2　地基與基礎工程

2.1　土方工程

2.1.1　土方開挖

土方工程的施工過程主要包括：土方開挖、運輸、填筑與壓實等。應盡量采用機械施工，以加快施工速度。常用的施工機械有：推土機、鏟運機、裝載機、單斗挖土機等。土方工程施工前通常需完成以下準備工作：施工現場準備，土方工程的測量放線和編制施工組織設計等。有時還需完成以下輔助工作，如基坑、溝槽的邊坡保護、土壁的支撐、降低地下水位等。

1.土方邊坡

土方開挖過程中及開挖完畢后，基坑（槽）邊坡土體由于自重產生的下滑力在土體中產生剪應力，該剪應力主要靠土體的內摩阻力和內聚力平衡，一旦土體中力的體系失去平衡，邊坡就會塌方。

為了避免不同土質的物理性能、開挖深度、土的含水率對邊坡土壁的穩定性產生影響而塌方，在土方開挖時將坑、槽挖成上口大、下口小的形狀，依靠土的自穩性能保持土壁的相對穩定。

土方邊坡用邊坡坡度和邊坡系數表示，兩者互為倒數，工程中常以1∶m表示放坡。邊坡坡度是以土方挖土深度H與邊坡底寬B之比表示，如圖2-1所示。即：

式中　稱為邊坡系數。

土方邊坡的大小主要與土質、開挖深度、開挖方法、邊坡留置時間的長短、坡頂荷載狀況、降排水情況及氣候條件等有關。根據各層土質及土體所受到的壓力，邊坡可做成直線形、折線形或階梯形，以減少土方量。當土質均勻、濕度正常，地下水位低于基坑（槽）或管溝底面標高，且敞露時間不長時，挖方邊坡可做成直立壁不加支撐，但深度不宜超過下列規定：

密實、中密的砂土和碎石類土（充填物為砂土）為1.0m。

硬塑、可塑的粉土及粉質黏土為1.25m。

硬塑、可塑的黏土和碎石類土（充填物為黏性土）為1.5m。

堅硬的黏土為2m。

挖方深度超過上述規定時，應考慮放坡或做成直立壁加支撐。

當土的濕度、土質及其他地質條件較好且地下水位低于基坑（槽）或管溝底面標高時，挖方深度在5m以內可放坡開挖不加支撐的，其邊坡的最陡坡度經驗值應符合表2-1規定。

永久性挖方邊坡應按設計要求放坡。對使用時間較長的臨時性挖方邊坡坡度，根據現行規范，其邊坡的挖方深度及邊坡的最陡坡度應符合表2-2規定。

2.土壁支撐

土壁支撐是土方施工中的重要工作。應根據工程特點、地質條件、現有的施工技術水平、施工機械設備等合理選擇支護方案，保證施工質量和安全。土壁支撐有較多的方式。

（1）橫撐式支撐。當開挖較窄的溝槽時多采用橫撐式支撐。即采用橫豎楞木、橫豎擋土板、工具式橫撐等直接進行支撐。可分為水平擋土板和垂直擋土板兩種，如圖2-2所示。這種支撐形式施工較為方便，但支撐深度不宜太大。

采用橫撐式支撐時，應隨挖隨撐，支撐牢固。施工中應經常檢查，如有松動、變形等現象時，應及時加固或更換。支撐的拆除應按回填順序依次進行，多層支撐應自下而上逐層拆除，隨拆隨填。拆除支撐時，應防止附近建筑物和構筑物等產生下沉和破壞，必要時應采取妥善的保護措施。

（2）樁墻式支撐。樁墻式支撐中有許多的支撐方式，如：鋼板樁、預制鋼筋混凝土板樁等連續式排樁，預制鋼筋混凝土樁、人工挖孔灌注樁、鉆孔灌注樁、沉管灌注樁、H型鋼樁、工字型鋼樁等分離式排樁，地下連續墻、有加勁鋼筋的水泥土支護墻等。

（3）重力式支撐。通過加固基坑周邊的土形成一定厚度的重力式墻，達到擋土的目的。如：水泥粉噴樁、深層攪拌水泥支護結構、高壓旋噴帷幕墻、化學注漿防滲擋土墻等。

（4）土釘、噴錨支護。土釘、噴錨支護是一種利用加固后的原位土體來維護基坑邊坡穩定的支護方法。一般由土釘（錨桿）、鋼絲網噴射混凝土面板和加固后的原位土體三部分組成。

3.基坑（槽）開挖

基坑（槽）開挖有人工開挖和機械開挖，對于大型基坑應優先考慮選用機械化施工，以減輕繁重的體力勞動，加快施工進度。

開挖基坑（槽）應按規定的尺寸合理確定開挖順序和分層開挖深度，連續地進行施工，盡快地完成。

1）開挖基坑（槽）時，應符合下列規定：

①由于土方開挖施工要求標高、斷面準確，土體應有足夠的強度和穩定性，因此在開挖過程中要隨時注意檢查。

②挖出的土除預留一部分用作回填外，在場地內不得任意堆放，應把多余的土運到棄土地區，以免妨礙施工。為防止坑壁滑坍，根據土質情況及坑（槽）深度，在坑頂兩邊一定距離（一般為0.8m）內不得堆放棄土，在此距離外堆土高度不得超過1.5m，否則，應驗算邊坡的穩定性，在柱基周圍、墻基或圍墻一側，不得堆土過高。

