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(共115张PPT)
模块1 地基与基础工程
单元1. 1 场地平整
单元1. 2 基坑排降水
单元1. 3 基坑(槽)支护与开挖
单元1. 4 地基处理与帷基工程
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单元1. 1 场地平整
1. 1. 1场地平整概述
场地平整就是将天然地面经人工或机械施工的方式改造成符合设计要求的地面。其工作内容包括场地设计标高确定、场地平整土方量计算、土方调配、场地平整施工方案选择等。
场地设计标高是进行场地平整和土方计算的依据，是全局规划问题，应由设计单位会同有关部门协商解决。当场地设计标高无设计文件特定要求时，可按场区内“挖填方平衡”的原则确定，从而达到土方量少、费用低、造价合理的效果。
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单元1. 1 场地平整
1.1.2　场地平整土方量计算
场地平整土方量计算方法，通常有方格网法和断面法两种。方格网法适用于地形较为平坦、面积较大的场地；断面法适用于地形起伏变化较大或地形狭长的地带。
１?方格网法
方格网法计算场地平整土方量的步骤如下：
（１）绘制方格网
由设计单位根据地形图（一般在１／５００的地形图上），将建筑场地划分为若干个方格，然后对方格角点进行编号，并把角点编号、自然地面标高和设计标高分别标注在方格角点上，如图１-１所示。方格边线应尽量与测量的纵横坐标网对应，边长一般为１０～４０ｍ。
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单元1. 1 场地平整
（２）计算各方格角点的施工高度
各方格角点的施工高度为设计地面标高与自然地面标高的高差，是以角点的设计标高为基准的挖方或填方的施工高度，标注在方格网的左上角。
（３）确定零点、零线，划分挖填方区
当同一方格４个角点的施工高度同号时，则该方格内的土方全部为挖方或填方；若同一方格中一部分角点的施工高度为“＋”，而另一部分为“－”，则此方格中的土方一部分为填方，另一部分为挖方，沿其边线必然有一点不填不挖，即为“零点”。算出零点位置，标注于方格网边线上，连接零点即得零线，它是挖方区和填方区的分界线，据此进行格内挖填方计算。
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单元1. 1 场地平整
零点位置可按式计算（图１-２）。
确定零点也可以用图解法，如图１-３所示。方法是用尺在各角点上标出挖填施工高度相应比例，用尺相连，与方格相交的点即为零点位置。
（４）计算各方格内挖填方量
计算格内挖填方量常用的方法，是用格内各角点平均施工高度乘以图形面积，即
式中V一某一格内挖土或填土的体积(“十”为填方，“一”为挖方)，m3
h一某一格内挖区或填区内各角点(含零点)的施工高度之和，m;
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单元1. 1 场地平整
A一某一格内挖区或填区图形的面积，m;
n一某一格内挖区或填区图形的角点数(含零点)。
(5)计算边坡土方量
场地的挖方区和填方区的边缘都需要做成边坡，以保证挖方土壁和填方区的稳定。图1-4是一场地边坡的平面示意图，从图中可以看出，边坡的土方量可以划分成两种近似的几何形体进行计算，一种为三角棱锥体(如图1-4中①一③、⑤一.)，另一种为三角棱柱体(如图1-4中④)。
1)三角棱锥体边坡体积。如图1-4中①所示，其体积为
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单元1. 1 场地平整
2)三角棱柱体边坡体积。如图1-4中④所示，其体积为
当两端横断面面积相差很大时，可按立体几何中的柱体体积公式计算，即
(6)计算土方总量
将挖方区及填方区所有方格计算的土方量和边坡土方量汇总，即得到该场地挖方和填方的总土方量。
２.断面法
在地形图上将要计算的场地沿纵向或相应方向划分若干相互平行的横断面，再将所取的每个断面划分为若干个三角形或梯形，
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单元1. 1 场地平整
求出各个三角形与梯形的面积后相加即可得某一横断面的面积 （图１-５）。
１.１.３　土方调配
土方调配工作是在土方工程量完成后进行的，是土方规划设计的重要内容。所谓土方调配，就是对场地土方挖、填、运三者之间的关系进行综合协调处理。其目的是在使土方总运输量最小或土方运输成本最低的条件下，确定挖填方区土方的调配方向、数量，从而达到缩短工期、降低成本和便于施工的目的。
图１-８所示为某工程土方调配图。该图中犠表示挖方区，犜表示填方区，箭头上面的数值表示土方调配量（ｍ２），箭头下面的数值表示平均运距（ｍ）。
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单元1. 1 场地平整
１.１.４场地平整施工
场地平整工程量大、工程劳动强度大、施工工期长，因此，施工时应尽可能采用机械化施工方法，以降低劳动强度，加快施工进度。
１.１.４.１常用土方施工机械及作业方法
１.推土机
推土机是土方工程施工的主要机械之一。如图１-９所示，推土机由拖拉机、推土板（推土铲）和操纵机构等组成。根据推土板操纵机构不同，可将推土机可分为液压式和钢索式两种。
