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课题二: 土方工程土方工程
（一） 概 述
一、 土方的工程的种类与特点
1、 场地平整: 是将天然地面改造所要求的设计平面时所进行的土石方施工全过程。
特点: 工作量大, 劳动繁重且强度大, 施工条件复杂等。
2、 基坑( 槽) 及管沟开挖: 指开挖宽度在3m以内的基槽或开挖底面积在20m2以内的土石方工程, 是为浅基础、 桩基础成胎及管沟等施工而进行的土石方开挖。特点: 开挖的标高、 断面、 轴线准确; 土石方量少; 受气候影响大等。
3、 地下工程大型土石方开挖
4、 土石方填筑( 分层回填压实)
二、 土石的工程分类
土的施工分类: 按土的开挖难易程度可分为八大类, 其中:
四土: 软土、 普通土、 坚土、 砂砾坚土; 四石: 软石、 次坚石、 坚石、 特坚石。
三、 土的工程性质
1、 土的天然密度:
m——土的总质量
V——土的天然体积
2、 土的干密度: ms——土中固体颗粒的质量
V——土的天然体积
3、 土的可松性

Ks——土的最初可松性系数;
Ks1——土的最终可松性系数; V1——土在天然状态下的体积;
V2——土被挖出后在松散状态下的体积; V3——土经压(夯)实后的体积。
三者之间的关系: V2 〉 V3 〉 V1
4、 土的透水性 v——水在土中的渗透速度( m/d) i——水力梯度
K——土的渗透系数( m/d)
5、 土的含水量

mw——土中水的质量
ms——土中固体颗粒经温度为1050C烘干后的质量
6、 土的密实度

土的实际干密度可用”环刀法”测定。先用环刀取样, 测出土的天然密度(ρ), 并烘干后测出含水量(ω), 用下式计算土的实际干密度:

土的最大干密度则用击实试验测定。

水的渗流图
习题: 1、 工程需填土150m3,ks=1.13,ks`=1.05,运来松土 m3?( 161.4)
2、 某工程挖土200m3, ks=1.13,ks`=1.08,其余土( 弃土) 运走, 没车2.5m3,求: V`2( 弃) = m3,( 100.44) 车次 ? ( 40)

( 二) 土方量计算与调配
一、 基坑、 基槽土方量计算
基坑土方量可按立体几何中的拟柱体(由两个平行的平面做底的一种多面体)体积公式计算:

图1．2基坑土方量计算

图1．3基槽土方量计算
( 二) 土方量计算与调配
一、 场地平整土石方工程量计算
1、 场地设计标高确定

结合现场具体条件择优选定, 原则为: 1．应满足生产工艺和运输的要求; 2．充分利用地形(如分区或分台阶布置), 尽量使挖填方平衡, 以减少土方量; 3．要有一定泄水坡度(≥2‰), 使之能满足排水要求; 4。要考虑最高洪水位的影响。
A、 初步确定场地设计标高(H0)

图1．5场地设计标高计算示意图
(a)地形图方格网; (b)设计标高示意图
l一等高线; 2一自然地面; 3一设计平面

例题: 确定图1.6的场地设计标高H。
H0=[(252.45+251.40+250.60+251.60)
+2(252.OO+251.70+251.90+250.95+251.25
+250.85)+4(251.60+25l.28)] =251．45(m)

B、 调整场地设计标高

a、 土的可松性影响

b、 借土和弃土的影响
c、 考虑泄水坡度对设计标高的影响
2、 场地及边坡土方量计算
A、 方格网法
场地宜划分为10m—40m的正方形方格网, 一般以20m局多。将场地设计标高和自然地面标高分别注在方格交点上。标注: ”挖”以”-”表示, ”填”以”+”表示。
零点的确定方法: 在相邻交点的位置如图示,
将相邻的零点连接起来, 既为零线。
其中确定方法有两种

a.四角棱柱体的体积计算方法
( a) 角点全填或全挖 ( b) 角点二填二挖 ( c) 角点一填( 挖) 三挖( 填)

a——方格边长(m)。
b.三角棱柱体的体积计算方法
计算时先把方格网顺地形等高线将各个方格划分成三角形如图
每个三角形的三个角点的填挖施工高度, 用h1、 h2、 h3表示。当三角形三个角点全部为挖或全部为填时如图示其挖填方体积为:

式中 a——方格边长( m) ; h1、 h2、 h3——三角形个角点的施工高度, 用绝对值( m) 代入。B、 断面法( 略) C、 边坡土方量计算
当用方格网法计算土方量时, 需要另外算边坡土方量, 方法为: 根据 m = 边坡宽÷边坡高,然后用三角棱锥或三角棱柱体公式进行计算。

例如图中的④, 其体积为:

b.三角棱柱体边坡体积
例如图中的④, 其体积为:
当两端横断面面积相差很大的情况下, 则:

( 三) 基坑降水
在开挖基坑或沟槽时, 土壤的含水层常被切断, 地下水将会不断地渗入坑内。雨季施工时, 地面水也会流入坑内。
一般包括: 排地面水( 泄洪沟、 排水沟、 堤埂) ; 降地下水( 集水井法、 井点降水法)
1、 水泵: 1) 潜水泵、 离心泵、 软轴水泵2) 型号: 扬程=吸水扬程+出水扬程2、 流砂及其防治
地下水的渗流对单位土体内骨架产生的压力成为动水压力, 它与单位土体内渗流水受到土骨架的阻力下大小相等, 方向相反, 沿水流方向任取一土柱体, 其长度为L, 水位差为hA-hB; 当动水压力等于或大于土的浮重度时, 则图利失去自重, 处于悬浮状态, 土的抗剪强度等于零, 土粒能随渗流的水一起流动这种现象就叫”流砂现象”。
当动水压力等于浮重度时的水力坡度称为产生流砂的临界水力坡度,用iC表示。其中iC=∆HW/L ∆HW=hA-hB( 水头差)
a、 产生流砂的原因: 1) 水流向上( 集水井降水) 2) 动水压力G≥浮重度γw/

b、 流砂的防治:
1) 水下挖土法 ∆HW↓枯水期水下施工2) 冻结法3) 枯水期施工 G改向 井点降水4) 抢挖法5) 加设支护结构 L↑ 板桩 地下连续墙6) 井点降水法 抛片石 抢挖
3、 集水井降水法: 在基坑或沟槽开挖时, 在坑底设置集水井, 并沿坑底的周围或中央开挖排水沟, 使水在重力作用下流入集水井内, 然后泵抽出坑外(如图)。
四周的非水沟及集水井一般应设置在基础边线O．4m以外, 地下水流的上游。根据地下水量、 基坑平面形状及水泵能力, 集水井每隔20m～40m设置一个。
集水井的直径或宽度一般为0.7m～O.8m。其深度随着挖土的加深而加深, 要经常低于挖土面0.7m～1.0m,排水沟宽度一般不小于300mm, 沟底纵向坡度一般不小于3%,
排水沟至少比基底低0.3m～0.4m, 井壁用竹、 木等简易加固。

图 集水井降水
1一排水沟; 2一集水井; 3一水泵
当基坑挖至设计标高后, 井底应低于坑底1m～2m, 并铺设0.3m碎石滤水层( 防治井底的土被搅动) 。
4、 井点降水法: 就是在基坑开挖前,
预先在基坑四周埋设一定数量的滤水
管(井), 利用真空原理, 经过抽水泵
不断抽出地下水, 使地下水位降低到
坑底以下, 从根本上解决地下水涌人
坑内的问题如右图a所示
井点降水尚可防止边坡由于受地下水
流的冲刷而引起的塌方图b所示;
可使坑底的土层消除了地下水位差
引起的压力, 因此防止了坑底土的上冒
图c所示; 由于没有了水压, 可使支护结构减少
了水平荷载图d所示 由于没有地下水的渗流, 可消除流砂
现象如图e所示

