀沉降和开裂。在房心回填土时，引起房心回填土局部或大片下沉，造成地 面空鼓、开裂、塌陷，导致围护墙体倒塌等。 (2)原因分析 1)回填土质量不符合规定要求，如干土块过多，遇水浸泡产生沉陷；回填土 中含有大量的有机杂物、 草皮； 大量采用淤泥或淤泥质土等含水量较大的土质作 为回填土。 2)回填土未按规定的铺土厚度分层回填、夯实；由于回填土厚度过大，造成 下部松填，仅表面夯实，密实度达不到要求。 3)回填土时，对基坑(槽)中的积水、淤泥杂物未做清除就回填；对室内回填 处局部有软弱土层的，施工时未经处理或未发现，使用后，荷载增加，造成局部 塌陷。 4)回填时，采用人工夯实，或采用灌水法沉实，致使回填土的密实度达不到 要求而发生沉陷。 5)冬期回填时，冻土块含量过多和粒径过大，致使夯填不密实。 (3)预防措施 1)回填土前必须将坑(槽)中的积水、杂物、松土、淤泥清理干净，如在耕植 土或松土上填方应在基底压实后再进行，对填方土料应验收合格后再填。 2)回填土时要严格按照规范规定的分层填土厚度，分层夯实，土的含水率要 符合要求。 3)填土不得用直径大于5em的土块，也不应有较多的干土块进行回填。 4)严禁采用水夯(即灌水沉实)。 5)回填土应分层检验夯实质量，必须达到规定的标准。 (4)治理方法1)由回填土沉陷的散水空鼓，如果面层尚未破坏，可采用高压泵入水泥砂浆 填充；如面层已有沉陷裂缝，则应视情况进行局部或全部返工，返工时可用切割 机切开，填粗砂或灰土夯实，再做面层。 2)引起建筑物下沉时应会同设计等有关部门针对情况采取加固措施。 3)如造成地面空鼓、开裂，根据轻重程度，可采取灌浆补缝切割返工。 课题2土壁支护结构 基坑(槽)开挖过程中，基坑土体的稳定，主要依靠土体内颗粒间存在的内摩 擦力和黏聚力来保持平衡。一旦土体在外力作用下失去平衡，坑壁就会坍塌。为 了防止土壁坍塌，确保施工安全，在基坑(槽)开挖深度超过一定限度时，土壁应 做成有斜率的边坡。当场地受限制不能做成斜坡或为减少挖方量不采用斜坡时， 应加以临时支撑以保持土壁的2．1 土方边坡 土方边坡的坡度是 I?1-I-方挖方深度日与底宽 B 之比表示，如图 4—7 所示。即土方边坡坡度=詈=吉=1：m Hm：告，称为边坡的坡度系数。 土方边坡大小，应根据土质条件、开挖深度、地下水位、施工方法及开挖后边 坡留置时间的长短、坡顶有无荷载以及相邻建筑物情况等因素而定。当地质条件良好、 土质均匀且地下水位低于基坑(槽)或管沟底面标高时，挖方边坡可做成直立壁不加支 撑，但深度不宜超过表 4—8 的规定。 直立壁不加支撑挖方深度 表 4-8土的类别 密实、中密的砂土和碎石类土(填 充物为砂土) 硬塑、可塑的粉土及粉质黏土 1.25 挖方深度(m) 1.00 土的类别 硬塑、可塑的黏土和碎石类土(填 充物为黏性土) 坚硬的黏土 2.00 挖方深度(m) 1.50当地质条件良好、土质均匀且地下水位低于基坑(槽)或管沟底面标高时，挖方 深度在 5m 以内不加支撑的边坡最陡坡度应符合表 4-9 规定。 永久性挖方边坡应按设计要求放坡。临时性挖方边坡值应符合表 4．10 规定。 深度在 5m 内的基坑(槽)、管沟边坡的最陡坡度(不加支撑) 表 4-9边坡坡度(1：m) 土 的 类 别 坡哆域载 《：l∥ 面．交 祈．0.67J 1：0.50 《五3力 坡顶有静载 西．鸯 1：1.00 ⑩ 延渤 蜃o．劝 坡顶有动载 1：l，50 1：I．25 m：I．00 1：0.75 】：0.67f中密的砂土 1中密的碎石类土(填充物为砂土) 噩塑的粉土 中面薛裤石类土(填童物为黏性土) 佃塑的粉质黏土、黏二0老黄土 软土(经过井点降水后)1：0.10 1：1.001：0.251：0.33注：静载指堆土或材料等，动载指机械挖土或汽车运输作业等。 临时性挖方边坡值 表4-10土的类别 边坡值(高：宽) 土的类别 边坡值(高： 宽) 砂土(不包括细砂、粉砂) 硬 一般性黏土 硬塑 J：1.25一I：L50 一般性黏土 1：0.75～l：1．o0 1：t～I：t．25 碎石类土 软 充填坚硬、 硬塑黏性土 充填砂土 1：L5或更缓 1： 0.5—1： 1.0 1：l～I：1.5注：l．有成熟施工经验，可不受本表限制，设计有要求时，应符合设计标准； 2．如采用降水或其他加固措施，也不受本表限制； 3．开挖深度对软土不超过4m，对硬土不超过8m。 2．2支护结构 建筑基坑工程的土方开挖，当受到场地限制不允许按规定坡度放坡开挖，或深基坑放坡开挖所增加的 工程量过大不经济，而采用坑壁竖直开挖时，必须设置基坑支护结构，以防止坑壁坍塌，确保基坑内施工 作业安全，避免对邻近建筑物和市政设施等的正常使用造成危害。 基坑支护结构主要承受基坑土方开挖卸荷时所产生的土压力、水压力和附加荷载产生的侧压力，起到 挡土和止水作用，是稳定基坑的一种施工临时挡墙结构。 2．2．1 支护结构的类型与构造 支护结构按其受力状况可分为重力式支护结构和非重力式(或称桩墙式)支护结构两类。