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1、基槽 基坑 开挖与浅基础施工 一 基槽 基坑 开挖 1 土的工程分类与鉴别按土开挖的难易程度将土分为 松软土 普通土 坚土 砂砾坚土 软石 次坚石 坚石 特坚硬石等八类 松土和普通土可直接用铁锹开挖 或用铲运机 推土机 挖土机施工 坚土 砂砾坚土和软石要用镐 撬棍开挖 或预先松土 部分用爆破的方法施工 次坚石 坚石和特坚硬石一般要用爆破方法施工 土的工程分类与现场鉴别方法见下表 1 土的工程分类与现场鉴别方法表 2 土的工程分类与现场鉴别方法表 续 3 2 土的工程性质 1 土的含水量 指土中水的质量与固体颗粒质量之比的百分率 式中 m湿 含水状态土的质量 kg m干 烘干后土的质量 kg m
2、W 土中水的质量 kg mS 固体颗粒的质量 kg 土的含水量随气候条件 雨雪和地下水的影响而变化 对土方边坡的稳定性及填方密实程度有直接的影响 4 2 土的天然密度和干密度 土的天然密度 指在天然状态下 单位体积土的质量 它与土的密实程度和含水量有关 在运土选择机械时 要把重量换算成体积 要用到天然密度 土的天然密度按下式计算 式中 土的天然密度 kg m3 m 土的总质量 kg V 土的体积 m3 5 土的干密度 指土的固体颗粒质量与总体积的比值 用下式表示 式中 d 土的干密度 kg m3 mS 固体颗粒质量 kg V 土的体积 m3 在一定程度上 土的干密度反映了土的颗粒排列紧密程度
3、土的干密度愈大 表示土愈密实 土的密实程度主要通过检验填方土的干密度和含水量来控制 6 3 土的可松性 土的可松性 天然土经开挖后 其体积因松散而增加 虽经振动夯实 仍然不能完全复原 土的这种性质称为土的可松性 式中KS KS 土的最初 最终可松性系数 V1 土在天然状态下的体积 m3 V2 土挖出后在松散状态下的体积 m3 V3 土经压 夯 实后的体积 m3 土的最初可松性系数KS是计算车辆装运土方体积及挖土机械的主要参数 土的最终可松性系数是计算填方所需挖土工程量的主要参数 各类土的可松性系数见下表 7 土的可松性系数表 8 4 土的渗透性 土的渗透性指土体被水透过的性质 土的渗透性用渗透
4、系数表示 渗透系数表示单位时间内水穿透土层的能力 以m d表示 它同土的颗粒级配 密实程度等有关 是人工降低地下水位及选择各类井点的主要参数 土的渗透系数见下表 土的渗透系数参考表 9 2 开挖方式的选择 1 人工挖 2 机械挖机械施工时要求有主导机械 挖土机 和辅助机械 自卸汽车 配套使用 要求了解机械的种类 工作原理 性能和会进行机械配套计算 参见课本59页 63页 目前工程中常用是单斗挖土机 按行走装置的不同有履带式和轮胎式两种 按工作装置的不同有正铲 反铲 拉铲和抓铲四种 10 基槽 基坑 开挖机械选择的经验总结 1 地面上的坑式开挖单个基坑和中小型基础基坑开挖 在地面上作业时 多采用
5、抓铲挖土机和反铲挖土机 抓铲挖土机适用于一 二类土质和较深的基坑 反铲挖土机适于四类以下土质 深度在4m以内的基坑 2 长槽式开挖指在地面上开挖具有一定截面 长度的基槽或沟槽 适于挖大型厂房的柱列基础和管沟 宜采用反铲挖土机 若为水中取土或土质为淤泥 且坑底较深 则可选择抓铲挖土机挖土 若土质干燥 槽底开挖不深 基槽长30m以上 可采用推土机或铲运机施工 11 3 整片开挖对于大型浅基坑且基坑土干燥 可采用正铲挖土机开挖 若基坑内土潮湿 则采用拉铲或反铲挖土机 可在坑上作业 4 独立柱基础及小截面条形基础采用小型液压轮胎式反铲挖土机配以翻斗车来完成浅基坑 槽 的挖掘和运土 3 开挖工程中遇到的
