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第1章 土 方 工 程
（时间：3次课，6学时）
第1章 土 方 工 程
本章学习要求：
掌握土方量计算的方法、场地设计标高确定的方法和用表上作业法进行土方调配。
能了解识别基槽、深浅基坑的各种支护方法并了解其适用范围和基坑监测项目。
理解流沙产生的原因，并了解其防治方法；掌握轻型井点设计并了解喷射井点、电渗井点和深井井点的适用范围。
掌握基坑土方开挖的一般原则、方法和注意事项，了解常用土方机械的性能及适用范围并能正确合理地选用。
掌握填土压实的方法和影响填土压实质量的影响因素。
掌握土方工程质量标准与安全技术要求。
第1章 土 方 工 程
1.1 概 述
1.2 土方与土方调配量计算
1.3 土方工程施工要点
1.4 土方工程的机械化施工
1.5 土方填筑与压实
1.6 土方工程质量标准与安全技术要求
1.7 工程实践案例
1.8 本章学习小结
1.9 复习思考题
1.1 概 述
1.1.1 土方工程的施工特点
1.1.2 土的工程分类与现场鉴别方法
1.1.3 土的基本性质
1.1 概 述
1.1.1 土方工程的施工特点
常见的土方工程包括：
(1) 场地平整：其中包括确定场地设计标高，计算挖、填土方量，合理地进行土方调配等。
(2) 土方的开挖、填筑和运输等主要施工，以及排水、降水和土壁边坡和支护结构等。
(3) 土方回填与压实：包括土料选择，填土压实的方法及密实度检验等土方工程施工，要求标高准确，断面合理，土体有足够的强度和稳定性，土方量少，工期短，费用省。但土方工程具有工程量大、施工工期长、劳动强度大的特点，如大型建设项目的场地平整和深基坑开挖中，施工面积可达数平方公里，土方工程量可达数百万立方米以上。
土方工程的另一个特点是施工条件复杂又多为露天作业，受气候、水文、地质和邻近建(构)筑物等条件的影响较大，且天然或人工填筑形成的土石成分复杂，难以确定的因素较多。因此在组织土方工程施工前，必须做好施工前的准备工作，完成场地清理，仔细研究勘察设计文件并进行现场勘察；制定严密合理和经济的施工组织设计，做好施工方案，选择好施工方法和机械设备，尽可能采用先进的施工工艺和施工组织，实现土方工程施工综合机械化；制订合理的土方调配方案，制订好保证工程质量的技术措施和安全文明施工措施，对质量通病做好预防措施等。
1.1.2 土的工程分类与现场鉴别方法
土的种类繁多，其分类方法各异。土方工程施工中，按土的开挖难易程度分为八类，如表1.1所示。表中一至四类为土，五至八类为岩石。在选择施工挖土机械和套建筑安装工程劳动定额时要依据土的工程类别。
1.1.2 土的工程分类与现场鉴别方法
1.1.2 土的工程分类与现场鉴别方法
续表
1.1.3 土的基本性质
1．土的天然含水量
2．土的天然密度和干密度
3．土的可松性
4．土的渗透性
1.2 土方与土方调配量计算
1.2.1 基坑、基槽土方量计算
1.2.2 场地平整土方量计算
1.2.3 土方调配
1.2 土方与土方调配量计算
1.2.1 基坑、基槽土方量计算
1.2.1 基坑、基槽土方量计算
1.2.1 基坑、基槽土方量计算
1.2.2 场地平整土方量计算
1．场地设计标高的确定
对较大面积的场地平整，合理地确定场地的设计标高，对减少土方量和加速工程进度具有重要的经济意义。一般来说应考虑以下因素：
满足生产工艺和运输的要求。
尽量利用地形，分区或分台阶布置，分别确定不同的设计标高。
场地内挖填方平衡，土方运输量最少。
要有一定泻水坡度(≥2‰)，使能满足排水要求。
要考虑最高洪水位的影响。
1.2.2 场地平整土方量计算
1.2.2 场地平整土方量计算
1.2.2 场地平整土方量计算
1.2.2 场地平整土方量计算
1.2.2 场地平整土方量计算
1.2.3 土方调配
1．土方调配原则
土方工程量计算完成后，即可着手对土方进行平衡与调配。土方的平衡与调配是土方规划设计的一项重要内容，是对挖土的利用、堆弃和填土的取得这三者之间的关系进行综合平衡处理，达到使土方运输费用最小而又能方便施工的目的。土方调配原则主要有：
(1) 应力求达到挖、填平衡和运输量最小的原则。这样可以降低土方工程的成本。然而，仅限于场地范围的平衡，往往很难满足运输量最小的要求。因此还需根据场地和其周围地形条件综合考虑，必要时可在填方区周围就近借土，或在挖方区周围就近弃土，而不是只局限于场地以内的挖、填平衡，这样才能做到经济合理。
