1

土方工程

按土開挖的難易程度將土分為：鬆軟土、普通土、堅土、砂礫堅土、軟石、次堅石、堅石、特堅硬石等八類。松土和普通土可直接用鐵鍬開挖，或用鏟運機、推土機、挖土機施工；堅土、砂礫堅土和軟石要用鎬、撬棍開挖，或預先松土，部分用爆破的方法施工；次堅石、堅石和特堅硬石一般要用爆破方法施工。土的工程分類與現場鑒別方法見表1.1所示。

21.1土的分類及工程性質1.1.1土的分類與鑒別

表1.1土的工程分類與現場鑒別方法3土的分類

土的名稱

可松性係數

現場鑒別方法

KSK’s一類土(鬆軟土)

砂，亞砂土，沖積砂土層，種植土，泥炭(淤泥)

1.08～1.17

1.01～1.03

能用鍬、鋤頭挖掘

二類土(普通土)

亞粘土，潮濕的黃土，夾有碎石、卵石的砂，種植土，填築土及亞砂土

1.14～1.28

1.02～1.05

用鍬、鋤頭挖掘，少許用鎬翻松

三類土(堅土)

軟及中等密實粘土，重亞粘土，粗礫石，幹黃土及含碎石、卵石的黃土、亞粘土，壓實的填築土

1.24～1.30

1.04～1.07

要用鎬，少許用鍬、鋤頭挖掘，部分用撬棍

四類土(砂礫堅土)

重粘土及含碎石、卵石的粘土，粗卵石，密實的黃土，天然級配砂石，軟泥灰巖及蛋白石

1.26～1.32

1.06～1.09

整個用鎬、撬棍，然後用鍬挖掘，部分用楔子及大錘

4土的分類

土的名稱

可松性係數

現場鑒別方法

KSK’s五類土(軟石)硬石炭紀粘土，中等密實的葉巖、泥灰巖、白堊土，膠結不緊的礫巖，軟的石炭巖

1.30～1.451.10～1.20用鎬或撬棍、大錘挖掘，部分使用爆破方法六類土(次堅石)泥巖，砂巖，礫巖，堅實的葉巖，泥灰巖，密實的石灰巖，風化花崗巖，片麻巖1.30～1.451.10～1.20用爆破方法開挖,部分用風鎬七類土(堅石)大理巖，輝綠巖，玢巖，粗、中?；◢弾r，堅實的白雲巖、砂巖、礫巖、片麻巖、石灰巖，風化痕跡的安山巖、玄武巖

1.30～1.451.10～1.20用爆破方法開挖

八類土(特堅硬石))

安山巖，玄武巖，花崗片麻巖，堅實的細粒花崗巖、閃長巖、石英巖、輝長巖、輝綠巖、玢巖1.45～1.501.20～1.30用爆破方法開挖土的含水量：土中水的品質與固體顆粒品質之比的百分率。51.1.2土的工程性質1.1.2.1土的含水量式中：m濕——含水狀態土的品質，kg；m幹——烘乾後土的品質，kg；mW——土中水的品質，kg；

mS—固體顆粒的品質，kg。

土的含水量隨氣候條件、雨雪和地下水的影響而變化，對土方邊坡的穩定性及填方密實程度有直接的影響。(1.1)土的天然密度:

在天然狀態下，單位體積土的品質。它與土的密實程度和含水量有關。土的天然密度按下式計算：

61.1.2.2土的天然密度和幹密

式中ρ——土的天然密度，kg/m3；m——土的總品質，kg；

V—土的體積，m3。

(1.2)幹密度:土的固體顆粒品質與總體積的比值，用下式表示：

7式中ρd——土的幹密度，kg/m3；mS——固體顆粒品質，kg；

V—土的體積，m3。

在一定程度上，土的幹密度反映了土的顆粒排列緊密程度。土的幹密度愈大，表示土愈密實。土的密實程度主要通過檢驗填方土的幹密度和含水量來控制。

(1.3)81.1.2.3土的可松性係數

土的可松性：天然土經開挖後，其體積因鬆散而增加，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。土的可松性用可松性係數表示，即式中KS、KS′——土的最初、最終可松性係數；V1——土在天然狀態下的體積，m3；V2——土挖出後在鬆散狀態下的體積，m3；V3——土經壓(夯)實後的體積，m3。(1.4)(1.5)9土的最初可松性係數KS是計算車輛裝運土方體積及挖土機械的主要參數；土的最終可松性係數是計算填方所需挖土工程量的主要參數，各類土的可松性係數見表1.1所示。

101.1.2.4土的滲透性土的滲透性：指土體被水透過的性質。土的滲透性用滲透係數表示。滲透係數：表示單位時間內水穿透土層的能力，以m/d表示；它同土的顆粒級配、密實程度等有關，是人工降低地下水位及選擇各類井點的主要參數。土的滲透係數見表1.2所示。

11表1.2土的滲透係數參考表

土的名稱

滲透係數(m/d)

土的名稱滲透係數(m/d)

粘土

＜0.005

中砂

5.00～20.00

亞

粘

土

0.005～0.10

均質中砂

35～50

輕亞粘土

0.10～0.50

粗砂

20～50

黃土

0.25～0.50

圓

礫

石

50～100

粉砂

0.50～1.00

卵石

100～500

細砂

1.00～5.00

121.2土方計算1.2.1基坑與基槽土方量計算

基坑土方量可按立體幾何中擬柱體(由兩個平行的平面作底的一種多面體)體積公式計算(圖1.1)。即

式中H——基坑深度，m；A1、A2

——基坑上、下底的面積，m2；

A0—基坑中截面的面積，m2。(1.6)13基槽土方量計算可沿長度方向分段計算(圖1.2)：

式中V1——第一段的土方量，m3；

L1—第一段的長度，m。

將各段土方量相加即得總土方量：

(1.7)(1.8)141.2.2場地平整土方計算對於在地形起伏的山區、丘陵地帶修建較大廠房、體育場、車站等占地廣闊工程的平整場地，主要是削凸填凹，移挖方作填方，將自然地面改造平整為場地設計要求的平面。

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後，用橫截面計算公式逐段計算，最後將逐段計算結果匯總。橫截面法計算精度較低，可用於地形起伏變化較大地區。對於地形較平坦地區，一般採用方格網法。

15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，與測量的縱橫座標相對應，在各方格角點規定的位置上標注角點的自然地面標高(H)和設計標高(Hn)，如圖1.3所示。1617(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hn——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(自然數列1，2，3，…，n)。

(1.9)18(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)。19零點位置按下式計算：

式中x1、x2

——角點至零點的距離，m；h1、h2

——相鄰兩角點的施工高度(均用絕對值)，m；

a

—方格網的邊長，m。

(1.10)20

確定零點的辦法也可以用圖解法，如圖1.5所示。方法是用尺在各角點上標出挖填施工高度相應比例，用尺相連，與方格相交點即為零點位置。將相鄰的零點連接起來，即為零線。它是確定方格中挖方與填方的分界線。21(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

場地的挖方區和填方區的邊沿都需要做成邊坡，以保證挖方土壁和填方區的穩定。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)。

22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)

