第一章土方工程

1.1概述土方工程包括一切土的挖掘、填筑和運輸?shù)冗^程以及排水、降水、土壁支撐等準備工作和輔助工程。在工程中，最常見的土方工程有：場地平整、基坑（槽）開挖、地坪填土、路基填筑及基坑回填土等。第一章土方工程

土方工程施工特點

土方工程施工往往具有工程量大、勞動繁重和施工條件復雜等特點；土方工程施工又受氣候、水文、地質、地下障礙等因素的影響較大，不可確定的因素也較多，有時施工條件極為復雜。土的工程性質對土方工程施工有直接影響，也是進行土方施工設計必須掌握的基本資料。土的主要工程性質有：土的可松性、原狀土經機械壓實后的沉降量、滲透性、密實度、抗剪強度、土壓力等。除了土的可松性，其它性質在土力學中都有比較詳細的介紹。本章重點介紹土的可松性。

土的工程性質土力學知識點回顧土的密度：⑴天然密度：土在天然狀態(tài)下單位體積的質量（kg/m3）。（2）土的干密度：指單位體積土中固體顆粒的質量，即土體孔隙中無水時的單位土重（kg/m3）

。土的含水量：

指土中水的質量與土的固體顆粒質量之比。式中：m濕——含水狀態(tài)土的質量，kg；

m干——烘干后土的質量，kg；

mW

——土中水的質量，kg；

mS—固體顆粒的質量，kg。土的滲透性：指水流通過土中孔隙的難易程度。LΔh當水力坡度

時，地下水在土中滲流的速度，稱滲透系數(shù)K。原狀土經機械壓實后的沉降量：根據(jù)不同土質，其沉降量一般在：3~30cm之間。式中：S—原狀土經機械壓實后的沉降量(cm)P—機械壓實的有效作用力(kg/cm2)C—原狀土的抗陷系數(shù)(kg/cm3)。關于橡皮土概念：由于使用了含水量比較大的腐植土以及泥炭土或者粘土、亞粘土等原狀土土料回填。打夯以后，基土發(fā)生顫抖、受壓區(qū)四面鼓起形成隆起狀態(tài)（土體體積未變化）、土體長時間不穩(wěn)定。

治理方法：

（1）換土。假如土方量很小，挖掉換土，用灰土（雨、冬期不宜用灰土，避免造成灰土水泡、凍脹等事故）、砂石進行回填。（2）假如面積大，用干土、石灰、碎磚等吸水材料填入橡皮土內。摻干石灰粉末。將土層翻起并粉碎，均勻摻入磨碎不久的干石灰粉末。干石灰粉一方面吸收土中的大量水分而熟化，一方面與土相互作用（干石灰粉未主要化學成分是氧化鈣，土的主要化學成分是二氧化硅和三氧化二鋁以及少量的三氧化二鐵），形成強度較高的新物質硅酸鈣，改變了土層原來的結構，夯實后就成了通常所說的灰土墊層了。

（3）若工期不緊，挖出橡皮土晾曬后回填。施工暫停一段時間，使土內含水量逐步降低，必要時將上層土翻起進行晾槽，也可在上面鋪墊一層碎石或碎磚進行夯擊，將表土層擠緊擠密實。這種方法一般適用于橡皮土情況不甚嚴重或天氣比較好的季節(jié)，但應注意這時地下水位應低于基槽底。

（4）打石筍（亦稱石樁）。將300～400mm的塊石依次打入土中（間隔

a=400～500mm），一直打到打不下去為止，最后在上面滿鋪厚50mm左右的碎石層后再夯實。這種方法適用于氣候情況不利于晾槽以及房屋荷重比較大的地基。土的可松性系數(shù)土的可松性：天然土經開挖后，其體積因松散而增加，雖經振動夯實，仍然不能完全復原，土的這種性質稱為土的可松性，用可松性系數(shù)表示即：式中KS、KS′——最初、最終可松性系數(shù)；

V1——天然狀態(tài)下的體積，m3；

V2——挖出后松散狀態(tài)下體積，m3；

V3——土經壓(夯)實后的體積，m3。說明：土的最初可松性系數(shù)大于最終可松性系數(shù)；最初可松性系數(shù)越大，總運輸費用就越高。土方工程單價定額計算單位中自然方、松方、實方三種類型的主要區(qū)別：“自然方”系指未經擾動的自然狀態(tài)的土方；“松方”系指自然方經過人力或機械開挖松動過的土方或備料堆置土方；“實方”系指回填并經過壓實后的填筑方.土可松性的應用：土的最初可松性系數(shù)是計算車輛裝運土方體積及挖土機械的主要參數(shù)；土的最終可松性系數(shù)是計算填方所需挖土工程量的主要參數(shù)。解：

補充例題：從甲地挖出的土（長2米，寬2米，深2米）去回填相同體積的乙地基坑，問挖出的土是否有多余，多余多少？或者不夠，尚缺多少？（已知最初可松性系數(shù)Ks=1.20,最后可松性系數(shù)KS’=1.03）某基坑208m3

，現(xiàn)需回填，用2m3

的裝載車從附近運土，問需要多少車次的土？（KS=1.20，KS’=1.04）

土的工程分類 土的分類繁多，其分類法也很多，如按土的沉積年代、顆粒級配、密實度、液性指數(shù)分類等。在土木工程施工中，按土的開挖難易程度將土分為八類：第一類（松軟土）第二類（普通土）

第三類（堅土）第四類（礫砂堅土）

第五類（軟石）第六類（次堅石）

第七類（堅石）第八類（特堅石）

1.2土方邊坡與基坑支護

土方邊坡

為防止土壁坍塌，保持土體穩(wěn)定，保證施工安全，土方施工中，對挖方和填方均做一定坡度的邊坡。土方邊坡的坡度以挖方深度(或填方深度)h與底寬b之比表示即：土方邊坡坡度=

h/b=1/(b/h)=1∶m式中m=b/h稱為邊坡系數(shù)。

當?shù)刭|條件良好、土質均勻且地下水位低于基坑(槽)或管溝底面標高時，挖方邊坡可做成直立壁不加支撐，但深度不宜超過下列規(guī)定：密實、中密的砂土和碎石類土(充填物為砂土)：1.0m；