推土机具有操纵灵活、运转方便，所需工作面较小，功率大，行驶快，能爬坡(300左右的缓坡)等特点，可同时完成铲土、运土、卸土三种作业。推土机经济运距宜控制在100 m以内，效率最高为60 m，适用于一一三类土。
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单元1. 1 场地平整
（１）作业内容
１）场地清理、平整，开挖深度不大于１．５ｍ的基坑，回填基坑沟槽，推筑高度在１．５ｍ以内的堤坝、路基。
２）平整其他机械卸置的土堆。
３）牵引其他无动力的土方施工机械，如铲运机、松土机、羊足碾等。
（２）作业方法
１）下坡推土法：在不超过１５°的斜坡上，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。
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单元1. 1 场地平整
２）分批集中，一次推送法：在较硬的土中，推土机的切土深度较小，宜采取多次铲土，将土先集中于一个中间地点，再一次推送，保持满载，以提高生产效率。
３）并列推土法：平整面积较大的场地时，可采用两台或三台推土机并列推土，减少土的失散，提高生产效率（图１-１０）。
４）槽形推土法：利用已推过的土槽再次推土，可大大减少推土的失散量。当土槽推到一定深度，再推留下的土埂（图１-１１）。
（３）生产率计算
１）推土机小时生产率
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单元1. 1 场地平整
２.挖土机
挖土机是土方开挖常用的一种施工机械，按工作装置不同可分为正铲、反铲、拉铲和抓铲四种（图１-１２）；按行走方式不同可分为履带式和轮胎式两种；按操纵机构不同可分为机械式和液压式两种。由于液压传动具有很大的优越性，发展很快，因此液压传动的挖土机使用较为普遍。
（１）正铲挖土机
正铲挖土机一般仅用于开挖停机面以上的土，特点是：机械前进行驶，铲斗由下向上强制切土。正铲挖土机挖掘力大、效率高，适用于含水量不大于２７％的一～三类土，可与运土汽车配合完成整个挖运任务。
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单元1. 1 场地平整
正铲挖土机的作业方式分为正向挖土侧向卸土和侧向挖土后方卸土两种。
１）正向挖土侧向卸土：挖土机沿前进方向挖土，运输工具停在侧面装土［图１-１３（ａ） ］。此法挖土机卸土时，动臂回转角度小，运输工具行驶方便，生产率高，使用广泛。
２）侧向挖土后方卸土：挖土机沿前进方向挖土，运输工具停在后面装土［图１-１３（ｂ）］。此法挖土机卸土时，动臂回转角度大，装车时间长，且运输车辆要倒车开入，生产效率低，一般只用于开挖工作面狭小且较深的基坑。正铲挖土机基坑开挖工作面布置如 图１-１４所示。
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单元1. 1 场地平整
（２）反铲挖土机
反铲挖土机适用于开挖停机面以下的一～三类土，主要用于开挖基坑、基槽或管沟，也可用于地下水位较高处的土方开挖。其特点是：机械后退行驶，铲斗由上向下强制切土。挖土时可与自卸汽车配合，也可以就近弃土。
反铲挖土机的作业方式有沟端开挖与沟侧开挖两种。
１）沟端开挖：挖土机停在沟端，向后倒退着挖土，汽车停在两旁装土［图１-１５（ａ） ］，开挖工作面宽。
２）沟侧开挖：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。此法挖土宽度和深度较小，一般只在无法采用沟端开挖或挖土不需要运走时采用［图１-１５（ｂ）］。
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单元1. 1 场地平整
３.铲运机施工
铲运机有自行式铲运机（图１-１６）和拖式铲运机（图１-１７）两种。自行式铲运机的行驶和工作依靠本身的动力设备；拖式铲运机由拖拉机牵引和操作。
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）作业方法
１）下坡铲土法：当工作面坡度为５°～７°时，可利用地形进行下坡铲土，借助铲土机的重力加大铲斗的切土深度，缩短装土时间。
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单元1. 1 场地平整
２）跨铲法：就是铲土机间隔铲土，预留土埂（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３００ｍｍ，宽不大于铲运机两履带间的净距。
３）助铲法：地势平坦、土质较坚硬时，可用推土机助铲，以加大铲刀的切土能力。推土机在助铲的间隙可兼做松土或平整工作，为铲运机施工创造条件。
（２）开行路线
１）环形路线：当施工地段较短，地形起伏不大时，采用环形路线［图１-１８（ａ、（ｂ） ］，这种路线每一循环完成一次铲土卸土。
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单元1. 1 场地平整
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１-１８（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。
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１-１８（ｄ）］，这种开行路线每一次循环完成两次铲土和卸土，由于铲土机是斜驶，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。
