JIANZHU SHITU 单元1 土方与基坑工程 主 编：郭晓霞 李 明

目 录 单元1 土方与基坑工程 1.1 土的基本性质和分类 1.2 场地平整 1.3 施工降排水 1.4 土方开挖

目 录 单元1 土方与基坑工程 1.5 基坑支护 1.6 土方回填

土方与基坑工程包括的内容较多，如场地平整、基坑基槽的开挖回填、场地降排水和土壁支护等。 单元1 土方与基坑工程 土方与基坑工程包括的内容较多，如场地平整、基坑基槽的开挖回填、场地降排水和土壁支护等。 本单元从土的基本性质入手，使学生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。 土方与基坑工程施工主要依据《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB 50300—2001）、《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB 50202—2002）以及相关的国家标准、规范和规程等。 www.techbook.com.cn

单元1 土方与基坑工程 土方工程包括的内容较多，主要有两类：一类是场地平整，完成“三通一平”，包括设计标高的确定，土方调配以及挖、运、填的机械化施工；另一类是建筑物和其他地下工程的开挖与回填，包括支护结构的设计与施工，开挖前的降水或开挖后的排水，土方开挖以及回填土的压实等。 土方工程具有工程量大、工期长、投资大、劳动强度大且多为露天作业等特点，因此，土方工程施工必须了解土层的性质，进行现场勘测，充分做好准备工作，合理安排施工计划，以确保土方工程的施工质量。

1.1 土的基本性质和分类

1.1 土的基本性质和分类 1.1.1 土的工程分类与现场鉴定 土的种类繁多，分类方法也较多。 作为建筑地基的岩土，可分为岩石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土。 在建筑施工中根据土的开挖难易程度又将土分为松软土、普通土等八类，土的工程分类及鉴别方法见表1.1。 前四类属一般土，后四类属岩石。 注：ks 为土的最初可松性系数；ks′为土的最终可松性系数。

1.1 土的基本性质和分类 表1.1 土的工程分类及鉴别方法 土的分类 土的名称 可松性系数 开挖方法及工具 Ks ks’ 一类土 1.1 土的基本性质和分类 表1.1 土的工程分类及鉴别方法 土的分类 土的名称 可松性系数 开挖方法及工具 Ks ks’ 一类土 （松软土） 砂土、粉土、冲积砂土层、疏松的种植土、淤泥（泥潭） 1.08～1.17 1.01～1.03 用锹、锄头挖掘，少许用脚蹬 二类土 （普通土） 粉质粘土；潮湿的黄土；夹有碎石、卵石的砂；粉土混卵（碎）石；种植土、填土 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；重粉质粘土、砾石土；干黄土、含有碎石卵石的黄土、粉质粘土；压实的填土 1.24～1.30 1.05～1.07 主要用镐，少许用锹、锄头挖掘，部分用撬棍 四类土 （砂砾坚土） 坚硬密实的粘性土或黄土；含碎石卵石的中等密实的粘性土或黄土；粗卵石；天然级配砂石；软泥灰岩 1.26～1.35 1.06～1.09 整个先用镐、撬棍，后用锹挖掘，部分用楔子及大锤 五类土 （软石） 硬质粘土；中密的页岩、泥灰岩、白垩土；胶结不紧的砾岩；软石灰及贝壳石灰石 1.30～1.40 1.10～1.15 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、石灰岩；微风化安山岩；玄武岩 1.35～1.45 1.11～1.20 用爆破方法开挖，部分用风镐 七类土 （坚石） 大理石；辉绿岩；玢岩；粗、中颗粒花岗石；坚实单位白云岩、砂岩、砾岩、片麻岩、石灰岩、风化痕迹的安山岩、玄武岩 1.40～1.45 1.15～1.20 用爆破方法开挖 八类土 （特坚土） 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、角闪岩 1.45～1.50 1.20～1.30

1.1 土的基本性质和分类 1.1.2 土的组成与工程性质 土一般是由固体颗粒（固相）、水（液相）、空气（气相）三部分组成，这三部分之间的比例关系随周围条件的变化而不同，三者比例关系不同反映出土的物理状态就不同，如干燥、湿润、密实、松散。这些土的物理指标对土方工程施工有直接影响。

1.1 土的基本性质和分类 1.1.2.1 土的含水量 土的含水量是指土中所含水的质量与土中固体颗粒质量之比，用百分率表示，即： 式中ω——土的含水量，%； mw——土中水的质量，kg； ms——土中固体颗粒的质量，kg。 （1.1）

1.1 土的基本性质和分类 各类土的最佳含水量见表1.2。 表1.2 土的最佳含水量和干密度参考值 土的种类 变 动 范 围 1.1 土的基本性质和分类 各类土的最佳含水量见表1.2。 表1.2 土的最佳含水量和干密度参考值 土的种类 变 动 范 围 最佳含水量（%）（重量比） 最大干密度（g/cm3） 砂 土 8～12 1.80～1.88 粉 土 16～22 1.61～1.80 亚 砂 土 9～15 1.85～2.08 亚 粘 土 12～15 1.85～1.95 重亚粘土 16～20 1.67～1.79 粉质亚粘土 18～21 1.65～1.74 黏 土 19～23 1.58～1.70

1.1 土的基本性质和分类 1.1.2.2 土的自然密度和干密度 (1) 土的自然密度 土在自然状态下单位体积的质量叫做土的自然密度，即： 式中ρ——土的自然密度，kg/m3； m——土在自然状态下的质量，kg； V——土在自然状态下的体积，m3。 （1.2）

1.1 土的基本性质和分类 (2) 土的干密度 单位体积土中固体颗粒的质量叫做土的干密度，即： 式中ρd——土的干密度，kg/m3； ms——土中固体颗粒的质量（经105 ℃烘 干的土重），kg； V——土在自然状态下的体积，m3。 干密度反映了土的紧密程度，常用于填土夯实质量的控制指标。土的最大干密度值可参考表1.2。 （1.3）

1.1 土的基本性质和分类 1.1.2.3 土的可松性 自然状态下的土经开挖后，其体积因松散而增加，虽经回填压实，仍不能恢复到原来的体积，这种性质称为土的可松性。土的可松性大小用可松性系数表示,即: 式中ks——最初可松性系数； ks′——最终可松性系数； V1 ——土在自然状态的体积，m3； V2 ——土挖出后松散状态下的体积，m3； V3——挖出的土经回填压实后的体积，m3。 （1.4） （1.5）

1.1 土的基本性质和分类 各类土的可松性系数见表1.1。 【例1.1】某土方工程需回填土方量100 m3 ，已知土的可松性系数为ks=1.2，ks′=1.05，外运取土，问需取多少土？

1.1 土的基本性质和分类 1.1.2.4 土的渗透性 土的渗透性也称透水性，是指土体被水透过的性质。土体孔隙中的水在重力作用下会发生流动，流动速度与土的渗透性有关。渗透性的大小用渗透系数K表示,其参考值见表1.3。

1.1 土的基本性质和分类 表1.3 土的渗透系数参考值 土的类别 K（m.d-1） 粘土 ＜0.005 粉 土 0.5～1.0 粗 砂 1.1 土的基本性质和分类 表1.3 土的渗透系数参考值 土的类别 K（m.d-1） 粘土 ＜0.005 粉 土 0.5～1.0 粗 砂 20～50 亚粘土 0.005～0.1 细 砂 1.0～1.5 砾 石 50～100 轻亚粘土  0.1～0.5 中 砂 5.0～20.0 卵 石 100～500 黄土 0.25～0.5 均质中砂 25～50 漂石（无砂质充填） 500～1000

1.2 场地平整

1.2 场地平整 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。 平整场地前应先做好各项准备工作，如清除场地内所有地上、地下障碍物；排除地面积水；铺筑临时道路等。 场地平整是工程开工前的一项重要工作。

1.2 场地平整 1.2.1 施工准备 （1） 场地平整前应先做好各项准备工作，主要有清理现场范围及周边场地，包括清理杂草、杂物，建筑物拆迁等工作。 （2） 做好现场排水处理，包括设置排水沟、截水沟或挡水坝等，确保场地平整后干燥，便于施工。 （3） 修建施工临时设施，包括场边道路、现场临时工棚，供水供电的临时设施。

1.2 场地平整 1.2.2 施工程序 场地平整的一般施工程序安排是： 现场勘察→清除地面障碍物→标定整平范围→设置水准基点→设置方格网→测量标高→计算土方挖填工程量→平整场地→场地碾压→验收。

1.2 场地平整 1.2.3 场地平整土方量的计算 计算场地平整土方量的方法很多，常用的方法可归纳为以下三类： （1） 用求体积的公式估算 在土方施工过程中，不管是原地形或是设计地形，经常会碰到一些类似锥体、棱台等几何形体的地形单体，这些地形单体的体积可用相近的几何体体积公式来计算，此法简便，但精度较差，多用于估算。

1.2 场地平整 （2） 方格网法 方格网法是把平整场地的设计工作和土方量计算工作结合在一起进行的。 其工作程序是： ① 在附有等高线的施工现场地形图上，作方格网控制施工场地，方格边长数值取决于所要求的计算精度和地形变化的复杂程度，一般用20～40 m。 ② 在地形图上用插入法求出各角点的原地形标高(或把方格网各角点测设到地面上，同时测出各角点的标高，并标记在图上)。

1.2 场地平整 ③ 依设计意图(如地面的形状、坡向、坡度值等)确定各角点的设计标高。 ④ 比较原地形标高和设计标高，求得施工标高。 ⑤ 计算土方量，其具体计算步骤和方法查相关计算公式。

1.2 场地平整 (3) 断面法 断面法是以一组等距(或不等距)的互相平行的截面将拟计算的地块、地形单体(如山、溪涧、池、岛等)和土方工程(如堤、沟渠、路堑、路槽等)分截成“段”。分别计算这些“段”的体积，再将各段体积累加，以求得该计算对象的总土方量。此方法的计算精度取决于截取断面的数量，多则精，少则粗。 断面法根据其取断面的方向不同可分为垂直断面法、水平断面法(或等高面法)及与水平面成一定角度的成角断面法。

1.2 场地平整 1.2.4 土方调配 土方调配的目的是使工程中土方总运输量最小或土方施工费用最小。这就必须对场地土方的利用、堆弃和填土之间的关系进行综合协调处理，制订优化方案，确定挖、填方区土方的调配方向、数量和运输距离，以利于缩短工期和节约工程成本。

1.2 场地平整 土方调配的基本原则如下： （1） 力求达到挖方与填方平衡，就近调配，以使土方运输量或费用最小。 （2） 应考虑近期施工与后期利用相结合的原则。 （3） 应考虑分区与全场相结合的原则。 （4） 合理布置挖、填方分区线，选择恰当的调配方向、运输线路，使土方机械和运输车辆的性能得到充分发挥。 （5） 土方调配“移挖作填”固然要考虑经济运距问题，但这不是唯一的指标，还要综合考虑弃方和借方的占地，赔偿青苗损失及对农业生产影响等。

1.2 场地平整 （6） 土方调配还应尽可能与大型地下建筑物的施工相结合。 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可耕地，防止乱弃乱堆，或堵塞河流，损害农田。

1.2 场地平整 1.2.5 场地平整的机械化施工 1.2.5.1 推土机施工 推土机（图1.1）是土方工程施工的主要机械之一，它由拖拉机和推土铲刀组成。若按其行走方式不同，推土机可以分为履带式和轮胎式两种；按铲刀操作机构的不同，推土机又可分为液压操纵和索式操纵两种。索式推土机的铲刀借其自重切土，在硬土中切入深度较小；液压式推土机由液压操纵，能使铲刀强制切入土中，切入深度较大，且铲刀可以调整推土板的角度，工作时具有更大的灵活性。

1.2 场地平整 图1.1 T-180型推土机

1.2 场地平整 推土机能够独立完成挖土、运土和卸土工作，施工时具有操纵灵活、运转方便，所需工作面较小，功率大，行驶快等特点。推土机多用于场地清理、平整和基坑、沟槽的回填，适合开挖深度和筑高在1.5 m内的基坑、路基、堤坝作业，以及配合铲运机、挖土机的工作，此外，将其铲刀卸下后，还能牵引其他无动力的施工机械。 推土机可以推挖一至三类土，经济运距在100 m以内，效率最高运距为30～60 m。推土机的生产率主要取定于推土机推移土的体积及切土、推土、回程等工作的循环时间。