深层搅拌水泥 土桩、水泥旋喷桩和土钉墙等皆属于重力式支护结构，钢板桩、H型钢桩、混凝土灌注桩和地下连续墙等皆 属于非重力式支护结构。 非重力式支护结构根据不同的开挖深度和不同的工程地质与水文地质等条件，可选用悬臂式支护结构 或设有撑锚体系的支护结构。悬臂式支护结构由挡墙和冠梁组成，设有撑锚体系的支护结构由挡墙、冠梁 和撑锚体系三部分组成。 (1)挡墙的类型与构造 挡墙主要起挡土和止水作用，其种类很多，下面主要介绍常用几种： 1)钢板桩 钢板桩是由带锁口的热轧型钢制成，常用的截面形式有平板形、波浪形(亦称拉森式)板桩等(图4—8)。 钢板桩通过锁口连接、相互咬合而形成连续的钢板桩挡墙，除可起挡土作用外，还有一定的止水作用。钢板桩施工时，由于一次性投资较大，目前多以租赁方式租用，施工完后拔出归 还，故成本较低。在软土层施工速度快，且打设后可立即组织土方开挖和基础施工，有利于 加快施工进度；但在砂砾层及密实砂土中则打设施工困难。钢板桩的刚度较低，一般当基坑 开挖深度为4～6m时就需设置支撑(或拉锚)体系。它适用于基坑深度不太大的软土地层的基 坑支护。 2)混凝土灌注桩挡墙 混凝土灌注桩作为支护结构的挡墙，其布置方式，视有无挡水要求，通常可采用连 续式排列、间隔式排列和交错相接排列等形式(图4-9)。连续式排桩在目前施工中桩与桩之 间仍会有间隙，挡水效果差。因此，连续式和间隔式排桩挡墙只能挡土，不能挡水，仅用于 无挡水要求或已采取降水措施的基坑支护。当有挡水要求，又没有采取降水措施时，除可采用交错式排桩挡墙外，通常多采 用在连续式或间隔式排桩外面加深层搅拌水泥土桩(或水泥旋喷桩)组成止水帷幕(图4一 lOa)，也可采用排桩间加压密注浆止水(图d-lOb)等组合支护结构，既挡土又止水。排桩式挡墙具有平面布置灵活、施工工艺简单、成本低、无噪声、无挤土、对周围环 境不会造成危害等优点。但挡墙是由单桩排列而成，所以整体性较差。因此，使用 时需在单桩顶部设置一道钢筋混凝土圈梁(亦称冠梁)将单桩连成整体， 以提高排桩挡墙 的整体性和刚度。排桩式挡墙多用于较弱土层中两层地下室及其以下的深基坑支护。3)深层搅拌水泥土桩 深层搅拌水泥土桩，采用水泥作为固化剂，通过深层搅拌机械，在地基土中就地将 原状土和固化剂强制拌和， 经过土和固化剂之间所产生的一系列物理化学反应后， 使软土硬 化成水泥土柱状加固体，称为深层搅拌水泥土桩，施工时将桩体相互搭接(通常搭接宽度为 150—200mm)，形成具有一定强度和整体结构性的深层搅拌水泥土挡墙，简称水泥土墙。 水泥土墙属于重力式支护结构(图 4-11)，它利用其自身重力挡土，维持支护结构 在重力和水压力等作用下的整体稳定。 同时由于桩体相互搭接形成连续整体， 可兼作止水结 构．根据土质条件和支护要求， 搅拌桩的平面布置可灵活采用壁式、 块式或格栅式等(图 4-12)。用格栅式布置时，水泥土与其包围的天然土共同形成重力式挡墙，维持坑 壁稳定。在深度方面，桩长可采用长短结合的布置形式，以增加挡墙底部抗滑性能和抗 渗性，是目前最常用的一种形式。 水泥土墙既可挡土，又能形成隔水帷幕，施工时振动小，噪声低，对周围环境 影响不大，施工速度快，造价低。但水泥土墙抗拉强度低，重力式水泥土墙宽度往往比 较大，尤其是采用格栅式时墙宽可达 4—5m，实际施工时，要求周边有较宽的施工场地。 水泥土墙特别适用于软土地基；开挖深度不大于 6m 的基坑支护。4)地下连续墙 地下连续墙系沿拟建工程基坑周边，利用专门的挖槽设备，在泥浆护壁的条件下，每 次开挖一定长度(一个单元槽段)的沟槽，在槽内放置钢筋笼，利用导管法浇筑水下混凝土， 即完成一个单元槽段施工(图 4-13)。施工时，每个单元槽段之间，通过接头管等方法处理 后，形成一道连续的地下钢筋混凝土墙，简称地下连续墙。基坑土方开挖时，地下连续墙既 可挡土，又可挡水，也可以作为建筑物的承重结构。地下连续墙整体性好，刚度太，变形小，施工时噪声低，振动小，无挤土，对周围 环境影响小，比其他类型挡墙具有更多优点，但成槽需专用设备，施工难度较大，工程造价 高。适用于地下水位高的软土地基，或基坑开挖深度大，且与邻近的建筑物、道路等市政设 施相距较近时的深基坑支护。 (2)冠梁 在钢筋混凝土灌注桩挡墙、水泥土墙和地下连续墙顶部设置的一道钢筋混凝土圈 梁，称为冠梁，也称为压顶梁。 冠梁施工前，应将桩顶与地下连续墙顶上的浮浆凿除，清理干净，并将外露的钢筋 伸人冠梁内，与冠梁混凝土浇筑成一体，有效地将单独的挡土构件连系起来，以提高挡墙的 整体性和刚度，减少基坑开挖后挡墙顶部的位移。冠梁宽度不小于桩径或墙厚，高度不小于 z；(}Omm，冠梁可按构造配筋，混凝土强度等级宜大于 C200 (3)撑锚体系 对较深基坑的支护结构，为改善挡墙的受力状况，减少挡墙的变形和位移，应设置 撑锚体系，撑锚体系按其工作特点和设置部位，可分为坑内支撑体系和坑外拉锚体系。 1)坑内支撑体系是内撑式支护结构的重要组成部分。 