(2) 应考虑近期施工与后期利用相结合的原则。当工程分期分批施工时，先期工程的土方余额应结合后期工程的需要而考虑其利用数量与堆放位置，以便就近调配。堆放位置的选择应为后期工程创造良好的工作面和施工条件，力求避免重复挖运。如先期工程有土方欠额时，可由后期工程地点挖取。
(3) 尽可能与大型地下建筑物的施工相结合。当大型建筑物位于填土区而其基坑开挖的土方量又较大时，为了避免土方的重复挖、填和运输，该填土区暂时不予填土，待地下建筑物施工之后再行填土。为此，在填方保留区附近应有相应的挖方保留区，或将附近挖方工程的余土按需要合理堆放，以便就近调配。
(4) 调配区大小的划分应满足主要土方施工机械工作面大小(如铲运机铲土长度)的要求，使土方机械和运输车辆的效率能得到充分发挥。总之，进行土方调配，必须根据现场的具体情况、有关技术资料、工期要求、土方机械与施工方法，结合上述原则，予以综合考虑，从而做出经济合理的调配方案。
1.2.3 土方调配
2．土方调配区的划分
场地土方平衡与调配，需编制相应的土方调配图表，以便施工中使用。其方法如下：
1) 划分调配区
(1) 在场地平面图上先划出挖、填区的分界线(零线)，然后在挖方区和填方区适当地分别划出若干个调配区。划分时应注意以下几点：
① 划分应与建筑物的平面位置相协调，并考虑开工顺序、分期开工顺序。
② 调配区的大小应满足土方机械的施工要求。
③ 调配区范围应与场地土方量计算的方格网相协调，一般可由若干个方格组成一个调配区。
④ 当土方运距较大或场地范围内土方调配不能达到平衡时，可考虑就近借土或弃土，一个借土区或一个弃土区可作为一个独立的调配区。
(2) 计算各调配区的土方量，并将它标注于图上。
2) 求出每对调配区之间的平均运距
平均运距即挖方区土方重心至填方区土方重心的距离。因此，求平均运距，需先求出每个调配区的土方重心。其方法如下：
1.2.3 土方调配
1.2.3 土方调配
所有填挖方调配区之间的平均运距均需一一计算，并将计算结果列于土方平衡与运距表内。
当填、挖方调配区之间的距离较远，采用自行式铲运机或其他运土工具沿现场道路或规定路线运土时，其运距应按实际情况进行计算。
3．用“表上作业法”求解最优调配方案
最优调配方案的确定，是以线性规划为理论基础，常用“表上作业法”求解。
1.3 土方工程施工要点
1.3.1 施工准备
1.3.2 土方边坡与土壁支撑
1.3.3 施工排水与降水
1.3 土方工程施工要点
1.3.1 施工准备
土方工程施工前通常需完成下列准备工作：施工场地的清理；地面水排除；临时道路修筑；油燃料和其他材料的准备；供电与供水管线的敷设；临时停机棚和修理间等的搭设；土方工程的测量放线和编制施工组织设计等。
1．场地清理
场地清理包括清理地面及地下各种障碍。在施工前应拆除旧有房屋和古墓，拆迁或改建通讯、电力设备、上下水道以及地下建筑物，迁移树木，去除耕植土及河塘淤泥等。此项工作由业主委托有资质的拆卸拆除公司或建筑施工公司完成，发生费用由业主承担。
2．排除地面水
场地内低洼地区的积水必须排除，同时应注意雨水的排除，使场地保持干燥，以利于土方施工。地面水的排除一般采用排水沟、截水沟、挡水土坝等措施。
应尽量利用自然地形来设置排水沟，使水直接排至场外，或流向低洼处再用水泵抽走。主排水沟最好设置在施工区域的边缘或道路的两旁，其横断面和纵向坡度应根据最大流量确定。一般排水沟的横断面不小于0.5m×0.5m，纵向坡度一般不小于2‰。场地平整过程中，要注意排水沟保持畅通，必要时应设置涵洞。山区的场地平整施工，应在较高一面的山坡上开挖截水沟。在低洼地区施工时，除开挖排水沟外，必要时应修筑挡水土坝，以阻挡雨水的流入。
3．修筑临时设施
修筑好临时道路及供水、供电等临时设施，做好材料、机具及土方机械的进场工作。
4．做好土方工程的测量和放灰线工作
放灰线时，可用装有石灰粉末的长柄勺靠着木质板侧面，边撒、边走，在地上撒出灰线，标出基础挖土的界线。
1.3.2 土方边坡与土壁支撑
土壁的稳定，主要是由土体内摩擦阻力和粘结力来保持平衡，一旦土体失去平衡，土体就会塌方，这不仅会造成人身安全事故。同时会影响工期，有时还会危及附近的建筑物。
造成土壁塌方的原因主要有：
① 边坡过陡，使土体的稳定性不足导致塌方；尤其是在土质差，开挖深度大的坑槽中。