为了提高生产率，施工中常采取以下方法： （1） 下坡推土法 推土机顺坡向下切土与推运，借助机械本身的重力作用，增大切土深度和运土数量，可以提高台班产量，缩短推土时间。下坡推土法的坡度不宜超过15°，以免后退时爬坡困难[图1.2(a)]。下坡推土法适用于半挖半填地区推土丘，回填沟、渠使用。 （2） 并列推土法 平整面积较大的场地时，用两台或三台推土机并列作业[图1.2(b)]，铲刀相距15～30 cm，可减少土的散失，提高生产率。一般采用两台推土机并列推土可增加堆土量15%～30%，采用三台推土机并列推土可增大推土量30%～40%。并列推土法的平均运距不宜超过50～75 m，也不宜小于20 m。

1.2 场地平整 图1.2 推土机推土方法 （a） 下坡推土；（b） 并列推土

1.2 场地平整 （3） 多刀送土 在硬质土中，切土深度不大，可将土先堆积在一处，然后集中推送到卸土区。这样可以有效地提高推土的效率，缩短运土时间。但堆积距离不宜大于30 m，推土高度以2 m内为宜。 （4） 槽形推土 推土机重复在一条作业线上切土和推土，使地面逐渐形成一条浅槽，在槽中推运土可减少土的散失，可增加10%～30%的推运土量。槽的深度在1 m左右为宜，土埂宽约50 cm。当推出多条槽后，再将土梗推入槽中运出。当推土层较厚、运距较远时，采用此法较为适宜（图1.3）。

1.2 场地平整 图1.3 槽形推土法

1.2 场地平整 1.2.5.2 铲运机施工 （1） 铲运机技术性能和特点 铲运机是一种能够单独完成铲土、装土、运土、卸土、压实的土方机械。按行走方式不同，铲运机可分为自行式铲运机（图1.4）和拖式铲运机（图1.5）两种；按铲斗的操纵系统不同，铲运机可分为液压操纵和钢丝绳操纵两种。 图1.4 CL7型自行式铲运机

1.2 场地平整 图1.5 C6-2.5型拖式铲运机

1.2 场地平整 铲运机操作简便灵活，行驶快，对行驶道路要求较低，可直接对一类至三类土进行铲运。它的主要工作装置是铲斗。铲斗前有一个能开启的门和切土刀片。切土时，铲斗门打开，铲斗下降，刀片切入土中。铲运机前进时，被切下的土挤入铲斗中，铲斗装满土后，提起土斗，放下斗门，将土运至卸土地点。 铲运机开挖坚硬土需推土机助铲。在选定铲运机后，其生产率的高低还取决于机械的开行路线。为提高铲运效率，可根据现场具体情况，选择合理的开行路线和施工方法。

1.2 场地平整 （2） 铲运机开行路线 在施工中，由于挖、填区的分布情况不同，应根据不同施工条件，选择合理的施工路线，铲运机开行路线一般有如下几种。 ① 小环形路线：这种开行路线简单、常用，当施工地段较短、地形起伏不大时，采用小环形路线[图1.6(a)、(b)]。这种路线每一循环完成一次铲土、卸土。当挖填交替、挖填之间的距离又较短时，可采用大环形路线[图1.6(c)]，这种路线每一次循环能完成多次铲土和运土，从而减少铲运机的转弯次数，提高工作效率。本法施工时应常调换方向，以避免机械行驶部分的单侧磨损。

1.2 场地平整 图1.6 铲运机开行路线 （a）、（b） 小环形路线； （c） 大环形路线；（d） “8”字形路线

1.2 场地平整 ② “8”字形路线：当地势起伏较大、施工地段又较长时，可采用“8”字形开行路线 [图1.6(d)]，这种开行路线每一次循环完成两次铲土和卸土，减少了转弯次数和运距，因而节约了运行时间，提高了生产效率。这种运行方式在同一循环中两次转运方向不同，还可以避免机械行驶部分的单侧磨损。

1.2 场地平整 （3） 铲运机的作业方法 ① 下坡铲土法：当工作面坡度在3°～9°时，可利用地形进行下坡铲土，借助铲土机的重力产生的附加牵引力而加大铲斗切土深度和充盈系数，缩短装土时间，提高生产率。 ② 跨铲法：在较坚硬的地段挖土时，预留土埂间隔铲土（第一次开行铲土与第二次开行铲土的开行路线间留一定的距离）。这样在间隔铲土时由于形成一个土槽可减少土的失散量；铲土埂时，铲土阻力减小。一般土埂高不大于300 mm，宽不大于拖拉机两履带间的净距（图1.7）。

1.2 场地平整 图1.7 跨铲法 1—沟槽；2—土埂； A—铲土宽；B—不大于拖拉机履带净距

1.2 场地平整 ③ 助铲法：地势平坦、土质较坚硬时，可使用自行铲运机，另根据作业面大小配一台或多台推土机助铲，以加大铲刀切土能力（图1.8）。推土机在助铲的间隙时间可兼做松土或平整工作，为铲运机施工创造条件。几台铲运机要适当安排铲土次序和开行路线，互相交叉进行流水作业，以发挥推土机效率。该方法适用于地势平坦，土质坚硬，宽度大、长度长的大型场地平整工程。

1.2 场地平整 图1.8 助铲法 1—铲运机铲土；2—推土机助铲

1.2 场地平整 ④ 双联铲运法 铲运机运土时所需牵引力较小，当下坡铲土时，可将两个铲斗前后串在一起，形成一起一落依次铲土、装土(又称双联单铲)（图1.9）。当地面较平坦时，采取将两个铲斗串成同时起落，同时进行铲土，又同时起斗开行(称为双联双铲)，前者可提高工效20%～30%，后者可提高工效60%。双联铲运法适用于较松软的土，在进行大面积场地平整及筑堤时采用。

1.2 场地平整 图1.9 双联铲运法

1.3 施工降排水

1.3 施工降排水 1.3.1 地面水的排除 地面水一般采取设置排水沟、防洪沟、截水沟、挡水堤等方法排除，并应尽量利用自然地形和原有的排水系统。 主排水沟最好设置在施工区域或道路的两旁，其横断面和纵向坡度根据最大流量确定。在低洼地区施工时，除开挖排水沟外，必要时还需修筑土堤，以防止场外水流入施工场地。出水口应结合场地总体排水规划，尽可能设置在远离建筑物或构筑物的低洼地点，并保证排水通畅。

1.3 施工降排水 1.3.2 明排水法 明排水法是在基坑逐层开挖过程中，沿每层坑底四周或中央设置排水沟和集水井。 基坑内的 水经排水沟流向集水井，通过水泵将集水井内积水抽走，直到基坑回填，排水过程结束 （图1.10）。明排水法施工简单、经济，对周围环境影响小，可用于降水深度较小且上层为粗粒土层或渗水量小的黏土层降水。

1.3 施工降排水 图1.10 集水井降水 1—排水沟；2—集水坑；3—水泵

1.3 施工降排水 1.3.2.1 抽水设备及选用 明排水法所用抽水设备主要是水泵。水泵的选用是根据基坑的涌水量、基坑的开挖深度结合水泵的有关性能来确定的。 水泵的主要性能包括：流量、总扬程、吸水扬程和功率等。流量是指水泵单位时间内的出水量。扬程是水泵能扬水的高度，也称水头。总扬程包括吸水扬程和出水扬程。由于水经过管路有阻力而引起水头损失，因此要扣除损失扬程后才是实际扬程。 基坑排水用的水泵主要有离心泵、潜水泵等。离心泵由泵壳、泵轴及叶轮等主要部件组成。

1.3 施工降排水 其工作原理主要是利用叶轮高速旋转时所产生的离心力将轮中心水甩出而形成真空，使水在大气压力作用下自动进入水泵，并将水压出。潜水泵由立式水泵与电动机组成。电动机有密封装置，水泵装在电动机上端，工作时浸在水中。潜水泵的优点是体积小、质量轻、移动方便，开泵时不需要引水。 明排水法施工包括基础开挖、设置排水沟和集水井、选用水泵和现场安装设备、抽水及设备拆除等施工过程。

1.3 施工降排水 明排水法一般用于面积及降水深度较小且土层中无细砂、粉砂时。若降水深度较大，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。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。

1.3 施工降排水 1.3.2.2 流砂现象的产生和防治 当开挖深度大、地下水位较高而土质又不好时，用明排水法降水，挖至地下水水位以下时，有时坑底面的土颗粒会产生流动，随地下水一起涌入基坑。这种现象称为流砂现象。 （1） 流砂产生的原因 流砂现象的产生是水在土中渗流所产生的动水压力对土体作用的结果，如图1.11所示。

1.3 施工降排水 当水流在水位差的作用下对土颗粒产生向上的动水压力时，动水压力使土粒受到了水的浮力，如果动水压力等于或大于土的浮重度时，土颗粒处于悬浮状态，土的抗剪强度等于零，土粒随着渗流的水一起流动，就出现了 “流砂现象”。 图1.11 动水压力对地基土的影响 GD—动水压力

1.3 施工降排水 （2） 流砂发生的条件 流砂现象经常发生在细砂、粉砂及粉土中，而是否出现流砂现象的重要条件是动水压力的大小和方向，因此，防止流砂应着眼于减小或消除动水压力。 （3） 防治流砂的方法 在基坑开挖中，防治流砂的原则是“治流砂必先治水”。治理流砂的主要途径有消除、减小和平衡动水压力，改变水的渗流路线。

1.3 施工降排水 其具体措施有： ① 抢挖法：即组织分段抢挖，使挖土速度超过冒砂速度，挖到标高后立即铺竹筏或芦席，并抛大石块以平衡动水压力，压住流砂。此方法可解决轻微流砂现象。 ② 打板桩法：将板桩打入坑底下面一定深度，增加地下水从坑外流入坑内的渗流距离，以减小水力坡度，从而减小动水压力，防止流砂现象的产生。 ③ 水下挖土法：不排水施工，使坑内水压力与地下水压力平衡，消除动水压力，从而防止流砂产生。此方法在沉井挖土下沉过程中常用。

1.3 施工降排水 ④ 地下连续墙法：在基坑周围先浇筑一道混凝土或钢筋混凝土的连续墙，以支承土墙、截水并防止流砂产生。 ⑤ 枯水期施工法：选择枯水期间施工。因为此时地下水位低，坑内外水位差小，水压力减小，从而可预防和减轻流砂现象。 `⑥ 井点降水：采用轻型井点等降水，使地下水的渗流向下，水不致渗流入坑内，又增大了土料间的压力，从而可有效地防止流砂形成。因此，用此种方法防治流砂较为可靠。

1.3 施工降排水 1.3.3 井点降水法 井点降水也称人工降低地下水位，即在基坑开挖前，预先在拟挖基坑的四周埋设一定数量的滤水管，利用抽水设备从中不间断抽水，使地下水位降落在坑底以下，然后开挖基坑、进行基础施工和土方回填，待基础工程全部施工完毕后，撤除人工降水装置。 人工降低地下水位不仅是一种防流砂的施工措施，也是一种地基加固方法。

1.3 施工降排水 1.3.3.1 井点降水法的类型及适用范围 井点降水法有轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点及深井泵等各种方法。其方法的选用应视土的渗透系数、降低水位的深度、工程特点、设备以及经济技术比较等具体条件， 并参照表1.4选用。