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单元1. 1 场地平整
４.挖土机与运土车辆配套计算
土方机械配套计算时，应先确定主导施工机械，其他机械按主导机械的性能进行配套选用。当用挖土机挖土，自卸汽车运土时，应以挖土机为主导机械。
（１）挖土机数量的确定
挖土机数量N，应根据土方量大小、工期长短、经济效果按式（１.１３）计算：
（２）自卸汽车配合数量计算
自卸汽车的数量应保证挖土机能连续工作，可按式（１.１５）至式（１.１７）计算：
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单元1. 1 场地平整
１.１.４.２　土方施工机械选择
土方施工中合理选择土方机械，充分发挥机械效能，并使各种机械在施工中配合协调，对于加快施工进度、保证施工质量具有十分重要的作用。
土方施工机械选择要点如下：
（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（１５００ｍ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，可用其他机械翻松后再铲运。
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单元1. 1 场地平整
（２）当地形起伏较大，挖土高度在３ｍ以上，运输距离超过２０００ｍ，土方工程量较大又较集中时，一般选用正铲挖土机挖土，自卸汽车配合运土，并在弃土区配备推土机平整土堆；也可采用推土机预先把土推成一堆，再用装载机把土装到自卸汽车上运走。
（３）对基坑开挖，当基坑深度为１～２ｍ，而长度又不太大时，可采用推土机；对于深度在２ｍ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，则应使用反铲、拉铲或抓铲挖土机进行施工。
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单元1. 1 场地平整
(４）移挖作填以及基坑和管沟的回填土，当运距在１００ｍ以内时，可采用推土机施工。
上述各种机械的适用范围又都是相对的，选用时应根据具体情况考虑。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。
１.１.４.３　土方填筑与压实
１.土方填筑
（１）土料选择
填方土料应符合设计要求，当无设计要求时，应符合下列规定：
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单元1. 1 场地平整
（１）碎石类土、爆破石渣、砂土（使用细、粉砂时应取得设计单位同意），可用作表层以下的填料。
２）含水量符合压实要求的黏性土，可用作各层填料。
３）淤泥和淤泥质土一般不能用作填料，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。
４）对含有大量有机物、石膏、水溶性硫酸盐含量大于５％的土壤、冻结土等，一般不做场地填土。
（２）填筑要求
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单元1. 1 场地平整
填土应分层进行，并尽量用同类土填筑。如果用不同类的土填筑，应将透水性大的土填筑在下层，透水性小的土填筑在上层，不能将各种土混杂使用。每层按规定的厚度填筑、压实并经检验合格后，再填筑上层。
２.土方压实
（１）土方压实的影响因素
１）压实遍数：土方压实后的密度与压实功有一定的关系。当黏性土的含水量一定，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，但土的密度没有多大变化。因此，实际施工时，应根据土的不同种类，以及压实密度要求和不同压实机械来决定填土压实的遍数，参见表１-１。
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单元1. 1 场地平整
２）含水量：在同一压实功的条件下，填土的含水量对土的压实质量有直接影响。当土具有合适的含水量时，土的颗粒之间的摩阻力因水的润滑作用而减小，在同样的压实功的作用下，得到的密实度最大，这时土的含水量称为最佳含水量（图１-１９）；相应土的干密度称为最大干密度。
３）虚铺厚度：土在压实功的作用下，其应力随土层深度的增大而减小。在压实过程中，土的密度是表层大，而随深度加大而逐渐减小，其影响深度与压实机械、土的性质和含水量有关。虚铺厚度应小于压实机械压土时的作用深度，不宜过厚，也不宜过薄，最佳铺土厚度应能使土方压实而机械的功耗费最少。
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单元1. 1 场地平整
（２）填土压实方法
１）碾压法：碾压法是利用压路机械的滚轮压力压实土壤，使之达到所需的密实度。这种方法主要适用于场地平整和大型基坑回填等工程，常用的碾压机械是平碾（压路机）。
２）振动压实法：振动压实法是将振动压实机放在土层表面，借助振动设备使土颗粒发生相对位移而达到密实，每层铺土厚度为２５０～３５０ｍｍ，每层压实遍数为３～４遍。
３）内燃机夯实法：它是以内燃机为动力将整个夯机抬升到最高点，然后自由落体，夯击地面，将土压实，常用的机械是柴油打夯机，利用柴油打夯机施工时，每层铺土厚度为２００～２５０ｍｍ，每层压实遍数为３～４遍。
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单元1. 1 场地平整