2324A三角棱錐體邊坡體積

式中l1

——邊坡①的長度；A1

——邊坡①的端面積；h2

——角點的挖土高度；

m—邊坡的坡度係數，m=寬/高。(1.11)25B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l4

——邊坡④的長度；

A1、A2、A0

—邊坡④兩端及中部橫斷面面積。

C計算土方總量

將挖方區(或填方區)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。

(1.12)(1.13)26【例1.1】某建築場地方格網如圖1.7所示，方格邊長為20m×20m，填方區邊坡坡度係數為1.0，挖方區邊坡坡度係數為0.5，試用公式法計算挖方和填方的總土方量。

27【解】

(1)根據所給方格網各角點的地面設計標高和自然標高，計算結果列於圖1.8中。由公式1.9得：

h1=251.50-251.40=0.10h2=251.44-251.25=0.19h3=251.38-250.85=0.53h4=251.32-250.60=0.72h5=251.56-251.90=-0.34h6=251.50-251.60=-0.10h7=251.44-251.28=0.16h8=251.38-250.95=0.43h9=251.62-252.45=-0.83h10=251.56-252.00=-0.44h11=251.50-251.70=-0.20h12=251.46-251.40=0.062829(2)計算零點位置。從圖1.8中可知，1—5、2—6、6—7、7—11、11—12五條方格邊兩端的施工高度符號不同，說明此方格邊上有零點存在。由公式1.10求得：1—5線x1=4.55(m)2—6線x1=13.10(m)6—7線x1=7.69(m)7—11線x1=8.89(m)11—12線x1=15.38(m)30將各零點標於圖上，並將相鄰的零點連接起來，即得零線位置，如圖1.8。

(3)計算方格土方量。方格Ⅲ、Ⅳ底面為正方形，土方量為：VⅢ(+)=202/4×(0.53+0.72+0.16+0.43)=184(m3)VⅣ(-)=202/4×(0.34+0.10+0.83+0.44)=171(m3)方格Ⅰ底面為兩個梯形，土方量為：VⅠ(+)=20/8×(4.55+13.10)×(0.10+0.19)=12.80(m3)VⅠ(-)=20/8×(15.45+6.90)×(0.34+0.10)=24.59(m3)31

方格Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ底面為三邊形和五邊形，土方量為：VⅡ(+)=65.73(m3)VⅡ(-)=0.88(m3)VⅤ(+)=2.92(m3)VⅤ(-)=51.10(m3)VⅥ(+)=40.89(m3))VⅥ(-)=5.70(m3)方格網總填方量：∑V(+)=184+12.80+65.73+2.92+40.89=306.34(m3)方格網總挖方量：∑V(-)=171+24.59+0.88+51.10+5.70=253.26(m3)32(4)邊坡土方量計算。如圖1.9，④、⑦按三角棱柱體計算外，其餘均按三角棱錐體計算，依式1.11、1.12可得：V①(+)=0.003(m3)V②(+)=V③(+)=0.0001(m3)V④(+)=5.22(m3)V⑤(+)=V⑥(+)=0.06(m3)V⑦(+)=7.93(m3)3334V⑧(+)=V⑨(+)=0.01(m3)V⑩=0.01(m3)V11=2.03(m3)V12=V13=0.02(m3)V14=3.18(m3)邊坡總填方量：∑V(+)=0.003+0.0001+5.22+2×0.06+7.93+2×0.01+0.01=13.29(m3)邊坡總挖方量：∑V(-)=2.03+2×0.02+3.18=5.25(m3)351.2.3土方調配

土方調配是土方工程施工組織設計(土方規劃)中的一個重要內容，在平整場地土方工程量計算完成後進行。編制土方調配方案應根據地形及地理條件，把挖方區和填方區劃分成若干個調配區，計算各調配區的土方量，並計算每對挖、填方區之間的平均運距(即挖方區重心至填方區重心的距離)，確定挖方各調配區的土方調配方案，應使土方總運輸量最小或土方運輸費用最少，而且便於施工，從而可以縮短工期、降低成本。

36

土方調配的原則：力求達到挖方與填方平衡和運距最短的原則；近期施工與後期利用的原則。進行土方調配，必須依據現場具體情況、有關技術資料、工期要求、土方施工方法與運輸方法，綜合上述原則，並經計算比較，選擇經濟合理的調配方案。調配方案確定後，繪製土方調配圖(如圖1.10)。在土方調配圖上要注明挖填調配區、調配方向、土方數量和每對挖填之間的平均運距。圖中的土方調配，僅考慮場內挖方、填方平衡。W為挖方，T為填方。37381.3施工準備與輔助工作1.3.1施工準備

(1)

在場地平整施工前，應利用原場地上已有各類控制點，或已有建築物、構築物的位置、標高，測設平場範圍線和標高。(2)對施工區域內障礙物要調查清楚，制訂方案，並征得主管部門意見和同意，拆除影響施工的建築物、構築物；拆除和改造通訊和電力設施、自來水管道、煤氣管道和地下管道；遷移樹木。39(3)盡可能利用自然地形和永久性排水設施，採用排水溝、截水溝或擋水壩措施，把施工區域內的雨雪自然水、低窪地區的積水及時排除，使場地保持乾燥,便於土方工程施工。(4)對於大型平整場地，利用經緯儀、水準儀，將場地設計平面圖的方格網在地面上測設固定下來，各角點用木樁定位，並在樁上注明樁號、施工高度數值,以便施工。(5)

修好臨時道路、電力、通訊及供水設施，以及生活和生產用臨時房屋。401.3.2土方邊坡與土壁支撐

土壁穩定，主要是由土體內摩阻力和粘結力保持平衡，一旦失去平衡，土壁就會塌方。造成土壁塌方的主要原因有：

邊坡過陡，使土體本身穩定性不夠，尤其是在土質差、開挖深度大的坑槽中，常引起塌方。雨水、地下水滲入基坑，使土體重力增大及抗剪能力降低，是造成塌方的主要原因。基坑(槽)邊緣附近大量堆土，或停放機具、材料，或由於動荷載的作用，使土體產生的剪應力超過土體的抗剪強度。

411.3.2.1土方邊坡

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(圖1.11)，即土方邊坡坡度=h/b=1/(b/h)=1∶m式中m=b/h稱為邊坡係數。

42

當地質條件良好、土質均勻且地下水位低於基坑(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定時，應考慮放坡或做成直立壁加支撐。

43當挖地基坑較深或晾槽時間較長時，應根據實行情況採取護面措施。常用的坡面保護方法有帆布、塑膠薄膜覆蓋法，坡面拉網法或掛網。當地質條件良好，土質均勻且地下水位低於基坑(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規定。

基坑(槽)或管溝挖好後，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定情況。44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(經井點降水後)

1：1.00----45

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表1.5的規定。

表1.5臨時性挖方邊坡值

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

461.3.2.2土壁支撐

土壁支撐形式應根據開挖深度和寬度、土質和地下水條件以及開挖方法、相鄰建築物等情況進行選擇和設計。橫撐式支撐由擋土板、楞木和工具式橫撐組成，用於寬度不大、深度較小溝槽開挖的土壁支撐。根據擋土板放置方式不同，分為水準擋土板和垂直擋土板兩類(見圖1.12)。

(1)橫撐式支撐4748(2)板樁式支撐

板樁式支撐特別適用於地下水位較高且土質為細顆粒、鬆散飽和土的支護，可防治流砂現象產生。

板樁支撐作用：使地下水在土中的滲流路線延長，減小了動水壓力，從而可預防流砂的產生；板樁支撐既擋土又防水，特別適於開挖較深、地下水位較高的大型基坑；可以防止基坑附近建築物基礎下沉。