( d)
井点降水的分类: 轻型井点降水( 电渗井点与喷射井点) ; 管井降点( 深井井点)
1)、 一般轻型井点
A、 一般轻型井点设备: 滤管、 井点管、 弯联管及总管等。
B、 轻型井点的布置: 如下图所:
平面布置: 当基坑或沟槽宽度小于6m, 且降水深度不超过5m时, 可用单排线状井置在地下水流的上游一侧, 两端延伸长度以不小于槽宽为宜(图1所示)。如宽度大于

图1 单排线状井点的布置
(a)平面布置; (b)高程布置
1总管; 2一井点管; 3一抽水设备
6m质不良, 则用双排线状井点(图2所示)。面积较大的基坑宜用环状井点(图a所示)。
高程布置: 井点降水深度, 考虑抽水设备的水头损失以后, 一般不超过6m。井点管深度日(图1(b)～图2(b))按下式计算:

图2双排线状井点布置图
(a)平面布置; (b)高程布置1井点管; 2总管; 3一抽水设备
2) 轻型井点的施工: 包括准备工作、 井点系统埋设、 使用及拆除。
( 四) 土方边坡与土壁支护
一、 准备工作: 1、 ”三通一平”: 水、 电、 路通; 2、 ”一设”: 临时设施; 3、 ”一测”: 测量放线。
二、 土方开挖施工的三种情况: 1、 ”两不”不放边坡、 不加支撑; 规定: 当地下水位低于基底, 在温度正常的土层中开挖基坑或管够, 如敞露时间不长, 可挖成直壁不加支撑、 但挖方深度要求如下: ( 注意: 在挖的过程无水)
土的种类
砂土
粉土( 粉质粘土)
塑土( 粘土)
坚硬土
高度( h)
≤1.0m
≤1.25m
≤1.5m
≤2.0m
2、 ”一不”方边坡、 不加支撑: 对于高层建筑为增加基础的稳定和抗震性能, 一般基础埋置较深, 同时为满足人防要求, 充分利用地下空间, 常设单层或多层地下室, 为此基坑开挖的深度和面积都很大, 往往涉及到边坡的稳定、 基坑稳定、 基坑支护、 防止流砂、 降低地下水位、 土方开挖方案等系列问题。
1) 土方边坡: 土方边坡坡度以其高度H与其底部B之比。边坡可做成直线形、 折线形或踏步形。( 如下图)

式中, m=B/H, 成为坡度系数

a)直线形 b)折线形 c)踏步形
边坡坡度应根据土质、 开挖深度、 开挖方法、 施工工期、 地下水位、 坡顶荷载及气候条件等因素确定。
2) 条件: 土质均匀且地下水位低于基坑( 槽) 或管沟底面标高, 挖方深度h≤5m; 3) 土方边坡坡度主要与土质( C、 Φ) 、 坡顶荷载、 地下水有关; 4) 边坡稳定分析
边坡滑动一般是指土方边坡在一定范围内整体沿某一滑动面向下或向外移动而丧失其稳定性, 边坡失稳往往是由外界因素影响下而发生。
引起土体剪力增加的主要因素有: a、 坡顶堆载物、 行车; b、 基坑边坡太陡; c、 开挖深度过大; d、 雨水或地面渗水等。
引起土体抗剪强度降低的主要因素: a、 土质本身差或因气候影响使土质变软; b、 土体内含水量增加而产生; c、 饱和的细砂、 粉砂受振动而液化等。
边坡稳定的分析方法有: 条分法、 摩擦圆法、 机械分析法等。
3、 加支撑: 横撑式支撑、 板桩式支撑、 重力式支撑。A、 横撑式支撑 开挖较窄的沟槽多用横撑式土壁支撑, 分为水平挡土板式和垂直挡土板式两类
前者挡土板的布置又分为间断式和连续式两种。
间断式水平挡土板支撑: 湿度小的粘性土挖土深度小于3m时;
连续式水平挡土板支撑: 松散、 湿度大的土壤, 挖土深度可达5m。
垂直挡土板式支撑: 松散和湿度很高的土, 挖土深度不限。
支撑所承受的荷载为土压力。土压力的分布不但与土的性质、 土坡高度, 而且与支撑的形式有关, 且支撑 a)间断式水平挡板支撑 b) 垂直挡板式支撑
多为随挖、 随铺、 随撑。 图 横撑式支撑
1一水平挡土板; 2一立柱; 3一工具式横撑; 4一垂直挡土板; 5一横楞木; 6一调节螺栓
B) 板桩式支护结构
挡墙系统材料: 型钢、 钢板桩、 钢筋混凝土板桩、 钢筋混凝土灌注桩、 地下连续墙, 少量采用木材。

