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1、第三章施工基本知识(预算)第一节土方及基础工程n一 土方工程n（一)土的工程分类n土的工程分类方法很多，按土的坚硬程度和使用工具，将土分为8类 16级，如表所示。我们强调土分为八类是由于土分类表中土的级别相当于预算基价中的分类，表中的前4类是土，后4类是石。在预算基价中，将类土划分为一般土，砂砾坚土即类土。本书的分类是按照全国建筑安装工程统一劳动定额而采用的分类方法。总的分类原则为按土的开挖难易程度而分类的。（一） 土的基本性质n土的可松性n天然状态下的土，经开挖以后，因土的组织破坏而体积增加，以后虽经回填压实仍不能恢复到原来体积的这种性质，称为土的可松性。n土的可松性用土的可松性系数表示。（
2、一） 土的基本性质n土的可松性用土的可松性系数表示：即nnnV1：土在自然状态下的密实体积；nV2：土在开挖后的松散体积。nnnV3：土经回填压实后的体积。土的可松性n预算基价中的挖、运土是按天然密实体积以 m3计算的，填土夯实后的体积以m3计算的。预算基价中的虚，实体积折算的依据就是应用土的可松性计算产生的结果。n土的可松性是土的各性质中唯有施工中所特有的性质，注意要分清三种状态下的土体积的区别。（即 V1、V2、V3的区别）土的含水率n土的含水率是土中所含的水与固体颗粒间的质量比，以百分率表示。土的含水率n土的含水率对于判断土的干湿程度有重要作用。 nn含水率为干土，n含水率为潮湿土，n含
3、水率的为湿土。（.三）土方边坡与土壁支撑n土方边坡n土方边坡是以其挖土深度和放坡宽度的比值表示，即nn土方边坡n土方边坡大小与与以下因素有关，n如土.质、 开挖深度、 开挖方法、 边坡留置时间长短、坡顶有无荷载以及排水情况等。n预算基价中，把原定额规定挖土方工程量先按不放坡的方法计算后，再乘以相应系数的方法，改为按放坡系数值计算相应的土方工程量，可避免出现重复工程量计算的问题。2土壁支撑n当出现不愿放坡的时侯或不便放坡的时候，应采用设置土壁支撑的方法施工。预算基价的子目综合考虑了连续支撑和断续支撑两种工艺，综合成一个子目。放坡开挖是在基坑工程中最简单、成本最低的降水方法，但当基坑较深、施工条件
4、较复杂时，宜采用基坑支护即土壁支撑。n对于深基坑应考虑基坑支护方案。深基坑支护方案n深基坑支护方案可有：n悬臂式支护结构n内撑式支护结构n锚拉式支护结构n逆作法施工深基坑支护方案n下面分别介绍工程实例以作说明：n悬臂式支护结构：n密排悬臂钻孔灌注桩n如国际新闻中心基坑n深层搅拌水泥土钻孔灌注桩复合式n如河川大厦n格构式悬臂支护结构n如天津站人防工程深基坑支护方案n内撑式支护结构：n工字钢加拉锚支护n如万科大厦n钢板桩加拉锚支护n如万科大厦n地下连续墙加土层锚杆n如华信大厦、吉利大厦n辐射式支撑管内支撑n如今晚报大厦深基坑支护方案n锚拉式支护结构：n环梁护壁支护n如国际大厦n（89.基坑11.2
5、5米深）n复合式帽梁支护（冠梁）n如澳东大厦深基坑支护方案n逆作法施工n全逆作法施工n如88年华联商厦一期n半逆作法施工n如鸿吉大厦n部分逆作法施工n（即利用基坑内沿四周暂时保留的局部土方n 对围护结构支撑即基坑中部采用正作法施工，边部采用逆作法施工。）n如紫金花园28层两栋商住楼（三）基坑、地槽土方量计算n挖方土方量计算可近似按拟柱体体积公式计算，前提是按平均断面法计算相应截面积。nnF1F2F0HF1F0F2LF2F1F0等效四边形的计算方法n场地平整就是使用各种机械或人力将现场平整成施工所需要的设计平面。n其计算步骤为n初步计算场地设计标高；n按各种要求进行场地设计标高的调整；n计算各方