硬塑、可塑的粉土及粉質粘土：1.25m；

硬塑、可塑的粘土和碎石類土(充填物為粘性土)：1.5m；

堅硬的粘土：2m。

挖土深度超過上述規(guī)定時，應考慮放坡或做成直立壁加支撐。橫撐式土壁支撐間斷式

垂直擋土板式支撐挖土深度不限。

a)水平擋土板支撐；b)垂直擋土板支撐圖1-13橫撐式支撐

1—水平擋土板；2—立柱；3—工具式橫撐；

4—垂直擋土板；5—橫楞木；6—調節(jié)螺絲

擋土板、立柱及橫撐的強度、變形及穩(wěn)定等可根據(jù)實際布置情況進行結構計算。1—水平擋土板；2—立柱；3—工具式橫撐；4—垂直擋土板；5—橫楞木；6—調節(jié)螺絲

基坑(槽)或管溝挖好后，應及時進行基礎工程或地下結構工程施工。在施工過程中，應經常檢查坑壁的穩(wěn)定情況。當挖地基坑較深或晾槽時間較長時，應根據(jù)實際情況采取護面措施。常用的坡面保護方法有帆布、塑料薄膜覆蓋法，坡面拉網法或掛網。當?shù)刭|條件良好，土質均勻且地下水位低于基坑(槽)或管溝底面標高時，挖方深度在5m以內且不加支撐的邊坡的最陡坡度應符合表1-4規(guī)定。

表1-4深度在5m內的基坑(槽)、管溝邊坡的最陡坡度

土的類別

邊坡坡度(高∶寬)

坡頂無荷載

坡頂有靜載

坡頂有動載

中密的砂土

1∶1.00

1：1.251：1.50中密的碎石類土(充填物為砂土)

1：0.751：1.001：1.25硬塑的粉土

1：0.671：0.751：1.00中密的碎石類土(充填物為粘性土)

1：0.501：0.671：0.75硬塑的粉質粘土、粘土

1：0.331：0.501：0.67老黃土1：0.101：0.251：0.33軟土(經井點降水后)

1：1.00----

永久性挖方邊坡坡度應按設計要求放坡。臨時性挖方的邊坡值應符合下表的規(guī)定。

土的類別

邊坡值(高∶寬)

砂土(不包括細砂、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

軟

1∶1.50或更緩

碎石類土

充填堅硬、硬塑粘性土

1∶0.50～1∶1.00

充填砂土

1∶1.00～1∶1.50

思考：1、粘性土和砂性土的邊坡哪一個可以做的陡一些？2、土方邊坡坡度的大小與那些因素有關？影響邊坡系數(shù)m大小的因素：⑴土質；⑵挖土深度；⑶施工期間邊坡上的荷載；⑷土的含水率及排水情況；⑸邊坡的留置時間。案例分析一：背景：某工程地下一層、深4.5m，地上28層、高85.0m，由某省一建公司總承包。X年7月8日，一建筑公司將基坑開挖分包給某土方承包單位進行施工，土方承包單位在基坑沒有做支護和放坡的情況下，指派挖掘機開始向西開挖，此時由現(xiàn)場土建工長安排3名工人澆筑南端基坑底的墊層。下午2時左右，南側土壁發(fā)生土方坍塌，從事承臺墊層施工的3名工人被埋身亡。問題：請簡要分析這起事故發(fā)生的主要原因。

參考答案：1、這起事故發(fā)生的主要原因有：

1）土方工程施工前未編制專項施工方案，未按有關程序報批，未安排專職安全管理人員實施現(xiàn)場監(jiān)督管理，施工中也沒有做相應的技術要求，土方開挖邊坡呈直壁狀，致使邊坡穩(wěn)定處于極度不安全狀態(tài)。

2）現(xiàn)場土建工長違章指揮工人到未采取放坡和加固措施的基坑下方危險區(qū)域施工。

3）現(xiàn)場安全管理不到位，作為總承包單位和工程監(jiān)理單位對土方承包單位施工人員不按要求放坡的行為和事實不加制止。

4）現(xiàn)場作業(yè)人員安全意識不強、自我保護和防范事故的能力不夠。案例分析二：背景：某高層住宅樓工程項目，業(yè)主與某施工單位簽訂了建筑施工合同。在工程實施過程中，發(fā)生了以下事件：事件：基坑開挖到設計標高后，施工單位和監(jiān)理單位共同對基坑進行了驗槽，并對基底進行了釬探。施工單位和監(jiān)理單位共同驗槽的做法是否妥當？請簡要說明。