图 板桩结构
l一钢支撑; 2一斜撑; 3一拉锚; 4一土锚杆; 5一先施工的基础; 6一板桩墙; 7一竖撑; 8一围檩
C) 重力是围护结构: 只要经过加固基坑周边土形成一定厚度的重力式墙已达到挡土的目的。常见搅拌机将水泥强行搅拌, 形成柱状水泥土搅拌桩, 水泥土柱状加固体连续, 搭接形成重力挡土墙, 具有支护能力。适用于4~6m深的基坑, 最大可达7m左右。要求两桩间应搭接不小于200mm, 易于场地较开阔、 土质承载力标准值小于140kpa软土或较软土中, 另外还有高压旋喷帷幕墙、 水泥粉喷桩、 化学注浆防渗挡土墙等形式的重力支护结构。
深层搅拌水泥桩支护墙已用水泥强度为42.5MPa, 掺灰量不小于10%, 以12%—15%为宜。横断面宜连续, 形成封闭的实体或格状结构。
( 五) 土方工程机械化施工
1、 推土机施工; 可分为索式和油压式两种; 推土机特点: 操纵灵活, 运转方便, 所需工作面较小, 行驶速度快, 易于转移, 能爬30。左右的缓坡, 因此应用范围较广。
推土机用途: 多用于场地清理和平整、 开挖深度1．5m以内的基坑, 填平沟坑, 以及配合铲运机、 挖土机工作等。在推土机后面可安装松土装置, 破、 松硬土和冻土; 也可拖挂羊足辗进行土方压实工作。
推土机适用挖土类型: 一～三类土; 经济运距lOOm以内, 效率最高为40m～60m。
推土机施工方法: 下坡推土、 并列推土、 槽形推土、 多铲集运 。

槽形推土法 并列推土法

下坡推土法
2、 铲运机
铲运机按行走方式可分为: 自行式铲运机和托铲式铲运机; ( 操纵系统可分为索式和油压式两种)
铲运机的特点: 不受地形限制, 能独立工作, 操纵灵活, 行驶速度快, 生产效率高, 且费用低。
铲运机适于开挖一～三类土, 常见于坡度200以内的大面积土方挖、 填、 平整、 压实, 大型基坑开挖和堤坝填筑等。
铲运机运行路线如下图示:

( a) 、 ( b) 环形路线; ( c) 大环形路线; (d)”8”字形路线
3、 单斗挖土及施工
可分为正铲挖土机、 反铲挖土机、 拉铲挖土机和抓铲挖土机等;