1.3 施工降排水 表1.4 各类井点的适用范围及方法原理 降水类型 渗透系数 (cm/s) 可能降低的水位深度(m) 方 法 原 理 1.3 施工降排水 表1.4 各类井点的适用范围及方法原理 降水类型 渗透系数 (cm/s) 可能降低的水位深度(m) 方 法 原 理 轻型井点 10-2～10-5 （砂土、粘性土） 3～6 在工程外围竖向埋设一系列井点管深入含水层内，井点管的上端通过连接弯管与集水总管连接，集水总管再与真空泵和离心泵相连，启动真空泵，使井点系统形成真空，井点周围形成一个真空区，真空区砂井向上向外扩展一定范围，地下水便在真空泵吸力作用下，使井点附近的地下水通过砂井、滤水管被强制吸入井点管和集水总管，排除空气后，由离心水泵的排水管排出，使井点附近的地下水位得以降低 多级轻型井点 6～12 喷射井点 10-3～10-6 （粉砂、淤泥质土、粉质粘土） 8～20 在井点内部装设特制的喷射器，用高压水泵或空气压缩机通过井点管中的内管向喷射器输入高压水（喷水井点）或压缩空气（喷气井点），形成水气射流，将地下水经井点外管与内管之间的间隙抽出排走 电渗井点 ＜10-6 宜配合其它形式降水使用 利用粘性土中的电渗现象和电泳特性，使粘性土空隙中的水流动加快，起到一定疏干作用，从而使软土地基排水效率得到提高。 深井井点 ≥10-5 （砂类土） ＞10 在深基坑的周围埋没深于基底的井管，使地下水通过设置在井管内的潜水泵将地下水抽出，使地下水位低于坑底。

1.3 施工降排水 1.3.3.2 一级轻型井点降水设计 轻型井点降水（图1.12）是沿基坑（槽）的四周或一侧以一定距离埋设一定数量的井点管，井点管上端有弯连管与集水总管相连，下端与滤水管连接，并利用抽水设备不间断将渗流进井点管的水抽出，使地下水位降落在坑底以下。

1.3 施工降排水 图1.12轻型井点降低地下水位图 1—井点管；2—滤水管；3—总管； 4—弯连管；5—水泵房； 1.3 施工降排水 图1.12轻型井点降低地下水位图 1—井点管；2—滤水管；3—总管； 4—弯连管；5—水泵房； 6—原有地下水位线；7—降低后地下水位线

1.3 施工降排水 (1) 井点布置 轻型井点的布置要根据基坑平面形状及尺寸、基坑的深度、土质、地下水位高低及地下水流向、降水深度要求等因素确定。其布置内容包括平面布置和高程布置。 ① 平面布置 当基坑宽度小于6 m，降水深度不超过5 m时，可采用单排线状井点，布置在地下水上游一侧，两端延伸长度不小于基坑的宽度（图1.13）。如基坑宽度大于6 m或土质不良时，宜采用双排线状井点。

1—总管；2—井点管；3—抽水设备；B—基坑宽度 1.3 施工降排水 图1.13 单排线状井点布置图 （a） 平面布置；（b） 高程布置 1—总管；2—井点管；3—抽水设备；B—基坑宽度

1.3 施工降排水 当基坑面积较大时，宜采用环形井点[图1.14(a)]布置，井点管距离基坑0.7～1.0 m，以防井点系统漏气。抽水井间距一般在0.8～1.5 m之间，在地下水补给方向和环形井点四角应适当加密。 ②高程布置 轻型井点的降水深度一般以不超过6 m为宜，井点管需要埋置深度HA（不含滤管）可按下式计算[图1.14(b)]。

1.3 施工降排水 图1.14 环形井点布置图 （a） 平面布置；（b） 高程布置 1—总管；2—井点管；3—抽水设备

HA≥H1＋h＋iＬ 1.3 施工降排水 （1.6） 式中HA——井点管埋置深度，m； H1——总管底面至基坑底面的距离，m； 1.3 施工降排水 式中HA——井点管埋置深度，m； H1——总管底面至基坑底面的距离，m； h——基坑底面至降低后的地下水位线的距 离，一般取0.5～1.0 m； i——水力坡度，单排线状井点为1/4，环形 井点为1/10； L——井点管距基坑中心的水平距离（单排 线状井点为井点管至基坑另一边的水 平距离），m。 HA≥H1＋h＋iＬ　 （1.6）

1.3 施工降排水 根据上式算出的HA值大于6 m时，可降低井点管的埋设面以适应降水深度要求，通常井点管露出地面为0.2～0.3 m，而滤管必须埋在含水层内。为了充分利用抽水能力，总管的布置标高宜接近地下水位线，可先下挖部分土方，总管应具有0.25% ～0.5%的坡度（坡向泵房）。

1.3 施工降排水 (2) 轻型井点计算 轻型井点的计算包括：根据确定的井点系统的平面和竖向布置图，计算井点系统涌水量，计算确定井点管数量与间距，校核水位降低数值，选择抽水设备和井点管的布置等。 ① 井点涌水量计算方法介绍 一般是按水井理论来计算涌水量。井点系统涌水量的计算，首先要判定井的类型。 水井根据其井底是否达到不透水层，分为完整井与非完整井。井底达到不透水层的为完整井，否则为非完整井。

1.3 施工降排水 根据地下水是否受不透水层的压力分为承压井与无压井。滤管布置在地下两层不透水层之间，地下水面承受不透水层的压力，抽吸承压层间地下水的，称为承压井；若地下水上部为透水层，地下水是无压水，称为无压井。 综上所述，水井大致可分为四种类型（图1.15）：无压完整井、无压非完整井、承压完整井和承压非完整井。 水井类型不同，其涌水量计算方法不同，查相关计算公式进行涌水量的计算。

1.3 施工降排水 图1.15 水井的分类 1—承压完整井；2—承压非完整井； 3—无压完整井；4—无压非完整井

1.3 施工降排水 ② 确定井点管数及间距 井点管数量的多少取决于单根井点管的抽水能力，单根井点管的最大出水量与滤管构造和尺寸以及土的渗透系数有关。按下式计算： 式中q——单根井点管最大出水量，m3/d； d——滤管内径，m； K——渗透系数，m/d; l——滤管长度，m。 （1.7）

1.3 施工降排水 井点根数 井点管的平均间距 式中D——井点管间距，m； L——总管长度，m。 （1.8） （1.9）

1.3 施工降排水 井点管间距经计算确定后，布置时还需注意：井点管间距不能过小，否则彼此干扰大，出水量会显著减少，一般可取滤管周长的5～10倍；在基坑周围四角和靠近地下水流方向一边的井点管应适当加密；实际采用的井距还应与集水总管上短接头的间距相适应。

1.3 施工降排水 (3) 抽水设备的选择 轻型井点所用的抽水设备主要是真空泵和单级离心泵两种类型。 真空泵有干式和湿式两种，常用的是干式W5和W6型，采用W5时总管长度不大于100 m；采用W6型时，总管长度不大于200 m。在抽水过程中，真空泵的实际真空度如小于上式计算的最低真空度，降水深度则达不到要求。

1.3 施工降排水 离心泵的型号应根据流量、吸水扬程及总扬程而定，水泵的流量应比基坑涌水量增大10%～20%。吸水扬程应不小于降水深度加各项水头损失。出水扬程包括实际出水高度及出水水头损失。水泵的总扬程应满足吸水扬程与出水扬程之和。 通常一套抽水设备可配置两台离心泵或真空泵，既可轮换使用，又可在地下水量较大时同时使用。

1.3 施工降排水 1.3.3.3 轻型井点降水施工 （1） 施工准备 ① 施工机具 滤管：直径为38～55 mm，壁厚3.0 mm无缝钢管或镀锌管，长2.0 m左右，一端用厚为4.0 mm钢板焊死，在此端1.4 m长范围内的管壁上钻15 mm的小圆孔，孔距为25 mm，外包两层滤网，滤网采用编织布，外再包一层网眼较大的尼龙丝网，每隔50～60 mm用10#铅丝绑扎一道，滤管另一端与井点管进行联结。

1.3 施工降排水 井点管：直径为38～55 mm，壁厚为3.0 mm无缝钢管或镀锌管。 连接管：透明管或胶皮管与井点管和总管连接，采用8#铅丝绑扎，应扎紧以防漏气。 总管：直径为75～102 mm钢管，壁厚为4 mm，用法兰盘加橡胶垫圈连接，防止漏气、漏水。 抽水设备：根据设计配备离心泵、真空泵或射流泵，以及机组配件和水箱。 移动机具：自制移动式井架(采用振冲机架旧设备)、牵引力为60 kN的绞车。 凿孔冲击管：219×8（mm）的钢管，其长度为10 m。 Φ

1.3 施工降排水 水枪：50×5（mm）无缝钢管，下端焊接一个16 mm的枪头喷嘴，上端弯成近似直角，且伸出冲击管外，与高压胶管连接。 蛇形高压胶管：压力应达到1.50 MPa以上。 高压水泵：100TSW-7高压离心泵，配备一个压力表，作下井管之用。 ② 材料 须采用粗砂与豆石，不得采用中砂，严禁使用细砂，以防堵塞滤管网眼。 Φ Φ

1.3 施工降排水 ③ 技术准备 详细查阅工程地质勘察报告，了解工程地质情况，分析降水过程中可能出现的技术问题和采取的对策。 凿孔设备与抽水设备检查。 ④ 平整场地 为了节省机械施工费用，不使用履带式吊车，采用碎石桩振冲设备的自制简易车架，因此，场地平整度要高一些，设备进场前进行场地平整，以便于车架在场地内移动。

1.3 施工降排水 （2） 施工程序及操作要点 ① 井点安装 安装程序： 井点放线定位→安装高位水泵→凿孔安装埋设井点管→布置安装总管→井点管与总管连接→安装抽水设备→试抽与检查→正式投入降水程序。 ② 井点管埋设 井点管的埋设方法常用的是冲孔埋设法。这种方法分为冲孔和埋管两个过程（图1.16）。

1.3 施工降排水 图1.16 井点管的埋设 8—滤管；9—填砂；10—黏土封口 1—冲管；2—冲嘴；3—胶皮管； 1.3 施工降排水 8—滤管；9—填砂；10—黏土封口 1—冲管；2—冲嘴；3—胶皮管； 6—起重机吊钩；7—井点管； 4—高压水泵；5—压力表； 图1.16 井点管的埋设 （a） 冲孔；（b） 埋管

1.3 施工降排水 通过单滑轮用绳索拉起井点管,再将井点管插入孔中，井点管的上端应用木塞塞住，以防砂石或其他杂物进入，并在井点管与孔壁之间填灌砂石滤层，该砂石滤层的填充质量直接影响轻型井点降水的效果，应注意以下几点： a.砂石必须采用粗砂，以防止堵塞滤管的网眼。 b.滤管应放置在井孔的中间，砂石滤层的厚度应在60～100 mm之间，以提高透水性，并防止土粒渗入滤管堵塞滤管的网眼。填砂厚度要均匀，速度要快，填砂中途不得中断，以防孔壁塌土。

1.3 施工降排水 c.滤砂层的填充高度至少要超过滤管顶以上1000～1800 mm，一般应填至原地下水位线以上，以保证土层水流上下畅通。 d.井点填砂后，井口以下1.0～1.5 m用黏土封口压实，防止漏气而降低降水效果。

1.3 施工降排水 ③ 冲洗井管：将直径为15～30 mm的胶管插入井点管底部进行注水清洗，直到流出清水为止，并应逐根进行清洗，避免出现“死井”。 ④ 管路安装 首先沿井点管线外侧铺设集水毛管，并用胶垫螺栓把干管连接起来，主干管连接水箱水泵，然后拔掉井点管上端的木塞，用胶管与主管连接好，再用10#铅丝绑好，防止管路不严漏气而降低整个管路的真空度。主管路的流水坡度按坡向泵房5‰的坡度并用砖将主干管垫好，同时应作好冬季降水防冻保温。

1.3 施工降排水 ⑤ 检查管路 检查集水干管与井点管连接胶管的各个接头在试抽水时是否有漏气现象，发现这种情况应重新连接或用油泥子堵塞，重新拧紧法兰盘螺栓和胶管的铅丝，直至不漏气为止。在正式运转抽水之前必须进行试抽，以检查抽水设备运转是否正常，管路是否存在漏气现象。在水泵进水管上安装一个真空表，在水泵的出水管上安装一个压力表。 在试抽时，应检查整个管网的真空度，当真空度达到550 mm Hg(73.33 kPa)时，方可进行正式投入抽水。

1.3 施工降排水 ⑥ 抽水 轻型井点管网全部安装完毕后进行试抽。当抽水设备运转一切正常后，整个抽水管路无漏气现象，则可以投入正常抽水作业。开机一个星期后将形成地下降水漏斗，并趋向稳定，土方工程可在降水10 d后开挖。