它由支撑、 腰梁和立柱等构件 组成，是承受挡墙所传递的土压力、水压力等的结构体系。内撑体系根据不同的基坑宽度和 开挖深度，可采用无中间立柱的对撑(图 4-14a)或有中间立柱的单层或多层水平支撑(图 4．14b)；当基坑平面尺寸很大而开挖深度不太大时，可采用斜撑(图 4—14c)。水平支撑的布置根据基 坑平面形状、大小、深度和施工要求，还可以设计成多种形式。常用的有井字形、角撑形和 圆环形等。无论采用何种形式，支撑结构体系必须具有足够的强度、刚度和稳定性，节点构 造合理，安全可靠，能满足支护结构变形控制要求，同时要方便土方开挖和地下结构施工。 水平支撑轴线平面位置， 应避开地下结构的柱网或墙轴线， 相邻水平支撑净距一般 不小于 4m。立柱应布置在纵横向水平撑的交点处，并避开地下结构柱、梁与墙的位置。立柱间 距一般不大于 l5 弛其下端应支撑在较好的土层中。 斜撑宜对称布置，水平间距不宜大于 6m，斜撑与基坑底面之间的夹角，一般不宜 大于 35。 ，在地下水位较高的软土地区不宜大于 2 酽，并与基坑内预留土坡的稳定坡度相一 -致。斜撑的基础与挡墙之间的水平距离应大于基坑的深度。当斜撑长度大于 15m 时，宜在 斜撑中部设置立柱。 斜撑底部的基础应具备可靠的水平力传递条件，一般有以下几种做法： ①利用工程桩承台作为斜撑基础。 基坑两侧对应的斜撑基础之间填筑毛石混凝土或 另设置压杆，以抵抗斜撑底的水平分力。 ②允许利用地下室的钢筋混凝土底板或基坑底整体铺设的混凝土垫层作为斜撑基 础。 支撑体系按其材料分，主要有钢支撑(钢管、型钢等)和钢筋混凝土支撑。钢支撑安 装拆除方便，施工速度快，可周转使用。可以施加预压力，有效控制挡墙变形。但钢支撑 的整体刚度较弱，钢材价格较高。 钢筋混凝土支撑可设计成任意形状和断面，这种支撑体系整体性好、刚度大、变形 小、可靠度高、节点处理容易、价格比较便宜，但施工制作时间较长，混凝土浇筑后还要有 养护期，不像钢支撑，施工完毕就可以使用。因此，其工期长，拆除较难，采用爆破方法拆 除时，会对周围环境有所影响，工程完成后，支撑材料不能回收。 这里必须指出：土质越差，基坑越深，则支撑结构的质量、安全保证体系越显得重 要。因此，在进行坑内支撑体系设计与施工时，必须慎重从事，特别注意防止因支撑结构的 局部失效，而导致整个支护结构的破坏，给工程带来损失。 2)坑外拉锚体系。坑外拉锚体系由杆件与锚固体组成。据拉锚体系的设置方式 及位置不同，常可分为两类：①水平拉杆锚碇是沿基坑外地表水平设置的(图 4 一 l5)，水平拉杆一端与挡墙顶 部连接，另一端锚固在锚碇上，用于承受挡墙所传递的土压力、水压力和附加荷载产生的侧 压力。拉杆通过开沟浅埋于地表下．以免影响地面交通，锚碇位置应处于地层滑动面之外， 以防止坑壁土体整体滑动时，引起支护结构整体失稳。 拉杆通常采用粗钢筋或钢绞线。 根据使用时间长短和周围环境情况， 事先应对拉杆采取相应的防腐措施， 拉杆中间设有紧固 器，将挡墙拉紧之后即可进行土方开挖作业。 此法施工简便，经济可行，适用于土质条件较好，开挖深度不大，基坑周边有较开 阔施工场地时的基坑支护。 ②土层锚杆是由坑外地层设置的(图 4-16)，锚杆的一端与挡墙连结，另一端挡墙 所承受的荷载通过锚固体传递给周围土层， 从而发挥地层的自承能力。 对于深基坑支护 采用锚杆代替支撑，施工时使坑内没有支撑的障碍，从而改善坑内工程的施工条件，大大提高土方开挖和地下结构工程施工的效率和质量。 土层锚杆适用于基坑开挖深度大，而地质条件为砂土或黏性土地层的深基坑支护。 当地质太差或环境不允许时(建筑红线外的地下空间不允许侵占或锚杆范围内存在着深基 础、沟管等障碍物)不宜采用。2．2．2 支护结构的选型原则 支护结构的选型原则应满足下列基本要求： ① 符合基坑侧壁安全等级要求，确保坑壁稳定，施工安全； ② 确保邻近建筑物、道路、地下管线等的正常使用； ③ 要方便土方开挖和地下结构工程施工； ④ 应做到经济合理、工期短、效益好。 基坑支护结构选择，应根据上述基本要求，并综合考虑基坑实际开挖深度、基 坑平面形状和尺寸、地基土层的工程地质和水文地质条件、施工作业设备和挖土方 案、邻近建筑物的重要程度、地下管线的限制要求、工期及造价等因素，经技术经 济比较后优选确定。基坑支护结构设计应根据表 4-1 1 选用相应的侧壁安全等级及 重要性系数。 基坑侧壁安全等级及重要性系数 表 4-11安全等级 一级 二级 三级 破 坏 后 果 rO 1.10 1．o0 0.90 支护结构破坏、 土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响很严重 支护结构破坏、土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响一般 支护结构破坏、 土体失稳或过大变形对基坑周边环境及地下结构施工影响不严重注： 有特殊要求的建筑基坑侧壁安全等级可根据具体情况另行确定。 