( 1) 为正铲; ( 2) 为反铲; ( 3) 为拉铲; ( 4) 为抓铲
挖土机的挖土特点: 前进向上, 强制切土。其挖掘力
大, 生产率高。
挖土机适于开挖停机面以上的一～四类土( 正铲) ; 停
机面以下的一～三类土( 反铲) ; 停机面以下的一～二类土( 拉铲、 抓铲) 。
4、 土方机械的选择( 略)
( 六) 基坑(槽)施工( 土方填筑与压实)
一、 对土料的选择
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; 3、 淤泥和淤泥质土一般不能用作填料, 但在软土或沼泽地区, 经过处理含水量符合压实要求后, 可用于填方中的次要部位; 4、 含盐量符合规定的盐渍土, 一般能够使用, 但填料中不得含有盐晶、 盐块或含盐植物的根茎; 5、 碎块草皮和有机质含量大于8%的土, 仅用于无压实的填方。
对碎石类土或爆破石碴用作填料时, 其dmax≤h(每层铺填厚度); 当使用振动辗时, dmax≤ h(每层铺填厚度) 。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。填方内有打桩或其它特殊工程时, 块(漂)石填料的最大粒径不应超过设计要求。
二、 对基底的处理
填方基底的处理, 应符合设计要求。设计无要求时, 应符合下列规定:
1、 基底上的树墩及主根应拔除, 坑穴应清除积水、 淤泥和杂物等, 并分层回填夯实; 2、 在建筑物和构筑物地面下的填方或厚度小于0.5m的填方, 应清除基底上的草皮和垃圾; 3、 在土质较好的平坦地上(地面坡度不陡于1／10)填方时, 可不清除基底上的草皮, 但应割除长草; 4、 在稳定山坡上填方, 当山坡坡度为1／10～1／5时, 应清除基底上的草皮; 5、 坡度陡于1／5时, 应将基底挖成阶梯形, 阶宽不小于1m;
6、 填方基底为耕植土或松土时, 应将基底辗压密实; 7、 在水田、 沟渠或池塘上填方前, 应根据实际情况采用排水疏干、 挖除淤泥或抛填块石、 砂砾、 矿渣等方法处理后, 再进行填土。
三、 填筑要求
填土时的具体要求: 1、 最好用同种土水平分层进行并逐层压实( 每层<50cm) ;
2、 不同土不得混用, 透水性大的土在下; 3、 对于坡地, 不得用透水性较小的填料封闭,
因施工条件的限制, 上层必须填筑透水性较大的填料时, 应将下层透水性较小的土层表面作成适当的排水坡度或设置盲沟。
i坡度<1/10时, 去草皮和垃圾; i坡度>1/5时, 应作成阶梯形。
回填基坑和管沟时, 应从四周或两侧均匀地分层进行, 以防基础和管道在土压力作用下产生偏移或变形。
四、 填土的压实方法
填土压实方法有碾压、 夯实和振动三种。
图 填土压实方法(a)碾压; (b)夯实; (c)振动
碾压适用于大面积填土工程; 夯实适用于小面积填土; 振动适用于压实非粘性土。
影响填土压实质量的因素: 土的含水量ω; 每层填土的厚度h; 夯实遍数n。
课题三: 地基处理与桩基础施工
( 一) 地基处理( 浅基础, 地基处理)
地基: 是指建筑物荷载作用下基底下方产生的变形不可忽略的那部分地层。基础: 是指将建筑物荷载传递给地基的下部结构。地基的作用: 支承建筑物荷载, 能防止强度破坏和失稳, 同时, 必须控制基础的沉降不超过地基的变形允许值。
一、 浅基础1、 浅基础的类型:
浅基础按受力特点可分为: 刚性基础和柔性基础。其中刚性基础: 抗压强度较大, 而抗弯、 抗拉强度较小, 材料: 砖、 毛石、 灰土、 混凝土、 三合土等。
刚性基础的最大拉应力和剪应力必定在其变截面处, 其值受基础台阶的宽高比(挑出部分的宽度与其对应的高度之比)影响很大。刚性基础控制台阶的宽高比(称刚性角)是个关键: 混凝土基础宽高比允许值为1: 1; 砖基础为1: 1.5; 毛石基础为1: 1.25～1: 1.5。柔性基础: 筋混凝土建造的基础。它的抗弯、 抗拉、 抗压的能力都很大, 适用于地基土比较软弱, 上部结构荷载较大的基础。浅基础按构造型式分为: 单独基础、 带形基础、 交梁基础、 筏板基础等。单独基础也称独立基础, 多呈柱墩形, 截面可做成阶梯形或锥形等。带形基础是指长度远大于其高度和宽度的基础, 常见的是墙下条基, 材料有砖、 毛石、 混凝土和钢筋混凝土等。
交梁基础是在柱下带形基础不能满足地基承载力要求时, 将纵横带形基础连成整体而成, 使基础纵横两向均具有较大的刚度。
浅基础按材料不同可分为: 砖基础、 毛石基础、 灰土基础、 混凝土和毛石混凝土基础、 碎砖三合土基础和钢筋混凝土基础。
二、 浅基础施工
1、 砖基础施工: 砖基础有带形基础和独立基础, 基础下部扩大称为大放脚。
右图所示: 基础大放脚形式(a)等高式; (b)不等高式
当地基承载力≥150kPa时, 采用等高式大放脚, 即两皮一收, 两边各收进1／4砖长;
当地基承载力‹150kPa时, 采用不等高式大放脚, 即两皮一收与一皮一收相间隔, 两边各收进1／4砖长。
各层大放脚的宽度应为半砖长的整数倍。砖基础若不在同一深度, 则应先由底往上砌筑。在高低台阶接头处, 下面台阶要砌一定长度(一般不小于基础扩大部分的高度^)实砌体, 砌到上面后和上面的砖一起退台。
砖基础的灰缝厚度为8mm～12mm, 一般为lOmm。砖基础接槎应留成斜槎, 如因条件限制留成直槎时, 应按规范要求设置拉结筋。砖基础内宽度超过300mm的预留孔洞, 应砌筑平拱或设置过梁。
2、 石基础施工
石基础可用毛石或毛条石, 以铺浆法砌筑。灰缝厚度宜为20ram～30mm, 砂浆应饱满。石基础宜分皮卧砌, 并应上下错缝, 内外搭接, 不得采用外面侧立石块、 中间填心的砌筑方法。每日砌筑高度不宜超过1．2m。在转角处及交接处应同时砌筑, 如不能同时砌筑时, 应留成斜槎。