4）人工夯实法：人工夯填土用６０～８０ｋｇ的木夯或铁夯、石夯，由４～８人拉绳，２人扶夯，举高不小于０．５ｍ，一夯压半夯，按次序进行。每层铺土厚度为２００ｍｍ以内，每层夯实遍数为３～４次。此法适用于小面积的砂土或黏性土的夯实。
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单元1. 2 基坑排降水
1.2.1集水明排法
集水明排法是指用排水沟、集水井、水排至基坑外的方法。这种方法适用于水流较大的粗粒土层的排水，也可用于渗水量较小的茹性土层排水，但不适用于细砂、粉砂或粉土的排水，因为地下水渗出会带走细粒而发生流砂现象。
在基坑逐层开挖的过程中，可沿每层坑底四周设置排水沟和集水井，通过水泵将集水井内的积水抽走，直到基坑开始回填时排水过程结束(图1-20)
1.集水明排法施工
集水明排法包括基础开挖、设置排水沟和集水井、选用水泵和现场安装、抽水、拆除设备等施工过程。
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单元1. 2 基坑排降水
排水沟、集水井随基础开挖逐层设置，并设置在拟建建筑基础边净距0.4m以外，排水沟边缘离开边坡坡脚的距离不应小于0. 3 m;在基坑四角或每隔30-40 m应设一个集水井，集水井的净截面尺寸应根据排水流量确定;排水沟底面应比挖土面低0. 3 -0. 4 m，集水井底面应比沟底面低0.5m以上。
沟、井截面根据排水量确定，排水量V应满足:
V》1. 5Q (1-22)
式中Q一基坑总涌水量，其值按有关情况和规定计算。
2.抽水设备及选用
集水明排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。
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单元1. 2 基坑排降水
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。由于水经过有阻力的管路而引起水头损失，因此扣除损失扬程后的扬程才是实际扬程。
基坑排水用的水泵主要有离心泵、潜水泵和软轴水泵等。
1.2.2井点降水法
为防止地下水通过基坑侧壁与基底流入基坑，采用抽水井或渗水井降低基坑内外地下水位的方法，称为降水。
井点降水法是在基坑开挖前，先在基坑四周埋设一定数量的井点管和滤水管，挖方前和挖方过程中利用抽水设备，通过井点管抽出地下水，使地下水位降至坑底以下，避免产生坑内涌水、塌方和坑底隆起等现象，保证土方开挖正常进行。
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单元1. 2 基坑排降水
井点降水法有轻型井点、喷射井点、电渗井点、深井井点等。施工时应根据含水层类别、渗透系数、要求降水的深度以及工程特点等，通过技术经济比较，选择适当的井点设备。各类井点的适用范围及方法原理见表1-6。
1.2. 2. 轻型井点降水设计
图1-21所示为轻型井点降低地下水位全貌图，其降水原理见表1-6。
1.井点设备
轻型井点设备由管路系统和抽水设备组成。管路系统包括滤管、井点管、弯联管及总管等。如图1-22所示。
井点管采用直径为38-110 mm的无缝钢管，长5- 7 m，可整根或分节组成。井点管上端用弯联管与总管相连(图1-23) 。
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单元1. 2 基坑排降水
2.井点布置
轻型井点的布置应根据基坑平面形状及尺寸、基坑的深度、土质、地下水位高低及流向、降水深度等因素确定。其布置内容包括平面布置和高程布置两种。
(1)平面布置
当基坑宽度小于6m、降水深度不超过;5m时，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1-24)。当基坑宽度大于6m或土质不良时，宜采用双排线状井点。
当基坑面积较大时，宜采用环形井点(图1-25)，井点管距离基坑1-1. 5 m，以防井点系统漏气。井间距应大于15倍井管直径，在地下水补给方向和环形井点四角处应适当加密。
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单元1. 2 基坑排降水
(2)高程布置
轻型井点的降水深度一般以不超过6m为宜，井点管需要埋置的深度H以不含滤管)可按式(1-23 )计算:
HA>H1十h十iL (1-23)
式中HA一井点管埋置深度，m;
H1一总管平台面至基坑底面的距离，m;
h一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一水力坡度，单排线状井点为1/4-1/5，环型井点为1/10;
L一井点管距基坑中心的水平距离(单排井点为至基坑另一边的距离)，m。
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单元1. 2 基坑排降水
当降水深度超过5m，一级轻型井点达不到降水要求时，可采用二级井点降水。采用二级井点降水时，先挖去经一级井点疏干后的土，然后在其底部装设第二级井点(图1-26)。
3.井点涌水量的计算
轻型井点系统涌水量的计算比较复杂，影响因素很多(如水文地质条件、抽水设备等)，很难做出精确计算，一般是按水井理论来计算涌水量，其值仅为近似值。要计算井点系统涌水量，首先要判定井的类型。
水井大致可分为以下四种类型:潜水完整井，地下水上部均为透水层，井底达到不透水层[图1-27(a) ]。
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单元1. 2 基坑排降水
