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模块2土石方工程与基坑施工课题4土方开挖与回填2.4.1学习目标通过本课题的学习，会土方开挖施工准备，并能结合测量课程中所学的测量知识进行建筑物测量放线，及土方开挖的平面和高程控制。知道基坑边坡的坡度确定方法，会基坑开挖的施工程序，及在开挖过程采取正确的安全措施。知道土方回填材料要求，知道影响土方回填质量的主要因素，并在施工过程中采取正确的质量控制措施。知道土方回填工程质量验收标准，及土方回填质量问题的处理方法。2.4.2学习内容一、施工准备1．技术准备2．编制施工方案3．查勘施工现场4．机具、物资及人员准备5．房屋定位、放线图2-4-1建筑物的定位1-龙门板；2-龙门桩；3-轴线钉；4-轴线桩（角桩）；5-轴线；6-控制桩2.4.2学习内容二、土方开挖基坑土方开挖分两种方式：一是无支护结构放坡开挖方式；二是有支护结构开挖。基坑（槽）或管沟在地质条件和周围环境允许时，可采用放坡开挖。但在建筑稠密地区施工或受周围市政设施的限制，以及深基坑开挖时，放坡开挖会大量增加土方量，就需要先设置支护结构，然后再开挖土方，以保证施工安全。土方边坡坡度=h/b=1/(b/h)=1∶m(图2-4-2)，m=b/h称为边坡系数。土方边坡坡度一般在设计文件上有规定，若设计文件上无规定，可按照《建筑地基基础工程施工质量验收规范》GB50202-2002第6.2.3条规定执行（表2-4-1）。边坡系数的确定原则：保证土体稳定、施工安全，又要节省土方。图2-4-2土方边坡（a）直线边坡；（b）不同土层折现边坡；（c）相同土层折线边坡当地质条件良好、土质均匀且地下水位低于基坑(槽)或管沟底面标高时，挖方边坡可做成直立壁不加支撑，但深度不宜超过下列规定：密实、中密的砂土和碎石类土(充填物为砂土)：深度小于1.0m；硬塑、可塑的粉土及粉质粘土：深度小于1.25m；硬塑、可塑的粘土和碎石类土(充填物为粘性土)：深度小于1.5m；坚硬的粘土：深度小于2m。当地质条件良好，土质均匀且地下水位低于基坑(槽)或管沟底面标高时，挖方深度在5m以内且不加支撑的边坡的最陡坡度应符合表2-4-1规定。挖土深度超过上述规定时，应考虑放坡或做成直立壁加支撑。表2-4-1深度在5m内的基坑（槽）、管沟边坡的最陡坡度（不加支撑）土的类别边坡坡度(高：宽)坡顶无荷载坡顶有静载坡顶有动载中密的砂土中密的碎石类土（充填物质为砂土）硬塑的粉土中密的碎石类土(充填物为黏性土)硬塑的粉质粘土、黏土老黄土软土（经过井点降水后）1:1.001:0.751:0.671:0.501:0.331:0.101:1.001:1.251:1.001:0.751:0.671:0.501:0.25—1:1.501:1.251:1.001:0.751:0.671:0.33—基坑(槽)或管沟挖好后，应及时进行基础工程或地下结构工程施工。在施工过程中，应经常检查坑壁的稳定情况。当挖地基坑较深或晾槽时间较长时，应根据实际情况采取护面措施，常用的坡面保护方法有帆布、塑料薄膜覆盖法，坡面拉网或挂网法。（一）场地开挖小面积施工多用人工配合小型机具开挖。采取由上而下，分层分段，一端向另一端进行。土方运输采用手推车、皮带运输机、机动翻斗车、自卸汽车等机具。大面积开挖宜用推土机、装卸机、铲运机或挖掘机等大型土方机械，机具的选用和方法可参考表2-4-2。（二）边坡开挖(1)场地边坡开挖应采用沿等高线自上而下分层、分段依次进行。(2)边坡台阶开挖，应做成一定坡度，以利泄水。边坡下部设有护脚及排水沟时，在边坡修完之后，应立即处理台阶的反向排水坡和进行护脚矮墙和排水沟的砌筑和疏通，以保证坡面不被冲刷和影响边坡稳定的范围内积水，否则应采取临时性排水措施。（三）基槽开挖(1)基坑(槽)和管沟开挖，上部应有排水措施，防止地面水流入坑内，以防冲刷边坡造成塌方和破坏基土。(2)基坑(槽)开挖应先进行测量定位，抄平放线，定出开挖宽度，按放线分块(段)分层挖土。