6、格角点的施工高度并确定“零线”；n按相应公式计算挖填工程量。n在预算基价中，30cm的就地挖填属平整场地子目，30cm的挖填土项目按挖土或填土子目计算。槽底钎探n（五）槽底钎探n槽底钎探是指基坑挖好后，用大锤将钢钎打入槽底的基土内，根据每打入一定深度的锤击次数，来判断地基的土质情况。槽底钎探n槽底钎探应考虑的几个因素：n锤的重量；n钢钎的要求；n锤举的高度；n打入的深度与次数；n钎孔的位置布置。n降水方法可分为n明排水法（集水井法）和井点降水法n（预算基价中的大口井）n按水井理论可有n无压完整井、n无压非完整井、n承压完整井、n承压非完整井n几种。（六） 基坑的排水与降水无压完整井是指井点管下
7、的滤管处在无压水层（即上层滞水和潜水层）中，滤管底面与不透水层顶面在同一水平上。n无压非完整井是指井点管下的滤管处在无压水层中，滤管底面不在不透水层顶面。n承压完整井和承压非完整井的滤管均处在承压水层中，其区别在于滤管底面是否在不透水层顶面。（六） 基坑的排水与降水 （六） 基坑的排水与降水n1明排水法（集水井法）n是在基坑开挖时，沿基坑四周或在坑底中央挖排水沟，并在基坑四角设集水井，用水泵将积水抽出基坑的方法。n明排水法构造简单（其由集水井、排水沟和水泵组成），施工成本低，应尽可能采用。n但当基坑涌水量过大或易出流砂的情况下，就不宜采用明排水法而应用井点降水法。n2 井点降水法 n也称人工降
8、低地下水位n该法包括轻型井点、喷射井点、电渗井点、管井井点、深井井点等。预算基价中涉及到的大口井，即为管井井点和深井井点。n管井井点降水是指在基坑外围每隔一段距离设置一个管井，每个管井单独用一台水泵。其主要设备包括滤水井管、吸水管、水泵组成。其适用于渗透系数大、地下水丰富的粉、砂土层。（六） 基坑的排水与降水（六） 基坑的排水与降水n深井井点n一般沿基坑四周每隔1015米设置一个井点，将深井泵放在井管中抽水，靠深井泵的上扬压力将井底深处的地下水抽到地面上来。深井井点一井一泵，独立工作。其适用于涌水量大、深度大的砂土类降水。深井井点系统总涌水量可按无压完整井环形井点系统公式计算。（六） 基坑的排
9、水与降水n深井井点的施工顺序为：n井位放样做井口、安护筒钻机就位、钻孔回填井底砂垫层吊放井管回填砂过滤层安放水泵及电路试抽-正常抽水。 （七） 主要挖土机械n预算基价中涉及到的土方开挖机械主要是n推土机、铲运机和单斗挖土机等。n1推土机 n推土机实际上是一装有铲刀的拖拉机，其行走方式有轮胎式和履带式两种，铲刀的操纵方式有索式和液压式。其适用于挖土深度不大的场地平整、铲除腐植质土将其推送到弃土区。（七） 主要挖土机械n 推土机适用于挖土深度不大的场地平整，铲除腐质土，并送到附近的弃土区，开挖深度不大于1.5的基坑，回填基坑和沟槽，推筑松散的硬土、岩土和冻土，可推送类土。n推土机推送的适宜运距在1
10、00以内，以4060m效率最高。（七） 主要挖土机械n2. 铲运机n 铲运机由牵引机械和土斗组成，能综合完成挖土、运土、平土或填土等全部土方施工内容。n铲运机有拖式和自行式两种。n 铲运机按操纵机械可分为液压式和索式。索式铲运机靠自重切土，而液压式铲运机强制切土，铲运能力较强。n 铲运机在土方工程中常用于大面积的场地平整、开挖大型基坑、地槽及填筑路基等工程的施工。（七） 主要挖土机械n铲运机最宜于铲运含水率不大于27%的松软土和普通土，不宜于在砾石层和冻土带及沼泽地工作。n铲运机在坡地行走和作业时，上下纵坡不宜超过25横坡不宜超过6，不宜在陡坡上急转弯，工作时应避免转弯切土，以免铲刀受力不均匀
11、而引起翻车事故。n 在工民建施工中，常用的铲运机斗容量为1.56.0。n自行式铲运机的经济运距以8001500为宜，拖式铲运机的运距以600为宜，其最佳运距为200300。（七） 主要挖土机械n3. 单斗挖土机n单斗挖土机是大型基坑开挖中最常用的一种土方机械。n根据其工作装置的不同，单斗挖土机可分为正铲、反铲、拉铲、抓铲四种。n根据机械的操纵方式，可分为液压传动和机械传动两种。n单斗挖土机常用的斗容量为0.56.0。n在建筑工程中，单斗挖土机可挖掘基坑、地槽，清理与平整场地；更换工作装置后，还可以装卸、起重、打桩等作业，单斗挖土机是土方施工中不可缺少的机械设备。（七） 主要挖土机械n正铲挖土机