② 雨水、地下水渗入土中泡软土体，从而增加土的自重同时降低土的抗剪强度，这是造成塌方的常见原因。
③ 基坑上口边缘附近大量堆土或停放机具、材料，或由于行车等动荷载，使土体中的剪应力超过土体的抗剪强度。
④ 土壁支撑强度破坏失效或刚度不足导致塌方。
为了防止塌方，保证施工安全，在基坑(槽)开挖时，可采取以下措施。
1.3.2 土方边坡与土壁支撑
1．放足边坡
2．设置支撑
1.3.3 施工排水与降水
在开挖基坑或沟槽时，土壤的含水层常被切断，地下水将会不断地渗入坑内。雨季施工时，地面水也会流入坑内。为了保证施工的正常进行，防止边坡塌方和地基承载能力的下降，必须做好基坑降水工作。降水方法可分为明排水法(如集水井、明渠等)和人工降低地下水法两种。
1.3.3 施工排水与降水
1．明排水法
2．人工降低地下水位
3．井点降水的种类
4. 一般轻型井点
5．轻型井点的布置
6．轻型井点的计算
7．轻型井点系统设计实例
8． 回灌井点法
9．其他井点简介
1.4 土方工程的机械化施工
1.4.1 常用土方施工机械
1.4.2 土方挖运机械选择和机械挖土的注意事项
1.4.3 基坑土方开挖方式
1.4 土方工程的机械化施工
1.4.1 常用土方施工机械
土方工程的施工过程包括：土方开挖、运输、填筑与压实等。由于土方工程量大、劳动繁重，施工时应尽可能采用机械化、半机械化施工，以减轻繁重的体力劳动，加快施工进度、降低工程造价。
1.4.1 常用土方施工机械
1．推土机
推土机是土方工程施工的主要机械之一，是在履带式拖拉机上安装推土铲刀等工作装置而成的机械。
2．铲运机
铲运机是一种能够独立完成铲土、运土、卸土、填筑、整平的土方机械。
3．单斗挖土机施工
单斗挖土机是基坑(槽)土方开挖常用的一种机械。按其行走装置的不同，分为履带式和轮胎式两类。根据工作的需要，其工作装置可以更换。依其工作装置的不同，分为正铲、反铲、拉铲和抓铲四种。
1.4.1 常用土方施工机械
1.4.1 常用土方施工机械
1.4.2 土方挖运机械选择和机械挖土的注意事项
土方挖运机械选择和机械挖土的注意事项如下：
(1) 机械开挖应根据工程地下水位高低、施工机械条件、进度要求等合理地选用施工机械，以充分发挥机械效率，节省机械费用，加速工程进度。一般深度2m以内、基坑不太长时的土方开挖，宜采用推土机或装载机推土和装车；深度在2m以内且长度较大的基坑，可用铲运机铲运土或加助铲铲土；对面积大且深的基坑，且有地下水或土的湿度大，基坑深度不大于5m可采用液压反铲挖掘机在停机面一次开挖；深5m以上，通常采用反铲分层开挖并开坡道运土。如土质好且无地下水也可开沟道，用正铲挖土机下入基坑分层开挖，多采用0.5m3、1.0m3斗容量的液压正铲挖掘。在地下水中挖土可用拉铲或抓铲，效率较高。
(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，进入基坑行走需铺垫钢板或铺路基箱垫道。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”(如图1.60所示)。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。如上部可用大型反铲挖土机，中、下层可用反铲液压中、小型挖土机，以便挖土、装车均衡作业，机械开挖不到之处，再配以人工开挖修坡、找平。在基坑纵向两端设有道路出入口，上部汽车开行单向行驶。用本法开挖基坑，可一次挖到设计标高，一次完成，一般两层挖土可挖到-10m，三层挖土可挖到-15m左右。这种挖土方法与通常开坡道运输汽车运土相比，土方运输效率受到影响。但对某些面积不大、深度较大的基坑，本身开坡道有困难，此法可避免将载重汽车开进基坑装土、运土作业，工作条件好，效率也较高，并可降低成本。最后用搭枕木垛的方法，使挖土机开出基坑(如图1.61所示)或牵引拉出；如坡度过陡也可用吊车吊运出坑。
1.4.2 土方挖运机械选择和机械挖土的注意事项
1.4.2 土方挖运机械选择和机械挖土的注意事项
(3) 土方开挖应绘制土方开挖图，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。绘制土方开挖图应可能使机械多挖。
(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(5m以上)时，宜分二至三层开挖，并修筑10%～15%坡道，以便挖土及运输车辆进出。