上图 毛石基础, (a)阶梯形; (b)梯形
3、 混凝土和毛石混凝土基础施工
分层进行, 并使用插入式振动器捣实。
为了节约水泥, 在浇筑混凝土时, 可投入25％左右的毛石, 这种基础称为毛石混凝土基础。毛石的最大粒径不超过150mm, 也不超过结构截面最小尺寸的1／4。毛石投放前应用水冲洗干净并凉干。投放时, 应分层、 均匀地投放, 保证毛石边缘包裹有足够的混凝土, 并振捣密实。
当基坑(槽)深度超过2m时, 不能直接倾落混凝土, 应用溜槽将混凝土送入基坑。
三、 地基处理
地基问题: 1、 强度及稳定性问题; 2、 压缩及不均匀沉降问题; 3、 地下水流失及潜蚀和管涌问题; 4、 动力荷载作用下的液化、 失稳和震陷问题。
1、 换土垫层法
换土垫层法是先将基础底面以下一定范围内的软弱土层挖去, 然后回填强度较高、 压缩性较低、 而且没有侵蚀性的材料( 如中粗砂、 碎石或卵石、 灰土、 素土、 石屑、 矿渣等) , 再分层夯实, 作为地基的持力层。
作用: 提高地基的承载力, 并经过垫层的应力扩散作用, 减少垫层下天然土层所承受的压力, 这样就能够减少基础的沉降量。优点: 能就地取材, 不需要特殊的机械设备, 施工简便, 既能缩短工期, 又能降低造价。
以砂垫层为例, 说明换土垫层法的施工方法:
1) 砂垫层宽度的确定
垫层底部宽度B/
B/=B+2H·tgΘ 式中 B——基础宽度; H——垫层厚度; Θ——扩散角。
2) 材料要求
宜采用颗粒级配良好、 质地坚硬的中砂、 粗砂、 砾石、 碎(卵)石、 石屑等。在缺少中、 粗砂和砾石地区, 也可采用细砂, 但宜同时掺入一定数量的碎石或卵石, 以保证垫层的密实和稳定, 其掺量按设计规定(含石量不应大于50％)。所用砂、 石料, 不得含有草根、 垃圾等有机杂物。兼起排水固结作用时, 含泥量不宜超过3％。碎石或卵石的最大粒径不宜大于50mm。
3) 施工要点
一般情况: 验槽清除浮土铺垫层