4.确定井点管数及井距
井点管数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，一般按式(1-31)至式(1-33)计算:
q=120tI (1-31)
式中 q一单根井点管的最大出水量
rs一滤管半径，m
井点根数 n=1.1Q/q (1-32)
5.抽水设备的选择
轻型井点所用的抽水设备主要有真空泵和单级离心泵两种。真空泵有干式和湿式两种，常用的是干式W和W型。采用W时总管长度不大于100 m;采用W型时，总管长度不大于120 m。
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单元1. 2 基坑排降水
1.2.2.2轻型井点施工
轻型井点的施工内容有挖井点沟槽、敷设集水总管、冲孔、沉设井管、灌填滤料、将井点管同集水总管连接、安装抽水机组、连接集水总管、试抽等。
井点管的埋设可采用射水、钻孔和冲孔成孔，再沉设井点管的方法。常用的是冲孔埋设法(图1-28)
冲孔埋设法分冲孔和埋管两个过程，冲孔时先用起重设备将冲管吊起并插在井点的位置上，然后开动高压水泵，将土冲松，冲管边冲孔边沉管。冲管应始终保持垂直、上下孔一致。冲孔直径不得大于:300 mm，但必须得保证管壁有一定厚度的砂滤层。冲孔深度应比滤管底深0. 5 -1 m，以防拔出时部分土回落填塞滤管。
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单元1. 3 基坑(槽)支护与开挖
1. 3. 1基坑(槽)支护
在建筑物基础或管沟土方施工中，要求土壁具有一定的稳定性，其稳定性主要是由土体内摩擦阻力和内聚力来保持平衡的，一旦土体失去平衡，土壁就会塌方。为防止土壁发生塌方，保证施工安全，在基础或管沟开挖深度超过一定限度时，应采取有效的防护措施。防止塌方的主要技术措施是放边坡与土壁支护。
1.土方边坡
为了保证土壁稳定，根据不同土质的物理性能、开挖深度、土的含水率，在基础土方开挖时，挖成上口大、下口小、留出一定坡度，靠土的自稳保证土壁稳定。
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单元1. 3 基坑(槽)支护与开挖
土方边坡的坡度用坡高(即基础开挖深度)/:与坡宽h之比表示，如 图1-31所示，现场常用1:m表示，m称为坡度系数。
边坡坡度=h/b =1/(b/h)=1/m (1-35)
土方开挖中除采用以上3种边坡形式外，当基础土质均匀且地下水位低于基坑或基槽底面标高时，可不放坡也不设支撑，但是挖方深度不宜超过表1-7的规定。
当挖方深度超过表1-7的限值，且地质条件良好、土质均匀时，可设置临时性边坡。临时性挖方的边坡值应符合表1-8的规定。
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单元1. 3 基坑(槽)支护与开挖
2.基坑支护
基坑(槽)或管沟开挖时，如果地质条件和周围环境允许，可采用放坡开挖。但在周围已有稠密建筑物的地区施工，或受周围市政设施的限制等不允许按规定的坡度进行放坡，或深基坑(槽)开挖时，放坡所增加的土方量过大，就需要用设置土壁支护的施工方法，以保证土方开挖顺利进行，并减少对周围已有建筑物和设施的不利影响。
(1)横撑式支撑
在开挖狭窄的基坑(槽)或管沟时，可采用横撑式支撑。横撑式支撑根据挡土板放置方式不同可以分为水平挡土板式和垂直挡土板式 (图1-32)。水平挡土板的布置又分断续式和连续式两种。
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单元1. 3 基坑(槽)支护与开挖
湿度小的茹性土挖土深度小于3 m时，可用断续式水平挡土板支撑;松散、湿度大的土可用连续式水平挡土板支撑，挖土深度可达5m.对松散和湿度很大的土可用垂直挡土板式支撑，挖土深度不限。
(2)排桩支护
(3)内支撑与土层锚杆
当深度较大的基坑采用钢板桩、钢筋混凝土桩(灌注桩、预制桩)等作为坑壁围护结构时，应沿其竖向增设支承点，以减小跨度。如在坑内对围护墙加设支承，称为内支撑;在坑外对围护墙拉设支承，称为拉锚。
内支撑分为钢支撑和钢筋混凝土支撑等[图1-33(a) ]。
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单元1. 3 基坑(槽)支护与开挖
(4)土钉墙
1.3.2基坑(槽)开挖
场地平整工程完成后，其后续工作就是基坑(槽)的开挖。在开挖基坑(槽)之前，首先应根据有关规范、规程和具体场地的地质水文情况确定开挖尺寸、制定边坡稳定措施，进而计算土方工程量，然后现场定位放线、实施开挖，最后验槽。
1.开挖尺寸的确定
确定基坑(槽)的开挖尺寸就是计算确定基坑(槽)在自然地坪上的长、宽尺寸和开挖深度尺寸。对于场地比较宽阔，土壁可以采用放坡形式的基坑(槽)，其自然地坪上的长、宽，是依据槽底尺寸、土壁边坡值(高宽)和开挖深度(即土壁边坡值中的“高”)反算确定的。
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单元1. 3 基坑(槽)支护与开挖
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。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)不放坡、留工作面
当基坑(槽)不放坡，且每边留出工作面时，基槽放灰线尺寸为 [图1-34(a) ]
d=a十2c(1-36)