基坑支护结构形式及其 适用条件见表4—12。 基坑支护结构选型表 表4-12支护结构型式 排桩或 地下连续墙 适 用 条 件 t．适用于基坑侧壁安全等级为一、二、三级； 2．悬臂式结构在软土场地中不宜大于5m； 3．当地下水位高于基坑底面时，宜采用降水、排桩加截水帷幕或地下连续墙 1．基坑侧壁安全等级为二、三级； 水泥土墙 2．水泥土桩施工范围内地基土承载力不宜大于l50k．Pa； 3．开挖深度不宜大于6m1．基坑侧壁安全等级为二、三级； 土钉墙 2。基坑深度不宜大于12m； 3．当地下水位高于基坑底面时，宜采取降水或截(止)水措施 1．基坑侧壁安全等级为二、三级，淤泥和淤泥质土场地不宜采用； 2．施工场地应满足拱墙矢跨比大于I／8； 逆作拱墙 3．基坑深度不宜大于12m； 4．地下水位高于基坑底面时，宜采取降水或截水措施 1．基坑侧壁安全等级宜为三级； 2．施工场地应满足放坡条件； 放 坡 3．可独立或与其他结构形式结合使用； 4。当地下水位高于坡脚时，宜采取降水措施注：根据具体情况和条件，采用上述支护绢构彤式的组笛。 2． 支护结煎盟破坏形参艟l)支护结构的破坏形式艄墙平面变形过大或弯曲破坏龇的 3 截面过小，在过大的侧向压力作用下，产生的最大弯矩超过墙体抗弯承载力，产生强度破坏 (图4．17)。 挡墙平面变形过大，引起墙后地面过大沉降，对邻近的建筑物、道路和地下管线等会造 成损害，尤其在城市内建筑物和市政设施密集地区施工，更要注意这方面的问题。 囝支撑压曲或拉锚破坏(图4一l8) 6)1挡墙底端向坑内移动当挡墙入土深度不够， 或由于挖土超深， 或坑底土过于软弱等原因都可能发生这种破坏 (图4-19)。 名)／土体整体滑动失稳在松软地层中，由于挡墙人土深度不够，或支撑位置不当，软黏土 发生圆弧形滑动，导致支护结构整体失稳破坏(图4-20)。《)基坑底隆起 在软弱的黏性土中，若基坑挖土深度大，会由于坑内缺土过多，在坑外土重及地面荷 载作用下，引起基坑底隆起，造成坑壁坍塌和基底破坏(图 4-21)。 准粉土和沙性土中，若地下水位较高，基坑深度大，由于坑内降水，挖土后在坑内 外水头差产生的动水压力作用下，地下水绕过挡墙，连同细沙土一起涌人坑内，导致挡墙位移，坑底破坏(图 4-22)。(2)支护结构的设计要求 在设计支护结构时，为保证某坑侧壁的稳定和邻近建筑物与市政设施等的正常使用， 根据承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求， 基坑支护应按下列击见帘进行计算和验 算： 1)基坑支护结构均应进行承载能力极限状态的计算，其内容应包括： ①根据基坑支护形式及其受力特点进行土体稳定性计算； ②基坑支护结构的受 压、受弯、受剪承载力计算； ③当有锚杆或支撑时，应对其进行承载力计算和稳定性验算。 2)对于安全等级为一级及对支护结构变形有限定的二级建筑基坑侧壁， 尚应对基坑 周围环境及支护结构变形进行验算。 3)地下水控制验算。 ①抗渗透稳定验算； ②基坑底管涌稳定性； ③根 据支护结构设计要求进行地下水位控制计算。 2．2．4 支护结构的施工要点 本节仅介绍钢板桩施工、深层搅拌水泥土桩施工、土层锚杆施工、土钉墙施工。有 关混凝土灌注桩的施工见课题 4。 (1)钢板桩施工 1)施工前准备工作 ①钢板桩的检验与矫正。 用于基坑支护的钢板桩，主要进行外观检验，包括桩的长度、宽度、厚度和高度是 否符合设计要求，检查表面缺陷，端头矩形比、平直度和锁口形状等。 经过检验，凡误差超过质量标准的钢板桩，则在打设前应予以矫正，方可使用。 ②钢板桩的布置。 钢板桩的设置位置应在基础边缘之外并留有装拆模板的余地。 其平面布置应尽量平 直整齐，避免不规则的转角，以便标准钢板桩的利用和支撑设置。③导架的安装。 导架由围檩和围檩桩组成， 其形式在平面上有单面和双面之分， 在高度上有单层和双层之分。一般常用的是单层双面导架(图牝 3)。围檩桩的间距为 2．5—3．5m，双面围檩之 间的净距一般比板桩墙厚度大 8～15ramo 导架的作用是保证钢板桩轴线位置的正确和桩的竖直， 控制桩的打人精度， 防止钢 板桩的屈曲变形和提高桩的贯人能力。 2)钢板桩的打设钢板桩的打设， 通常可采用下面的 方法： ①单独打人法，此法是从板桩墙一角开始逐根打人，直至打桩工程结束。其优点是桩 打设时不需要辅助支架，施工简便，打设速度快；缺点是易使桩向一侧倾斜，且误差积累后 不容易纠正。因此，这种打桩方法只适用于对板桩墙的质量要求一般、且板桩长度较小(如 小于 lOre)的情况。 ②围檩插桩法， 亦称屏风式打人法， 此法是打桩前先在地面上沿板桩墙的两侧每隔 一定距离打入围檩桩，并在其上面安装单层围檩或双层围檩，然后根据钢围檩上的画线，将 钢板桩逐根插入导架内，并以 10。20 根桩为一组，每组桩打设时，先将屏风墙两端的钢板 桩打人地下，作为定位板桩，而后再按阶梯状打设其余钢板桩，这样一组一组地进行打设。 