1.3 施工降排水 （3） 质量检查 ① 井点管间距、埋设深度应符合设计要求，一组井点管和接头中心应保持在一条直线上。 ② 井点埋设应无严重漏气、淤塞、出水不畅或死井等情况。 ③ 埋入地下的井点管及井点连接总管均应除锈并刷防锈漆一道；各焊接口处焊渣应凿掉，并刷防锈漆一道。 ④ 各组井点系统的真空度应保持在55.3～66.7 kPa，压力应保持在0.16 MPa。

1.3 施工降排水 （4） 安全要求 ① 冲、钻孔机操作时应安放平稳，防止机具突然倾倒或钻具下落，造成人员伤亡或设备损坏。 ② 已成孔尚未下井点前，井孔应用盖板封严，以免掉土或发生人员安全事故。 ③ 各机电设备应由专人看管，电气必须一机一闸，严格接地、接零、安装漏电保护器，水泵和部件检修时必须切断电源，严禁带电作业。

1.3 施工降排水 （5） 成品保护 ① 井点成孔后，应立即下井点管并填入豆石滤料，以防塌孔。不能及时下井点管时，孔口应盖盖板，防止物件掉入井孔内堵孔。 ② 井点管埋设后，管口要用木塞堵住，以防异物掉入管内堵塞。 ③ 井点使用应保持连续抽水，并检查抽水设备及电源，以避免泥渣沉淀淤管。 ④ 冬期施工，井点连接总管上要覆盖保温材料，或回填30 cm厚以上干松土，以防冻坏管道。

1.3 施工降排水 （6） 应注意的质量问题 ① 基坑周围上部应挖好水沟，防止雨水流入基坑。 ② 在正式开工前，由电工及时办理用电手续，保证在抽水期间不停电。 ③ 在抽水过程中应经常检查和调节离心泵的出水阀门以控制流水量，当地下水位降到所要求的水位后，减少出水阀门的出水量，尽量使抽吸与排水保持均匀，达到细水长流。特别是开始抽水时，应检查有无井点管淤塞的死井，可通过管内水流声、管子表面是否潮湿等方法进行检查。如“死井”数量超过10％，则严重影响降水效果，应及时采用高压水反复冲洗。

1.3 施工降排水 ④ 真空度是轻型井点降水能否顺利进行降水的主要技术指数，现场设专人经常观测，若抽水过程中发现真空度不足，应立即检查整个抽水系统有无漏气环节，若有漏气应及时排除。 ⑤ 如场地黏土层较厚将会影响降水效果。 ⑥ 轻型井点降水应经常进行检查，其出水规律应“先大后小，先混后清”。若出现异常情况，应及时进行检查。

1.4 土方开挖

1.4 土方开挖 1.4.1 放坡开挖 进行放坡开挖时，为保证开挖过程中边坡的稳定性，必须选择合理的边坡坡度。挖方边坡应根据使用时间（临时或永久性）、土的种类、物理力学性质、水文等情况确定。

1.4 土方开挖 1.4.1.1 土方边坡坡度与边坡系数 工程中土方边坡常常用边坡坡度来表示。边坡坡度是以土方挖方深度h与底宽b之比表示 (见图1.17)，即： m为土方的边坡系数，用坡底宽b与h坡高（即基础开挖深度）之比表示。即： 土方边坡的坡度＝1：m = 1： = （1.10） （1.11） 边坡系数m＝

1.4 土方开挖 临时性挖方的边坡值应符合表1.5的规定。对永久性场地，挖方边坡坡度应按设计要求放坡，如设计无规定，可按参考表1.6。 图1.17 土方边坡

1.4 土方开挖 表1.5 临时性挖方边坡值 土的类别 边坡值(高：宽) 砂土(不包括细砂、粉砂) 1：1.25～1：1.50 一般性粘土 1.4 土方开挖 表1.5 临时性挖方边坡值 土的类别 边坡值(高：宽) 砂土(不包括细砂、粉砂) 1：1.25～1：1.50 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 注：①设计有要求时，应符合设计标淮。 ②如采用降水或其他加固措施，可不受本表限制，但应计算复核。 ③开挖深度，对软土不应超过4m，对硬土不应超过8m。

1.4 土方开挖 表1.6 永久性场地土方挖方边坡坡度 项次 挖土性质 边坡坡度 1 1.4 土方开挖 表1.6 永久性场地土方挖方边坡坡度 项次 挖土性质 边坡坡度 1 在天然湿度、层理均匀、不易膨胀的黏土和砂土（不包括细砂和粉砂）内挖方深度不超过3m 1：1.00～1：1.25 2 在天然湿度、层理均匀、不易膨胀的黏土和砂土（不包括细砂和粉砂）内挖方深度为3～12 m 1：1.25～1：1.50 3 干燥地区内土质结构未经破坏的干燥黄土及类黄土，深度超过12m 1：0.10～1：1.25 4 在啐石土和泥炭岩土的地方，深度不超过12m，根据土的性质、层理特性和挖方深度确定 1：0.50～1：1.50 5 在风化岩内的挖方，根据岩石性质、风化程度、层理特性和挖方深度确定 1：0.20～1：1.50 6 在微风化岩内的挖方，岩石无裂缝且无倾向挖方坡脚的岩石 1：0.10 7 在未风化的完整岩石内的挖方 直立

密实、中密的沙土和碎石类石（充填物为砂土） 1.4 土方开挖 在无地下水的情况，基坑（槽）开挖不加支撑时的允许深度，可参考表1.7。挖深在5 m之内不加支撑的最陡坡度可参见表1.8。 表1.7 基坑（槽）和沟管不加支撑时的允许深度 项次 土 层 类 别 允许深度（m） 1 密实、中密的沙土和碎石类石（充填物为砂土） 1.00 2 硬塑、可塑的黏质粉土及粉质黏土 1.25 3 硬塑、可塑的黏性土和碎石类石（充填物为黏性土） 1.50 4 坚硬的黏性土 2.00

1.4 土方开挖 表1.8 挖深在5 m内的基坑（槽）、沟管边坡的最陡坡度（不加支撑） 1.4 土方开挖 表1.8 挖深在5 m内的基坑（槽）、沟管边坡的最陡坡度（不加支撑） 项次 岩石类别 边坡坡度（高宽比） 坡顶无荷载 坡顶有静载 坡顶有动载 1 中密的砂土 1：1.00 1：1.25 1：1.50 2 中密的啐石类土（充填物为砂土） 1：0.75 3 硬塑的粉土 1：067 4 中密的碎石类土（充填物为黏性土） 1：0.50 1：0.67 5 硬塑的粉质黏土、黏土 1：0.33 6 老黄土 1：0.10 1：0.25 7 软土（经井点降水后） 注：① 静载指堆土或材料等，动载指机械挖土或汽车运输作业等；静载或 动载应距挖方边缘0.8 m以外，堆土或材料高度不宜超过1.5 m。 ② 当有成熟经验时，不受本表限制。

1.4 土方开挖 1.4.1.2 开挖程序及要点 放坡开挖的程序一般是： 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进行，每层0.3 m左右，边挖边检查坑底宽度及坡度，不够时及时修整，每3 m左右修一次坡，至设计高度，再统一进行一次修坡清底，检查坑底宽度和标高，要求坑底凹凸不超过2.0 m。

1.4 土方开挖 1.4.1.3 放坡开挖的注意事项 （1） 基坑边缘堆置的土方和建筑物材料，或沿挖方边缘移动的运输工具和机械，一般应距基坑上部边缘0.8 m以外，堆置高度不应超过1.5 m。在垂直的坑壁边，此安全距离还应该增大。软土地区不宜在坑边堆置弃土。 （2） 基坑周围地面应进行防水、排水处理，严防雨水等地面水浸入基坑周边土体。 （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。

1.4 土方开挖 （4） 在地下水位以下挖土，应在基坑（槽）四侧或两侧挖好临时排水沟和集水井，或采用井点降水，将地下水降至坑槽底以下500 mm,降水工作应该持续到基础工程施工完毕。 （5） 基坑开挖应尽量防止对地基土的扰动。若用人工开挖，基坑开挖好后不能立即进行下道工序，应预留15～30 cm土层不挖，待下道工序开始时再挖至设计标高。若用机械开挖，为避免破坏基地土，应在基底标高以上预留一层人工挖掘修整。使用铲运机、推土机时，保留土层厚度15～20 cm；使用正铲、反铲或拉铲挖土机时，保留土层厚度20～30 cm。

1.4 土方开挖 （6） 基坑开挖完毕后，应及时清底、验槽，减少暴露时间，防止暴晒和雨水浸刷破坏地基土的原状结构。 （7） 基坑开挖完毕后，应进行验槽并做好记录，如发现与勘查报告、设计不相符时，应与有关人员研究处理。

1.4 土方开挖 1.4.2 基坑（糟）土方量计算 1.4.2.1 按拟柱体体积公式计算 （1） 基坑土方量计算 基坑土方量可按立体几何中的拟柱体体积公式计算（图1.18）。即： （1.12）

1.4 土方开挖 式中H——基坑深度，m； A1、A2——基坑上、下的底面积，m2； A0——基坑中截面的面积，m2。 注意：A0一般情况下不等于A1、A2之和的一半，而应该按侧面几何图形的边长计算出中位线的长度，然后再计算中截面的面积A0。

1.4 土方开挖 图1.18 基坑土方量计算

1.4 土方开挖 (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，可以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，用同样方法计算各分段土方量（图1.19）。最后将各段土方量相加即得总土方量V总。即： 式中Vi——第i段的土方量，m3； Li——第i段的长度，m。 （1.13）

1.4 土方开挖 图1.19 基槽分段施工示意图

V＝h(a+2c)L V＝h(a+2c+mh)L 1.4 土方开挖 1.4.2.2 按实际体积计算 （1） 基槽土方量计算 1.4 土方开挖 1.4.2.2 按实际体积计算 （1） 基槽土方量计算 基槽开挖时，两边留有一定的工作面，分放坡开挖和不放坡开挖两种情况，如图1.20所示。 当基槽不放坡时： 当基槽放坡时： V＝h(a+2c)L （1.14） V＝h(a+2c+mh)L （1.15）

1.4 土方开挖 式中V——基槽土方量，m3； h——基槽开挖深度，m； a——基础宽度，m； c——工作面宽，m； m——坡度系数； L——基槽长度（外墙按中心线，内墙按净 长线），m。 如果基槽沿长度方向断面变化较大，应分段计算，然后汇总。

1.4 土方开挖 图1.20 基槽土方量计算

V＝h(a+2c+mh)(b+2c+mh)+ 1.4 土方开挖 （2） 基坑土方量计算 基坑开挖时，四边留有一定的工作面，分放坡开挖和不放坡开挖两种情况，如图1.21所示。 当基坑不放坡时： 当基坑放坡时： V＝h(a+2c)(b+2c) （1.16） V＝h(a+2c+mh)(b+2c+mh)+ （1.17）

1.4 土方开挖 式中V——基坑土方量，m3； h——基坑开挖深度，m； a——基础底长，m； b——基础底宽，m； c——工作面宽，m； m——坡度系数。

1.4 土方开挖 图1.21 基坑土方量计算

1.4 土方开挖 1.4.3 基坑开挖 1.4.3.1 基坑开挖程序及施工要点 基坑开挖程序一般是：测量放线→基坑中、边桩施工→排降水→场地清理。 基坑开挖分两种情况：一是无支护结构基坑的放坡开挖，二是有支护结构基坑的开挖。 基坑开挖方法主要有放坡分层开挖、有支护基坑开挖、盆式开挖、中心岛式开挖等几种，应根据基坑面积大小、开挖深度、支护结构形式、环境条件等因素选用。

1.4 土方开挖 (1) 放坡分层开挖 分层挖土是将基坑按深度分为多层进行逐层开挖，这种开挖方式适合于四周空旷、有足够放坡场地、周围没有建筑设施或地下管线的情况。分层厚度，软土地基应控制在2 m以内，硬质土宜控制在5 m以内。开挖顺序可从基坑的某一边向另一边平行开挖，可从基坑两头对称开挖，或从基坑中间向两边平行对称开挖，也可交替分层开挖，这些均可根据工作面和土质情况决定。