式中d一基础放灰线宽度，mm;
a一基础底宽，mm ;
c一工作面宽，一般取300 mm o
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单元1. 3 基坑(槽)支护与开挖
(2)留工作面并加支撑
当基础埋置较深，场地又狭窄不能放坡时，为防止土壁坍塌，必须设置横撑式支撑。此时，放灰线尺寸除考虑基础底宽、工作面宽外，还需加上支撑所需尺寸(一般为100 mm)。基槽放灰线尺寸为
d=a十2c十2X100 (1-37)
(3)放坡
如果基坑(槽)深度超过表1-7的限值时，即使土质良好且无地下水，仍需根据挖土深度和土质情况，参照表1-8进行放坡。基槽放灰线尺寸为[图1-34(b) ]
d=a+2c+2h (1-38)
式中b-放坡宽度，mm，h = mh ;m-坡度系数;h-基槽开挖深度，mm。
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单元1. 3 基坑(槽)支护与开挖
2.土方量计算
(1)基坑土方量
基坑土方量可按立体几何中拟柱体(由两个平行的平面做底的一种多面体)体积公式计算(图1-35)，即
V= H/6(A1+4A2+A3) (1-39)
(2)基槽土方量
基槽土方量可沿长度方向分段计算土方量Vi,再将各段土方量相加即得总土方量，即 V=E Vi (1-40 )
式中V一基槽土方量，m';
Vi一基槽第i段土方量，ms.
断面尺寸变化的槽段(图1-36)
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单元1. 3 基坑(槽)支护与开挖
3.定位放线
基坑(槽)的定位、放线是紧密相连的，它是基坑(槽)开挖前的一道重要工序。
房屋定位是指在基础施工之前根据建筑总平面图的设计要求，将拟建房屋的平面位置和士0. 000 m标高在地面上固定下来。定位后，根据基础的宽度、土质情况、基础埋置深度及施工方法，计算确定基坑(槽)上口的开挖宽度，拉通线后用石灰在地面上撒出基坑(槽)开挖的上口边线，即为放线。
定位放线的具体步骤如下:
(1)测设轴线控制桩
如图1-37所示，轴线控制桩又称为引桩或保险桩，一般设置在基槽边线外2-3m不受施工干扰而又便于引测的地方。
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单元1. 3 基坑(槽)支护与开挖
现场条件许可时，也可以在轴线延长线两端的固定建筑物上直接做标记。
(2)测设龙门板
在建筑的施工测量中，为了便于恢复轴线和抄平(即确定某一标高的平面)，可在基槽外一定距离钉设龙门板，如图1-38所示。
4.基坑(糟)开挖的妙平
施工中基坑(槽)是根据所设计的基坑(槽)边线(灰线)进行开挖的，当挖土快到坑(槽)底设计标高时，应在基坑(槽)壁上测设离基坑(槽)底设计标高为某一整数(如0.500 m)的水平桩(又称腰桩)，用以控制基坑(槽)开挖深度，如图1-39所示。
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单元1. 3 基坑(槽)支护与开挖
当基槽挖到设计高度后，应检核槽底宽度,如图1-40所示。
5.基坑(糟)开挖施工
基坑(槽)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、气候和地面荷载等资料制定施工方案、环境保护措施、监测方案，经审批后方可施工。
基坑(槽)开挖有人工开挖和机械开挖两种。对于大型基坑应优先考虑选用机械化施工，以加快施工进度。土方开挖的顺序、方法必须与设计工况一致，并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。
图1-41为某深基坑分层开挖的实例。
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单元1. 3 基坑(槽)支护与开挖
6.验糟
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。
(1)观察法
在挖好的基坑(槽)内观看其侧壁土层分布情况及其走向;基底是否挖到持力层(老土)，土的颜色是否均匀一致，有无过干过湿情况，土的软硬是否一致，土的密实度是否一致，配合夯探是否有振颤现象和空穴声音等。如发现有此类问题，应及时会同有关单位研究处理方案。
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单元1. 3 基坑(槽)支护与开挖
(2)钎探法
在基坑(槽)挖成之后，为了防止基础的不均匀沉陷，必要时可进行钎探，以检查地基下有无地质资料上未曾提供的硬(软)下卧层(持力层以下各土层称为下卧层)，以及空洞和暗墓等情况。
钎孔布置和钎探记录的分析及钎孔布置形式和孔的间距，应根据基槽形状和宽度以及土质情况决定，对于土质变化不太复杂的天然地基，钎孔布置可参考表1-9所列的方式。
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单元1. 4 地基处理与帷基工程
1. 4. 1地基处理
地基处理是指利用物理或化学方法对地基中的不良土层进行置换、改良、补强，形成满足建筑要求的人工地基的过程。当天然地基不能满足建筑物(构筑物)对地基的要求时，应对天然地基进行加固处理，以保证建筑物(构筑物)的安全与正常使用。
地基处理按地基加固的范围不同，分为局部地基处理和整体地基加固;按施工方法分为换填法、强夯法、土和灰土挤密桩法、砂石桩法、振冲法、高压喷射注浆法、深层搅拌法、托换法等。