49打入板樁的品質要求：板樁位置在板樁的軸線上，板壁面垂直，保證平面尺寸準確和垂直度；封閉式板樁牆要求封閉合攏；埋置達到規定深度要求，有足夠的抗彎強度和防水性能。

鋼板樁又可分平板樁和波浪式板樁兩類。平板樁(圖1.13(.a.))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（圖1.13(.b.)）的防水和抗彎性能都較好，施工中多採用。50鋼板樁施工

5152

板樁施工要正確選擇打樁方法、打樁機械和流水段劃分，以保證打設後的板樁牆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複打法。鋼板樁單獨打入法適用於樁長小於10m，且工程要求不高的鋼板樁支撐施工。A打樁方法的選擇53雙層圍檁插樁法是在樁的軸線兩側先安裝雙層圍檁(一定高度的鋼制柵欄)支架後，將鋼板樁依次鎖口咬合全部插入雙層圍檁間。詳見圖1.14。54分段複打法是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，形成一段鋼板樁牆，即屏風牆。詳見圖1.15。55B合理劃分流水段

施工流水段的劃分應使板樁牆面垂直，滿足牆面支撐安裝要求，有利於封閉合攏，使行車路線短。

C鋼板樁打設準備工作E鋼板樁的拔除D鋼板樁的打設鋼板樁、圍檁支架的矯正修理按施工圖放板樁的軸線進行測標高，作為控制板樁入土深度的依據。樁錘不宜過重，以防樁頭因過大錘擊而產生縱向彎曲。準確安裝好圍檁支架。

為了保持基坑乾燥，防止由於水浸泡發生邊坡塌方和地基承載力下降，必須做好基坑的排水、降水工作，常採用的措施是明溝排水法和井點降水法。

561.3.3降低地下水位

1.3.3.1明溝排水法

明溝排水法是一種設備簡單、應用普遍的人工降低水位的方法。57施工方法是，開挖基坑或溝槽過程中，遇到地下水或地表水時，在基礎範圍以外地下水流的上游，沿坑底的周圍開挖排水溝，設置集水井，使水經排水溝流入井內，然後用水泵抽出坑外(見圖1.16)。明溝排水法適用於水流較大的粗粒土層的排水、降水，也可用於滲水量較小的粘性土層降水，但不適宜於細砂土和粉砂土層，因為地下水滲出會帶走細粒而發生流砂現象。58流砂：當開挖深度大、地下水位較高而土質為細砂或粉砂時，如果採用集水井法降水開挖，當挖至地下水位以下時，坑底下麵的土會形成流動狀態，隨地下水湧入基坑，這種現象稱為流砂。

59

流砂現象60如果土層中產生局部流砂現象，應採取減小動水壓力的處理措施，使坑底土顆粒穩定，不受水壓干擾。其方法有：如條件許可，儘量安排枯水期施工，使最高地下水位不高於坑底0.5m；

水中挖土時，不抽水或減少抽水，保持坑內水壓與地下水壓基本平衡；

採用井點降水法、打板樁法、地下連續牆法防止流砂產生。

井點降水：基坑開挖前，在基坑四周預先埋設一定數量的濾水管(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。

井點降水有兩類：一類為輕型井點(包括電滲井點與噴射井點)；另一類為管井點(深井泵)。對不同的土質應採用不同的降水形式，表1.6為常用的降水形式。611.3.3.2井點降水法

62表1.6降水類型及適用條件

適合條件降水類型滲透係數(cm/s)可能降低的水位深度(m)輕型井點多級輕型井點10-2～10-5

3～66～12噴射井點10-3～10-6

8～20電滲井點＜10-6

宜配合其他形式降水使用深井井管≥10-5

＞1063(1)輕型井點

輕型井點(圖1.17)就是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，井點管上部與總管連接，利用抽水設備將地下水經濾管進入井管，經總管不斷抽出，從而將地下水位降至坑底以下。輕型井點法適用於土壤的滲透係數為0.1～50m/d的土層中；降低水位深度：一級輕型井點3～6m，二級井點可達6～9m。

64輕型井點設備由管路系統和抽水設備組成。管路系統包括濾管、井點管、彎聯管及總管等。

濾管(圖1.18)為進水設備，其構造是否合理對抽水設備影響很大。

6566輕型井點的佈置

當基坑或溝槽寬度小於6m，水位降低深度不超過5m時，可用單排線狀井點佈置在地下水流的上游一側，兩端延伸長度一般不小於溝槽寬度(圖1.19)。

67在考慮到抽水設備的水頭損失以後，井點降水深度一般不超過6m。井點管的埋設深度H(不包括濾管)按下式計算(圖1.19(b))：式中H1——井點管埋設面至基坑底的距離，m；h——基坑中心處坑底面(單排井點時，為遠離井點一側坑底邊緣)至降低後地下水位的距離，一般為0.5～1.0m；i——地下水降落坡度；環狀井點為1/10，單排線狀井點為1/4；L——井點管至基坑中心的水準距離(單排井點中為井點管至基坑另一側的水準距離)，m。

(1.14)68如寬度大於6m或土質不定，滲透係數較大時，宜用雙排井點，面積較大的基坑宜用環狀井點(圖1.20)；為便於挖土機械和運輸車輛出入基坑，可不封閉，佈置為U形環狀井點。

69當一級井點系統達不到降水深度時，可採用二級井點，即先挖去第一級井點所疏幹的土，然後在基坑底部裝設第二級井點，使降水深度增加（圖1.21）。

70輕型井點的安裝輕型井點的施工分為準備工作及井點系統安裝。

準備工作包括井點設備、動力、水泵及必要材料準備，排水溝的開挖，附近建築物的標高監測以及防止附近建築沉降的措施等。埋設井點系統的順序：根據降水方案放線、挖管溝、佈設總管、沖孔、下井點管、埋砂濾層、粘土封口、彎聯管連接井點管與總管、安裝抽水設備、試抽。

井點管的埋設一般用水沖法施工，分為沖孔(圖1.22(a))和埋管(圖1.22(b))兩個過程。7172輕型井點使用

輕型井點運行後，應保證連續不斷地抽水。

井點淤塞，一般可以通過聽管內水流聲響、手摸管壁感到有振動、手觸摸管壁有冬暖夏涼的感覺等簡便方法檢查。

地下基礎工程(或構築物)竣工並進行回填土後，停機拆除井點排水設備。

1.4.1.1推土機

按行走的方式，可分為履帶式推土機和輪胎式推土機。

履帶式推土機附著力強，爬坡性能好，適應性強；輪胎式推土機行駛速度快，靈活性好。

目前，我國生產的履帶式推土機有東方32100、T-120、黃河220等；輪胎式推土機有TL160等。

731.4土方機械化施工1.4.1常用土方施工機械

1.4.1.1鏟運機

按行走方式分為牽引式鏟運機和自行式鏟運機；按鏟鬥操縱系統分，有液壓操縱和機械操縱兩種。為了提高鏟運機的生產效率，可以採取下坡鏟土、推土機推土助鏟等方法，縮短裝土時間，使鏟鬥的土裝得較滿。