1.4 土方开挖 在采用放坡开挖时，要求基坑边坡在施工期间保持稳定。基坑边坡坡度应根据土质、基坑深度、开挖方法、留置时间、边坡荷载、排水情况及场地大小确定。放坡开挖应有降低坑内水位和防止坑外水倒灌的措施。若土质较差且基坑施工时间较长，边坡坡面可采用钢丝网喷浆等措施进行护坡，以保持基坑边坡稳定。在软土地基下不宜挖深过大，一般控制在6～7 m，坚硬土层中，则不受此限制。放坡开挖的放坡值应符合规范要求。 放坡开挖施工方便，挖土机作业无障碍，工效高，基础开挖后基础结构作业空间大，施工工期短，经济效益好。但在城市或人口密集地区施工时，条件往往不允许采用这种开挖方式。

1.4 土方开挖 (2) 有支护基坑开挖 有支护的基坑开挖包括无内支撑支护和有内支撑支护的基坑开挖。无内支撑支护有悬臂式、拉锚式、重力式、土钉墙等，该种支护的土壁可垂直向下开挖，不需要在基坑边四周有很大的场地，可用于场地狭小、土质又较差的情况。同时，在地下结构完成后，其基坑土方回填工作量也小。有内支撑支护基坑土方开挖比较困难，其土方分层开挖必须与支撑结构施工相协调。在有内支撑支护的基坑中进行土方开挖，受内支撑影响比较大，施工中开挖、运土均较困难。

1.4 土方开挖 (3) 盆式开挖 盆式开挖适合于基坑面积较大、支撑或拉锚作业困难且无法放坡的基坑。盆式开挖时先分层开挖基坑中间部分的土方，基坑周边一定范围内的土暂不开挖（图1.22），形成盆式，开挖时可视土质情况放坡，此时留下的土坡可对四周围护结构形成被动土反压力区，以增强围护结构的稳定性，待中间部分的混凝土垫层、基础或地下室结构施工完成之后，再用水平支撑或斜撑对四周围护结构进行支撑，并突击开挖周边支护结构内部分被动土区的土，每挖一层支一层水平横顶撑（图1.23），直至坑底，最后浇筑该部分结构混凝土。

1.4 土方开挖 图1.22 盆式开挖示意图

1.4 土方开挖 图1.23 开挖内支撑示意图 1—钢板桩或灌注桩；2—后挖土方；3—先施工地下结构； 1.4 土方开挖 图1.23 开挖内支撑示意图 1—钢板桩或灌注桩；2—后挖土方；3—先施工地下结构； 4—后施工地下结构；5—钢水平支撑；6—钢横撑

1.4 土方开挖 (4) 中心岛式开挖 当基坑面积不大，周围环境和土质可以进行拉锚或采用支撑时，可采用中心岛式开挖。与盆式开挖相反，中心岛式挖土是先开挖基坑周边土方，基坑周围的土方暂时留置，中间留土方可作为支点搭设栈桥，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，可有效加快挖土和运土的速度（图1.24）。挖土也分层开挖，一般先全面挖去一层，然后中间部分留置土墩，周围部分分层开挖。挖土多用反铲挖土机，如基坑深度很大，可采用向上逐级传递方式进行土方装车外运。

1.4 土方开挖 图1.24 中心岛(墩)式挖土示意图 1—栈板；2—支架或利用工程桩； 3—围护墙；4—腰梁；5—土墩

1.4 土方开挖 1.4.3.2 基坑开挖的注意事项 （1） 开挖与支撑相配合，每次挖土深度不得超过将要加支撑位置以下0.5 m，以防止支撑失稳。每次挖土深度与所选用的施工机械有关。当采用分层分段开挖时，分层厚度不宜大于5 m，分段的长度不大于25 m，并应快挖快撑，时间不宜超过1～2 d，以充分利用土体结构的空间作用，减少支护结构的变形。在深基坑挖土时为防止地基一侧失去平衡而导致坑底涌土、边坡失稳、坍塌等情况，挖土机械不得在支撑上作业或行走。

1.4 土方开挖 （2） 深基坑开挖过程中，随着土的挖除，下层土因逐渐卸载而有可能回弹，尤其在基坑挖至设计标高后，搁置时间过久，回弹更为显著。弹性隆起在基坑开挖和基础工程初期发展很快，它将加大建筑物的后期沉降。因此，对深基坑开挖后的土体回弹应有适当的估计。

1.4 土方开挖 （3） 雨季施工时，应对坑壁采取护面措施，同时做好坑顶地表水的疏干排除工作，防止雨水冲刷并影响边坡稳定。机械挖土时，为防止基底土被扰动，结构被破坏，不应直接挖至坑（槽）底，如个别地方超挖，应用原土填补，并夯实至要求的密实度。如用原土填补不能达到要求的密实度时，应用砂石填补，并仔细夯实。在特别重要的地方超挖时，应用块石或低强度等级的混凝土填实。

1.4 土方开挖 （4） 在基坑开挖、基础施工及回填过程中应始终保持井点降水工作的正常进行。 （5） 开挖前施工方案设计要周全，施工过程中要重视现场监测工作。

1.4 土方开挖 1.4.3.3 质量检查 （1） 开挖深度应根据设计基础埋深、确定的室内地坪标高及地基持力层位置进行综合分析确定。一般对软土不应超过4 m，硬土不应超过8 m。对于采用板桩、钢筋混凝土桩、重力式深层搅拌水泥土桩等形式进行护壁的基坑（槽），其开挖长、宽范围应以护壁结构所围的范围为准，开挖深度的确定与上相同。

1.4 土方开挖 （2） 使用大型土方机械在坑下作业，如为软土地基或在雨期施工，机械进入基坑行走时需铺垫钢板或铺筑道路。所以，对大型软土基坑，为减少分层挖运土方的复杂性，还可采用“接力挖土法”。它是利用两台或三台挖土机分别在基坑的不同标高处同时挖土。一台在地表，两台在基坑不同标高的台阶上，边挖土边向上传递到上层，由地表挖土机装车，用自卸汽车运至弃土地点。

1.4 土方开挖 （3） 土方开挖应制订方案、绘出开挖图，确定开挖路线、顺序、范围、基底标高、边坡坡度、排水沟、集水井位置以及挖出的土方堆放地点。 （4） 由于大面积基础群基坑底标高不一，机械开挖次序一般采取先整片挖至一平均标高，然后再挖个别较深部位。当一次开挖深度超过挖土机最大挖掘高度(5 m以上)时，宜分2～3层开挖，并修筑10%～15%坡道，以便挖土及运输车辆进出。

1.4 土方开挖 （5） 由于机械施工不能准确地将地基抄平，容易出现超挖现象。所以，要求施工中机械开挖到基底以上20～30 cm后，采用人工方法挖至坑底标高。基坑边角部位，即机械开挖不到之处，应用少量人工配合清坡，将松土清至机械作业半径范围内，再用机械掏取运走。 土方开挖工程的质量检验标准应符合表1.9的规定。

1.4 土方开挖 表1.9 土方开挖工程质量检验标准(mm) 项目 序 号 允许偏差或允许值 检验方法 柱基 基坑 基槽 挖方场地平整 管沟 1.4 土方开挖 表1.9 土方开挖工程质量检验标准(mm) 项目 序 号 允许偏差或允许值 检验方法 柱基 基坑 基槽 挖方场地平整 管沟 地(路) 面基层 人工 机械 主控 1 标高 -50 ±30 ±50 水准仪 2 长度、宽度(由设计中心线向两边量) +200 +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 表面平整度 20 50 用2m靠尺和楔形塞尺检查 基底土性 观察或土样分析 注：① 地(路)面基层的偏差只适用于直接在挖、填方上做地(路)面的基层; ② 本表所列数值适用于附近无重要建筑物或重要公共设施，且基坑暴露时间不长时。

1.4 土方开挖 1.4.4 土方开挖机械化施工 土方工程施工机械的种类很多，常用的有：推土机、铲运机、挖土机、装载机、运输机械和碾压夯实机械等。施工中应合理选择土方机械，充分发挥机械效能，并使各种机械在施工中配合协调，加快施工进度。

1.4 土方开挖 1.4.4.1 单斗挖土机 单斗挖土机是基坑（槽）开挖的常用机械，当施工高度较大、土方量较多时，可采用挖土机并配以汽车进行挖运土方。单斗挖土机按其工作装置和工作方式不同可分为正铲、反铲、拉铲和抓铲四种（图1.25）；按行走方式不同单斗挖土机可分为履带式和轮胎式挖土机两种；按操纵机构不同可分为机械式挖土机[图1.25（a）、（b）、（c）、（d）]和液压式挖土机[图1.25（e）、（f）、（g）]两种。由于液压传动具有很大优越性，发展很快，因此较为常用。

1.4 土方开挖 图1.25 单斗挖土机 （a）,（e） 正铲；（b）,（f） 反铲； （c） 拉铲；（d）,（g） 抓铲

1.4 土方开挖 （1） 正铲挖土机施工 正铲挖土机一般仅用于开挖停机面以上的土，外形如图1.25中所示，其挖掘力大，效率高，适用于含水量不大于27%的一至四类土，它可直接往自卸汽车上装土，进行土的外运工作。正铲挖土机的特点是：前进向上，强制切土。由于挖掘面在停机面的前上方，所以，正铲挖土机适用于开挖大型、低地下水位且排水通畅的基坑以及土丘等。

1.4 土方开挖 根据挖土机的开挖路线与运输工具的相对位置不同，正铲挖土机的作业方式主要有两种，即侧向装土法和后方装土法。 侧向装土法就是挖土机沿前进方向挖土，运输工具停在侧面装土[图1.26(a)]。用侧向装土法挖土机卸土时，动臂回转角度小，运输工具行驶方便，生产率高，应用较广。 后方装土法就是挖土机沿前进方向挖土，运输工具停在挖土机后面装土[如图1.26(b)]。用后方装土法挖土机卸土时，动臂回转角度大，装车时间长，生产效率低，且运输车辆要倒车开入，所以，一般只用于开挖工作面狭小且较深的基坑。

1.4 土方开挖 图1.26 正铲挖土机开挖方式 （a） 侧向装土；（b） 后方装土 1—正铲挖土机；2—自卸汽车

1.4 土方开挖 （2） 反铲挖土机施工 反铲挖土机适用开挖停机面以下的一至三类的砂土和黏性土，其作业特点是：后退向下，强制切土。反铲挖土机主要用于开挖基坑、基槽或管沟；亦可用于地下水位较高处的土方开挖，经济合理挖土深度为3～5 m，挖土时可与自卸汽车配合，也可以就近弃土。其作业方式有沟端开挖与沟侧开挖两种。

1.4 土方开挖 沟端开挖就是挖土机停在沟端，向后倒退着挖土，汽车停在两旁装土 [图1.27(a)]。 沟侧开挖就是挖土机沿沟槽一侧直线移动，边走边挖，将土弃于距基槽较远处。此方法一般是挖土宽度和深度较小、无法采用沟端开挖或挖土不需要运走时采用[图1.27(b)]。

1.4 土方开挖 图1.27 反铲挖土机开挖方式 （a） 沟端开挖；（b） 沟侧开挖 1—反铲挖土机；2—自卸汽车；3—弃土堆

1.4 土方开挖 （3） 拉铲挖土机施工 拉铲挖土机（图1.25)施工时，依靠土斗自重及拉索拉力切土。它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。拉铲挖土机的开挖深度和半径较大，常用于较大基坑（槽）、沟槽、大型场地平整和挖取水下泥土的施工。工作时一般直接弃土于附近，如配汽车运输时，操作技术要求较高，效率较低。 拉铲挖土机的作业方式与反铲挖土机相同，有沟端开挖和沟侧开挖两种。

1.4 土方开挖 （4） 抓铲挖土机施工 机械传动抓铲挖土机是在挖土机臂端用钢丝绳吊装一个抓斗。其作业特点是：直上直下，自重切土。抓铲挖土机挖掘力较小，能开挖停机面以下的一至二类土。适用于开挖较松软的土，特别是松软土中窄而深的基坑、深槽、深井采用抓铲可取得理想效果；抓铲挖土机还可用于疏通旧有渠道以及挖取水中淤泥，或用于装卸碎石、矿渣等松散材料。

1.4 土方开挖 土方开挖运输前应检查定位放线、排水和降低地下水位系统，合理安排土方运输车的行走路线及弃土场，为了减少车辆的调头、等待和装土时间，施工场地必须考虑车辆调头及停车位置。施工过程中还应检查平面位置、水平标高、边坡坡度、压实度、排水、降低地下水位系统，并随时观测周围的环境变化。