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单元1. 4 地基处理与帷基工程
1. 4. 1. 1局部地基处理
在施工过程中，如发现地基土质过硬、过软不符合设计要求，或发现空洞、墓穴、枯井、暗沟等的存在，应在探明原因和范围后，进行局部地基处理或修改基础设计。局部地基处理时，应尽量使地基土层均匀一致，防止由于局部地基土层不一致造成新的不均匀沉降。
1.松土坑(填土、墓穴等)的处理
当松土坑范围较小时，可将坑中的松软土挖除，直至坑底及坑壁均见天然土，然后用与坑边的天然土层压缩性相近的土料回填 [图1-42(a) ]。
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单元1. 4 地基处理与帷基工程
对于较深的松土坑(坑深大于槽宽或大于1. 5 m)，槽底处理后还应适当考虑对基础结构进行加强处理:4层以下砖混结构房屋，可在防潮层以下1-2皮砖处和砖基底部以上1-2皮砖处，各配置3- 4根直径为8-12 mm的HPB300钢筋，跨过松土坑两端的长度至少为1 m(图1-43); 4层以上砖混结构或框架结构房屋，可用设置钢筋混凝土地梁的办法处理。必要时，还应对上部结构进行加强处理。
2.砖井和土井处理
当砖井或土井在基槽中，井内应分层夯实回填至基底2m左右，然后将基础底下2m范围内的井壁四周松软部分或砖井圈拆挖至槽底以下2m或更多些，在此范围内用2，8或3，7灰土分层夯实至槽底 (图1-44)。
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单元1. 4 地基处理与帷基工程
如井在基础的转角处，除采用上述方法回填处理外，还应对基础进行加强处理:一种是采用从基础中挑梁跨越的方法[图1-45(a) ];另一种是采用延长基础跨越的方法[图1-45(b)]。
3.局部硬土处理
当局部出现硬土时，应视硬土(如旧墙基、老灰土、化粪池、大树根、砖窑底、旧路面等)类型、分布情况，提出处理方案。
处理的基本原则:将其范围内的硬土全部挖掉，并和老土层有适当范围的搭接，然后在其坑内用素土或灰土分层退台夯实至基底;在硬土范围很小且极难除掉的情况下可采用局部跨越的方法处理。
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单元1. 4 地基处理与帷基工程
4.局部软土处理
当局部出现软土时，应根据软土层的分布情况采取不同的方法进行处理:
(1)当软土在基槽(坑)内分布面积较小、深度不大时，宜采用挖掉软土层晾干基槽(坑)再用相近土分层夯填处理的方法，即换填法。
(2)当局部软土层较深、含水量较高、用换填法不经济时，可采用石灰桩法，即采用人工或机械成孔，然后填入生石灰块与用粉煤灰、火山灰等掺合料并分层填入夯实。
1.4. 1.2整体地基加固
1.灰土地基
灰土地基是用石灰和茹性土按一定比例拌和均匀，然后分层夯实而成的浅层地基。
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单元1. 4 地基处理与帷基工程
常用体积比为2，8或3，7(石灰，土)。适用于基槽经常处于较干燥状态下的一般茹性土地基的加固，施工简单，取材方便，费用较低。
(1)材料要求
拌制灰土用的石灰应采用新鲜的熟石灰(消石灰，消解3-4d)，并应过筛，粒径不得大于5mm，不得夹有未熟化的生石灰块，也不得含有过多的水分。
(2)施工要点
2.砂和砂石地基
砂和砂石地基是用夯(压、振)实砂石层替换基础下部一定厚度的软土层而形成的浅层地基，适用于处理有一定透水性的软弱茹性土地基，不宜用于湿陷性黄土地基和不透水的黍占性土地基。
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单元1. 4 地基处理与帷基工程
(1)材料要求
砂和砂石地基宜采用级配良好、质地坚硬的中砂、粗砂、砾砂、石屑或其他工业废粒料。
(2)施工要点
3.水泥土搅拌桩地基
水泥土搅拌桩地基是通过深层搅拌的方法将软土和水泥浆液(固化剂)强制拌和，利用水泥浆液和软土之间所产生的一系列物理、化学反应使土体固结形成水泥土复合地基。水泥土搅拌法分为深层搅拌法(简称湿法)和粉体喷搅法(简称干法)。该方法适用于淤泥、淤泥质土、沉积粉土和含水量高的粘性土、沼泽地带泥土等土层的地基加固处理，也可作为重力式支护结构用来挡水、挡土。
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单元1. 4 地基处理与帷基工程
(1)材料要求
水泥浆液的主要材料是水泥，宜用强度等级,32.5的普通硅酸盐水泥。
(2)施工要点
双向水泥土搅拌桩常采用二搅一喷施工工艺，如图1-46所示。
1.4.2桩基工程
桩基础是高层建筑、工业厂房和软弱地基上多层建筑常用的一种深基础形式，由桩身和承台两部分组成。桩身全部或部分埋入土中，顶部与承台连成一体。
桩按受力情况不同分为端承桩和摩擦桩两种。
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单元1. 4 地基处理与帷基工程
1. 4. 2. 1静力压桩施工工艺
静力压桩是利用静压力将桩直接压入土中的一种沉桩工艺，适用于软土、填土及一般豁性土层，但不宜用于地下有较多孤石、障碍物或有厚度大于2m的中密以上砂夹层的情况。与锤击沉桩相比，它具有无振动、无噪声、对周围环境影响小、沉桩速度快、成桩质量高等特点，特别适宜于城市中桩基工程施工。
1.静力压桩机