6、问题与解决措施 1 边坡下滑甚至塌方 解决措施是放坡或加土壁支撑 直壁挖不加支撑的条件地质条件良好 土质均匀且地下水位低于基坑 槽 或管沟底面标高 深度不超过下列规定 密实 中密的砂土和碎石类土 充填物为砂土 1 0m 硬塑 可塑的粉土及粉质粘土 1 25m 硬塑 可塑的粘土和碎石类土 充填物为粘性土 1 5m 坚硬的粘土 2m 12 放坡不加支撑时放坡的规定 边坡坡度系数的含义 土方边坡的坡度以挖方深度 或填方深度 h与底宽b之比表示即 土方边坡坡度 h b 1 b h 1 m 式中 m b h 称为边坡度系数 13 深度在5m内的基坑 槽 管沟边坡的最陡坡度规定表 14 永久性挖方边坡坡度
7、应按设计要求放坡 临时性挖方的边坡值应符合下表规定 开挖深度 软土 4m 硬土 8m 临时性挖方边坡值规定表 15 直壁开挖支撑护坡 土壁支撑形式应根据开挖深度和宽度 土质和地下水条件以及开挖方法 相邻建筑物等情况进行选择和设计 横撑式支撑 横撑式支撑由挡土板 楞木和工具式横撑组成 用于宽度不大深度较小沟槽开挖的土壁支撑 16 板桩式支撑 板桩式支撑特别适用于地下水位较高且土质为细颗粒 松散饱和土的支护 可防治流砂现象产生 板桩支撑作用 使地下水在土中的渗流路线延长 减小了动水压力 从而可预防流砂的产生 板桩支撑既挡土又防水 特别适于开挖较深 地下水位较高的大型基坑 可以防止基坑附近建筑物基础
8、下沉 17 18 目前板桩常用的有双层围檩插桩和单层围檩分段复打 双层围檩插桩法是在桩的轴线两侧先安装双层围檩 一定高度的钢制栅栏 支架后 将钢板桩依次锁口咬合全部插入双层围檩间 见下图 19 单层围檩分段复打是在板桩轴线一侧安装好单层围檩支架 将10 20块钢板桩拼装组成施工段插入土中一定深度 形成一段钢板桩墙 即屏风墙 见下图 20 另外还有水泥土墙支护 土钉墙支护 排桩墙支护和锚杆支护四种 2 开挖土方量的计算基坑土方量 按立体几何中拟柱体 由两个平行的平面作底的一种多面体 体积公式计算即 式中H 基坑深度 m A1 A2 基坑上 下底的面积 m2 A0 基坑中截面的面积 m2 21 基
9、槽土方量可沿长度方向分段计算 式中 V1 第一段的土方量 m3 L1 第一段的长度 m 将各段土方量相加即得总土方量 22 3 超挖控制 当基槽 坑 挖到离坑底0 5m左右时 根据龙门板上标高及时用水准仪抄平 方法 在土壁上打上水平桩作为控制开挖深度的依据即可 4 异常局部地基处理 异常地基 指在浅基础开挖基槽 坑 的施工中或验槽 坑 时 发现基槽 坑 范围内有洞穴 软弱土层或岩基 墙基等局部异常地基 处理的方法和原则 将局部软弱层或硬物尽可能挖除 回填与天然土压缩性相近的材料 分层夯实 处理后的地基应保证建筑物各部位沉降量趋于一致 以减少地基的不均匀下沉 23 软松土坑 填土 墓穴 淤泥 的
10、处理 将坑中的软松土 虚土全部挖除 使坑底及四周均见天然土 然后用与坑边天然土层相近的材料分层夯实回填至坑底标高处 常用回填材料有砂 砂砾石 天然土 3 7或2 8的灰土 采用天然土分层夯实回填时 每层厚度200mm 如图a所示 软松土坑范围较大 超过地槽的宽度时 应将该范围内的基槽适当加宽 挖至天然层 将部分基础加深 做成1 2踏步与两端相接 如图c所示 24 对于范围和深度较大的软土坑 由于回填材料与天然地基密实度相差较大 会造成基础不均匀下沉 所以还要考虑加强上部结构的强度 以抵抗地基不均匀沉降而引起的内力 在防潮层下设钢筋混凝土或钢筋砖圈梁 图1 37 25 砖井 枯井 土井的处理 当
11、井在基槽范围内时 应将井的井圈拆至地槽下1m以上 井内用中砂 砂卵石材料分层夯填处理 在拆除范围内用2 8或3 7灰土分层回填夯实至槽底 图1 38 26 局部范围内 硬物 的处理 当桩基或部分基槽下有基岩 旧墙基 老灰土 压实路面等硬土或坚硬物时 首先在地坑 地槽范围内尽可能地挖除 以免基础局部落在硬物上造成不均匀沉降使上部建筑物开裂 硬土 硬物挖除后 若深度小于1 5m时 可用砂 砂卵石或灰土回填 若长度大于5m时 则将槽底做1 2踏步灰土垫层与两端紧密连接 然后做落深基础 橡皮土的处理 当地基为粘性土 含水量大且趋于饱和时 如果直接夯打或反复碾压 就容易形成有颤动弹性感的 橡皮土 对于含