助鏟法：根據填、挖方區分布情況，結合當地具體條件，合理選擇運行路線，提高生產率。一般有環形路線和“8”字形路線兩種形式。環形路線

見圖1.23“8”字形路線

見圖1.24747576771.4.1.3單鬥挖土機

單鬥挖土機按工作裝置不同，可分為正鏟、反鏟、拉鏟和抓鏟四種(圖1.25)。

單鬥挖土機按其操縱機構的不同，可分為機械式和液壓式兩類。液壓式單鬥挖土機的優點是能無級調速且調速範圍大；快速作業時，慣性小，並能高速反轉；轉動平穩，可減少強烈的衝擊和振動；結構簡單，機身輕，尺寸??；附有不同的裝置，能一機多用；操縱省力，易實現自動化。7879(1)正鏟挖土機正鏟挖土機的工作特點是前進行駛，鏟鬥由下向上強制切土，挖掘力大，生產效率高；適用於開挖含水量不大於27%的一至三類土，且與自卸汽車配合完成整個挖掘運輸作業；可以挖掘大型乾燥基坑和土丘等。正鏟挖土機的開挖方式，根據開挖路線與運輸車輛的相對位置的不同，挖土和卸土的方式有以下兩種：正向挖土，側向卸土(圖1.26(b))正向挖土，反向卸土(圖1.26(a))8081(2)

反鏟挖土機反鏟挖土機的工作特點是機械後退行駛，鏟鬥由上而下強制切土，用於開挖停機面以下的一至三類土，適用於挖掘深度不大於4m的基坑、基槽、管溝，也適用濕土、含水量較大的及地下水位以下的土壤開挖。

反鏟挖土機的開行方式有溝端開挖和溝側開挖兩種。溝端開挖(圖1.28(a))反鏟挖土機停在溝端，向後退著挖土。溝側開挖(圖1.28(b))挖土機在溝槽一側挖土，挖土機移動方向與挖土方向垂直。8283(3)拉鏟挖土機拉鏟挖土機工作時利用慣性，把鏟鬥甩出後靠收緊和放鬆鋼絲繩進行挖土或卸土，鏟鬥由上而下，靠自重切土，可以開挖一、二類土壤的基坑、基槽和管溝等地面以下的挖土工程，特別適用於含水量大的水下鬆軟土和普通土的挖掘。拉鏟開挖方式與反鏟相似，可溝端開挖，也可溝側開挖。(4)抓鏟挖土機抓鏟挖土機主要用於開挖土質比較鬆軟，施工面比較狹窄的基坑、溝槽、沉井等工程，特別適於水下挖土。土質堅硬時不能用抓鏟施工。1.4.2.1土方機械選擇的原則

施工機械的選擇應與施工內容相適應；土方施工機械的選擇與工程實際情況相結合；主導施工機械確定後，要合理配備完成其他輔助施工過程的機械；選擇土方施工機械要考慮其他施工方法，輔助土方機械化施工。

841.4.2土方機械的選擇

851.4.2.2土方開挖方式與機械選擇

(1)

平整場地常由土方的開挖、運輸、填築和壓實等工序完成。地勢較平坦、含水量適中的大面積平整場地，選用鏟運機較適宜。地形起伏較大，挖方、填方量大且集中的平整場地，運距在1000m以上時，可選擇正鏟挖土機配合自卸車進行挖土、運土，在填方區配備推土機平整及壓路機碾壓施工。挖填方高度均不大，運距在100m以內時，採用推土機施工，靈活、經濟。86(2)地面上的坑式開挖單個基坑和中小型基礎基坑開挖，在地面上作業時，多採用抓鏟挖土機和反鏟挖土機。抓鏟挖土機適用於一、二類土質和較深的基坑；反鏟挖土機適於四類以下土質，深度在4m以內的基坑。(3)長槽式開挖

指在地面上開挖具有一定截面、長度的基槽或溝槽，適於挖大型廠房的柱列基礎和管溝，宜採用反鏟挖土機；若為水中取土或土質為淤泥，且坑底較深，則可選擇抓鏟挖土機挖土。若土質乾燥，槽底開挖不深，基槽長30m以上，可採用推土機或鏟運機施工。地面上的坑式開挖87(4)整片開挖

對於大型淺基坑且基坑土乾燥，可採用正鏟挖土機開挖。若基坑內土潮濕，則採用拉鏟或反鏟挖土機，可在坑上作業。(5)對於獨立柱基礎的基坑及小截面條形基礎基槽的開挖，則採用小型液壓輪胎式反鏟挖土機配以翻斗車來完成淺基坑(槽)的挖掘和運土。

房屋定位：在基礎施工之前根據建築總平面圖設計要求，將擬建房屋的平面位置和零點標高在地面上固定下來。定位一般用經緯儀、水準儀和鋼尺等測量儀器，根據主軸線控制點，將外牆軸線的四個交點用木樁測設在地面上(圖1.29)。

房屋外牆軸線測定後，根據建築平面圖將內部縱橫的所有軸線都一一測出，並用木樁及樁頂面小釘標識出來。881.5基坑(槽)施工1.5.1房屋定位89放線：房屋定位後，根據基礎的寬度、土質情況、基礎埋置深度及施工方法，計算確定基槽(坑)上口開挖寬度，拉通線後用石灰在地面上畫出基槽(坑)開挖的上口邊線即放線(圖1.30)。

901.5.2放線91基槽開挖寬度的計算：

(1)不放坡，不加擋土板支撐

(2)不放坡，但要留工作面一般，當基槽(坑)底在地下水位以上時，每邊留出工作面寬度為300mm(圖1.31)，基槽放灰線尺寸為：

式中d——基礎放灰線寬，mm；a——基礎底寬，mm；

c

—工作面寬(一般取300mm)(1.15)92(3)留工作面並加支撐

當基礎埋置較深，場地又狹窄不能放坡時，為防止土壁坍塌，必須設置支撐。此時，放灰線尺寸除考慮基礎底寬、工作面寬外，還需加上支撐所需尺寸(一般為100mm)。93(4)放坡

如果基槽深度超過《土方和爆破工程施工及驗收規範》的規定時，即使土質良好且無地下水，亦需根據挖土深度和土質情況，參照表1.5放坡。放灰線尺寸為(圖1.32)：式中b——放坡寬度，b=mh；m——坡度係數；h—基槽開挖深度。

(1.16)94951.5.3基槽(坑)土方開挖基槽(坑)開挖有人工開挖和小型液壓挖土機開挖兩種形式。開挖基槽(坑)應按規定的尺寸，合理安排開挖順序和分層進行，且連續施工。土方開挖的順序、方法必須與設計工況一致，並遵循“開槽支撐，先撐後挖，分層開挖，嚴禁超挖”的原則。961.5.3.1基槽(坑)開挖深度控制

當基槽(坑)挖到離坑底0.5m左右時，根據龍門板上標高及時用水準儀抄平，在土壁上打上水平樁，作為控制開挖深度的依據。

971.5.3.2基槽(坑)開挖中注意事項

在開挖基槽(坑)之前，應檢查龍門板、軸線樁有無走動現象，並根據設計圖紙校核基礎軸線的位置、尺寸及水準點的標高等?；?坑)、管溝的挖土應分層進行。在施工過程中，基槽(坑)、管溝邊堆置土方不應超過設計荷載?；?坑)土方施工中及雨後，應對支護結構、周圍環境進行觀察和監測，如出現異常情況應及時處理，待恢復正常後方可繼續施工。