1.4 土方开挖 1.4.4.2 土方挖运机械选择 土方挖运机械的选择要点如下： ① 在场地平整施工中，当地形起伏不大（坡度小于15°），填挖平整土方的面积较大，平均运距较短（1500 m以内），土的含水量适当（27%以下）时，采用铲运机较为合适。如土质为硬土，则用其他机械翻松后再铲运。

1.4 土方开挖 ② 当地形起伏较大，挖土高度在3 m以上，运输距离超过1000 m，土方工程量较大又较集中时，一般可采用下述三种方式进行挖土和运土： a正铲挖土机配合自卸汽车进行施工，并在弃土区配备推土机进行平整和推土。选择铲斗容量时，应考虑到土质情况、工程量和工作面高度。当开挖普通土，集中工程量在1.5万m3以下时，可采用0.5 m3的铲斗；当开挖集中工程量为1.5万～5万m3时，宜选用1.0 m3的铲斗，此时，普通土和硬土都能开挖。

1.4 土方开挖 b用推土机将土推入漏斗，并用自卸汽车在漏斗下承土并运走。该方法适用于挖土层厚度在5～6 m以上的地段。漏斗上口尺寸为3 m左右、宽3.5 m的框架支承。其位置应选择在挖土段的较低处，并预先挖平。漏斗左右及后侧土壁应予以支撑。 c用推土机预先把土推成一堆，用装载机把土装到汽车上运走，效率也很高。

1.4 土方开挖 ③ 对基坑开挖，当基坑深度在1～2 m，而长度又不太大时，可采用推土机；对于深度在2 m以内的线状基坑，宜用铲运机开挖；当基坑面积较大，工程量又集中时，可选用正铲挖土机挖土，自卸汽车配合运土；如地下水位较高，又不采用降水措施，或土质松软，则应要用反铲、拉铲或抓铲挖土机施工。

1.4 土方开挖 ④ 开挖基坑和管沟的回填，当运距在100 m以内时，可采用推土机施工。 上述各种机械的适用范围都是相对的，选用时应根据具体情况考虑。如果有多种机械可供选择时，应当进行技术经济比较，选择效率高、费用低的土方机械进行施工。

1.5 基坑支护

1.5 基坑支护 1.5.1 支撑方式 1.5.1.1 浅基坑（槽）、沟管支撑 对宽度不大、深5 m以内的浅基坑(槽)、管沟，一般宜设置简单支撑，其形式根据开挖深度、土质条件、地下水位、施工时间长短、施工季节和当地气象条件、施工方法与相邻建(构)筑物情况进行选择。 横撑式支撑根据挡土板的不同分为水平挡土板和垂直挡土板两类，水平挡土板的布置又分间断式、断续式和连续式三种；垂直挡土板的布置分断续式和连续式两种，支护方法如表1.10所示。

1.5 基坑支护 表1.10 基坑（槽）、管沟的支撑方法 续下表

1.5 基坑支护 续上表

1.5 基坑支护 续上表

1.5 基坑支护 对宽度较大、深度不大的浅基坑，其支撑(护)形式常用的有斜柱支撑、锚拉支撑、短桩横隔板支撑和临时挡土墙支撑等。各种支撑的支撑方法和使用条件如表1.11所示。

1.5 基坑支护 表1.11 一般浅基坑的支撑方法

1.5 基坑支护 1.5.1.2 深基坑支护结构 对宽度较大、深5 m以上的深基坑且地质条件较复杂时，必须选择有效的支护形式，一般应由施工单位会同设计单位、建设单位共同制订可靠的支护方案，表1.12为几种常用深基坑支护形式，仅供参考。（祥见课本31页）

1.5 基坑支护 1.5.2 基坑（糟）、沟管支撑施工 1.5.2.1 施工要点 （1） 应严格遵循先撑后挖的原则，即挖至每层支撑标高，待支撑加设并起作用后再继续挖下层。不得在基坑(槽)、管沟全部挖好后，再设置支护，以免使基坑(槽)壁失稳。土方开挖宜由上而下分层、分段、对称进行，使支护结构受力均匀。要控制相邻段的土方开挖高差不大于1.0 m，防止因土方高差过大而产生推力，使工程桩移位或变形。

1.5 基坑支护 （2） 基坑(槽)沟壁开挖宽度应比基础、管道每边增加工作面宽度和100～150 mm支护(撑)结构需要的尺寸。挖土时，土壁要平直，挡土板要紧贴土面，并用木楔或横撑木顶紧挡板。在支护角部要增设加强支撑。 （3） 土方开挖前应先进行基坑降水，降水深度宜控制在坑底以下500～1000 mm，防止降水影响到支护结构外面，造成基坑周围地面产生沉降。

1.5 基坑支护 （4） 采用钢(木)板桩、挡土灌注桩、地下连续墙支护时，应事先进行打设或施工，然后再分层进行基坑土方开挖，分层设横撑、土层锚杆，其施工操作工艺分别参见单元2中有关内容。 （5） 拆除支护(撑)时，应按照基坑(槽)、管沟土方回填顺序，从下而上逐步进行。施工中更换支撑时，必须先安装新的再拆除旧的。

1.5 基坑支护 （6） 挖土机的进出口通道应铺设路基箱以扩散压力，必要时局部注浆或作水泥土搅拌桩加固地基。 （7） 挖土期间基坑边严禁大量堆载，地面载荷值绝对不允许超过设计支护结构时采用的地面超载值。

1.5 基坑支护 1.5.2.2 质量要求 （1） 在基坑(槽)或管沟工程等开挖施工中，现场不宜进行放坡开挖，当可能对邻近建(构)筑物、地下管线、永久性道路产生危害时，应对基坑(槽)、管沟进行支护后再开挖。

1.5 基坑支护 （2） 基坑(槽)、管沟开挖前应做好下述工作： ① 基坑(槽)、管沟开挖前，应根据支护结构形式、挖深、地质条件、施工方法、周围环境、工期、气候和地面载荷等资料制订施工方案、环境保护措施、监测方案，经审批后方可施工。 ② 土方工程施工前，应对降水、排水措施进行设计，系统应经检查和试运转，一切正常时方可开始施工。

1.5 基坑支护 （3） 土方开挖的顺序、方法必须与设计工况相一致，并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。 （4） 基坑(槽)、管沟的挖土应分层进行。在施工过程中基坑(槽)、管沟边堆置土方不应超过设计荷载，挖方时不应碰撞或损伤支护结构、降水设施。 （5） 基坑(槽)、管沟土方施工中应对支护结构、周围环境进行观察和监测，如出现异常情况应及时处理，待恢复正常后方可继续施工。

1.5 基坑支护 （6） 基坑(槽)、管沟开挖至设计标高后，应对坑底进行保护，经验槽合格后，方可进行垫层施工。对特大型基坑，宜分区分块挖至设计标高，分区分块及时浇筑垫层。必要时，可加强垫层。 （7） 基坑(槽)、管沟土方工程验收必须以确保支护结构安全和周围环境安全为前提。当设计有指标时，以设计要求为依据，如无设计指标时应按表1.13的规定执行。

1.5 基坑支护 支护(撑)材质必须符合设计要求和施工规范的规定。 支护(撑)的设置位置、垂直度、标高必须符合设计要求，位置偏差不大于100 mm,垂直度偏差不大于H/100(H为支护高度)，标高偏差不大于±30 mm，且挡土板必须紧贴土壁。

1.5 基坑支护 表1.13 基坑变形的监控值（cm） 基坑类别 围护结构墙顶 位移监控值 围护结构墙体 最大位移监控值 地面最大沉降 1.5 基坑支护 表1.13 基坑变形的监控值（cm） 基坑类别 围护结构墙顶 位移监控值 围护结构墙体 最大位移监控值 地面最大沉降 监控值 一级基坑 3 5 二级基坑 6 8 三级基坑 10 1O 注：① 符合下列情况之一，为一级基坑： a重要工程或支护结构作为主体结构的一部分； b开挖深度大于10 m； c与邻近建筑物、重要设施的距离在开挖深度以内的基坑； d基坑范围内有历史文物、近代优秀建筑、重要管线等需严加保护的基坑。 ② 三级基坑为开挖深度小于7 m，且周围环境无特别要求时的基坑。 ③ 除一级和三级外的基坑属二级基坑。 ④ 当周围已有的设施有特殊要求时，尚应符合这些特殊要求。

1.5 基坑支护 1.5.2.3 安全措施 （1） 深基坑支护上部应设安全护栏和危险标志，夜间应设红灯标志。 （2） 在设置支撑的基坑(槽)挖土时不得碰动支撑，支撑上不得放置物件；严禁将支撑当脚手架使用。严禁操作人员攀登支护或支撑上下基坑(槽)。 （3） 在设置支护的基坑中使用机械挖土时，应防止碰坏支护，或直接压过支护结构的支撑杆件；在基坑(槽)上边行驶，应复核支护强度，必要时应进行加固。

1.5 基坑支护 （4） 支护(撑)的设置应遵循由上而下的程序，支护(撑)拆除应遵循由下而上的程序，以防止基坑(槽)失稳塌方。 （5） 安装支撑时应戴安全帽，安装支护(撑)横梁、锚杆等应在脚手架上进行，高空作业应挂安全带。

1.5 基坑支护 1.5.2.4 注意事项 （1） 支护(撑)的设置必须结构合理，构造简单，装拆方便，能回收利用，节省费用，使用可靠，保证施工期间的安全，不给邻近地基和已有建(构)筑物带来有害影响；拆除支护(撑)前要研究好拆除时间、顺序和方法，以免给施工安全和地下工程造成危害。

1.5 基坑支护 （2） 支护(撑)安装和使用期间要加强检查、观察和监测，发现支撑折断、支护变形、坑壁裂缝、掉渣、上部地面裂缝、邻近建筑物下沉裂缝、变形倾斜等，应及时进行分析和处理，或进行加固。 （3） 当基坑地下水较大，而土质为粉细砂层，易产生流砂时，需用围幕截水与人工降低地下水位相结合，可在挡土灌注桩之间加设旋喷桩(深层搅拌桩或喷粉桩)阻水。

1.5 基坑支护 1.5.3 土层锚杆施工 土层锚杆简称土锚杆，它是在地面或深开挖的地下室墙面(挡土墙、桩或地下连续墙)或未开挖的基坑立壁土层钻孔(或掏孔)，达到一定设计深度后，再扩大孔的端部，形成柱状或其他形状，在孔内放入钢筋、钢管或钢丝束、钢绞线或其他抗拉材料，灌入水泥浆或化学浆液，使之与土层结合成为抗拉(拔)力强的锚杆。

1.5 基坑支护 其特点是：能与土体结合在一起承受很大的拉力，以保持结构的稳定；可用高强钢材，并可施加预应力，可有效地控制建筑物的变形量；施工所需钻孔孔径小，不用大型机械；代替钢横撑作侧壁支护，可大量节省钢材；为地下工程施工提供开阔的工作面；经济效益显著，可节省大量劳力，加快工程进度。

1.5 基坑支护 1.5.3.1 施工准备 （1） 材料要求 ① 锚杆 ② 水泥浆锚杆体

1.5 基坑支护 （2） 主要机具设备 ① 成孔机具设备：可采用螺旋式钻孔机、旋转冲击式钻孔机或YQ-100型潜水钻机，亦可采用普通地质钻孔改装的HGY100型或ZT100型钻机，并带套管和钻头等。 ② 灌浆机具设备：灰浆泵、灰浆搅拌机等。 ③ 张拉设备：YC-60型穿心式千斤顶，配SY-60型油泵油压表等。

1.5 基坑支护 （3） 作业条件 ① 根据地质勘察报告，摸清工程区域地质水文情况，同时查明锚杆设计位置的地下障碍物情况，以及钻孔、排水对邻近建(构)筑物的影响。 ② 编制施工组织设计，根据工程结构、地质、水文情况及施工机具、场地、技术条件，制订施工方案，进行施工布置及平面布置，划分区域；选定并准备钻孔机具和材料加工设备；委托安排锚杆及零件制作。