基底釬探在基礎開挖達到設計標高后，按規(guī)定對基礎底面以下的土層進行探察，探察是否存在坑穴、古墓、古井、及地下埋設物等。一般釬探采用25鋼筋做成1.5米左右高的釬子，從基坑內部按照一定的距離（1米左右或者根據(jù)實際情況確定）依次釬探，具體方法：用錘子自由落下捶擊釬子頂部，每個點自由落錘30次，然后記錄捶擊每次釬子沉入土中的深度，如果每次沉入度都比較正常數(shù)值懸殊不大，就說明基底比較正常。還有一種方法比釬探容易一些，就是夯探，具體做法：是采用人工夯，在基槽內部按照一定順序依次夯探，根據(jù)聲音來確定基槽內部有無墓穴、坑洞等現(xiàn)象，如果存在墓穴等現(xiàn)象，夯探的聲音很沉悶，與一般土層聲音不一樣。參考答案：不妥。基坑（槽）驗槽，應由總監(jiān)理工程師或建設單位項目負責人組織施工、設計、勘察等單位的項目和技術質量負責人共赴現(xiàn)場，按設計、規(guī)范和施工方案等的要求進行檢查，并做好基坑驗槽記錄和隱蔽工程記錄?；又ёo水泥土墻支護簡介：水泥土墻是利用水泥材料為固化劑，采用特殊的拌合機械在地基深處將原狀土和固化劑強制拌合，經物理化學反應，形成具有一定強度、整體性和水穩(wěn)定性的加固土圓柱體，將其相互搭接，連續(xù)成樁形成具有一定強度和整體結構的墻體，用以保證基坑邊坡的穩(wěn)定。平面布置水泥土墻的優(yōu)點施工時振動小，無側向擠壓，對周圍影響小。最大限度利用原狀土，節(jié)省材料。由于水泥土墻采用自立式，不需加支撐，所以開挖較方便。水泥土加固體滲透系數(shù)比較小，墻體有良好的隔水性能。水泥土墻工程造價較低，當基坑開挖深度不大時，其經濟效益更為顯著。水泥土墻的缺點水泥土墻體的材料強度比較低，不適于支撐作用。位移量比較大。不宜用于深基坑，墻體厚度大，有時受周圍環(huán)境限制。墻體質量離散性比較大。適應地區(qū)水泥土墻較適用于軟土地區(qū)，如淤泥質土、含水量較高的黏土、粉質黏土、粉質土等。對以上各類土基坑深度不宜超過6m。提高水泥土墻支護能力的措施卸荷：如條件允許可將基坑頂部的土挖去一部分，以減小主動土壓力。加筋：可在新攪拌的水泥土樁內壓入竹筋等，有助于提高其穩(wěn)定性。但加筋與水泥土的共同作用問題有待研究。起拱：將水泥土樁墻做成拱形，在拱腳處設鉆孔灌注樁，可減小擋墻的截面。對于邊長大的基坑，于邊長中部適當起拱以減少變形。擋墻變厚度：對于矩形基坑，在角部的土體變形會有所減小。為此于角部可將水泥土墻的厚度適當減薄，以節(jié)約投資。深層攪拌法施工工藝深層攪拌機械就位——預攪拌下沉——噴漿攪拌提升——重復攪拌下沉——重復攪拌提升直至孔口攪拌樁成樁工藝可采用“一次噴漿、二次攪拌”或“二次噴漿、三次攪拌”工藝，主要依據(jù)水泥摻入比及土質情況而定。水泥摻量較小，土質較松時，可用前者，反之可用后者。

“一次噴漿、二次攪拌”的施工工藝流程如圖所示。當采用“二次噴漿、三次攪拌”工藝時可在圖示步驟e）作業(yè)時也進行注漿，以后再重復d）與e）的過程。

a)

定位；b)預埋下沉；c)提升噴漿攪拌；d)重復下沉攪拌；e)重復提升攪拌；f)成樁結束深層攪拌法施工質量控制深層攪拌機提升速度每米下沉速度誤差不得大于50mm,時間誤差不得大于5s。固化劑必須經過實驗檢驗方可使用。施工完成后，驗樁數(shù)不得少于總樁數(shù)的2％。

施工中還應注意控制樁的垂直度以及樁的搭接等，以保證水泥土墻的整體性與抗?jié)B性。

用工程鉆機成孔至設計處理的深度后用高壓泥漿泵等高壓發(fā)生裝置，通過安裝在鉆桿側面的特殊噴嘴，向周圍土體噴射化學漿液（一般使用水泥漿液），同時鉆桿以一定的速度漸漸向上提升，高壓射流使一定范圍內的土體結構遭到破壞，并使土與化學漿液混合、膠結、硬化，在地基土中形成直徑均勻的圓柱體或尺寸一定的板壁。高壓噴射旋噴樁高壓旋噴樁設備的核心部件－－高壓注漿泵

高壓注漿泵的控制器－－變頻柜

履帶式自行鉆機，鉆進至預定標高即可噴漿，避免了傳統(tǒng)的先成孔后噴漿容易塌孔的問題

遠處人旁邊的綠色機器是1.5MPa的空氣壓縮機，給高壓旋噴樁機供氣的。

空氣壓縮機

高壓噴射注漿法施工及質量控制高壓水射流壓力>20MPa，水泥漿液流壓力>1MPa，氣流壓力>0.7MPa；鉆孔位置與設計位置偏差不超過50mm；檢驗樁數(shù)2%-5%，且不得少于2根樁。土釘支護“土釘”英文翻譯為Soil

Nailing

,在國外又被稱為原位加筋橫向支撐系統(tǒng)

。國內使用土釘時常將其稱為砂漿錨桿,土釘支護也被稱為錨釘支護或噴錨網支護。

土釘一般是通過鉆孔、插筋、注漿來完成的?！皬秃贤玲敗笔墙陙碓谖覈睾５貐^(qū)發(fā)展起來的復合型土釘支護。是在土釘支護的基礎上因地制宜的采用多種支護形式共同作用,以彌補普通土釘支護在防水、變形、強度等方面的不足。

土釘墻的組成：由被加固土體、放置在土中的土釘和噴射砼面板共同形成一個以土擋土的重力式擋土墻。土釘墻自上而下施工，靠土釘?shù)南嗷プ饔眯纬蓮秃险w作用。土釘施工工藝：

包括基坑降水、開挖修坡、初噴混凝土、成孔、土釘制作、土釘推送、注漿、編制鋼筋網、終噴混凝土等工序。

1—土釘；2—鋪設鋼筋網；3—噴射混凝土面層基坑降水：場外作好排水溝，處理好地表水的排放工作。場內可設集水坑,便于雨天施工。開挖修坡：按設計要求，分層分段開挖修坡。每段開挖時，開挖深度必須符合設計要求，每層深度為1.0-2.0m，嚴禁超挖。初噴混凝土：(1)噴射混凝土前，應先清理受噴面，埋設好控制噴層厚度的標志。(2)混凝土的強度等級為C20。配合比通過實驗室確定。(3)混凝土用料稱量要準確，拌合要均勻，隨拌隨用；不摻速凝劑時，存放時間不得超過2小時，摻速凝劑時，存放不得超過20分鐘。(4)噴敷混凝土應分段分片依次進行，同一段內噴射順序應自下而上。（5）噴射混凝土時，噴頭與受噴面保持垂直；應控制好水灰比，保持噴射混凝土表面平整，濕潤光澤，無干斑或滑移流淌現(xiàn)象。（6）噴射混凝土終凝2小時后，應噴水養(yǎng)護，并在至少7天內始終保持其表面濕潤。（7）基坑邊坡角有滲水或滲水土層時，噴射混凝土前要施作排水孔。（8）初噴混凝土厚度控制在3-5cm。