(5) 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。人工清土所占比例一般为1.5%～4%，修坡以厘米作限制误差。大基坑宜另配一台推土机清土、送土、运土。
(6) 挖土机、运土汽车进出基坑的运输道路，应尽量利用基础一侧或两侧相邻的基础以后需开挖的部位，使它互相贯通作为车道，或利用提前挖除土方后的地下设施部位作为相邻的几个基坑开挖地下运输通道，以减少挖土量。
(7) 由于机械挖土对土的扰动较大，且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挖土只能挖至基底以上20cm～30cm，其余20cm～30cm的土方采用人工或其他方法挖除。
(8) 机械挖土施工工艺流程：
1.4.3 基坑土方开挖方式
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。
1．无支护结构基坑放坡开挖工艺
采用放坡开挖时，一般基坑深度较浅，挖土机可以一次开挖至设计标高，所以在地下水位高的地区，软土基坑采用反铲挖土机配合运土汽车在地面作业。如果地下水位较低，坑底坚硬，也可以让运土汽车下坑，配合正铲挖土机在坑底作业。当开挖基坑深度超过4m时，若土质较好，地下水位较低，场地允许，有条件放坡时，边坡宜设置阶梯平台，分阶段、分层开挖，每级平台宽度不宜小于1.5m。
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进行护坡，以保持基坑边坡稳定。
放坡开挖基坑内作业面大，方便挖土机械作业，施工程序简单，经济效益好。但在城市密集地区施工，条件往往不允许采用这种开挖方式。
2．支护结构基坑的开挖工艺
支护结构基坑的开挖按其坑壁结构可分为直立壁无支撑开挖、直立壁内支撑开挖和直立壁拉锚(或土钉、土锚杆)开挖(如图1.62所示)。有支护结构基坑开挖的顺序、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”和“分层、分段、对称、限时”的原则。
1.4.3 基坑土方开挖方式
1.4.3 基坑土方开挖方式
1) 直立壁无支撑开挖工艺
这是一种重力式坝体结构，一般采用水泥土搅拌桩作坝体材料，也可采用粉喷桩等复合桩体作坝体。重力式坝体既挡土又止水，给坑内创造宽敞的施工空间和可降水的施工环境。
基坑深度一般在5m～6m，故可采用反铲挖土机配合运土汽车在地面作业。由于采用止水重力坝的基坑，地下水位一般都比较高，因此很少使用正铲下坑挖土作业。
2) 直立壁内支撑开挖工艺
在基坑深度大、地下水位高、周围地质和环境又不允许做拉锚和土钉、土锚杆的情况下，一般采用直立壁内支撑开挖形式。基坑采用内支撑，能有效控制侧壁的位移，具有较高的安全度，但减小了施工机械的作业面，影响挖土机械、运土汽车的效率，增加施工难度。
采用直立壁内支撑的基坑，深度一般较大，超过挖土机的挖掘深度，需分层开挖。在施工过程中，土方开挖和支撑施工需交叉进行。内支撑是随着土方的分层、分区开挖，形成支撑施工工作面，然后施工内支撑，结束后待内支撑达到一定强度以后进行下一层(区)土方的开挖，形成下一道内支撑施工工作面，重复施工，从而逐步形成支护结构体系。所以，基坑土方开挖必须和支撑施工密切配合，根据支护结构设计的工况，先确定土方分层、分区开挖的范围，然后分层、分区开挖基坑土方。在确定基坑土方分层、分区开挖范围时，还应考虑土体的时空效应、支撑施工的时间、机械作业面的要求等。
当有较密内支撑或为了严格限制支护结构的位移，常采用盆式开挖顺序，即在尽量多挖去基坑下层中心区域的土方后，架设十字对撑式钢管支撑并施加预紧力，或在挖去本层中心区域土方后，浇筑钢筋混凝土支撑，并逐个区域挖去周边土方，逐步形成对围护壁的支撑。这时使用的机械一般为反铲和抓铲挖土机。必要时，还可对挡墙内侧四周的土体进行加固，以提高内侧土体的被动土压力，满足控制挡墙变形的要求。如图1.63所示为某广场基坑盆式开挖及支撑施工顺序示意图。
1.4.3 基坑土方开挖方式
图1.63 某广场基坑盆式开挖、支撑施工顺序示意图
1.4.3 基坑土方开挖方式
1.4.3 基坑土方开挖方式
3．基坑土方开挖中应注意的事项
(1) 支护结构与挖土应紧密配合，遵循先撑后挖、分层分段、对称、限时的原则。