98基槽(坑)開挖時，要加強垂直高度方向的測量，防止超挖，防止攪動基底土層。對特大型基坑，應分區分塊挖至設計標高，分區分塊及時澆築墊層。土方開挖施工中，若發現古墓及文物等，要保護好現場，並立即通知文物管理部門，經查看處理後方可施工。991.5.3.3驗槽基槽(坑)開挖完畢並清理好以後，在墊層施工以前，施工單位應會同勘察、設計單位、監理單位、建設單位一起進行現場檢查並驗收基槽，通常稱為驗槽。100驗槽(坑)的主要內容和方法如下：核對基槽(坑)的位置、平面尺寸、坑底標高。核對基槽(坑)土質和地下水情況?？昭?、古墓、古井、防空掩體及地下埋設物的位置、深度、形狀。對整個基槽(坑)底進行全面觀察，注意土的顏色是否一致，土的堅硬程度是否一樣，有無軟硬不一或弱土層，局部的含水量有無異常現象，走上去有無顫動的感覺等。驗槽的重點應選擇在樁基、承重牆或其他受力較大部位。1011.6填土與壓實1.6.1填土的要求填土的土料應符合設計要求。含有大量有機物、石膏和水溶性硫酸鹽(含量大於5%)的土以及淤泥、凍土、膨脹土等，均不應作為填方土料；以粘土為土料時，應檢查其含水量是否在控制範圍內，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。102填土應按整個寬度水準分層進行，當填方位於傾斜的山坡時，應將斜坡修築成1∶2階梯形邊坡後施工，以免填土橫向移動，並儘量用同類土填築?；靥钍┕で?，填方區的積水採用明溝排水法排除，並清除雜物。1031.6.2土的壓實方法填土的壓實方法一般有碾壓、夯實、振動壓實等幾種。碾壓法是靠沿填築面滾動的鼓筒或輪子的壓力壓實填土的，適用於大面積填土工程。碾壓機械有平碾(壓路機)、羊足碾、振動碾和汽胎碾。碾壓機械進行大面積填方碾壓，宜採用“薄填、低速、多遍”的方法。夯實方法是利用夯錘自由下落的衝擊力來夯實填土，適用於小面積填土的壓實。夯實機械有夯錘、內燃夯土機和蛙式打夯機等。1041.6.3填土壓實的影響因素填土壓實的主要影響因素為壓實功、土的含水量以及每層鋪土厚度。1.6.3.1壓實功的影響

填土壓實後的密度與壓實機械在其上所施加功的關係見圖1.33。

1051.6.3.2含水量的影響

填土含水量的大小直接影響碾壓(或夯實)遍數和品質。較為乾燥的土，由於摩阻力較大，而不易壓實；當土具有適當含水量時，土的顆粒之間因水的潤滑作用使摩阻力減小，在同樣壓實功作用下，得到最大的密實度，這時土的含水量稱做最佳含水量(圖1.34)。各種土的最佳含水量和最大幹密度見表1.7所示。106107表1.7土的最佳含水量和最大幹密度參考表

項次土的種類變動範圍最佳含水量(%)(品質比)最大幹密度(g/cm3)1砂土8～121.80～1.882粘土19～231.58～1.703粉質粘土12～151.85～1.954粉土16～221.61～1.801081.6.3.3鋪土厚度的影響在壓實功作用下，土中的應力隨深度增加而逐漸減小(圖1.35)，其壓實作用也隨土層深度的增加而逐漸減小。各種壓實機械的壓實影響深度與土的性質和含水量等因素有關。對於重要填方工程，其達到規定密實度所需的壓實遍數、鋪土厚度等應根據土質和壓實機械在施工現場的壓實試驗決定。若無試驗依據應符合表1.8的規定。109110表1.8填土施工時的分層厚度及壓實遍數

壓實機具分層厚度(mm)每層壓實遍數平碾250～3006～8振動壓實機250～3503～4柴油打夯機200～2503～4人工打夯＜2003～41111.6.4填土質量檢查填土壓實後必須要達到密實度要求，填土密實度以設計規定的控制幹密度ρd(或規定的壓實係數λ)作為檢查標準。土的控制幹密度與最大幹密度之比稱為壓實係數。土的最大幹密度乘以規範規定或設計要求的壓實係數，即可計算出填土控制幹密度ρd的值。土的實際幹密度可用“環刀法”測定。填方施工結束後，應檢查標高、邊坡坡度、壓實程度等，檢驗標準應符合表1.9的規定。112表1.9填土工程品質檢驗標準

項序檢查專案允許偏差或允許值(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專案1標高-50±30±50-50-50水準儀

2分層壓實係數

設計要求

按規定方法

一般專案

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

1131.7地基局部處理地基局部處理：指在淺基礎開挖基槽(坑)的施工中或驗槽(坑)時，發現基槽(坑)範圍內有洞穴、軟弱土層或巖基、牆基等局部異常地基的處理。處理的方法和原則：將局部軟弱層或硬物盡可能挖除，回填與天然土壓縮性相近的材料，分層夯實；處理後的地基應保證建築物各部位沉降量趨於一致，以減少地基的不均勻下沉。1141.7.1軟松土坑(填土、墓穴、淤泥)的處理將坑中的軟松土、虛土全部挖除，使坑底及四周均見天然土，然後用與坑邊天然土層相近的材料分層夯實回填至坑底標高處。常用回填材料有砂、砂礫石、天然土、3∶7或2∶8的灰土。採用天然土分層夯實回填時，每層厚度200mm，如圖1.36(a)所示。軟松土坑範圍較大，超過地槽的寬度時，應將該範圍內的基槽適當加寬，挖至天然層，將部分基礎加深，做成1∶2踏步與兩端相接，如圖1.36(c)所示。115116對於範圍和深度較大的軟土坑，由於回填材料與天然地基密實度相差較大，會造成基礎不均勻下沉，所以還要考慮加強上部結構的強度，以抵抗地基不均勻沉降而引起的內力。在防潮層下設鋼筋混凝土或鋼筋磚圈梁(圖1.37)1171.7.2磚井、枯井、土井的處理方法

當井在基槽範圍內時，應將井的井圈拆至地槽下1m以上，井內用中砂、砂卵石材料分層夯填處理，在拆除範圍內用2∶8或3∶7灰土分層回填夯實至槽底(圖1.38)。1181.7.3局部範圍內(硬物)的處理

當樁基或部分基槽下有基巖、舊牆基、老灰土、壓實路面等硬土或堅硬物時，首先在地坑、地槽範圍內盡可能地挖除，以免基礎局部落在硬物上造成不均勻沉降使上部建築物開裂。硬土、硬物挖除後，若深度小於15m時，可用砂、砂卵石或灰土回填；若長度大於5m時，則將槽底做1∶2踏步灰土墊層與兩端緊密連接，然後做落深基礎。

1191.7.4橡皮土的處理

當地基為粘性土，含水量大且趨於飽和時，如果直接夯打或反復碾壓，就容易形成有顫動彈性感的“橡皮土”。對於含水量高的粘性土，施工中避免直接夯拍，擬採用晾槽或摻石灰粉的辦法降低含水量後壓實。若施工中已出現橡皮土，則應將橡皮土層挖除，然後在槽底適當加深的情況下鋪墊一層承載力高、適應設計要求的墊層地基，如砂土或級配砂石墊層等。

1201.8品質標準及安全技術1.8.1土方工程品質驗收內容(1)場地平整挖填方工程的驗收內容

平整區域的座標、高程和平整度；挖填方區的中心位置、斷面尺寸和標高；邊坡坡度要求及邊坡的穩定；泄水坡度，水溝的位置、斷面尺寸和標高；填方壓實情況和填土的密實度；隱蔽工程記錄。121(2)基槽的驗收內容