1.5 基坑支护 ③ 进行场地平整，拆迁施工区域内的报废建(构)筑物、水、电、通信线路，挖除工程部位地面以下3 m内的地下障碍物。 ④ 开挖边坡，按锚杆尺寸取2根进行钻孔、穿筋、灌浆、张拉、锚定等工艺试验，并作抗拔试验，检验锚杆质量，以检验施工工艺和施工设备的适应性。 ⑤ 在施工区域内设置临时设施，修建施工便道及排水沟，安装临时水电线路，搭设钻机平台，将施工机具设备运进现场，安装后试运转，检查机械、钻具、工具等是否完好齐全。

1.5 基坑支护 ⑥ 进行技术交底，搞清锚杆排数、孔位高低、孔距、孔深、锚杆及锚固件形式。清点锚杆及锚固件数量。 ⑦ 进行施工放线，定出挡土墙、桩基线和各个锚杆孔的孔位，锚杆的倾斜角。 ⑧ 做好钻杆用钢筋、水泥、砂子等的备料工作，并将使用的水泥、砂子按设计规定配合比做砂浆强度试验；锚杆对焊或帮条焊应做焊接强度试验，验证能否满足设计要求。

1.5 基坑支护 1.5.3.2 施工程序及要点 土层锚杆施工程序为(水作业钻进法)：土方开挖—测量、放线定位—钻机就位—接钻杆—校正孔位—调整角度—打开水源—钻孔—提出内钻杆—冲洗—钻至设计深度—反复提内钻杆—插钢筋(或钢绞线)—压力灌浆—养护—裸露主筋防锈—上横梁(或预应力锚件)—焊锚具—张拉(仅用于预应力锚杆)—锚头(锚具)锁定。

1.5 基坑支护 土层锚杆施工的要点如下： （1） 土层锚杆干作业施工程序与水作业钻进法基本相同，只是钻孔中不用水冲洗泥渣成孔，而是干法使土体顺螺杆出孔外成孔。 （2） 钻孔时要保证位置正确，要随时注意调整好锚孔位置(上下左右及角度)，防止高低参差不齐和相互交错。 （3） 钻进后要反复提插孔内钻杆，并用水冲洗孔底沉渣直至出清水，再接下节钻杆；遇有粗砂、砂卵石土层，在钻杆钻至最后一节时，应比要求深度多10～20 cm，以防粗砂、碎卵石堵塞管子。

1.5 基坑支护 （4） 钢筋、钢绞线使用前要检查各项性能，检查有无油污、锈蚀、缺股断丝等情况，如有不合格的，应进行更换或处理。断好的钢绞线长度要基本一致，偏差不得大于5 cm。端部要用铁丝绑扎牢，不得参差不齐或散架。干作业要另焊一个锥形导向帽；钢绞线束外留量应从挡土、结构物连线算起，外留1.5～2.5 m。钢绞线与导向架要绑扎牢固，导向架间距要均匀，一般为2 m左右。 （5） 注浆管使用前，要检查有无破裂堵塞，接口处要处理牢固，防止压力加大时开裂跑浆

1.5 基坑支护 （6） 拉杆应由专人制作，要求顺直。钻孔完毕应尽快安设拉杆，以防塌孔。拉杆使用前要除锈，钢绞线要清除油脂。拉杆接长应采用对焊或帮条焊。孔附近拉杆钢筋应涂防腐漆。为将拉杆安置于钻孔的中心，在拉杆上每隔1.0～2.0 m应安设一个定位器。为保证非锚固段拉杆可以自由伸长，可采取在锚固段与非锚固段之间设置堵浆器，或在非锚固段的拉杆上涂以润滑油脂，以保证在该段自由变形。 （7） 在灌浆前将管口封闭，接上压浆管，即可进行注浆，浇注锚固体。

1.5 基坑支护 （8） 灌浆是土层锚杆施工中的一道关键工序，必须认真进行，并做好记录。灌浆材料多用纯水泥浆，水灰比为0.4～0.45。为防止泌水、干缩，可掺加0.3%的木质素磺酸钙。灌浆亦可采用砂浆，灰砂比为1∶1或1∶0.5(质量比)，水灰比为0.4～0.5；砂用中砂，并过筛，如需早强，可掺加水泥用量0.3%的食盐和0.03%的三乙醇胺。水泥浆液的抗压强度应大于25 MPa，塑性流动时间应在22 s以下，可用时间应为30～60 min。整个浇注过程须在4 min内结束。

1.5 基坑支护 （9） 灌浆压力一般不得低于0.4 MPa，亦不宜大于2 MPa，宜采用封闭式压力灌浆和二次压力灌浆，可有效提高锚杆抗拔力(20%左右)。 （10） 注浆前用水引路、润湿，检查输浆管道；注浆后及时用水清洗搅浆、压浆设备及灌浆管等。注浆后自然养护不少于7 d，待强度达到设计强度等级的70%以上，方可进行张拉工艺。在灌浆体硬化之前，不能承受外力或由外力引起的锚杆移动。 （11） 张拉前要校核千斤顶，检验锚具硬度；清擦孔内油污、泥砂。张拉力要根据实际所需的有效张拉力和张拉力的可能松弛程度而定，一般按设计抽向力的75%～85%进行控制。

1.5 基坑支护 （12） 锚杆张拉时，分别在拉杆上、下部位安设两道工字钢或槽钢横梁，与护坡墙(桩)紧贴。张拉用穿心式千斤顶，当张拉到设计荷载时，拧紧螺母，完成锚定工作。张拉时宜先用小吨位千斤顶拉，使横梁与托架贴紧，然后再换大千斤顶进行整排锚杆的正式张拉。宜采用跳拉法或往复式拉法，以保证钢筋或钢绞线与横梁受力均匀。

1.5 基坑支护 1.5.3.3 质量检查 （1） 锚杆及土钉墙支护工程施工前应熟悉地质资料、设计图纸及周围环境，降水系统应确保正常工作，必需的施工设备如挖掘机、钻机、压浆泵、搅拌机等应能正常运转。 （2） 一般情况下，应遵循分段开挖、分段支护的原则，不宜按一次挖就再行支护的方式施工。 （3） 施工中应对锚杆或土钉位置，钻孔直径、深度及角度，锚杆或土钉插入长度，注浆配比、压力及注浆量，喷锚墙面厚度及强度，锚杆或土钉应力等进行检查。

（4） 每段支护体施工完后，应检查坡顶或坡面位移、坡顶沉降及周围环境变化，如有异常情况应采取措施，待恢复正常后方可继续施工。 （5） 锚杆及土钉墙支护工程质量检验应符合 表1.14的规定。

1.5 基坑支护 表1.14 锚杆及土钉墙支护工程质量检验标准 项目 序号 检查项目 允许偏差或允许值 检查方法 单位 数值 主控 1 1.5 基坑支护 表1.14 锚杆及土钉墙支护工程质量检验标准 项目 序号 检查项目 允许偏差或允许值 检查方法 单位 数值 主控 1 锚杆土钉长度 mm ±30 用钢尺量 2 锚杆锁定力 设计要求 现场实测 —般 锚杆或土钉位置 ±100 钻孔倾斜度 。 ±1 测钻机倾角 3 浆体强度 试样送检 4 注浆量 大于理论计算浆量 检查计量数据 5 土钉墙面厚度 +10 6 墙体强度

1.5 基坑支护 1.5.3.4 安全措施 （1） 施工人员进入现场应戴安全帽，高空作业应挂安全带，操作人员应精神集中，遵守有关安全规程。 （2） 各种设备应处于完好状态，机械设备的运转部位应有安全防护装置。 （3） 锚杆钻机应安设安全可靠的反力装置，在有地下承压水地层中钻进，孔口应安设可靠的防喷装置，以便突然发生漏水涌砂时能及时封住孔口。

1.5 基坑支护 （4） 锚杆的连接应牢靠，以防在张拉时发生脱扣现象。 （5） 张拉设备应经检验可靠，并有防范措施，防止夹具飞出伤人。 （6） 注浆管路应畅通，防止塞管、堵泵，造成爆管。 （7） 电气设备应设接地、接零，并由持证人员安全操作。电缆、电线应架空。

1.5 基坑支护 1.5.3.5 成品保护及环保措施 （1） 锚杆的非锚固段及锚头部分应及时作防腐处理。 （2） 成孔后应立即安设锚杆，立即注浆，防止塌孔。 （3） 锚杆施工应合理安排施工顺序，夜间作业应有足够的照明设施，防止砂浆配合比不准确。 （4） 施工全过程中，应注意保护定位控制桩、水准基点桩，防止碰撞产生位移。 （5） 钻孔泥浆应妥善处理，避免污染周围环境。 （6） 注浆时采取防护措施，避免水泥浆污染环境。

1.5 基坑支护 1.5.3.6 应注意的质量问题 （1） 根据设计要求、地质水文情况和施工机具条件，认真编制施工组织设计，选择合适的钻孔机具和方法，精心操作，确保顺利成孔和安装锚杆，并顺利灌注。 （2） 在钻进过程中，应认真控制钻进参数，合理掌握钻进速度，防止出现埋钻、卡钻、坍孔、掉块、涌砂和缩颈等现象，一旦发生孔内事故，应尽快进行处理，并配备必要的事故处理工具。

1.5 基坑支护 （3） 干作业钻机拔出钻杆后要立即注浆，以防塌孔；水作业钻机拔出钻杆后，外套留在孔内不会坍孔，但亦不宜间隔时间过长，以防流砂涌入管内，造成堵塞。 （4） 锚杆安装应按设计要求正确组装、正确绑扎、认真安插，确保锚杆安装质量。 （5） 锚杆灌浆应按设计要求，严格控制水泥浆、水泥砂浆配合比，做到搅拌均匀，并使注浆设备和管路处于良好的工作状态。

1.5 基坑支护 （6） 施加预应力应根据所用锚杆类型正确选用锚具，并正确安装台座和张拉设备，保证数据准确可靠。

1.6 土方回填

1.6 土方回填 为保证工程质量，填土必须要满足强度和稳定性要求，施工中主要应注意两方面的问题： 一是要保证按土方调配方案进行，确保施工进度及经济效益； 二是要保证土方填筑质量。

1.6 土方回填 1.6.1 填筑要求 1.6.1.1 土料的选择 为保证填土质量，必须正确选择填方土料。填方土料应符合设计要求，如无设计要求时，应符合下列规定： （1） 碎石类土、爆破石渣（粒径不大于每层铺土厚度的2/3）、砂土，可用做表层以下的填料。 （2） 含水量符合压实要求的黏性土，可用做各层填料。

1.6 土方回填 （3） 淤泥和淤泥质土一般不能用做填料，但在软土或沼泽地，经过处理含水量符合压实要求后，可用于填方中的次要部位。冻土、膨胀土也不应作为填方土料。 （4） 对含有大量有机物、水溶性硫酸盐含量大于5%的土，仅可用于无压实要求的填土，因为地下水会逐渐溶解硫酸盐，形成孔洞，影响土的密实度。

1.6 土方回填 1.6.1.2 一般规定 （1） 填土应分层进行，每层按规定的厚度填筑、压实，经检验合格后，再填筑上层。土方填筑最好原土回填，不能将各种土混杂在一起填筑。如果采用不同类土，应把透水性较大的土层置于透水性较小的土层下面。若不得已需在透水性较小的土层上填筑透水性较大的土壤时，必须将两层结合面做成中央高、四周低的弧面排水坡度或设置盲沟，以免填土内形成水囊。

（2） 填土厚度是影响填土压实质量的主要因素之一，土在压实功的作用下，其应力随土层深度的增大而减小。每层铺土厚度可参见表1.15。 1.6 土方回填 （2） 填土厚度是影响填土压实质量的主要因素之一，土在压实功的作用下，其应力随土层深度的增大而减小。每层铺土厚度可参见表1.15。 （3） 土料应接近水平地分层填筑，对于倾斜的地面，应先将斜坡挖成阶梯状，然后再分层填筑，防止填土横向移动。 表1.15 填土施工时的分层厚度及压实遍数 压实机具 每层铺土高度（mm） 每层压实遍数（遍） 平碾 250～300 6～8 振动压实机 250～350 3～4 柴油打夯机 200～250 人工打夯 <200

1.6 土方回填 1.6.2 填土压实方法 一般施工中主要采用机械压实。具体方法有碾压法、夯实法和振动压实法。平整场地等大面积填土采用碾压法，较小面积施工采用夯实法和振动压实法。 压实机械在填土压实中所做的功简称压实功。填土压实后的密度与压实机械在其上所做的压实功有一定的关系。当土的含水量一定时，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，但土的密度没有多大变化。