成孔：

應該按設計要求定孔位，允許偏差控制在±10cm；孔徑允許誤差在±2cm;孔深允許誤差在±5cm；孔傾斜角允許誤差在±1度；孔內碎土，雜物及泥漿應清除干凈；成孔后用織物等將孔口臨時堵塞；編號登記。土釘制作：按有關標準和設計要求檢查制作土釘?shù)匿摻钣袩o缺陷；調直鋼筋，按設計要求截取長度；并且將鋼筋除銹、除油。土釘推送：(1)推送土釘前，檢查鉆孔，若發(fā)現(xiàn)有碎土、雜物及泥漿應及時清理,沿鉆孔軸線，將土釘推送入孔內至設計位置；(2)推送過程中，切勿轉動土釘，以防止土釘插入孔壁土體中,應使土釘位于鉆孔的軸線上；(3)推送完畢后，隨即檢查孔中是否有碎土、雜物堵孔，若有，應立即處理，必要時應將土釘拔出，清除碎土后，重新將土釘推入孔內。

注漿:可以采用孔底注漿法。注漿管隨著注漿慢慢拔出，但要保證注漿管端頭始終在注漿液內。注漿應連續(xù)進行，并要飽滿。隨著漿液慢慢滲入土層中，孔口會出現(xiàn)缺漿現(xiàn)象，應及時補漿。編制鋼筋網:是指鋼筋網橫豎鋼筋交叉綁扎固定。層片之間的鋼筋網連接方法：豎筋和橫筋先用扎絲固定。然后點焊；網片與網片之間的搭接長度不小于20cm，搭接處均須點焊；土釘頭與短筋連接要牢固焊接。

終噴混凝土:是在經檢查確認鋼筋網敷設、連接均符合要求后，進行終噴混凝土至設計厚度，其工藝要求與初噴混凝土的要求相同。土釘施工的質量要求：（1）成孔：孔徑、孔深要保證，孔中雜物、碎土塊及泥漿要清除干凈。（2）推送土釘就位：土釘應位于鉆孔中心軸上，并保證推送過程中的鉆孔壁不損壞，孔中無碎土泥漿堵塞。（3）土釘與錨頭的連接要牢固可靠（4）噴射混凝土：保證正確的配合比例、水灰比及外加劑摻量比，并按實操作規(guī)程進行養(yǎng)護。（5）注漿：注漿要飽滿。錨桿支護在地面或深開挖的地下室墻面(擋土墻、樁或地下連續(xù)墻)或未開挖的基坑立壁土層鉆孔(或掏孔)，達到一定設計深度后或再擴大孔的端部，形成柱狀或其他形狀，在孔內放入鋼筋、鋼管或鋼絲束、鋼絞線或其他抗拉材料，灌入水泥漿或化學漿液，使之與土層結合成為抗拉(拔)力強的錨桿。特點：(1)與土體結合在一起，承受很大的拉力，以保持結構的穩(wěn)定;(2)可用高強鋼材，并可施加預應力，可有效地控制建筑物的變形量；(3)代替鋼橫撐作側壁支護，可大量節(jié)省鋼材；施工工藝：(水作業(yè)鉆進法)土方開挖——測量、放線定位——鉆機就位——接鉆桿——校正孔位——調整角度——打開水源——鉆孔——提出內鉆桿——沖洗——鉆至設計深度——反復提內鉆桿——插鋼筋(或鋼絞線)——壓力灌漿——養(yǎng)護——裸露主筋防銹——上橫梁(或預應力錨件)——焊錨具——張拉(僅用于預應力錨桿)——錨頭(錨具)鎖定。土層錨桿干作業(yè)施工程序與水作業(yè)鉆進法基本相同，只是鉆孔中不用水沖洗泥渣成孔，而是干法使土體順螺桿排出孔外成孔。質量控制鉆孔要保證位置正確，要隨時注意調整好錨孔位置。鉆進后要反復提插孔內鉆桿，并用水沖洗孔底沉渣直至出清水，再接下節(jié)鉆桿。鋼筋、鋼絞線使用前要檢查各項性能，檢查有無油污、銹蝕、缺股斷絲等情況，如有不合格的，應進行更換或處理。斷好的鋼絞線長度要基本一致，偏差不得大于5cm。端部要用鐵絲綁扎牢，不得參差不齊或散架。注漿管使用前，要檢查有無破裂堵塞，接口處要處理牢固，防止壓力加大時開裂跑漿。

拉桿要求順直。鉆孔完畢應盡快地安設拉桿，以防塌孔。拉桿接長應采用對焊或幫條焊。為保證非錨固段拉桿可以自由伸長，可采取在錨固段與非錨固段之間設置堵漿器，或在非錨固段的拉桿上涂以潤滑油脂，以保證在該段自由變形。在灌漿前將管口封閉，接上壓漿管，即可進行注漿，澆注錨固體。灌漿是土層錨桿施工中的一道關鍵工序，必須認真進行，并作好記錄。灌漿材料多用純水泥漿。水灰比為0.45-0.5左右。為防止泌水、干縮，可摻加0.3%的木質素磺酸鈣。灌漿亦可采用砂漿，灰砂比為1：1～l：2(重量比)，水灰比為0.38-0.45；砂用中砂并過篩，如需早強，可摻加水泥用量0.3%食鹽和0.03%三乙醇胺。灌漿壓力，一般不得低于0.4Mpa，亦不宜大于2Mpa。宜采用封閉式壓力灌漿和二次壓力灌漿，可有效提高錨桿抗拔力(20%左右)。注漿前用水引路、潤濕，檢查輸漿管道；注漿后及時用水清洗攪漿、壓漿設備及灌漿管等，注漿后自然養(yǎng)護不少于7d，待強度達到設計強度等級的70%以上，始可進行張拉工藝。錨桿張拉時，分別在拉桿上、下部位安設兩道工字鋼或槽鋼橫梁，與護坡墻(樁)緊貼(P27圖1－10)