挖土与坑内支撑安装要密切配合，每次开挖深度不得超过将要加支撑位置以下500mm，防止立柱及支撑失稳。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5m，分段的长度不大于25m，并应快挖快撑，时间不宜超过1d～2d，以充分利用土体结构的空间作用，减少支护结构的变形。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，深基坑挖土时应注意对称分层开挖的方法。另外，如前所述，土方开挖宜选用合适施工机械、开挖程序及开挖路线；而且开挖中除设计允许，挖土机械不得在支撑上作业或行走。
(2) 要重视打桩效应，防止桩位移和倾斜。
对一般先打桩、后挖土的工程，如果打桩后紧接着开挖基坑，由于开挖时地基卸土，打桩时积聚的土体应力释放，再加上挖土高差形成侧向推力，土体易产生一定的水平位移，使先打设的桩易产生水平位移和倾斜，所以打桩后应有一段停歇时间，待土体应力释放、重新固结后再开挖，同时挖土要分层、对称，尽量减少挖土时的压力差，保证桩位正确。对于打预制桩的工程，必须先打工程桩再施工支护结构，否则也会由于打桩挤土效应，引起支护结构位移变形。
(3) 注意减少坑边地面荷载，防止开挖完的基坑暴露时间过长。
基坑开挖过程中，不宜在坑边堆置弃土、材料和工具设备等，尽量减轻地面荷载，严禁超载。基坑开挖完成后，应立即验槽，并及时浇筑混凝土垫层，封闭基坑，防止暴露时间过长。如发现基底土超挖，应用素混凝土或砂石回填夯实，不能用素土回填。若挖方后不能立即转入下道工序或雨期挖方时，应在坑槽底标高上保留15cm～30cm厚的土层不挖，待下道工序开工前再挖掉。冬期挖方时，每天下班前应挖一步(30cm左右)虚土或用草帘覆盖，以防地基土受冻。
1.4.3 基坑土方开挖方式
(4) 当挖土至坑槽底50cm左右时，应及时抄平。
一般在坑槽壁各拐角处和坑槽壁每隔2m～4m处测设一水平小木桩或竹片桩，作为清理坑槽底和打基础垫层时控制标高的依据(如图1.19和图1.20所示)。
(5) 在基坑开挖和回填过程中应保持井点降水工作的正常进行。
土方开挖前应先做好降水、排水施工，待降水运转正常并符合要求后，方可开挖土方。开挖过程中，要经常检查降水后的水位是否达到设计标高要求，要保持开挖面基本干燥，如坑壁出现渗漏水，应及时进行处理。通过对水位观察井和沉降观测点的定时测量，检查是否对邻近建筑物等产生不良影响进而采取适当措施。
(6) 开挖前要编制包含周详安全技术措施的基坑开挖施工方案，以确保施工安全。
4．基坑支护工程的现场监测
在深基坑施工、使用过程中，出现荷载、施工条件变化的可能性较大，设计计算值与支护结构的实际工作状况往往不很一致。因此在基坑开挖过程中必须有系统地进行监控以防不测。根据基坑工程事故调查表明，在发生重大事故前，或多或少都有预兆，如果能切实做好基坑监测工作，及时发现事故预兆并采取适当措施，则可避免许多重大基坑事故的发生，减少基坑事故所带来的经济损失和社会影响。目前，开展基坑现场监测可以避免基坑事故的发生已形成共识。《建筑基坑支护技术规程》JGJ-99已明确规定，在基坑开挖过程中，必须开展基坑工程监测，对于基坑工程监测项目，规定要结合基坑工程的具体情况，如工程规模大小、开挖深度、场地条件、周边环境保护要求等，可按表1.13进行选择。
1.4.3 基坑土方开挖方式
1.4.3 基坑土方开挖方式
由于基坑开挖到设计深度以后，土体变形、土压力和支护结构的内力仍会继续发展、变化，因此基坑监测工作应从基坑开挖以前制定监控方案开始，直至地下工程施工结束的全过程进行监测。基坑监控方案应包括监控目的、监控项目、监控报警值、监控方法及精度要求、监控点的布置、检测周期、工序管理和记录制度以及信息反馈系统等。
从表1.14中可以看出，不管任何基坑侧壁安全等级，支护结构水平位移均属于应测项目。实际上，在深基坑开挖施工监测中支护结构水平位移一般有两个测试项目，即围护桩(墙)顶面水平位移监测和围护桩(墙)的侧向变形，而在不同深度上各点的水平位移监测，称为围护桩(墙)的测斜监测。
围护桩(墙)的顶面水平位移监测，是深基坑开挖施工监测的一项基本内容，通过围护桩(墙)顶面水平位移监测，可以掌握围护桩(墙)的基坑挖土施工过程顶面的平面变形情况，并与设计值进行比较，分析其对周围环境的影响，另外，围护桩(墙)顶面水平位移数值可以作为测斜、测试孔口的基准点。围护桩(墙)顶面水平位移测试一般选用精度为2〞级的经纬仪。围护桩(墙)顶面水平位移监测点应沿其结构体延伸方向布设，水平位移观测点间距宜为10m～15m，其测试方法有准直线法、控制线偏离法、小角度法、交会法等。