1.6 土方回填 所以，实际施工时，应根据土的种类不同，以及压实密度要求和不同的压实机械来决定填土压实的遍数，参见表1.15。 压实松土时，如用重碾直接滚压，则起伏会过于强烈，效率降低，在实际施工中往往是先用轻碾(压实功小)压实，再用重碾碾压，这样可取得较好的压实效果。

1.6 土方回填 1.6.2.1 辗压法 辗压法是利用压路机械滚轮的压力压实土壤，使之达到所需的密实度。 常用的辗压机械主要有平碾（压路机）、羊足碾和气胎碾。

1.6 土方回填 （1） 平碾 平碾是最常见的压路机，又称光碾压路机。平碾按重量等级分为轻型（30～50 kN）、中型（60～90 kN）、重型（110～150 kN）三种，适用于砂性土、碎粒石料和黏性土。一般每层铺土厚度为250～300 mm，每层压实遍数为6～8遍。 平碾碾压的特点是：单位压力小，表面土层易压成光滑硬壳，土层碾压上紧下松，底部不易压实，碾压质量不均匀，不利于上下土层之间的结合，易出现剪切裂缝，对防渗不利。

1.6 土方回填 （2） 羊足碾 羊足碾（图1.33）是一种无自行能力的碾压机械，其碾压滚筒外设交错排列的“羊足”，滚筒分为钢铁空心、装砂、注水三种，侧面设有加载孔，加载大小根据设计确定。羊足的长度随碾滚的重量增加而增加，一般为碾滚直径的1/7～1/6。重型羊足碾可达30 t。羊足碾的羊足插入土中，不仅使羊足底部的土料得到压实，并且使羊足侧向的土料受到挤压，同时有利于上下土层的结合，压实过程中羊足对表层土的翻松，省去了刨毛工序从而达到均匀压实的效果，增加了填方的整体性和抗渗性。这种碾压方法不适宜砂砾料的土层压实。

5—铲刀；6—后拉头；7—装砂口 ；8—水口； 9—羊足 1.6 土方回填 图1.33 羊足碾 1—前拉头；2—机架；3—轴承座；4—碾筒； 5—铲刀；6—后拉头；7—装砂口 ；8—水口； 9—羊足

1.6 土方回填 （3） 气胎碾 气胎碾又称为轮胎压路机（图1.34），分单轴(一排轮胎)和双轴(两排轮胎)两种。其主要是由装载荷重的金属车厢和装在轴上的气胎轮组成。气胎碾由拖拉机牵引，重量很大，一般有几十吨到上百吨，全部重量由一排充气轮胎传到土层上去。因轮胎具有弹性，压实土料时，气胎与土体同时变形，而且随着土体压实密度的增大，气胎变形相应也增大，气胎与土体接触面积也随之增大，并且始终能保持较为均匀的压实效果。与刚性碾相比，气胎碾不仅对土体的接触压力分布均匀，而且作用时间长、压实效果好、压实土层厚度大，生产效率高。

1.6 土方回填 图1.34 气胎碾

1.6 土方回填 1.6.2.2 机械夯实法 机械夯实法是利用冲击力来夯实土壤。夯实机械有重锤、内燃夯土机和蛙式打夯机（图1.35）、电动立夯机等机械。 夯锤是借助起重机悬挂一重锤进行夯土的夯实机械，适用于夯实砂性土、湿陷性黄土、杂填土以及含有石块的填土。 小型打夯机，由于其体积小，重量轻，构造简单，机动灵活、实用、操纵方便、夯击能量大，夯实工效较高，在建筑工程中较为常用。

1.6 土方回填 图1.35 蛙式打夯机 1—夯头；2—夯机架；3—三角皮带；4—底盘

1.6 土方回填 1.6.2.3 振动压实法 振动压实法是将振动压实机放在土层表面，使土颗粒发生相对位移而达到密实。用振动压实法压实时，每层铺土厚度宜为250～350 mm，每层压实遍数为3～4遍。这种方法适用于振实非黏性土。若使用振动碾进行碾压，借助振动设备可使土受到振动和碾压两种作用，碾压效率高，适用于大面积填方工程。

1.6 土方回填 1.6.3 机械回填土施工 1.6.3.1 施工准备 （1） 材料 ① 碎石类土、砂土（使用细砂、粉砂时应取得设计单位同意）和爆破石碴，可用做表层以下填料。其最大粒径不得超过每层铺填厚度的2/3或3/4（使用振动碾时），含水率应符合规定。

1.6 土方回填 ② 黏性土应检验其含水率，含水率达到设计控制范围方可使用。 ③ 盐渍土一般不可使用。但填料中不含有盐晶、盐块或含盐植物的根茎，并符合《土方与爆破工程施工及验收规范》附表中规定的盐渍土则可以使用。

1.6 土方回填 （2） 主要机具 ① 装运土方机械：铲土机、自卸汽车、推土机、铲运机及翻斗车等。 ② 碾压机械：平碾、羊足碾和振动碾等。 ③ 一般机具：蛙式或柴油打夯机、手推车、铁锹（平头或尖头）、2 m钢尺、20#铅丝、胶皮管等。

1.6 土方回填 （3） 作业条件 ① 施工前应根据工程特点、填方土料种类、密实度要求、施工条件等，确定填方土料含水量控制范围、虚铺厚度和压实遍数等参数；重要回填土方工程，其参数应通过压实试验来确定。 ② 填土前应对填方基底和已完工程进行检查和中间验收，合格后要做好隐蔽和验收手续。

1.6 土方回填 ③ 施工前，应做好水平高程标志布置。如大型基坑或沟边上每隔1 m应钉上水平桩橛或邻近的固定建筑物上抄上标准高程点。大面积场地上或地坪每隔一定距离钉上水平桩。 ④ 确定好土方机械、车辆的行走路线，并应事先经过检查，必要时要进行加固加宽等准备工作。同时要编好施工方案。

1.6 土方回填 1.6.3.2 施工程序及要点 机械回填土的施工程序为：基坑底地坪上清理 →检验土质→分层铺土 →分层碾压密实→检验密实度→修整找平→验收。

1.6 土方回填 机械回填土施工的要点如下： （1） 填土前，应将基土上的洞穴或基底表面上的树根、垃圾等杂物都处理完毕，清除干净。 （2） 检验土质。检验回填土料的种类、粒径，有无杂物，是否符合规定，以及土料的含水量是否在控制的范围内。如含水量偏高，可采用翻松、晾晒或均匀掺入干土等措施；如遇填料含水量偏低，可采用预先洒水润湿等措施。 （3） 填土应分层铺摊。每层铺土的厚度应根据土质、密实度要求和机具性能确定。

1.6 土方回填 （4） 碾压机械压实填方时，应控制行驶速度，一般不应超过以下规定：平碾为2 km/h，羊足碾为3 km/h，振动碾为2 km/h。 （5） 碾压时，轮（夯）迹应相互搭接，防止漏压或漏夯。长宽比较大时，填土应分段进行。每层接缝处应做成斜坡形，碾迹重叠0.5～1.0 m左右，上下层错缝距离不应小于1 m。 （6） 填方超出基底表面时，应保证边缘部位的压实质量。填土后，如设计不要求边坡修整，宜将填方边缘宽填0.5 m；如设计要求边坡修平拍实，宽填可为0.2 m。

1.6 土方回填 （7） 在机械施工碾压不到的填土部位，应配合人工推土填充，用蛙式打夯机或柴油打夯机分层夯打密实。 （8） 回填土每层压实后，应按规定进行环刀取样，测出干土的质量密度；达到要求后，再进行上一层的铺土。 （9） 填方全部完成后，应进行表面拉线找平，凡超过标准高程的地方，应及时依线铲平；凡低于标准高程的地方，应补土找平夯实。 （10） 雨、冬期施工应按雨、冬期季节相关措施进行。

1.6 土方回填 1.6.3.3 质量检查 （1） 土方回填前应清除基底的垃圾、树根等杂物，抽除坑穴积水、淤泥，验收基底标高。如在耕植土或松土上填方，应在基底压实后再进行。 （2） 对填方土料应按设计要求验收后方可填入。 （3） 填方施工过程中应检查排水措施，每层填筑厚度、含水量控制、压实程度。填筑厚度及压实遍数应根据土质、压实系数及所用机具确定。如无试验依据，应符合表1.15的规定。 （4） 填方施工结束后，应检查标高、边坡坡度、压实程度等，检验标准应符合表1.16的规定。

1.6 土方回填 表1.16 填土工程质量检验标准（mm） 项目 序号 检查项目 允许偏差或允许值 检查方法 桩基 基坑 基槽 场地平整 1.6 土方回填 表1.16 填土工程质量检验标准（mm） 项目 序号 检查项目 允许偏差或允许值 检查方法 桩基 基坑 基槽 场地平整 管沟 地(路)面 基础层 人工 机械 主控 1 标高 -50 ±30 ±50 水准仪 2 分层压实系数 设计要求 按规定方法 序 号 一般 回填土料 取样检查或直观鉴别 分层厚度及含水量 水准仪及抽样检查 3 表面平整度 20 30 用靠尺或水准仪

1.6 土方回填 1.6.3.4 安全措施 （1） 进入现场必须遵守安全生产六大纪律。 （2） 填土时要注意土壁的稳定性，发现有裂缝及坍塌可能时，人员要立即离开并及时处理。 （3） 每日或雨后必须检查土壁及支撑稳定情况，在确保安全的情况下继续工作，并且不得将土和其他物件堆在支撑上，不得在支撑下行走或站立。 （4） 基坑四周必须设置1.2 m高护栏并进行围挡，要设置一定数量临时上下施工楼梯。 （5） 配合机械回填土的工人，不准在机械回转半径下工作。

1.6 土方回填 （6） 机械不得在输电线路下工作，应在输电线路一侧工作。不论在任何情况下，机械的任何部位与架空输电线路的最近距离应符合安全操作规程要求。 （7） 机械应停在坚实的地基上，如基础过差，应采取走道板等加固措施，不得将挖土机履带与挖空的基坑平行2 m停、驶。运土汽车不靠近基坑平行行驶，防止塌方翻车。 （8） 向汽车上卸土应在车子停稳后进行，禁止铲斗从汽车驾驶室上越过。

1.6 土方回填 （9） 场内道路应及时整修，确保车辆安全畅通。各种车辆应有专人负责指挥引导。 （10） 车辆进出门口的人行道下如有地下管线(道)必须铺设钢板，或浇筑混凝土加固。 （11） 机械不得在施工中碰撞支撑，以免引起支撑破坏或拉损。

1.6 土方回填 1.6.3.5 应注意的质量问题 （1） 按要求测定土的干土质量密度 （2） 防止回填土下沉 因虚铺土超过规定厚度或冬季 （3） 回填土夯压密实 （4） 在地形、工程地质复杂地区内填方，且对填方密实度要求较高时，应采取相应措施（如排水暗沟、护坡桩等）以防填方土粒流失，造成不均匀下沉和坍塌等事故。 （5） 填方基土为杂填土时，应按设计要求加固地基，并要妥善处理基底下的软硬点、空洞、旧基以及暗塘等。

1.6 土方回填 （6） 回填管沟时，为防止管道中心线位移或损坏管道，应用人工先在管子周围填土夯实，并应从管道两边同时进行，直至管顶0.5 m以上，在不损坏管道的情况下，方可采用机械回填和压实。在抹带接口处、防腐绝缘层或电缆周围，应使用细粒土料回填。 （7） 填方应按设计要求预留沉降量，如设计无要求时，可根据工程性质、填方高度、填料种类、密实要求和地基情况等，与建设单位共同确定（沉降量一般不超过填方高度的3%）。

实训项目 1组织施工现场参观教学。 根据当地实际， 按教学进度组织一两次土方工程的现场参观教学。 2测试土的含水量、密度等。 方法和步骤详见土工试验。

Thank You! 地 址：湖北省武汉市洪山区珞狮路122号 邮 编：430070 电 话：027-87394412 87383695 地 址：湖北省武汉市洪山区珞狮路122号 邮 编：430070 电 话：027-87394412 87383695 传 真：027-87397097