基槽(坑)的軸線位置、寬度；基槽(坑)底面的標高；基槽(坑)和管溝底的土質情況及處理；槽(坑)壁的邊坡坡度；槽(坑)、管溝的回填情況和密實度。1221.8.2品質標準項序項目允許偏差或允許值(mm)檢查方法樁基基坑基槽挖方場地平整

管溝地(路)面基層人工機械主控專案1標高-503050-50-50水準儀

2長度、寬度(由設計中心線向兩邊量)+200-50+300-100+500-150+100_經緯儀，用鋼尺量3邊坡設計要求

觀察或用坡度尺檢查

一般專案1表面平整度2020502020用2m靠尺和楔形塞尺檢查2基底土性設計要求觀察或土樣分析表1.10土方開挖工程的品質檢驗標準

1231.8.3安全技術

施工前進行場地清理，拆除施工區域內的房屋、古墓，拆除或改建通訊和電力設備、上下管道、地下電纜等；遷移樹木，清除樹墩及含有大量有機物的草皮、耕植土和河塘淤泥等?；?坑)開挖時，人工操作間距應不小於25m；採用機械作業時，挖土機的間距應大於10m。挖土應由上而下逐層進行?；?坑)的開挖嚴格按要求放坡。124儘量避免在坑槽邊緣堆置大量土方、材料和機械設備。運輸道路應平整堅實，坡度和轉彎半徑應符合有關安全規定。

深基坑上下應先挖好階梯或設置靠梯，禁止踩踏支撐上下；坑的四周應設安全欄桿或懸掛危險標誌。

基槽(坑)設置的支撐應經常檢查有無鬆動、變形等不安全跡象，特別是雨雪後要加強巡視檢查。125本章小結(1)準確計算土石方量是選擇合理施工方案和組織施工的前提，場地較為平坦時宜採用方格網法；當場地地形較複雜或挖填深度較大、斷面不規則時，宜採用斷面法。(2)土方的開挖、運輸、填築壓實等施工過程應盡可能地採用機械施工，以減輕繁重的體力勞動，提高生產效率，加快施工進度。熟悉推土機、單鬥挖土機的型號、性能、特點和提高生產效率的措施，可以有效的降低成本。126(3)基坑(槽)的土方開挖涉及到邊坡穩定、基坑支護、降低地下水位、防止流砂、土方開挖方案等一系列問題。在施工實踐中，要針對工程中的具體情況，拿出多個方案比較，擇優選取。(4)為保證填方工程滿足強度、變形和穩定性方面的要求，既要正確選擇填土的土料，又要合理選擇填築和壓實方法。填土密實度以設計規定的控制幹密度或規定的壓實係數為檢查標準。(5)

在組織土方工程機械化綜合施工時，必須使主導機械與輔助機械臺數相互配套、協調工作。127

樁基礎工程

樁基礎是深基礎應用最多的一種基礎形式，它由若干個沉入土中的樁和連接樁頂的承臺或承臺梁組成。樁的作用是將上部建築物的荷載傳遞到深處承載力較強的土層上，或將軟弱土層擠密實以提高地基土的承載能力和密實度。128129樁按受力情況分為端承樁和摩擦樁兩種(圖2.1)端承樁是穿過軟弱土層而達到堅硬土層或巖層上的樁，上部結構荷載主要由巖層阻力承受；施工時以控制貫入度為主，樁尖進入持力層深度或樁尖標高可作參考。摩擦樁完全設置在軟弱土層中，將軟弱土層擠密實，以提高土的密實度和承載能力，上部結構的荷載由樁尖阻力和樁身側面與地基土之間的摩擦阻力共同承受，施工時以控制樁尖設計標高為主，貫入度可作參考。130131

樁按施工方法分為預製樁和灌注樁預製樁根據沉入土中的方法，可分打入樁、水沖沉樁、振動沉樁和靜力壓樁等；灌注樁是在樁位處成孔，然後放入鋼筋骨架，再澆築混凝土而成的樁。灌注樁按成孔方法不同，有鑽孔灌注樁、挖孔灌注樁、沖孔灌注樁、套管成孔灌注樁及爆擴成孔灌注樁等。1322.1鋼筋混凝土預製樁施工本章小結

本章內容End本章作業

2.2混凝土灌注樁施工1332.1鋼筋混疑土預製樁施工鋼筋混凝土預製樁：在預製構件廠或施工現場預製，用沉樁設備在設計位置上將其沉入土中，其特點：堅固耐久，不受地下水或潮濕環境影響，能承受較大荷載，施工機械化程度高，進度快，能適應不同土層施工。鋼筋混凝土預製樁是我國目前廣泛採用的一種樁型。134鋼筋混凝土預製樁有方形實心斷面樁和圓柱體空心斷面樁。鋼筋混凝土預製樁施工前，應根據施工圖設計要求、樁的類型、成孔過程對土的擠壓情況、地質探測和試樁等資料，制定施工方案。其主要內容包括：確定施工方法，選擇打樁機械，確定打樁順序，樁的預製、運輸，以及沉樁過程中的技術和安全措施。1352.1.1施工準備場地平整及周邊障礙物處理定樁位及埋設水準點依據施工圖設計要求，把樁基定位軸線樁的位置在施工現場準確地測定出來，並作出明顯的標誌。在打樁現場附近設置2～4個水準點，用以抄平場地和作為檢查樁入土深度的依據。樁基軸線的定位點及水準點，應設置在不受打樁影響的地方。樁帽、墊襯和送樁設備機具準備管樁及長度在10m以內的方樁在預製廠製作，較長的方樁在打樁現場製作。

範本可以保證樁的幾何尺寸準確，使樁面平整挺直；樁頂面範本應與樁的軸線垂直；樁尖四棱錐面呈正四棱錐體，且樁尖位於樁的軸線上；底範本、側範本及重疊法生產時，樁面間均應塗刷好隔離層，不得粘結。

1362.1.2樁的製作、運輸、堆放

137鋼筋骨架的主筋連接宜採用對焊；主筋接頭配置在同一截面內數量不超過50%；同一根鋼筋兩個接頭的距離應大於30d0並不小於500mm。樁頂和樁尖直接受到衝擊力易產生很高的局部應力，樁頂和樁尖鋼筋配置(如圖2.2所示)應作特殊處理。鋼筋骨架製作允許偏差應符合表2.1的規定。

138表2.1預製樁鋼筋骨架品質檢驗標準

項序檢查項目允許偏差或允許值(mm)檢查方法主控項目1主筋距樁頂距離±5用鋼尺量2多節樁錨固鋼筋位置±5用鋼尺量3多節樁預埋鐵件±3用鋼尺量4主筋保護層厚度±5用鋼尺量一般項目1主筋間距±5用鋼尺量2樁尖中心線10用鋼尺量3箍筋間距±20用鋼尺量4樁頂鋼筋網片±10用鋼尺量5多節樁錨固鋼筋長度±10用鋼尺量139140混凝土製作宜用機械攪拌、機械振搗；澆築混凝土過程中應嚴格保證鋼筋位置正確，樁尖應對準縱軸線，縱向鋼筋頂部保護層不宜過厚，鋼筋網片的距離應正確，以防錘擊時樁頂破壞及樁身混凝土剝落破壞。採用疊層法生產時，上層樁和鄰樁澆築，必須在下層和鄰樁的混凝土強度達到設計強度的30%以後才能進行。澆築完畢後，立即加強養護，防止由於混凝土收縮產生裂縫，養護時間不少於7d。鋼筋混凝土預製樁的品質檢驗標準應符合表2.2的規定。