围护桩(墙)在基坑外侧水土压力作用下，会发生变形。要掌握围护桩(墙)的侧向变形，即在不同深度处各点的水平位移，可通过对围护桩(墙)的测斜监测来实现。
基坑变形的监控值，若设计有指标规定，以设计要求为依据；如无设计指标，可按表1.14的规定执行(GB 50202—2002第7.1.7条)。
1.4.3 基坑土方开挖方式
1.5 土方填筑与压实
1.5.1 土料选择与填筑要求
1.5.2 填土压实方法
1.5 土方填筑与压实
1.5.1 土料选择与填筑要求
为了保证填土工程的质量，必须正确选择土料和填筑方法。对填方土料应按设计要求验收后方可填入。如设计无要求，一般按下述原则进行。
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；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。含有大量有机物的土，容易降解变形而降低承载能力；含水溶性硫酸盐大于5%的土，在地下水的作用下，硫酸盐会逐渐溶解消失，形成孔洞影响密实性；因此前述两种土以及淤泥和淤泥质土、冻土、膨胀土等均不应作为填土。
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。
碎石类土或爆破石碴作填料时，其最大粒径不得超过每层铺土厚度的2/3，使用振动碾时，不得超过每层铺土厚度的3/4。铺填时，大块料不应集中，且不得填在分段接头或填方与山坡连接处。
当填方位于倾斜的山坡上时，应将斜坡挖成阶梯状，以防填土横向移动。
回填基坑和管沟时，应从四周或两侧均匀地分层进行，以防基础和管道在土压力作用下产生偏移或变形。
回填以前，应清除填方区的积水和杂物，如遇软土、淤泥，必须进行换土回填。在回填时，应防止地面水流入，并预留一定的下沉高度(一般不得超过填方高度的3%)。
1.5.2 填土压实方法
填土的压实方法一般有：碾压、夯实、振动压实以及利用运土工具压实。对于大面积填土工程，多采用碾压和利用运土工具压实。对较小面积的填土工程，则宜用夯实机具进行压实。
1．碾压法
碾压法是利用机械滚轮的压力压实土壤，使之达到所需的密实度。碾压机械有平碾、羊足碾和气胎碾。
平碾又称光碾压路机(如图1.65所示)，是一种以内燃机为动力的自行式压路机。按重量等级分为轻型(30kN～50kN)、中型(60kN～90kN)和重型(100kN～140kN)三种，适于压实砂类土和黏性土，适用土类范围较广。轻型平碾压实土层的厚度不大，但土层上部变得较密实，当用轻型平碾初碾后，再用重型平碾碾压松土，就会取得较好的效果。如直接用重型平碾碾压松土，则由于强烈的起伏现象，其碾压效果较差。
1.5.2 填土压实方法
1.5.2 填土压实方法
1.5.2 填土压实方法
1.5.2 填土压实方法
碾压法主要用于大面积的填土，如场地平整、路基、堤坝等工程。
用碾压法压实填土时，铺土应均匀一致，碾压遍数要一样，碾压方向应从填土区的两边逐渐压向中心，每次碾压应有15cm～20cm的重叠；碾压机械开行速度不宜过快，一般平碾不应超过，羊足碾控制在之内，否则会影响压实效果。
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，主要用于小面积的回填土或作业面受到限制的环境下。夯实法分人工夯实和机械夯实两种。人工夯实所用的工具有木夯、石夯等；常用的夯实机械有夯锤、内燃夯土机、蛙式打夯机和利用挖土机或起重机装上夯板后的夯土机等，其中蛙式打夯机(如图1.68所示)轻巧灵活，构造简单，在小型土方工程中应用最广。
3．振动压实法
振动压实法是将振动压实机放在土层表面，借助振动机构使压实机振动土颗粒，土的颗粒发生相对位移而达到紧密状态。用这种方法振实非粘性土效果较好。
近年来，又将碾压和振动法结合起来而设计和制造了振动平碾、振动凸块碾等新型压实机械。振动平碾适用于填料为爆破碎石碴、碎石类土、杂填土或轻亚粘土的大型填方；振动凸块碾则适用于亚粘土或粘土的大型填方。当压实爆破石碴或碎石类土时，可选用重8t～15t的振动平碾，铺土厚度为0.6m～1.5m，先静压，后振动碾压，碾压遍数由现场试验确定，一般为6～8遍。