12、的工作特点是n“前进向上强制切土挖停机面以上的土”。n其工作面高度应大于1.5，才可提高效率，开挖基坑时宜修筑大约 1 ：8 10的坡道，才可使正铲挖土进入基坑挖土，基坑所需工作面过大，并且要求基坑干燥。n正铲挖土机多用于大型的基坑开挖工程，其可挖类土。n反铲挖土机的工作特点是n“后退向下强制切土挖停机面以下的土”。n因反铲挖土机在基坑顶面挖以下的土，不必考虑地下水的影响，对基坑长边不产生动荷载，能适应城市的施工特点，故多采用反铲挖土机。n在天津市预算基价中所列出的挖土机就是反铲挖土机。（七） 主要挖土机械（七） 主要挖土机械n拉铲挖土机的工作特点是n“后退向下自重切土挖停机面以下的土”。n抓
13、铲挖土机的工作特点是n“直上直下自重切土挖停机面以下的土”。n以上两种挖土机工效较低，虽可挖较深较大的基坑、地槽及装卸散料，但由于自重切土，适用范围较窄，故不多用。（七） 主要挖土机械n城市施工中常用反铲挖土机施工，反铲挖土机按其操纵方式可分为液压式和索式两种，液压式斗铲靠液压装置强制切土，能挖类土，而索式靠自重切土，仅能挖类土。n反铲挖土机的开挖方式有沟端开挖法和沟侧开挖法两种。n沟端开挖法指反铲挖土机沿沟端逐渐倒退挖土，汽车停放在沟侧，起重臂只要回转4045即能卸土。（七） 主要挖土机械n沟侧开挖法指反铲挖土机沿着基坑长向一侧开行，挖土时反铲挖土机开行方向与开挖方向垂直，该法既对基坑长向边
14、坡的稳定产生不利影响，有可能使其稳定性差，不安全，故常用沟端开挖法。（八）强夯地基n强夯地基是用强夯法使地基受到压实加固。n强夯法是用起重机械将重锤（一般为80 300KN）吊起从高处（一般为6 30）自由落下，给地基以冲击力和振动，从而提高地基土的强度并降低其压缩性的一种有效的地基加固方法。n该法具有效果好、速度快、节省材料、施工简便，但施工时噪音大、振动大等特点。适用于碎石土、砂土、粘性土、湿陷性黄土和填土地基等的加固处理。强夯地基n强夯法的机具设备包括起重能力为150KN以上的履带式起重机，也可使用专用三角起重架或龙门架作起重设备；包括夯锤，夯锤可用钢材制作，或可用钢板为外壳、内部焊接钢
15、筋骨架后浇筑C30混凝土制成，夯锤底面有圆形和方形两种；包括脱钩装置（常用的脱钩装置为工地自制自动脱钩器由吊环、耳板、销环、吊钩等组成，由钢板焊接制成。）强夯地基n重锤夯实法是n用起重机械将夯锤提升到一定高度后，利用自由下来的冲击能来夯实基土表面，使其形成一层较为均匀的硬壳层，从而使地基得到加固。n该法具有施工简便，费用较低的特点，但布点较密，夯击遍数多，施工期较长，且夯击能量小，孔隙水难以消散，加固深度有限（1.22.0），当土的含水量梢高时，易夯成橡皮土，处理较困难。强夯地基n重锤夯实法可采用配置有摩擦式卷扬机的履带式起重机、打桩机、龙门架起重机或悬臂式桅杆起重机等。其起重能力采用自动脱钩
16、时，起重机应大于夯锤重量的1.5 倍，直接用钢丝绳悬吊夯锤时，起重机应大于夯锤重量的3倍。重锤夯实法所用夯锤宜采用截头圆锥体，可用C20钢筋混凝土制作。n以上两法是用很大的冲击能，使土中出现冲击波和很大的应力，使土中孔隙压缩，土体局部液化，夯击点周围产生裂隙，形成良好的排水通道，土体迅速固结。但强夯所产生的振动，对现场周围已建成或正在施工的建筑物及其它设施有影响时，不宜采用，必要时应采取防震措施。二. 基础工程n本书只介绍桩基础，其它类型的基础形式（板式基础、杯形基础、筏片基础、箱形基础）在以后章节中加以介绍或略去。n桩基础是n用承台或梁将沉入土中的桩联系起来，以承受上部结构荷载的一种常用的基础形式。二. 基础工程（一） 桩的作用和类型1.作用1）采用桩基础将上部建筑物的荷载传递到土层深度持力较大的土层上；2）采用桩基础可使软弱土层挤密，提高土体的密实度，增加地基承载力。如：天津电视塔天津金禧大酒店天津国际大厦经联大厦二. 基础工程2. 分类按受力状况，可分为：端承桩摩擦桩中间桩（包括端承摩擦桩、摩擦端承桩）按材料不同，可分为：木桩（天安门、前门、渤海大楼等）钢桩（包括钢管桩、钢板桩等