。張拉用穿心式千斤頂，當張拉到設計荷載時，擰緊螺母，完成錨定工作。張拉時宜先用小噸位千斤頂拉，使橫梁與托架貼緊，然后再換大千斤頂進行整排錨桿的正式張拉。宜采用跳拉法或往復式拉法，以保證鋼筋或鋼絞線與橫梁受力均勻。土釘與錨桿的區(qū)別一、受力機理

1）土釘是被動受力，即土體發(fā)生一定變形后，土釘才受力，從而阻止土體的繼續(xù)變形；

2）錨桿是主動受力，即通過對錨桿施加預應力，在基坑未開挖前就限制土體發(fā)生過大變形；

二、受力范圍

1)土釘是全長受力，不過受力方向分為兩部分，潛在滑裂面把土釘分為兩部分，前半部分受力方向指向潛在滑裂面方向，后半部分受力方向背向潛在滑裂面方向；

2）錨桿則是前半部分為自由端，后半部分為受力端，所以有時候在錨桿的前半部分不充填砂漿。二者的本質區(qū)別在于工作機理的不同：

土釘是一種土體加筋技術，以密集排列的加筋體作為土體補強手段，提高被加固土體的強度與自穩(wěn)能力；

錨桿是一種錨固技術，通過拉力桿將表層不穩(wěn)定巖土體的荷載傳遞至巖土體深部穩(wěn)定位置，從而實現(xiàn)被加固巖土體的穩(wěn)定。排樁式支護有型鋼樁、鋼板樁、混凝土或鋼筋混凝土灌注樁和預制樁。

鋼板樁的應用鋼板樁又可分平板樁和波浪式板樁兩類。平板樁防水和承受軸向壓力性能良好，易打入地下，但長軸方向抗彎強度較??；波浪式板樁（拉森樁）的防水和抗彎性能都較好，施工中多采用。

鋼板樁之間通過鎖口互相連接，形成一道連續(xù)的擋墻。由于鎖口的連接，使鋼板樁連接牢固，形成整體，同時也具有較好的隔水能力。鋼板樁截面積小，易于打入。U形、Z形等波浪式鋼板樁截面抗彎能力較好。鋼板樁在基礎施工完畢后還可拔出重復使用。

板樁施工要正確選擇打樁方法、打樁機械和流水段劃分，以保證打設后的板樁墻有足夠的剛度和防水作用。鋼板樁打入法一般分為單獨打入法、雙層圍檁插樁法和分段復打法。

單獨打入法

：此法是從一角開始逐塊插打，每塊鋼板樁自起打到結束中途不停頓。因此，樁機行走路線短，施工簡便，打設速度快。但是，由于單塊打入，易向一邊傾斜，累計誤差不易糾正，墻面平直度難以控制。一般在鋼板樁長度不大(小于10m)、工程要求不高時可采用此法。

雙層圍檁插樁法：在樁的軸線兩側先安裝雙層圍檁(一定高度的鋼制柵欄)支架后，將鋼板樁依次鎖口咬合全部插入雙層圍檁間。圍檁插樁法

1—圍檁；2—鋼板樁；3—圍檁支架

分段復打法：在板樁軸線一側安裝好單層圍檁支架，將10～20塊鋼板樁拼裝組成施工段插入土中一定深度，形成一段鋼板樁墻，即屏風墻。分段復打法

1—圍檁；2—鋼板樁；3—圍檁支架

補充：基坑（槽）開挖基坑(槽)開挖有人工開挖和小型液壓挖土機開挖兩種形式。開挖基坑(槽)應按規(guī)定的尺寸，合理安排開挖順序和分層進行，且連續(xù)施工。土方開挖的順序、方法必須與設計工況一致，并遵循“開槽支撐，先撐后挖，分層開挖，嚴禁超挖”的原則。應符合下列規(guī)定：施工前必須做好地面排水和降低地下水位工作；預留一部分用作回填土外，多余的土運到棄土區(qū)；基坑（槽）挖好后，應立即做墊層或澆筑基礎；基坑開挖時，做好測量復核工作；挖土不得超挖。開挖方式分層挖土：由上至下，逐層開挖。將基坑按深度分為多層進行逐層開挖。可以從一邊到另一邊，也可從兩頭對稱開挖。分段挖土：由一邊至另一邊，逐塊開挖將基坑分成幾段或幾塊分別進行開挖，開挖一塊澆筑一塊混凝土墊層或基礎。盆式挖土：先中心后四周先分層開挖基坑中間部分的土方，基坑周邊范圍內的土暫不開挖，待中間部分的混凝土墊層、基礎或地下室結構施工完成之后，再用水平支撐或斜撐對四周圍結構進行支撐，邊支撐邊開挖，直至坑底，最后澆筑該部分結構混凝土。中心島式挖土：先四周后中心先開挖基坑周邊土方，在中間留土墩作為支點搭設棧橋，挖土機可利用棧橋下到基坑挖土，運土的汽車亦可利用棧橋進入基坑運土，可有效加快挖土和運土的速度。土方工程安全技術開挖時兩人間距＞2.5m，挖土機間距＞10m。按要求放坡。注意土壁的變動、支撐的穩(wěn)固和墻壁的變化。吊裝設備距坑邊≥1.5m，起吊后垂直下方不得站人，坑內人員戴安全帽。手推車運土，不得翻車卸土；翻斗汽車運土，道路坡度與轉彎半徑符合安全規(guī)定。深基坑上下有階梯、開斜坡道?？铀闹茉O欄桿或懸掛危險標志?；又螒洺z查，發(fā)現(xiàn)松動變形立即修整?；訙线?m以內不得堆土、堆料和停放機具，1m以外堆土，其高度不宜超過1.5m；驗槽驗收人：施工、勘察設計、監(jiān)理或建設單位、質量監(jiān)督部門等有關人員。依據(jù)：設計圖紙要求和《建筑地基基礎工程施工質量驗收規(guī)范》GB50202-2002。目的：檢查地基是否與勘察設計資料相符合。方法和要求：一般用表面檢查驗槽法，必要時采用釬探檢查，經檢查合格，填寫基坑（槽）隱蔽工程驗收記錄，及時辦理交接手續(xù)。觀察驗槽：主要觀察基槽基底和側壁土質情況，土層構成及其走向，是否有異?，F(xiàn)象，以判斷是否達到設計要求的地基土層。直觀鑒別土質情況。釬探：對基槽底以下2～3倍基礎寬度的深度范圍內，土的變化和分布情況，以及是否有空穴或軟弱土層，需要用釬探明。打釬分人工和機械兩種方法?；油诤煤笥缅N把鋼釬打入槽底的基土內，據(jù)每打入一定深度的錘擊次數(shù)，來判斷地基土質的情況。1.3場地平整施工1.3.1場地設計標高的確定