1.6 土方工程质量标准与安全技术要求
1.6.1 土方开挖、回填质量标准
1.6.2 安全技术
1.6 土方工程质量标准与安全技术要求
1.6.1 土方开挖、回填质量标准
1.6.1 土方开挖、回填质量标准
1.6.1 土方开挖、回填质量标准
1.6.2 安全技术
安全技术如下：
(1) 基坑开挖时，两人操作间距大于2.5m，多台机械开挖，挖土机间距应大于10m。挖土应由上而下，逐层进行，严禁采用先挖底脚(挖神仙土)的施工方法。
(2) 基坑开挖应严格按要求放坡。操作时应随时注意土壁变动情况，如发现有裂纹或部分坍塌现象，应及时进行支撑或放坡，并注意支撑的稳固和土壁的变化。
(3) 基坑(槽)挖土深度超过3m以上，使用吊装设备吊土时，起吊后，坑内操作人员应立即离开吊点的垂直下方，起吊设备距坑边一般不得少于 1.5m，坑内人员应戴安全帽。
(4) 用手推车运土，应先平整好道路。卸土回填，不得放手让车自动翻转。用翻斗汽车运土，运输道路的坡度、转弯半径应符合有关安全规定。
(5) 深基坑上下应先挖好阶梯或设置靠梯，或开斜坡道，采取防滑措施，禁止踩踏支撑上下。坑四周应设安全栏杆或悬挂危险标志。
(6) 基坑(槽)设置的支撑应经常检查是否有松动变形等不安全迹象，特别是雨后更应加强检查。
(7) 回填管沟时，应采用人工先在管子周围填土夯实，并应从管道两边同时对称进行，高差不超过0.3m。管顶0.5m以上，在不损坏管道的情况下，方可采用机械回填和压实。
1.7 工程实践案例
【案例1.7.1】
杭州天工艺苑工程地下室围护综合施工实录。
1．工程概况
天工艺苑工程位于杭州主要街道解放街南侧、金鸡岭巷口以西，是一幢集购物、娱乐、停车于一体的综合性大型商场建筑。商场地下一层，基础为梁式满堂基础，地上5～7层，无梁板结构，总面积22500。其中地下室面积3226，工程桩为长6m～6.5m377夯扩桩，地下室底板长66m、宽56.5m、板厚为0.8m、挖深为5.3m。该工程由杭州市工业设计院设计，杭州市建筑工程公司施工。
本工程地处杭州闹市区，人流繁杂，四周情况各异。工程北面为解放街，距人行道侧石16m，其间埋设有电缆、电讯、污水管道；距西侧9.5m处为无桩基的四层框混结构的杭州市少儿图书馆和浅桩基的七层砖混结构住宅楼；南面紧靠地坑边2.7m，是二层框混结构建筑；东邻人车穿梭的金鸡岭巷，距地坑边3m处有大口径自来水管和电缆管，在金鸡岭巷口与解放街交界处埋设有杭城污水总干管(如图1.70、图1.71所示)。
根据地质勘测报告资料，常年地下水位在自然地坪下1.2m，土的主要物理力学指标如表1.17所示。
1.7 工程实践案例
1.7 工程实践案例
1.7 工程实践案例
图1.71 搅拌桩连接方法
1.7 工程实践案例
图1.71 搅拌桩连接方法
1.7 工程实践案例
1.7 工程实践案例
1.7 工程实践案例
1.7 工程实践案例
3) 支护监测
(1) 为了确保基坑在开挖过程中围护结构的安全，在基坑开挖期间进行了工程环境监测，以实现信息管理，指导施工。
(2) 首先在基坑围护结构顶梁上，每面设四个控制点，标上红漆三角，共计16个，定期进行监测。监测内容主要是水平位移和沉降，监测时间安排第一次为土方开挖前；第二次上皮挖土时；第三次挖土快接近基底时，此时是监测的重点，要密切注意墙体的动向，测工需要跟班作业，观察次数根据需要增加；最后一次为地下室完成时。其次，在基坑四周建筑上设沉降观测点，做好动态监测，并且在原有建筑裂缝处做好石膏饼标记，进行观察记录。
(3) 通过实践证明，本工程采用水泥搅拌桩围护技术，墙体相对位移较少，经实测最大的位移量为 20mm，沉降几乎为0，四周的建筑包括地下的上下水管、电缆均未发生异常变化。
(4) 真空井点降水，本基坑根据地质条件和地下水的实际情况，布置了四套轻型井点降水装置，滤管插入深度为基坑下3m， 实际降水效果正好在基坑底以下200mm，未出现管涌现象。为了确保工程顺利进行，准备了一台柴油发电机，准备在停电时应急使用。
1.7 工程实践案例
1.7 工程实践案例
此次开口支护施工虽经抢险成功，但实际上是施工不当已酿成事故。当然设计方因为在支护桩开口两端没有设计围护加强也负有一定责任。
(1) 试从施工角度分析酿成事故的原因。
(2) 如果你是现场施工技术员，谈谈准备采取什么样的开挖手段和施工监测措施(如监测点种类、数量、位置设置和监测手段及与挖土的配合等)来保证施工的顺利进行。