根据土质和水文情况采取在四侧或两侧直立开挖或放坡开挖，以保证施工操作安全。放坡后基坑上口宽度由基础底面宽度及边坡坡度来决定，坑底宽度每边应比基础宽出15～30cm，以便于基础支模施工操作。（三）基槽开挖(3)当基坑(槽)的土壤含水量大且不稳定，或基坑较深，受到周围场地限制而需用较陡的边坡或直立开挖但土质较差时，应采用临时性支撑加固。坑、槽宽度按基础底宽每边加10～15cm，挖土时，土壁要求平直，挖好一层，支一层支撑，挡土板要紧贴土面，并用小木桩或横撑木顶住挡板。开挖宽度较大的基坑，当在局部地段无法放坡，或下部土方受到基坑尺寸限制不能放较大坡度时，则应在下部坡脚采取加固措施。（三）基槽开挖(4)基坑开挖程序一般是：测量放线→分层开挖→排水、降水→修坡→整平。相邻基坑开挖时，应遵循先深后浅或同时进行。挖土应自上而下水平分段分层进行，每层0.3m左右，边挖边检查坑底宽度，不够时及时修整。每3m左右修一次坡，至设计标高，再统一进行一次修坡清底，检查坑底宽和标高，要求坑底凹凸不超过1．5cm。（三）基槽开挖(5)基坑开挖应尽量防止扰动地基土。当用人工挖土，基坑挖好后不能立即进行下道工序时，应预留15～30cm厚的一层土不挖，待下道工序开始再挖至设计标高。采用机械开挖基坑时，为避免扰动基底土壤，应在基底标高以上预留一层土用人工清理。使用铲运机、推土机或多斗挖土机时，保留土层厚度为20cm；使用正铲、反铲或拉铲挖土时为30cm。(6)在地下水位以下挖土，应在基坑(槽)四侧或两侧挖好临时排水沟和集水井，将水位降至坑、槽底以下500mm，以利挖方进行。降水工作应持续到基础(包括地下水位下回填土)施工完成。（三）基槽开挖(7)雨季施工时，基坑（槽）应分段开挖，挖好一段浇筑一段垫层，并在基槽两侧围以土堤或挖排水沟，以防地面雨水流入基坑（槽），同时应经常检查边坡和支护情况，以防止坑壁受水浸泡造成塌方。(8)在基坑(槽)边缘上侧堆土或堆放材料以及移动施工机械时，应与基坑边缘保持1.0m以上距离，以保证坑边直立壁或边坡的稳定。当土质良好时，堆土或材料应距挖方边缘0.8m以外，高度不宜超过1.5m，并应避免在已完基础一侧过高堆土，使基础、墙、柱位移，酿成事故。（三）基槽开挖(9)如开挖的基坑槽深于邻近建筑基础时，开挖应保持一定的距离和坡度(图2-4-3)，以免影响邻近建筑基础的稳定，一般应满足下列要求：h：l0.5～1.0。如不能满足要求，应采取在坡脚设挡墙或支撑进行加固处理。图2-4-3基坑槽与邻近基础应保持的距离1—开挖深基坑槽底部；2—邻近基础（三）基槽开挖(10)基坑挖完后应进行验槽，作好记录，如发现地基土质与地质勘探报告、设计要求不符时，应与有关人员研究并时处理。（四）深基坑开挖深基坑挖土是基坑工程的重要部分，对于土方数量大的深基坑，基坑工程工期的长短很大程度上取决于挖土的速度。深基坑工程的挖土方案，主要有：放坡挖土、中心岛式（也称墩式）挖土、盆式挖土和逆作法挖土。图2-4-4中心岛（墩）式挖土示意图1-栈桥；2-支架（尽可能利用工程桩）；3-围护墙；4-腰梁；5-土墩图2-4-5墩式土方开挖顺序I-第一次挖土；II-第二次挖土；III-第三次挖土；IV-第四次挖土图2-4-6挖除中心土墩时挖土机布置图2-4-7盆式挖土补充内容：土方开挖一、土方施工准备工作:1.学习和审查图纸2.查勘施工现场3.编制施工方案4.平整施工场地5.清除现场障碍物6.进行地下铲探7.作好排水降水设施8.设置测量控制网9.修建临时设施及道路10.准备机具、物资及人员二、开挖的一般要求1.场地开挖(挖方边坡坡度如设计无规定按下表采用)2.