設計標高選擇，需考慮以下因素：（1）滿足生產工藝和運輸?shù)囊?；?）盡量利用地形，以減少挖方數(shù)量；（3）盡量使場地內挖填平衡以降低土方運輸費用；（4）有一定泄水坡度（≥2‰），滿足排水要求；（5）考慮最高洪水位的要求。確定場地設計標高的步驟：

1、初步計算場地設計標高方格網法：方格的角點標高，一般根據(jù)地形圖上相鄰兩等高線的標高用插入法求得；無地形圖時，也可在地面用木樁打好方格網，然后用儀器直接測出。一般說來，理想的設計標高，應該使場地的土方在平整前和平整后相等而達到挖方和填方的平衡。場地設計標高H0計算簡圖a）地形圖上劃分方格；b）設計標高示意圖1—等高線；2—自然地面；3—設計標高平面；H0=（H1+2H2+3H3+4H4）/4n=[70.09+71.43+69.10+70.70+2×（70.40+70.95+69.71+…）+4×（70.17+70.70+69.81+70.38）]/（4×9）

=70.29（m）2、場地設計標高的調整

上述計算的設計標高值，純系一理論值，實際上，還需考慮以下因素進一步進行調整：（1）土具有可松性；（3）考慮泄水坡度對設計標高的影響由于排水要求，場地表面場有一定的泄水坡度。因此，還需根據(jù)場地泄水坡度的要求（單面泄水或雙面泄水），計算出場地內各方格角點實際施工時的設計標高。

1.3.2場地平整土方量的計算

場地挖填土方量計算有方格網法和橫截面法兩種。橫截面法是將要計算的場地劃分成若干橫截面后，用橫截面計算公式逐段計算，最后將逐段計算結果匯總。橫截面法計算精度較低，可用于地形起伏變化較大地區(qū)。對于地形較平坦地區(qū)，一般采用方格網法。方格網法計算場地平整土方量步驟為：(1)讀識方格網圖方格網圖由設計單位(一般在1/500的地形圖上)將場地劃分為邊長a=10～40m的若干方格，與測量的縱橫坐標相對應，在各方格角點規(guī)定的位置上標注角點的自然地面標高和設計標高，如圖1.3所示。(2)計算場地各個角點的施工高度

施工高度為角點設計地面標高與自然地面標高之差，是以角點設計標高為基準的挖方或填方的施工高度。各方格角點的施工高度按下式計算：

式中h0——角點施工高度即填挖高度(以“+”為填，“-”為挖)，m；

n—方格的角點編號(自然數(shù)列1，2，3，…，n)。

(3)計算“零點”位置，確定零線

方格邊線一端施工高程為“+”，若另一端為“-”，則沿其邊線必然有一不挖不填的點，即為“零點”(圖1.4)。零點位置按下式計算：式中x1、x2——角點至零點的距離；

h1、h2——相鄰兩角點的施工高度(均用絕對值)；

a—方格網的邊長。

對零線的理解：零線即挖方區(qū)與填方區(qū)的交線，在該線上，施工高度為零。零線的確定方法也可以采用以下方法：在相鄰角點施工高度為一挖一填的方格邊線上，用插入法求出方格邊線上零點的位置，再將各相鄰的零點連接起來即得零線。(4)計算方格土方工程量按方格底面積圖形和表1.3所列計算公式，逐格計算每個方格內的挖方量或填方量。(5)邊坡土方量計算邊坡的土方量可以劃分成兩種近似的幾何形體進行計算，一種為三角棱錐體(圖1.6中①～③、⑤～?)，另一種為三角棱柱體(圖1.6中④)。

表1.3常用方格網點計算公式

項目圖式計算公式一點填方或挖方(三角形)

兩點填方或挖方(梯形)

三點填方或挖方(五角形)

四點填方或挖方(正方形)