1.7 工程实践案例
图1.72 支护平面布置图
1.7 工程实践案例
图 1.73 支护桩设计和实际施工的开挖剖面及桩身、压顶配筋图
1.8 本章学习小结
本章内容包括土方规划、土方工程施工的要点、土方机械化施工和基坑土方开挖工艺。在土方规划中，涉及了土的工程分类和性质、土方边坡、土方量计算、场地设计标高的确定和土方调配等问题。在土方工程施工要点中，重点图示了基槽、深浅基坑的各种支护方法及其适用范围；论述了流沙产生的原因及其防治方法，施工排水特别是轻型井点降水和填土压实，是土方工程施工的关键。在土方工程机械化施工中，着重阐述常用土方机械的类型、性能及提高生产率的措施，提出了一般土方挖运机械选择方法和注意事项。基坑土方开挖工艺分别叙述了无支护结构基坑和有支护结构基坑的开挖工艺，重点学习了土方开挖的注意事项和开挖中基坑支护的监测要求。最后简要提出了土方工程的质量标准及安全技术要求。
1.9 复习思考题
1．土按开挖的难易程度分几类？各类的特征是什么？
2．试述土的可松性及其对土方施工的影响。
3．试述用方格网法计算土方量的步骤和方法。
4．土方调配应遵循哪些原则？调配区如何划分？
5．试分析土壁塌方的原因和预防塌方的措施。
6．试述一般基槽、一般浅基坑和深基坑的支护方法和适用范围。
7．试述常用中浅基坑支护方法的构造原理、适用范围和施工工艺。
8．试述流沙形成的原因以及因地制宜防治流沙的方法。
9．试述人工降低地下水位的方法及适用范围，轻型井点系统的布置方案和设计步骤。
10．试述推土机、铲运机的工作特点、适用范围及提高生产率的措施。
11．试述单斗挖土机有哪几种类型？各有什么特点？
12．试述正铲、反铲挖土机开挖方式有哪几种？挖土机和运土车辆配套如何计算？
13．土方挖运机械如何选择？土方开挖注意事项有哪些？
14．如何因地制宜选择基坑支护土方开挖方式？1．土按开挖的难易程度分几类？各类的特征是什么？
2．试述土的可松性及其对土方施工的影响。
3．试述用方格网法计算土方量的步骤和方法。
4．土方调配应遵循哪些原则？调配区如何划分？
5．试分析土壁塌方的原因和预防塌方的措施。
1.9 复习思考题
6．试述一般基槽、一般浅基坑和深基坑的支护方法和适用范围。
7．试述常用中浅基坑支护方法的构造原理、适用范围和施工工艺。
8．试述流沙形成的原因以及因地制宜防治流沙的方法。
9．试述人工降低地下水位的方法及适用范围，轻型井点系统的布置方案和设计步骤。
10．试述推土机、铲运机的工作特点、适用范围及提高生产率的措施。
11．试述单斗挖土机有哪几种类型？各有什么特点？
12．试述正铲、反铲挖土机开挖方式有哪几种？挖土机和运土车辆配套如何计算？
13．土方挖运机械如何选择？土方开挖注意事项有哪些？
14．如何因地制宜选择基坑支护土方开挖方式？
15． 根据基坑安全等级要监测哪些基坑监测项目？其中哪些是应测项目？哪些是宜测和可测项目？
16．试述填土压实的方法和适用范围。
17．影响填土压实的主要因素有哪些？怎样检查填土压实的质量？
18．某基坑底长82m，宽64m，深8m，四边放坡，边坡坡度1∶0.5。
(1) 画出平、剖面图，试计算土方开挖工程量。
(2) 若混凝土基础和地下室占有体积为24600m3，则应预留多少回填土(以自然状态的土体积计)？
(3) 若多余土方外运，问外运土方(以自然状态的土体积计)为多少？
1.9 复习思考题
1.9 复习思考题
1.9 复习思考题
1.9 复习思考题
21．某基坑底面积为22m×34m，基坑深4.8m，地下水位在地面下1.2m，天然地面以下1.0m为杂填土，不透水层在地面下11m，中间均为细砂土，地下水为无压水，渗透系数k=15m/d，四边放坡，基坑边坡坡度为1∶0.5。现有井点管长6m，直径38mm，滤管长1.2m，准备采用环形轻型井点降低地下水位，试进行井点系统的布置和设计，包含以下三项：
(1) 轻型井点的高程布置(计算并画出高程布置图)。
(2) 轻型井点的平面布置(计算涌水量、井点管数量和间距并画出平面布置图)。
22．例题3中若现只有一台液压反铲挖土机且无挖土工期限制，准备采取两班制作业，要求运土车辆数能保证挖土机连续作业，其他条件不变。试求：
(1) 挖土工期。
(2) 运土车辆数N1 。
Q & A
Thanks!

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