液压静力压桩机分为抱压式液压静力压桩机和顶压式液压静力压桩机(对桩顶部施压进行压桩)两种。抱压式液压静力压桩机压桩过程是通过夹持机构“抱住”桩身侧面，由此产生摩擦传力来实现的;而顶压式液压静力压桩机则是从预制桩的顶端施压，将其压入地基的。
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单元1. 4 地基处理与帷基工程
抱压式静力压桩机由液压吊装结构、液压夹持与压桩机构、行走及回转机构、液压及配电系统等部分组成，如图1-47所示。
2.施工程序
静力压桩的主要施工工序为:测量定位~桩机就位~吊桩、插桩~桩身对中调直~静压沉桩~接桩~再静压沉桩~送桩~终止压桩~桩机移位，如图1-48所示。
3.施工要点
(1)桩位放样 (2)桩机就位
(3)插桩与压桩 (4)接桩 (5)终止压桩
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单元1. 4 地基处理与帷基工程
1.4.2.2灌注桩施工工艺
混凝土灌注桩与预制桩相比，具有无挤土、无振动，对施工环境影响小，单桩承载力大，能适应不同土层等特点，因此，在建筑工程中应用越来越多。
1.施工准备
混凝土灌注桩施工前的准备工作主要包括平整场地、桩位放线、选择成孔方法和成孔顺序、钢筋笼制作、配制混凝土等。
(1)定桩位、确定成孔顺序
灌注桩定位放线与预制桩定位放线相同。
(2)成孔方法选择
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单元1. 4 地基处理与帷基工程
灌注桩成孔方法，应根据建筑场地的地质条件、水文条件及工艺特点等综合考虑，一般可参考表1-11进行选择。
(3)钢筋笼的制作
制作钢筋笼时，要求主筋环向均匀布置，箍筋的直径及间距，主筋的保护层、加劲箍的间距等均应符合设计要求。箍筋下料时应合理确定钢筋笼的直径，套管成孔时应比套管内径小60-80 mm;用导管法浇筑混凝土时，应比导管连接处的外径大100 mm以上。箍筋和主筋之间一般采用点焊。
(4)混凝土配制
混凝土强度等级不应低于C15，水下灌注时不应低于O20 0混凝土的配合比应通过试配确定，一般每立方米混凝土的水泥用量不少于350 kg，水泥强度等级不小于32.5。
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单元1. 4 地基处理与帷基工程
2.泥浆护壁成孔灌注桩
泥浆护壁成孔灌注桩是指在成孔过程中采用泥浆保护孔壁、清渣，成孔后在水下用导管法灌注混凝土而成的桩。
一般施工流程为:测定桩位~埋设护筒~桩机就位~钻孔(设泥浆池制备泥浆，泥浆循环清渣)~清孔~检查垂度及孔径~安放钢筋笼~水下浇筑混凝土。
具体介绍如下:
(1)埋设护筒 (2)制备泥浆 (3)成孔
回转钻机成孔按排渣方式不同，分为正循环回转钻成孔和反循环回转钻成孔两种(图1-49)。
(4)清孔 (5)水下浇筑混凝土
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单元1. 4 地基处理与帷基工程
水下浇筑混凝土常用导管法(图1-50)
1.4.2.3人工成孔灌注桩
人工成孔灌注桩是指采用人工挖孔、浇灌混凝土而成的桩。其桩身直径较大(一般大于70 cm)，在高层建筑桩基中采用较多。其构造如图1-51所示。
1.施工机具
2.施工工艺
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图 1-1
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图 1-2
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图 1-3
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图 1-4
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图 1-5
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图 1-8
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图 1-9
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图 1-10
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图 1-11
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图 1-12
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图 1-14
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图 1-31
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图 1-33
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图 1-35
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图 1-41
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图 1-51
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