③在坑邊放置有動載的機械設備時，也應根據驗算結果，離開坑邊較遠距離，如地質條件不好，還應采取加固措施。

為防止基底土（尤其是軟土）受到浸水或其他原因的擾動，基坑（槽）挖好后，應立即做墊層或澆筑基礎，否則，挖土時應在基底標高以上保留150～300mm厚的土層，待基礎施工時再行挖去。

④如用機械挖土，為防止擾動基底土，破壞結構，不應直接挖到坑（槽）底，應根據機械種類，在基底標高以上留出200～300mm，待基礎施工前用人工鏟平修整。

挖土不得挖至基坑（槽）的設計標高以下，如果個別處超挖，應用與基土相同的土料填補，并夯實到要求的密實度。如果用當地土填補不能達到要求的密實度時，應用碎石類土填補，并仔細夯實到要求的密實度。如果在重要部位超挖時，可用低強度等級的混凝土填補。

2）在軟土地區開挖基坑（槽）時，尚應符合下列規定：

①施工前必須做好場地排水和降低地下水位的工作，地下水位應降低至開挖面或基底500mm以下后，再開挖。降水工作應持續到設計允許停止或回填完畢。

②軟土開挖時，宜選用對道路壓強較小的施工機械，當場地土不能滿足機械行走要求時，可采用鋪設工具式路基箱板等措施。

③開挖邊坡坡度不宜大于1∶1.5。當遇淤泥和淤泥質土時，邊坡坡度應根據實際情況適當減小；對淤泥和淤泥質土層厚度大于1m且有工程樁的土層進行開挖時，應進行土體穩定性驗算。

④當淤泥、淤泥質土層厚度大于1m時，宜采用斜面分層開挖，分層厚度不宜大于1m。

⑤當土方暫停開挖時，挖方邊坡應及時修整，清除邊坡上工程樁的樁間土，施工機械與物資不得靠近邊坡停放。

⑥相鄰基坑（槽）和管溝開挖時，宜按先深后淺或同時進行的施工順序，并應及時施工墊層、基礎；當基坑（槽）內含有局部深坑時，宜對深坑部分采取加固措施。

⑦土方開挖應遵循先支后挖、均衡分層、對稱開挖的原則進行。

⑧在密集群樁上開挖時，應在工程樁完成后，間隔一段時間再進行土方施工，樁頂以上300mm以內應采取人工開挖。在密集群樁附近開挖基坑（槽）時，應采取措施，防止樁基位移。

4.深基坑開挖

深基坑一般采用“分層開挖，先撐后挖”的開挖原則。基坑深度較大時，應分層開挖，以防開挖面的坡度過陡，引起土體位移、坑底面隆起、樁基側移等異常現象發生。深基坑一般都采用支護結構以減小挖土面積，防止邊坡塌方。

深基坑開挖注意事項：

1）在挖土和支撐過程中，對支撐系統的穩定性要有專人檢查、觀測，并做好記錄。發生異常，應立即查清原因，采取針對性技術措施。

2）開挖過程中，對支護墻體出現的水土流失現象應及時進行封堵，同時留出泄水通道，嚴防地面大量沉陷、支護結構失穩等災害性事故的發生。

3）嚴格限制坑頂周圍堆土等超載，適當限制與隔離坑頂周圍振動荷載作用。

4）開挖過程中，應定時檢查井點降水深度。

5）應做好機械上下基坑坡道部位的支護。嚴禁在挖土過程中，碰撞支護結構體系和工程樁，嚴禁損壞防滲帷幕。基坑挖土時，將挖土機械、車輛的通道布置、挖土的順序及周圍堆土位置安排等列為對周圍環境的影響因素進行綜合考慮。

6）深基坑開挖過程中，隨著土的挖除，下層土因逐漸卸載而有可能回彈，尤其在基坑挖至設計標高后，如擱置時間過久，回彈更為顯著。對深基坑開挖后的土體回彈，應有適當的估計，如在勘察階段，土樣的壓縮試驗中應補充卸荷彈性試驗等。還可以采取結構措施，在基底設置樁基等，或事先對結構下部土質進行深層地基加固。施工中減少基坑彈性隆起的一個有效方法是把土體中有效應力的改變降低到最少。具體方法有加速建造主體結構，或逐步利用基礎的重量來代替被挖去土體的重量，或采用逆筑法施工（先施工主體，再施工基礎）。

7）基坑（槽）開挖后應及時組織地基驗槽，并迅速進行墊層施工，防止暴曬和雨水浸刷，使基坑（槽）的原狀結構被破壞。