这种打桩方法的优点是可以减少桩倾斜误差积累，防止钢板桩过大的倾斜和扭转， 且易于实现封闭合拢，板桩墙施工质量较好。其缺点是插桩的自立高度较大，要注意插桩的 稳定和施工安全。一般情况下多采用此法打设板桩墙。当对板桩墙质量要求很高时，可以采 用双层围檩插桩法。 钢板桩在打设过程中， 为保证桩插人的垂直度， 应用两台经纬仪在两个方向加以控 制。(2)深层搅拌水泥土桩施工 1)施工机具 深层搅拌水泥土桩施工所用机具有深层搅拌机、灰浆搅拌机、贮浆桶、灰浆泵等。 深层搅拌机按搅拌轴数分为单轴(亦称单头)和双轴(双头)两种。 单轴深层搅拌机的特点是采用了叶片喷浆方式， 即水泥浆由中空搅拌轴经搅拌头的叶片沿旋转方向喷入土中，使水泥浆与土体混合较均匀。但因喷浆孑 Lzl,，只能使用纯水 泥浆作为固化剂。 双轴深层搅拌机目前常用的是 sJB 系列深层搅拌机(图 4 纠)。 其特点是采用中心管 供浆方式，即水泥浆是从两根搅拌轴之间的另一根输浆管输出，喷入土中，可适用多种固化 剂，除了用水泥浆外，还可用水泥砂浆等。2)施工工艺 深层搅拌水泥土桩施工工艺流程如图 4-25 所示。 ①定位。 深层搅拌机移到指定桩位，对中，并使导向架与地面垂直。 ②预搅下沉。 启动搅拌机， 放松起重机钢丝绳， 使搅拌机头沿导向架边下沉(下沉速度一般为 0． 7～ l m／min)，搅拌切土，直至设计桩长的底标高。 ③制备水泥浆。 深层搅拌桩的水泥掺入量宜为被加固土重度的 15％～l8％，可加人适量外加剂，浆 液水灰比一般为 0．4～0．6，在预搅下沉的同时，开始按设计确定的配 合比和水灰比拌制水泥浆，并将制备好的水泥浆经筛选过滤后，倒入贮浆桶中备用。 ④喷浆、搅拌、提升。 深层搅拌机头下沉到设计深度后， 开启灰浆泵， 将水泥浆压入地层中边喷浆边旋转 搅 拌机头，同时按设计确定的提升速度(一般为 0．6。O．7m／rain)提升至桩顶标高。 ⑤重复搅拌下沉和喷浆搅拌提升。 重复上述②、 ④步骤后完成的深层搅拌水泥土桩工艺， 通常称为“四搅二喷”工艺。 当设计需要时，也可采用“六搅三喷”工艺。 ⑥成桩完毕，桩机移至下一个桩位施工。 3)深层搅拌桩施工质量检查与控制 ①搅拌桩的桩位偏差不应大于 50mm，垂直度偏差不宜大于 0．5％。 ◎水泥浆要严格按设计的配合比拌制，应搅拌均匀，停置时间不得过长(小于 2h)， 不得离析。 ③宜用流量泵控制输浆速度，使注浆泵出口压力保持在 0．4。0．6NPa。 ④施工时必须按施工要求严格控制深搅机的下沉与提升速度， 使土充分搅碎， 喷浆 均 匀。施工过程中如因故停浆，宜将深搅机下沉至停浆点以下 500ram，待恢复供浆时再 喷 浆提升。 ⑤相邻桩要搭接施工和连续施工，如因故施工间歇时间超过 24h，应将待搭接的一 根 桩先进行空钻， 留出空间， 以待下一根桩搭接， 或采取局部补桩措施， 以消除搭接沟缝。 施工开始和结束时的头尾桩搭接处，亦可按上述方法处理。(3)土层锚杆施工 如前所述， 在锚杆式支护结构中， 土层锚杆的作用是将支护结构所承受的荷载传递 到稳定的地基土上， 从而维护支护结构的稳定。 在深基坑支护工程中， 采用单层或多层锚杆， 可防止支护结构变形过大，并为基坑土方开挖和基础工程的施工带来极大的方便。 1)土层锚杆的构造 土层锚杆通常由锚头(包括台座、承压板和锚具等)、套管、钢拉杆和锚固体等组成 (图 4-26)。 锚杆全长以土的主动滑动面为界， 分为自由段(非锚固段)与锚固段。 从构造上要求， 自由段长度不宜小于 5m；锚固段长度不宜小于 4m。自由段在土的主动滑动面内，处于不稳 定土层中，该段锚杆的拉杆与周围土体不粘结(可套入套管)，一旦土层有滑动时，可自由伸 缩，其作用是将锚头所承受的荷载传递到处于主动滑 动面外的锚固段去。该段锚固体-与 NN 土体结合牢固，能将锚杆所承受的荷载分布 到周围土层中。 锚固体一般为圆柱形，称为圆柱形锚杆(图 4-26)。这种锚杆工艺简单，适用于 较密实的砂土，粉土和硬黏土中。此外，为增大锚杆的抗拔力，也可将锚固体设计成端 部扩大头形或连续球体形(图 4-27)等。2)土层锚杆的布置 ． 锚杆布置内容包括：确定锚杆层数、锚杆的水平和垂直间距、锚杆的倾角等。 在锚杆式支护结构中， 锚杆的层数可根据支护结构的截面和其所承受的荷载， 通过 计算确定。显然，锚杆层数少，则使挡墙弯矩增大，从而使挡墙截面积加大，影响支护结构 造价。相反，锚杆层数多，则锚杆用量多，工期长，使锚杆造价增加。因此，锚杆层数应与 支护结构综合考虑确定。 锚杆布置时，最上层锚杆上面要有足够的覆土厚度。 。使覆土重量大于锚杆的向上 垂直分力，以免发生地面隆起事故。一般锚杆锚固体上覆土层厚度不宜小于 4m。 锚杆上下层垂直间距不宜小于 2m，水平间距不宜小于 L．5m，以免产生群锚效应而 降低抗拔力。 锚杆的倾角宜为 l5。～25 咀不应大于 45。 。