12、水量高的粘性土 施工中避免直接夯拍 拟采用晾槽或掺石灰粉的办法降低含水量后压实 若施工中已出现橡皮土 则应将橡皮土层挖除 然后在槽底适当加深的情况下铺垫一层承载力高 适应设计要求的垫层地基 如砂土或级配砂石垫层等 27 二 基槽 基坑 检验 验槽 1 验槽的目的意义 基槽 坑 挖至基底设计标高后 施工单位必须通知勘察 设计 监理 建设单位会同验槽 需处理经处理合格后签证 再进行基础工程施工 这是确保工程质量的关键程序之一 验槽目的在于检查地基是否与勘察设计资料相符合 2 验槽 坑 的主要内容 1 核对基槽 坑 的位置 平面尺寸 坑底标高 2 核对基槽 坑 土质和地下水情况 3 空穴 古墓 古井
13、 防空掩体及地下埋设物的位置 深度 形状 要求对整个基槽 坑 底进行全面观察 注意土的颜色是否一致 土的坚硬程度是否一样 有无软硬不一或弱土层 局部的含水量有无异常现象 走上去有无颤动的感觉等 验槽的重点应选择在桩基 承重墙或其他受力较大部位 28 3 验槽的方法 验槽主要靠施工经验以观测为主 对于基底以下的不可见部位 要辅以钎探 夯音配合共同完成 钎探简介 钎探方法是将一定长度的钢钎打入槽底以下的土层内 钎探基槽底以下2 3倍基础宽度的深度范围内土质情况的 根据每打入一定深度的锤击次数 间接的判断地基土质的情况 分人工和机械两种方法 人工打钎时 钢钎用直径为22 25毫米的钢筋制成 钎尖为6
14、00尖锥状 钎长为1 8 2 0米 打钎用的锤重为3 6 4 5磅 举锤高度约50 70厘米 并记录每打入土层30厘米的锤击数 打钎机打钎时 锤重约10千克 锤的落距为50厘米 钢钎用直径25毫米 长1 8米的 29 基坑钎探示意图1 重锤 2 滑轮 3 操纵绳 4 三角架 5 钢钎 6 基坑底图 30 钎孔布置和钎探深度钎孔布置和钎探深度应根据地基土质的复杂情况和基槽宽度 形状而定 一般可参见下表 钎探记录和结果分析先绘制基槽平面图 在图上根据要求确定钎探点的平面位置 并依次编号制成钎探平面图 钎探时按钎探平面图标定的钎探点顺序进行 最后整理成钎探记录 钎探完毕后 逐层的分析 将锤击数显著过
15、多或过少的钎孔标记核查 31 土方开挖质量检验标准 4 检验的标准 32 三 垫层施工 目前常用的垫层有3 5 厚的3 7灰土和2 8灰土以及垫层60 100 厚 标号为75号 100号的混凝土 垫层施工完毕后 应用水准仪进行抄平 后用墨斗弹出基础底面边缘线 墙身中心线 墙身边缘线作为基础施工的依据 俗称 抄平 弹线 四 浅基础施工 1 砖基础 用于地质条件好 地下水位较低的五层以下砖混结构建筑中分等高式 间隔式两种 33 2 毛石基础用于地下水位较高 冻结深度较深的单层民用建筑 34 3 灰土基础 三合土基础 35 4 混凝土基础用于潮湿的地基或有水的基槽中 36 5 钢筋混凝土基础用于上部
16、荷载大 地下水位高的大 中型工业建筑 多层民用建筑 37 五 基坑回填与压实 1 土料选择 选择填方土料应符合设计要求 如设计无要求时 应符合下列规定 1 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 2 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工程 淤泥和淤泥质土一般不能用作填料 但在软土或沼泽地区 经过处理其含水量符合压实要求后 可用于填方中的次要部位 含盐量符合规定的盐渍土 一般可以使用 但填料中不得含有盐晶 盐块或含盐植物的根茎 3 碎石类土或爆破石碴用作填料时 其最大粒径不得超过每层铺填厚度的2 3 当使用振动辗时 不得超过每层铺填厚度的3 4 铺填时 大块料不应集中 且不得填在分段接头处或填方与山坡连接处 填方内有打桩或其他特殊工程时 块 漂 石填料的最大粒径不应超过设计要求 38 3 验槽的方法 验槽主要靠施工经验以观测为主 对于基底以下的不可见部位 要辅以钎探 夯音配合共同完成 钎探简介 钎探方法是将一定长度的钢钎打入槽底以下的土层内 钎探基槽底以下2 3倍基础宽度的深度范