浅基坑开挖永久性土工构筑物挖方的边坡坡度项次挖土性质边坡坡度1在天然湿度、层理均匀、不易膨胀的粘土、粉质粘土和砂土（不包括细砂、粉砂）内挖方深度不超过3m1:1.00～1:1.252土质同上，深度为3～12m1:1.25～1:1.503干燥地区内土质结构未经破坏的干燥黄土及类黄土，深度不超过12m1:0.10～1:1.254在碎石土和泥灰岩土的地方，深度不超过12m，根据土的性质、层理特性和挖方深度确定1:0.50～1:1.505在风化岩内的挖方，根据岩石性质、风化程度、层理特性和挖方深度确定1:0.20～1:1.506在微风化岩石内的挖方，岩石无裂缝且无倾向挖方坡脚的岩层1:0.107在未风化的完整岩石内的挖方直立的三、槽和管沟开挖1.槽和管沟开挖，应先进行测量定位，抄平放线，定出开挖长度，按放线分块（段）分层挖土。开挖基坑不放坡，采取直立开挖不加支护的挖方深度应符合下表的规定。槽和管沟不加支撑时的容许深度项次土的种类容许深度（m）1密实、中密的砂子和碎石类土（充填物为砂土）1.002硬塑、可塑的粉质粘土及粉土1.253硬塑、可塑的粘土和碎石类土（充填物为粘性土）1.504坚硬的粘土2.00超过上表规定的深度，应根据土质和施工具体情况进行放坡，以保证不坍方。其临时性挖方的边坡值可按下表采用。临时性挖方边坡值土的类别边坡值（高：宽）砂土（不包括细砂、粉砂）1：1.25～1：1.50一般性粘土硬1：0.75～1：1.00硬塑1：1～1：1.25软1：1.5或更缓碎石类土充填坚硬、硬塑粘性土1：0.5～1：1.0充填砂土1：1～1：1.52.基槽开挖程序一般是：测量放线→切线分层开挖→排降水→修坡→整平→留足预留土层等。四、浅基坑、槽和管沟的支撑方法基坑槽和管沟的支撑方法见下表。支撑方式简图支撑方法及适用条件间断式水平支撑两侧挡土板水平放置，用工具式或木横撑借木楔顶紧，挖一层土，支顶一层。适于能保持立壁的干土或天然湿度的粘土类土，地下水很少、深度在2m以内。断续式水平支撑挡土板水平放置，中间留出间隔，并在两侧同时对称立竖方木，再用工具式或木横撑上、下顶紧。适于能保持直立壁的干土或天然湿度的粘土类土，地下水很少、深度在3m以内。连续式水平支撑挡土板水平连续放置，不留间隙，然后两侧同时对称立竖方木，上、下各顶一根撑木，端头加木楔顶紧。适于较松散的干土或天然湿度的粘土类土，地下水很少、深度为3～5m。连续或间断式垂直支撑挡土板垂直放置，可连续或留适当间隙，然后每侧上、下各水平顶一根方木，再用横撑顶紧。适于土质较松散或湿度很高的土，地下水较少、深度不限。水平垂直混合式支撑沟槽上部连续式水平支撑，下部设连续式垂直支撑。适于沟槽深度较大，下部有含水土层的情况。一般浅基坑的支撑方法支撑方式简图支撑方法及适用条件斜柱支撑水平挡土板钉在柱桩内侧，柱桩外侧用斜撑支顶，斜撑底端支在木桩上，在挡土板内侧回填土。适于开挖较大型、深度不大的基坑或使用机械挖土时。锚拉支撑水平挡土板支在柱桩的内侧，柱桩一端打入土中，另一端用拉杆与锚桩拉紧，在挡土板内侧回填土。适于开挖较大型、深度不大的基坑或使用机械挖土，不能安设横撑时使用。型钢桩横挡板支撑沿挡土位置预先打入钢轨、工字钢或H型钢桩，间距1.0～1.5m，然后边挖方边将3～6cm厚的挡土板塞进钢桩之间挡土，并在横向挡板与型钢桩之间打上楔子．使横板与土体紧密接触。适于地下水位较低、深度不很大的一般粘性或砂土层中使用。短桩横隔板支撑打入小短木桩，部分打入土中，部分露出地面，钉上水平挡土板，在背面填土、夯实。适于开挖宽度大的基坑，当部分地段下部放坡不够时使用。临时挡土墙支撑沿坡脚用砖、石叠砌或用装水泥的聚丙烯扁丝编织袋、草袋装土、砂堆砌，使坡脚保持稳定。适于开挖宽度大的基坑，当部分地段下部放坡不够时使用。挡土灌注桩支护在开挖基坑的周围，用钻机或洛阳铲成孔，桩径φ400～500mm，现场灌筑钢筋混凝土桩，桩间距为1.0～1.5m，在桩间土方挖成外拱形使之起土拱作用。适用于开挖较大、较浅（＜5m）基坑，邻近有建筑物，不允许背面地基有下沉、位移时采用。叠袋式挡墙支护采用编织袋或草袋装碎石（砂砾石或土）堆砌成重力式挡墙作为基坑的支护，在墙下部砌500mm厚块石基础，墙底宽由1500～2000mm，顶宽由500～1200mm，顶部适当放坡卸土1.0～1.5m，表面抹砂浆保护。适用于一般粘性土、