倾角愈大，则锚杆抵抗侧压力的有效 水平分力愈小，而无效的垂直分力便愈大，并增加支护结构底部的压力，当支护结构底部土 质不好时会造成不利影响。倾角太小时，则使钻孔和注浆等施工难度增大且影响成孔质量。 在允许的倾角范围内，锚杆倾角主要根据地层情况，优化选取，尽量使锚固体位于土质较好 的土层内，以提高锚杆的抗拔力。 如果锚杆布置的范围超出了本工程的建筑红线， 则应取得有关方面的同意。 3) 土层锚杆施工 土层锚杆的施工过程包括钻孔、安放钢拉杆、灌浆和张拉锚固等。 ①钻孔。 土层锚杆施工用的钻孔机械按工作原理可分为： 旋转式钻机、 冲击式钻机和旋转冲 击式钻机。旋转式钻机适用于一般黏性土及砂土土层；冲击式钻机适用于岩层中使用；旋转 冲击式钻机适用于各类土层。 成孔方法常用的有：螺旋钻孔干作业法、清水循环钻进法和潜钻成孔法。 成孔方法中， 清水循环钻进法是应用较多的一种成孔工艺。 其特点是把钻孑 L 过程 中的钻进、出渣、固壁和清孔工序一次完成，可防止塌孔，不留残土，软硬土层都能适用。 土层锚杆长度一般在 lOm 以上， 有的达 30m 甚至更长。 钻孔直径一般为 90 一 130mm， 孔道细而长。钻孔时要求：孔壁顺直，不得坍塌和松动，以便安设钢拉杆和灌浆；钻孔应使 用清水，不得用泥浆护壁，以免在孔壁上形成泥皮，降低锚杆承载能力。 ②安放钢拉杆。 常用的钢拉杆材料有粗钢筋、高强钢丝束和钢绞线。 钢拉杆应平直， 除锈除油， 并按防腐要求进行防腐处理。 拉杆自由段用塑料套管包裹。 为了将钢拉杆安放在孔道中心， 并防止穿人孑 L 道时搅动孔壁， 沿钢拉杆全长每隔 1．5～2．5m 安设一个定位器。 安放钢拉杆时速度要均匀，要防止扭曲，防止扰动孔壁。灌浆管宜与钢拉杆绑在一 起放入孔内，灌浆管距孔底一般为 l50ram。 ③灌浆。 灌浆是土层锚杆施工的一个重要工序。灌浆方法有一次灌浆法和二次灌浆法两种。 灌浆材料一般用水泥浆或水泥砂浆。浆体应按设计配制，一次灌浆宜选用水灰比为 0．45～ 0．5 的水泥浆，或灰砂比为 l：1～1：2，水灰比为 o．38 一 o．45 的水泥砂浆。二次高压 注浆宜使用水灰比为 0．45～0．55 的水泥浆。 一次灌浆法时只用一根灌浆管，利用灌浆泵进行灌浆，待水泥浆流出孔口时，将孔 口封堵，再以 0．4～0．6MPa 压力进行补灌，稳压数分钟后灌浆结束。 二次灌浆法时要用两根灌浆管，分别用于一次灌浆和二次灌浆。随一次浆灌入，一 次灌浆管可逐步拔出， 待一次灌浆量完后即可收回。 在第一次灌浆的浆体强度达到 5MPa 后， 再以 2．5～5．OMPa 之间的压力进行二次高压灌浆，使浆液冲破第一次的浆体，向锚固体与土的接触面之间扩散，增大锚固体的锚固强度，使锚杆的承载力得到明显提高。 ④张拉与锚固。 土层锚杆灌浆后，当锚固体强度大于 l5blPa 并达到设计强度等级的 75％后，方可进 行张拉。张拉顺序应采用“跳张法” ，即隔二拉一，以减少邻近锚杆间的相互影响。 张拉前应取设计拉力值的 0．1。o．2 倍预拉 1～2 次，使各部位接触紧密，杆体完 全平直。锚杆张拉控制应力不应超过锚杆杆体强度标准值的 0．75 倍。正式张拉时，宜分级 加载，张拉至设计荷载的 0．9—1．0 倍后，再按设计要求锚固锁定。 (4)土钉墙施工 土钉墙是近几年发展起来的一种新型挡土结构。它是在土体内设置一定长度的钢筋 (称为土钉)，并与坡面的钢筋网喷射混凝土面板相结合，形成加筋土重力式挡墙，起到挡土 作用(图 4-28)。由许多土钉组成的土钉群与土体共同工作， 形成了能大大提高原土体强度和刚度的 复合土体， 土钉在复合土体中具有制约土体变形并使复合土体构成一个整体的作用。 而土钉 之间土的变形则通过钢筋网喷射混凝土面板进行约束。 土钉与土的相互作用还能改变土坡的 变形与破坏形态，显著提高土坡整体稳定性。 1)土钉墙设计及构造要求 ①土钉墙高度由基坑开挖深度决定，土钉墙坡度不宜大于 1：O．1，一般为 700。 800： ②土钉必须和面层有效连接成整体，应设置承压板(钢垫板)或加强钢筋等构造措 施， 一般在土钉与钢筋网交接面上加一块承压板， 用螺母加以固定(图 4—28 节点详图)或是 承压板与土钉钢筋焊接连接； ③土钉长度宜为开挖深度的 0． 5—1． 倍， 2 间距为 1～2m， 与水平面夹角一般为 5。 ～ 200； ④土钉钢筋宜采用 HPB235、HRB335 级钢筋，钢筋直径为 16。32ram(常用虫 25)， 钻孔直径宜为 70。120ram； ⑤注浆材料采用水泥浆或水泥砂浆， 其强度不宜低于 Ml0。 水泥浆的水灰比为 0． 5； 水泥砂浆配合比为 l：l～l：2，水灰比为 0．38～0．45； ⑥喷射混凝土面层中宜配置钢筋网，钢筋直径为 6～lOmm，间距为 l50～300mm；喷 射混凝土强度等级不低于 1220，面层厚度不小于 80ram，常用 100mm； ⑦坡面上下段钢筋网搭接长度应大于 300mm． 。 此外，土钉墙墙顶应采用砂浆或混凝土护面，在坡顶和坡脚应采取排水措施，在坡 面上可根据具体情况设置泄水孔。 