三角棱錐體邊坡體積(1－46)式中l(wèi)1——邊坡①的長度；

F1——邊坡①的端面積；

h2——角點的挖土高度；m—邊坡的坡度系數(shù)，m=寬/高。三角棱柱體邊坡體積兩端橫斷面面積相差很大的情況下，邊坡體積

式中l(wèi)4——邊坡④的長度；

F1、F2、F0—邊坡④兩端及中部橫斷面面積。

(6)計算土方總量將挖方區(qū)(或填方區(qū))所有方格計算的土方量和邊坡土方量匯總，即得該場地挖方和填方的總土方量。

(1－47)(1－48)課后練習：排水、降水施工了解水的危害：地表水（雨水、生活用水）——積水，影響施工；沖刷邊坡；滲入土體，造成土體失穩(wěn)。地下水——滲出地面，影響施工；引起土壁坍塌；造成土體失穩(wěn)；引起流砂：引起管涌。流砂現(xiàn)象：基坑挖土至地下水位以下，土質為細砂土或粉砂土的情況下，采用集水坑降低地下水時，坑下的土有時會形成流動狀態(tài)，隨著地下水流入基坑。產生原因內因：土壤的性質。當土的孔隙度大、含水量大、粘粒含量少、粉粒多、滲透系數(shù)小、排水性能差等均容易產生流砂現(xiàn)象。因此，流砂現(xiàn)象經常發(fā)生在細砂、粉砂和亞砂土中。外因：地下水及其產生動水壓力的大小。土顆粒受到動水壓力和浮土重度的作用。當?shù)叵滤惠^高，基坑內排水所造成的水位差較大時，動水壓力也愈大；動水壓力一旦超過土的浮重度時，就會使土失去穩(wěn)定，形成流砂。流砂危害土完全喪失承載力，土體邊挖邊冒流砂，施工條件惡化，基坑難以挖到設計深度。引起基坑邊坡塌方；臨近建筑開裂、下沉、傾斜甚至倒塌。原因：地基持力層為粉砂，下面為粉土和粘土層，強度較低，變形較大。1838-1839：挖環(huán)形基坑卸載1933-1935：基坑防水處理基礎環(huán)灌漿加固1990年1月:封閉1992年7月：加固塔身，用壓重法和取土法進行地基處理目前:已向游人開放。流砂防治原則：治流砂必先治水。主要途徑：減少或平衡動水壓力；設法使動水壓力方向向下；截斷地下水流。具體措施搶挖并拋大石塊法：分段搶挖土方，使挖土速度超過冒砂速度，在挖至標高后立即鋪竹、蘆席，并拋大石塊，以平衡動水壓力，壓住流砂。此法適用于治理局部的或輕微的流砂。地下連續(xù)墻法：沿基坑四周筑起一道連續(xù)的鋼筋混凝土墻，阻止地下水流入基坑。設止水帷幕法：將連續(xù)的止水支護結構（如連續(xù)板樁、深層攪拌樁、密排灌注樁等）打入基坑底面以下一定深度，形成封閉的止水帷幕，從而使地下水只能從支護結構下端向基坑滲流，增加地下水從坑外流入基坑內的滲流路徑，減小水力坡度，從而減小動水壓力，防止流砂產生。水下挖土法：不排水施工，使坑內水壓與坑外地下水壓相平衡，消除動水壓力?？菟谑┕しǎ嚎菟诘叵滤惠^低，基坑內外水位差小，動水壓力小，就不易產生流砂。人工降低地下水位法：采用井點降水法使地下水位降低至基坑底面以下，地下水的滲流向下，則動水壓力的方向也向下，從而水不能滲流入基坑內，可有效地防止流砂的發(fā)生。因此，此法應用廣泛且較可靠。管涌：當基坑底部為不透水層，其下為承壓水層，而不透水層覆蓋厚度不足，重量小于承壓水頂托力時，基坑底部可能發(fā)生的涌冒現(xiàn)象。管涌形成原因

堤防基礎上層是相對不透水的粘性土或壤土，下面是粉沙、細沙，再下面是砂礫卵石等強透水層，并與河水相通。在汛期高水位時，堤防背水側數(shù)百米范圍內表土層底部仍承受很大的水壓力。如果這股水壓力沖破了粘土層，粉沙、細沙就會隨水流出，從而發(fā)生管涌。管涌發(fā)生時，水面出現(xiàn)翻花,隨著上游水位升高，持續(xù)時間延長，險情不斷惡化，大量涌水翻沙，使堤防、水閘地基土壤骨架破壞，孔道擴大，基土被淘空，引起建筑物塌陷，造成決堤、垮壩、倒閘等事故。管涌危害一秒前一秒后搶護管涌險情原則：制止涌水帶沙，而留有滲水出路。這樣既可使沙層不再被破壞，又可以降低附近滲水壓力，使險情得以控制和穩(wěn)定。具體措施反濾圍井：在管涌口處用編織袋或麻袋裝土搶筑圍井，井內同步鋪填反濾料，從而制止涌水帶沙，以防險情進一步擴大，當管涌口很小時，也可用無底水桶或汽油桶做圍井。適用情況：發(fā)生在地面的單個管涌或管涌數(shù)目雖多但比較集中的情況。對水下管涌，當水深較淺時也可以采用。注意：圍井高度應以能夠控制涌水帶沙為原則，但也不能過高，一般不超過1.5m。圍井與地面應緊密接觸。反濾層壓蓋：在背水堤壩附近險情處，搶筑反濾層壓蓋，降低涌水流速，制止地基泥沙流失，以穩(wěn)定險情。適用情況：翻沙鼓水范圍較大，漏水涌沙成片的地方；滲水量較少，滲透流速較小的涌泉，或普遍滲水的地區(qū)。注意：如涌水涌沙嚴重，可先拋磚石，以消殺水勢。當沙石料缺乏時，可鋪土工織物，再壓蓋一般透水料。蓄水反壓(俗稱養(yǎng)水盆)：通過抬高管涌區(qū)內的水位來減小堤內外的水頭差，從而降低滲透壓力，減小出逸水力坡降，達到制止管涌破壞和穩(wěn)定管涌險情的目的。適應情況：①閘后有渠道，堤后有坑塘，利用渠道水位或坑塘水位進行蓄水反壓；②覆蓋層相對薄弱的老險工段，結合地形，做專門的大圍堰(或稱月堤)充水反壓；②極大的管涌區(qū)，其他反濾蓋重難以見效或缺少沙石料的地方?！芭Ｆぐ钡奶幚懋?shù)乇硗翆釉诓莞蚱渌z結體作用下凝結成一片時，滲透水壓把表土層頂起而形成的鼓包，俗稱為“牛皮包”。一般可在隆起的部位，鋪麥秸或稻草一層，厚10～20cm，其上再鋪柳枝、秫秸或蘆葦一層，厚約20～30cm。如厚度超過30cm時，可分橫豎兩層鋪放，然后再壓土袋或塊石。集水坑降水法簡介：又叫明排水法，是在基坑開挖過程中，在坑底設置集水坑，并沿坑底周圍或中央開挖排水溝，使水流入集水坑，然后用泵抽走。優(yōu)點：設備簡單，施工方便；缺點：在細砂和粉砂土層，抽水時會帶走細砂，引起流砂。適用范圍：粗粒土層，滲水量小的粘土層系統(tǒng)布置排水溝和集水井宜布置在擬建建筑基礎邊凈距0.4m以外，排水溝邊緣離開邊坡坡腳不應小于0.3m；基坑四角或毎隔20～40m應設一個集水井；排水溝底面應比挖土面低0.3～0.4m，集水井底面應比溝底面低0.5m以上。集水井的直徑或寬度一般為0.6～0.8m，深度應隨挖土的加深而加深。集水井壁用竹、木等簡易加固，坑底應低于基底1～2m，并鋪設碎石濾水層.井點降水法簡介：基坑開挖前，在基坑四周預先埋設一定數(shù)量的濾水管(井)，在基坑開挖前和開挖過程中，利用抽水設備不斷抽出地下水，使地下水位降到坑底以下，直至土方和基礎工程施工結束為止。優(yōu)點：克服流砂，穩(wěn)定邊坡；可適當改陡邊坡，減少挖土方量；降低地下水對支護結構的水平壓力，防止坑底土的隆起；加快土的固結，提高地基土的承載能力；使基礎工程能在較干燥的施工環(huán)境中進行施工；缺點：降水過程中，基坑附近的地基土壤會有一定的沉降，施工時要嚴加注意，防止地基沉降給周圍建筑物帶來不利影響。輕型井點簡介：沿基坑周圍或一側以一定間距將井點管(下端為濾管)埋入蓄水層內，井點管上部通過彎聯(lián)管與總管連接，利用抽水設備將地下水通過井點管不斷抽出，從而將地下水位降至坑底以下。