141項序檢查項目允許偏差或允許值(mm)檢查方法單位數值主控項目1樁體質量檢驗按基樁檢測技術規範按基樁檢測技術規範2樁位偏差見本表用鋼尺量3承載力按基樁檢測技術規範按基樁檢測技術規範一般項目1砂、石、水泥、鋼材等原材料(現場預製時)符合設計要求查出廠質保檔或抽樣送檢2混凝土配合比及強度(現場預製時)符合設計要求檢查稱量及查試塊記錄3成品樁外形表面平整、顏色均勻、掉角深度＜10mm，蜂窩面積小於總面積0.5%直觀表2.2鋼筋混凝土預製樁的品質檢驗標準

142項序檢查項目允許偏差或允許值(mm)檢查方法單位數值一般項目4成品樁裂縫(收縮裂縫或起吊、裝、堆放引起的裂縫)

深度＜20mm，寬度＜0.25mm，橫向裂縫不超過邊長的一半

裂縫測定儀，該基在地下水有侵蝕地區及錘擊數超過500擊的長樁不適用

5成品樁尺寸：橫截面邊長樁頂對角線差樁尖中心線樁身彎曲矢高樁頂平整度

mmmmmmmm±5

<10<10<L/1000<2用鋼尺量

用鋼尺量

用鋼尺量,L為樁長用鋼尺量

用鋼尺量

6電焊接樁：焊縫品質電焊結束後停歇時間上下節點平面偏差節點彎曲矢高

minmm>1.0<10<L/1000碼錶測定用鋼尺量用鋼尺量7硫磺膠泥接樁：膠泥澆築時間澆築後停歇時間

minmin<2>7碼錶測定碼錶測定8樁頂標高

mm±50水準儀9停錘標準

設計要求現場實測或查沉樁記錄143鋼筋混凝土預製樁應達到設計強度的70%才可起吊；達到100%設計強度才能運輸和打樁。若提前吊運，必須採取措施並經過驗算合格方可進行。樁在起吊搬運時，必須做到平穩，避免衝擊和振動，吊點應同時受力，且吊點位置應符合設計規定。如無吊環，設計又未作規定時，綁紮點的數量及位置按樁長而定，應符合起吊彎矩最小的原則，可按圖2.3所示的位置捆綁。1441452.1.3打入法施工

打入法也稱錘擊法，是利用樁錘落到樁頂上的衝擊力來克服土對樁的阻力，使樁沉到預定的深度或達到持力層的一種打樁施工方法。錘擊沉樁是混凝土預製樁常用的沉樁方法，它施工速度快，機械化程度高，適用範圍廣，但施工時有衝撞雜訊和對地表層有振動，在城區和夜間施工有所限制。2.1.3.1打樁設備及選擇打樁設備包括樁錘、樁架和動力裝置。

146(1)樁錘樁錘可選用落錘、汽錘、柴油打樁錘和振動錘。落錘一般由鑄鐵製成。有穿心錘和龍門錘兩種，重0.2～2t。它利用繩索或鋼絲繩通過吊鉤由捲揚機沿樁架導桿提升到一定高度，然後自由落下擊打樁頂(如圖2.4)。汽錘是以高壓蒸汽或壓縮空氣為動力的打樁機械，有單動汽錘和雙動汽錘兩種(如圖2.5)。147148149柴油打樁錘利用燃油爆炸來推動活塞往返運動進行錘擊打樁，柴油樁錘與樁架、動力設備配套組成柴油打樁機。振動錘是利用機械強迫振動，通過樁帽傳到樁上使樁下沉。錘重選擇應根據地質條件、工程結構、樁的類型、密集程度及施工條件等參考表2.3選用。150表2.3錘重選擇表

錘型

柴油錘(t)202535456072錘的動力性能

衝擊部分重(t)2.02.53.54.56.07.2總重(t)4.56.57.29.615.018.0衝擊力(kN)20002000~25002500~40004000~50005000~70007000~10000常用衝程(m)1.8~2.3樁

的

邊長或直徑

預製方樁、預應力管樁的邊長或直徑(cm)25~3535~4040~4545~5050~5555~60鋼管樁直徑(cm)φ40φ60φ90Φ90~100持力層粘性土粉土

一般進入深度(m)1~21.5~2.52~32.5~3.53~43~5靜力觸探比貫入阻力Ps平均值(MPa)345>5>5>5砂土一般進入深度(m)0.5~10.5~1.51~21.5~2.52~32.5~3.5標準貫入擊數N(未修正)15~2520~3030~4040~4545~5050錘的常用控制貫入度(cm/10擊)2~33~54~8設計單樁極限承載力(kN)400~120800~16002500~40003000~50005000~70007000~10000151(2)樁架

樁架是支持樁身和樁錘，在打樁過程中引導樁的方向及維持樁的穩定，並保證樁錘沿著所要求方向衝擊的設備。樁架一般由底盤、導向桿、起吊設備、撐桿等組成。根據樁的長度、樁錘的高度及施工條件等選擇樁架和確定樁架高度。樁架高度=樁長+樁錘高度+滑輪組高樁架用鋼材製作，按移動方式有輪胎式、履帶式、軌道式等。履帶式樁架(圖2.6)以履帶式起重機為主機，配備樁架工作裝置而組成。操作靈活，移動方便，適用於各種預製樁和灌注樁的施工。152153(3)動力裝置

打樁機械的動力裝置是根據所選樁錘而定的。當採用空氣錘時，應配備空氣壓縮機；當選用蒸汽錘時，則要配備蒸汽鍋爐和絞盤。1542.1.3.2打樁順序的確定打樁順序直接影響到樁基礎的品質和施工速度，應根據樁的密集程度(樁距大小)、樁的規格、長短、樁的設計標高、工作面佈置、工期要求等綜合考慮，合理確定打樁順序。根據樁的密集程度，打樁順序一般分為逐段打設、自中部向四周打設和由中間向兩側打設三種，如圖2.7所示。當樁的中心距不大於4倍樁的直徑或邊長時，應由中間向兩側對稱施打(圖2.7(c))，或由中間向四周施打(圖2.7(b))。當樁的中心距大於4倍樁的邊長或直徑時，可採用上述兩種打法，或逐排單向打設(圖2.7(a))。155根據基礎的設計標高和樁的規格，宜按先深後淺、先大後小、先長後短的順序進行打樁。1562.1.3.3打樁打樁機就位時，樁架應垂直平穩，導桿中心線與打樁方向一致。

樁開始打入時，應控制錘的落距，採用短距輕擊；待樁入土一定深度(1～2m)穩定以後，再以規定落距施打。樁的施打原則是重錘低擊，這樣樁錘對樁頭的衝擊小，回彈也小，樁頭不易損壞，大部分能量都用於克服樁身與土的摩阻力和樁尖阻力上，樁能較快地沉入土中。樁入土深度是否已達到設計位置，是否停止錘擊，其判斷方法和控制原則與樁的類型有關。1572.1.3.4打樁品質要求和測量記錄(1)打樁品質要求端承樁最後貫入度不大於設計規定貫入度數值時，樁端設計標高可作參考；摩擦樁端標高達到設計規定的標高範圍時，貫入度可作參考。打(壓)入樁(預製混凝土方樁、先張法預應力管樁、鋼樁)的樁位偏差，必須符合表2.4的規定。樁的承載力檢驗158表2.4預製樁(鋼樁)樁位的允許偏差