2)土钉墙施工土钉墙施工工艺流程如下： 开挖工作面后修整坡面÷埋设喷射混凝土厚度控制标志一喷射第一层混凝土一钻孔、 安设土钉、注浆一绑扎钢筋网、安设连接件一喷射第二层混凝土一设置坡顶、坡面和坡脚排 水系统基坑开挖和土钉墙施工应按设计要求自上而下分段分层进行。 在机械开挖后， 应辅以 人工修整坡面。基坑开挖时，每层开挖的最大高度取决于该土体可以直立而不坍塌的能力， 一般取与土钉竖向问距相同， 以便土钉施工。 纵向开挖长度主要取决于施工流程的相互衔接， 一般为 10m 左右。 土钉墙施工是随着工作面开挖而分层施工的， 上层土钉砂浆及喷射混凝土面层达到 设计强度的 70％后，方可开挖下层土方，进行下层土钉施工。土钉施工工序：定位、成孔、 插钢筋及注浆等。 成孔方法通常采用螺旋钻、冲击钻等钻机钻孔，其孔径为 100～120mm；人工成孔 时，孔径为 70～100mm。成孑 L 完毕应尽快插入钢筋并注浆，以防塌孔。 注浆是采用注浆泵将水泥浆或水泥砂浆注入孔内， 使之形成与周围土体粘结密实的 土钉。注浆时，注浆管应插至距孔底 250～500ram 处，孔口部位宜设置止浆塞及排气管，以 保证注浆密实。 土钉墙也有采用将钢筋直接打入(不钻孔)、不注浆的土钉。 在坡面上喷射第一层混凝土支护前，土坡面层必须干燥，坡面虚土应予以清除，以 保证面层质量。 钢筋网应在喷射第一层混凝土后铺设，钢筋与第一层喷射混凝土的间隙不小于 20ram。 喷射混凝土作业应分段进行。同一分段内喷射顺序应自下而上，一次喷射厚度 不小于 40mm。施工时，喷头与受喷面应保持垂直，距离为 0．6～lm。混凝土终凝 2h 后，应 喷水养护。 土钉墙施工完毕后应按下列要求进行质量检测： ①土钉采用抗拉试验检测承载力， 同一条件下， 试验数量不宜少于土钉总数的 l％， 且不少于 3 根； ②墙面喷射混凝土厚度采用钻孔检测， 钻孔数宜每 lOOm2 墙面取一组， 每组不少于 3 点。 土钉墙支护具有下列优点： ①合理利用土体的自承能力，将土体作为支护结构不可分割的部分； ②施工简便，又不需单独占用场地，当施工场地狭小时更显出其优越性； ③工 程造价低。 土钉墙支护结构适用于地下水位以上或降水后的人工填土、 黏性土和弱胶结砂土的 基 坑支护或边坡加固。基坑深度不大于 l2m。不宜用于含水量丰富的细砂、淤泥质土和砂 砾 卵石层。不得用于没有自稳能力的淤泥和饱和软弱土层。 2．2．5 基坑支护工程的现场监测 基坑支护工程施工前，尽管对基坑支护结构方案进行了设计，但在地下工程中，由 于 地质条件、 荷载条件与施工条件等影响因素比较复杂， 设计计算值与支护结构的实际工 作 状况往往不很一致，因此，在基坑开挖与支护期间，为了保证基坑工程施工及邻近建筑 物 与地下管网设施的安全，做到信息化施工，对基坑支护工程现场监测是十分必要的。 在基坑支护工程设计阶段， 设计人员根据工程的具体情况， 对现场监测提出具体要 求，监测人员根据设计提出的要求， ．在基坑开挖前制定出现场监测方案。其方案的主要内 容应包括： 监测目的与内容、 测点布置、 使用的仪器、 监测精度、 观测方法、 观测周期、 监 测项目报警值、监测结果处理要求和监测结果反馈制度等。 (1)监测的主要内容1)支护结构顶部的水平位移； 2)支护结构倾斜度； 3)支护结构内力的测量(包括支撑与锚杆内力)； 4)支护结构内、 外土压力与孔 隙水压力； 5)基坑周围地表的沉降； 6)基坑底部的回弹和隆起； 7)地下水位及基坑渗 漏水状况； 8)基坑邻近建筑物、道路与地下管网设施的变位及沉降； 9)对支护结构的裂缝、基坑周围地表的裂缝、邻近建筑物的裂缝进行巡视观测。 在上述各项监测项目中，水平位移监测、沉降监测、裂缝监测及漏水情况的监测等 是 必不可少的，其余项目可根据工程的重要程度及设计要求等有选择地进行。 (2)，监测的基本要求 1)现场监测工作必须严格按照监测方案执行； 观测必须及时， 因为基坑开挖是一个动态的施工过程， 只有保证及时观测才能有利 于发现隐患，及时采取措施； 2)监测数据必须可靠，监测仪器的精度必须符合要求； 3)对被观测的项目，当发现超过预警值的异常情况时，要及时发出险情预报，立即 采取应急补救措施，以确保工程安全； 4)每个基坑支护工程的监测， 必须有完整的观测记录、 形象的图表曲线和观测报告。 必须指出： 任何没有符合基本要求和进行深入分析的监测工作， 充其量只是施工动态的客观 描述，绝不能起到指导工程进程和实现信息化施工的作用。 课题 3 基坑降水 在土方开挖过程中， 当开挖的基坑(槽)底面标高低于地下水位时， 土的含水层会被 切断，地下水会不断地渗入坑内，若不采取措施将坑内的水及时排走或将地下水位降低，不 但会使施工条件恶化，而且地基土被水泡软后，容易造成边坡塌方并使地基承载力下降。因 此，为保证工程质量和施工安全，在基坑开挖前或开挖过程中，必须采取措施，降低地下水 位。 