注意：施工過程中應該不斷抽水，直至回填土完成。平面布置a）單排布置；b）雙排布置；c）環(huán)形布置（d）U形布置

單排井點適用情況：基坑寬度小于6m，降水深度不超過5m。布置在地下水的上游一側，兩端延伸長度以不小于槽寬為宜（如圖）。雙排線狀井點

適用情況：基坑寬度大于6m或基坑寬度雖不大于6m，但土質不良。環(huán)形井點：基坑面積較大。二級井點當一級井點系統(tǒng)達不到降水深度時，可采用二級井點，即先挖去第一級井點所疏干的土，然后在基坑底部裝設第二級井點，使降水深度增加。高程布置

井點管的埋置深度計算：

H≥h1+△h+iL式中：h1----井點管埋設面至基坑底面的距離（m）；△h----基坑底面至降低后的地下水位線的最小距離，一般取0.5～1.0m；

i----水力坡度，根據(jù)實測：雙排和環(huán)狀井點為1/10，單排井點為1/4；

L----井點管至基坑中心的水平距離，單排井點為至基坑另一邊的距離（m）。水井分類確定井點管間距時，注意以下幾點：井距過小時，彼此干擾大，影響出水量，因此井距至少大于15倍管徑。在滲透系數(shù)小的土中井距宜小些，否則水位降落時間過長?？拷恿魈帲c宜適當加密。井距應能與總管上的接頭間距相配合，根據(jù)實際采用的井點管間距，最后確定所需的井點管根數(shù)。抽水設備選擇按總管長度選擇抽水設備，主要有W5、W6型真空泵，總管長度分別不宜大于100m、120m。水泵按涌水量的大小選用，要求水泵的抽水能力應大于井點系統(tǒng)的涌水量（約增大10%～20%）。通常一套抽水設備配兩臺離心泵，即可輪換備用，又可在地下水量較大時同時使用。施工流程挖井點溝槽－敷設集水總管－埋設井點管－用彎聯(lián)管將井點管與總管連接－安裝抽水設備－試抽。井點管埋設射水法沖孔法套管法注意事項利用沖孔法時沖孔直徑一般為300mm，至少要保證比井點管直徑大50mm。沖孔深度宜比濾管深0.5m；井孔沖好后，應該立即插入井點管并填灌濾砂層，填充高度應該達到濾管頂1m以上；每根井點管沉沒后應該檢驗滲水性能；應該注意井點管漏氣和淤塞。管井井點：用于土的滲透系數(shù)較大（K=20~200m/d）、地下水充沛的土層中。噴射井點：當要求降水深度大于6m，土層滲透系數(shù)為0.1~50m/d時可采用，降水深度可達20m。管井井點的濾管井點降水對周圍建筑物的影響當在弱透水層和壓縮性大的粘土層中降水時，地下水流失會造成地下水位下降、地基自重應力增加、土層壓縮和土粒隨水流失甚至被掏空等現(xiàn)象，會產生較大的地面沉降。由于土層的不均勻性和降水后地下水呈漏斗曲線，四周土層自重應力變化不一致導致不均勻沉降。應對措施回灌井點：在降水的同時，回灌井點向土層內灌入適量的水，使原建筑物下保持原有的地下水位。特點：經濟、簡便、有效，能將井點降水對周圍建筑物的影響減少到最小程度。注意：為確保安全和回灌效果，回灌井和降水井的距離不宜小于6m；降水與回灌同步。設置止水帷幕：延長基坑外地下水的滲流路線。減緩降水速度：防止土顆粒流出。比如加長井點，調小離心泵閥，更換濾網，加大濾砂層厚度。土方填筑與壓實填土質量檢查填土壓實后必須要達到密實度要求，填土密實度以設計規(guī)定的控制干密度(或規(guī)定的壓實系數(shù)λ)作為檢查標準。土的控制干密度與最大干密度之比稱為壓實系數(shù)。

土的實際干密度可用“環(huán)刀法”測定。填方施工結束后，應檢查標高、邊坡坡度、壓實程度等，檢驗標準應符合相關規(guī)定。項序檢查項目允許偏差或允許值(mm)檢查方法樁基基坑基槽場地平整管溝地(路)面基礎層人工機械主控項目1標高-50±30±50-50-50水準儀

2分層壓實系數(shù)

設計要求

按規(guī)定方法

一般項目

1回填土料

設計要求

取樣檢查或直觀鑒別

2分層厚度及含水量

設計要求

水準儀及抽樣檢查

3表面平整度

2020302020用靠尺或水準儀

填土工程質量檢驗標準

填土材料要求含有大量有機物、石膏和水溶性硫酸鹽(含量大于5%)的土以及淤泥、凍土、膨脹土等，均不應作為填方土料，但在場地平整工程中，除修建房屋和構筑物的地基填土外，其余各部分填方所用的土壤，則不受此限制。以粘土為土料時，應檢查其含水量是否在控制范圍內，含水量大的粘土不宜作填土用；一般碎石類土、砂土和爆破石渣可作表層以下填料，其最大粒徑不得超過每層鋪墊厚度的2/3。

填筑基本要求填土應按整個寬度水平分層進行并盡量用