項項目允許偏差(mm)1蓋有基礎梁的樁：(1)垂直基礎梁的中心線(2)沿基礎梁的中心線

100+0.01H150+0.01H2樁數為1～3根樁基中的樁

1003樁數為4～16根樁基中的樁

1/2樁徑或邊長

4樁數大於16根樁基中的樁：

(1)最外邊的樁

(2)中間樁1/3樁徑或邊長

1/2樁徑或邊長159(2)混凝土預製樁施工記錄

打樁工程是隱蔽工程，施工中應做好每根樁的觀測和記錄，這是工程驗收時檢驗品質的依據。各項觀測數據應記入混凝土預製樁施工記錄，見表2.5所示。表2.5混凝土預製樁施工記錄

1602.1.3.5打樁施工常見問題的分析在打樁施工過程中會遇見各種各樣的問題，例如樁頂破碎，樁身斷裂，樁身位移、扭轉、傾斜，樁錘跳躍，樁身嚴重回彈等。發生這些問題的原因有鋼筋混凝土預製樁製作品質、沉樁操作工藝和複雜土層等三個方面的原因。工程及施工驗收規範規定，打樁過程中如遇到上述問題，都應立即暫停打樁，施工單位應與勘察、設計單位共同研究，查明原因，提出明確的處理意見，採取相應的技術措施後，方可繼續施工。161(1)樁頂破碎

打樁時，樁頂直接受到樁錘的衝擊而產生很高的局部應力，如果樁頂鋼筋網片配置不當、混凝土保護層過厚、樁頂平面與樁的中心軸線不垂直及樁頂不平整等製作品質問題都會引起樁頂破碎。在沉樁工藝方面，若樁墊材料選擇不當、厚度不足，樁錘施打偏心或施打落距過大等也會引起樁頂破碎。(2)樁身被打斷

製作時，樁身有較大的彎曲凸肚，局部混凝土強度不足，在沉樁時樁尖遇到硬土層或孤石等障礙物，增大落距，反復過度衝擊等都可能引起樁身斷裂。162(3)樁身位移、扭轉或傾斜

樁尖四棱錐製作偏差大，樁尖與樁中心線不重合的製作原因，樁架傾斜，樁身與樁帽、樁錘不在同一垂線上的施工操作原因以及樁尖遇孤石等都會引起樁身位移、扭轉或傾斜。(4)樁錘回躍，樁身回彈嚴重

選擇樁錘較輕，能引起較大的樁錘回躍；樁尖遇到堅硬的障礙物時，樁身則嚴重回彈。

1632.1.3.6打樁過程中的注意事項樁機就位後，樁架應垂直平穩，樁帽與樁頂應鎖緊牢靠，連接成整體。打樁時，應密切觀察樁身下沉貫入度的變化情況。在正常情況下，沉樁應連續施工，打入土的速度應均勻，應避免因間歇時間過長，土的固結作用而使樁難以下沉。打樁時振動大，對土體有擠壓作用，可能影響周圍建築物、道路及地下管線的安全和正常使用，施工過程中要有專人巡視檢查，及時發現和處理有關問題。嚴禁非施工人員進入打樁現場；對樁機的正常運行、樁架的穩定經常進行檢查，嚴格按操作規程進行施工，確保安全。1642.1.3.7樁頭的處理

在打完各種預製樁開挖基坑時，按設計要求的樁頂標高將樁頭多餘的部分截去。截樁頭時不能破壞樁身，要保證樁身的主筋伸入承臺，長度應符合設計要求。當樁頂標高在設計標高以下時，在樁位上挖成喇叭口，鑿掉樁頭混凝土，剝出主筋並焊接接長至設計要求長度，與承臺鋼筋綁紮在一起，用樁身同強度等級的混凝土與承臺一起澆築接長樁身。1652.1.4靜力壓樁

靜力壓樁是利用無雜訊、無振動的靜壓力將樁壓入土中，常用於土質均勻的軟土地基的沉樁施工。靜力壓樁(圖2.8)利用壓樁架的自重和配重，通過捲揚機牽引，由鋼絲繩、滑輪和壓梁，將整個樁機的重力(800～1500kN)反壓在樁頂上，以克服樁身下沉時與土的摩擦力，迫使預製樁下沉。壓樁施工一般採取分節壓入、逐段接長的施工方法。接樁的方法目前有三種：焊接法(圖2.9)、法蘭螺栓連接法、硫磺漿錨法(圖2.10)。1661671681692.2混疑土灌注樁施工灌注樁：直接在樁位上用機械成孔或人工挖孔，在孔內安放鋼筋、灌注混凝土而成型的樁。與預製樁相比，灌注樁具有不受地層變化限制，不需要接樁和截樁，節約鋼材、振動小、噪聲小等特點。灌注樁按成孔方法分為泥漿護壁成孔灌注樁、沉管灌注樁、幹作業鑽孔灌注樁、人工挖孔灌注樁等。1702.2.1幹作業鑽孔灌注樁

幹作業鑽孔灌注樁施工過程如圖2.11所示。幹作業成孔一般採用螺旋鑽機鑽孔。螺旋鑽頭外徑分別為Φ400mm、Φ500mm、Φ600mm，鑽孔深度相應為12m、10m、8m。適用於成孔深度內沒有地下水的一般粘土層、砂土及人工填土地基，不適於有地下水的土層和淤泥質土。鑽機就位後，鑽桿垂直對準樁位中心，開鑽時先慢後快，減少鑽桿的搖晃，及時糾正鑽孔的偏斜或位移。171鑽孔至規定要求深度後，進行孔底清土。清孔的目的是將孔內的浮土、虛土取出，減少樁的沉降。方法是鑽機在原深處空轉清土，然後停止旋轉，提鑽卸土。鋼筋骨架的主筋、箍筋、直徑、根數、間距及主筋保護層均應符合設計規定，綁紮牢固，防止變形。用導向鋼筋送入孔內，同時防止泥土雜物掉進孔內。鋼筋骨架就位後，應立即灌注混凝土，以防塌孔。灌注時，應分層澆築、分層搗實，每層厚度50～60cm。1721732.2.2泥漿護壁成孔灌注樁泥漿護壁成孔是利用泥漿保護穩定孔壁的機械鑽孔方法。它通過迴圈泥漿將切削碎的泥石渣屑懸浮後排出孔外，適用於有地下水和無地下水的土層。成孔機械有潛水鑽機、衝擊鑽機、沖抓錐等。泥漿護壁成孔灌注樁的施工工藝流程：測定樁位、埋設護筒、樁機就位、製備泥漿、機械(潛水鑽機、衝擊鑽機等)成孔、泥漿迴圈出渣、清孔、安放鋼筋骨架、澆築水下混凝土。1742.2.2.1埋設護筒和製備泥漿

鑽孔前，在現場放線定位，按樁位挖去樁孔表層土，並埋設護筒。護筒高2m左右，上部設1～2個溢漿孔，是用厚4～8mm鋼板製成的圓筒，其內徑應大於鑽頭直徑200mm。護筒的作用是固定樁孔位置，保護孔口，防止地面水流入，增加孔內水壓力，防止塌孔，成孔時引導鑽頭的方向。

175在鑽孔過程中，向孔中注入相對密度為1.1～1.5的泥漿，使樁孔內孔壁土層中的孔隙滲填密實，避免孔內漏水，保持護筒內水壓