降低地下水位的方法常用的有集水井降水和井点降水两类。 3．1 集水井降水 这种方法是在基坑或沟槽开挖时，在基坑两侧或四周设置排水沟，在基坑四角或每隔 20．40m 设置集水井，使基坑渗出的地下水通过排水沟汇人集水井内，然后用水泵抽出 坑外(图 4—29)。集水井的直径或宽度，一般为 0．6。0．8m。深度随挖土：的加深而加深■要粥荟 砥于挖土面 0．7。1．Om。盘壁可用竹木或砌干砖、水泥管、挡芏覆孚作临时简易加固。当基坑挖至设计标高后，井底应低于基坑底 l—2m，并铺设 0．3m 厚碎石滤水层，以免在抽水 时将泥砂抽出，并可防止井底的土被搅动。 集水井降水法设备简单且排水方便，应用比较广泛，但土质为细砂或粉砂，地下水 渗流时会产生流砂现象，使边坡塌方，从而增加施工困难，此时可采用井点降水法施工。 3．2 井点降水 3．2．1 井点降水的作用及井点的适用范围 (1)井点降水作用 井点降水是在基坑开挖前。 预先在基坑四周埋设一定数量的井点管， 在基坑开挖前 和开挖过程中，利用抽水设备不断抽水，使地下水位降低到坑底以下。采用井点降水法可以 解决地下水涌入坑内的问题；同时，降低地下水位后，由于土体固结，还能使土层密实，增 加地基的承载能力； 另外还可以防止由于受地下水流冲刷而发生的边坡塌方； 最主要的是由 于没有地下水的渗流，因而也就从根本上消除了流砂现象。 (2)井点的适用范围 井点降水一般有：轻型井点、喷射井点、管井井点、电渗井井点和深井井点等。各 种方法可根据土的渗透系数、要求降低水位深度、设备条件以及工程特点等，按表 4—13 选用。 各种井点的适用范围 表 4’13降水方法 降水深度 (m) 土体渗透系数 (m／d) 粉质黏土、砂质粉土、粉砂、细砂、中砂、粗 轻型井点 多级轻型井点 电渗井点 喷射井点 管井井点 深井井点 3～6 6一l2 6～7 8—20 3～5 >lO 0.1—80 0.1—80 <0.1 0.1～50 20～200 10—80 砂、砾砂、砾石、卵石(含砂粒) 同上 淤泥质土 粉质黏土、砂质粉土、粉砂、细砂、中砂、粗砂 粗砂、砾砂、砾石 中砂、粗砂、砾砂、砾石 土体种类3．2．2轻型井点降水 (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(图4-30)。管路系统包括：滤管、井点管、弯联 管及集水总管。滤管(图4．31)为进水设备，滤管直径常与井点管直径相同，长度为I．0，1．5m的 无 缝钢管，+管壁上钻有直径12～18rran的呈梅花形分布的滤孔，滤孔面积为滤管面积的 20％～25％。管壁外包两层滤网，内层为细滤网，采用30～50孑L／em的黄铜丝 布或生丝布；外层为粗滤网，采用8—10孔／咖的铁丝布或尼龙丝布。为避免滤孔淤塞， 在管壁与滤网间用铁丝绕成螺旋形隔开，滤网外面再围一层8号粗铁丝保护网。滤管下 端放一锥形铸铁头，滤管上端与井点管连接。 井点管采用直径为38～55mm钢管，长度为5～7m。井点管上端用弯联管与总管相连。 弯联管用胶皮管、透明塑料管制成，直径为38～55mm。 集水总管采用直径为100—127ram无缝钢管，每节长4m，上有与井点管连接的短接 头，间距为0．8m或1．2m、1．6m。 轻型井点的抽水设备有：干式真空泵井点、射流泵井点设备、隔膜泵井点设备。干 式真空泵井点设备由真空泵、离心式水泵和水气分离器组成(图4-32)。抽水时先开动真空泵， 将水气分离器内部抽成一定程度的真空， 使土中的水分和空气受 真空吸力作用而被吸出， 经管路系统， 再经过滤箱(防止水流中的细沙进入离心泵引起磨损) 进入水气分离器。水气分离器内有一浮筒，能沿中间导杆升降。 当进入水气分离器内的水多起来时，浮筒即上升，此时即可开动离心泵，将水气分离器 内水经离心泵排出，空气集中在上部由真空泵排出。为防止水进入真空泵，水气分离器顶装 有阀门，并在真空泵与进气管之间装有一副水气分离器。为对真空泵进行冷却，特设一个冷 却循环水泵。 一套抽水设备的负荷长度(即集水总管长度)，采用W5型真空泵时，不大于lOOm； 采用 W6 型真空泵时，不大于 200m。 射流泵井点设备由离心泵、射流泵、水箱等组成(图 4—33)。射流泵轻型井点是采 用 离心泵驱动工作水运转，当水流通过喷嘴时，由于流速突然增大而在周围产生真空，吸 出 地下水。隔膜泵井点是单根井点平均消耗功率最少的井点， 均用双缸隔膜泵， 机组构造简单。 (2)轻型井点的布置 轻型井点的布置应根据基坑的平面形状及尺寸、 基坑深度 j 土质、 地下水位高低与 流 向、降水深度要求等因素确定。 1)平面布置： 当基坑(槽)宽度小于 6m， 且降水深度不超过 5m 时， 可采用单排线 状 井点，布置在地下水流上游一侧，两端延伸长度以不小于槽宽为宜(图 4．34)。如宽度 大 于 6m 或土质不良，可用双排线状井点(图 4—35)。当基坑面积较大时宜采用环状井点 (图 4-36)。考虑到便于