软土层
铺15cm-20cm粗砂( 木夯) 打垫层
4) 质量检查
在捣实后的砂垫层中, 用容积不小于200cm。的环刀取样, 测定其干密度, 以不小于经过试验所确定的该砂料在中密状态时的干密度数值为合格。如系砂石垫层, 可在垫层中设置纯砂检查点, 在同样施工条件下取样检查。
三、 重锤夯实法是利用起重机械将重锤提升到一定高度, 自由下落, 重复夯打击实地基。经过夯打以后, 形成了一层比较密实的硬壳层, 从而提高了地基强度。适用范围: 各种粘性土、 砂土、 湿陷性黄土、 杂填土和分层填土地基。拟加固土层必须高出地下水位O．8m以上。
四、 强夯法 五、 振冲法( 略)
是利用起重设备将8t～40t重的夯锤吊起, 从6m～30m的高处自由落下, 对土体进行强力夯实的地基处理方法。适用范围: 碎石土、 砂土、 非饱和的粘性土、 湿陷性黄土及杂填土地基的深层加固。优点: 效果好、 速度快、 节省材料、 施工简便的地基加固方法。缺点: 施工时噪音和振动很大, 离建筑物小于lOm时, 应挖防震沟, 沟深要超过建筑物基础深。
( 二) 桩基础施工
当天然地基上的浅基础沉降量过大或地基的承载力不能满足设计要求时, 常采用深基础。深基础是指桩基础、 敦基础、 沉井基础、 沉箱基础和地下连续墙, 其中桩基础是一种常见的深基础形式。深基础的特点: 承载力高, 变形小, 稳定性好, 但技术复杂, 造价高, 工期长。
桩基础是由桩身和承台组成, 桩身(单桩或群桩)全部或部分埋入土中, 顶部由承台(或承台梁)连成一体。在承台上修筑上部建筑如下图所示: 1—持力层; 2—桩;
3—桩基承台; 4—上部建筑物; 5—软弱层。
桩基础分类: ( 桩的分法很多, 只列举几个)
1、 按桩的受力情况: 摩擦桩、 端承桩。
摩擦桩: 桩上的荷载由桩侧摩擦力共同承受; 端承桩: 桩上的荷载主要由桩端阻力承受;
2、 按桩的施工方法: 预制桩与灌注桩。预制桩: 在工厂或施工现场制成, 后用设备将桩打入压入、 旋入或振入土中; 灌注桩: 在施工现场的桩位用机械或人工成孔, 然后在孔内灌注砼或钢筋砼而成。3、 按挤土方式分: 挤土桩、 非挤土桩、 部分挤土桩。挤土桩: 包括挤土灌注桩、 挤土预制桩; 非挤土桩: 包括干作业法、 泥浆护壁法、 套筒护壁法; 部分挤土桩: 部分挤土灌注桩、 预钻孔打入式预制桩。 ( 下图) 混凝土预制桩
一、 预制桩施工
( 一) 预制桩的制作、 运输、 堆放
A、 砼实心桩
1、 预制混凝土实心桩大多做成方形断面, 断面尺寸一般为200mm×200mm～500mm×500mm; 单根桩的最大长度≤27m; 桩打设>30m时需将桩分几段制作, 短桩预制多在工厂制作, 常桩预制多在现场预制; 2、 采用重叠法间隔制作, 重叠层数不宜超过四层, 桩与桩间应做好隔离层, 上层桩制作时应在下层桩砼强度达到30%以后方可进行 。

重叠法间隔施工 1一侧模板; 2一隔离剂或隔离层; 3一卡具
预制桩的混凝土常见C30～C40, 宜用机械搅拌, 机械振捣, 由桩顶向桩尖连续浇筑捣实, 一次完成; 制作完后, 应洒水养护不少于7d。混凝土的粗骨料应用碎石或开口卵石, 粒径宜为5mm～40mm。预制桩的制作质量应符合规范规定。
桩堆放时, 地面必须平整、 坚实, 垫木间距应根据吊点确定, 各层垫木应位于同一垂直线上, 最下层垫木应适当加宽, 堆放层数不宜超过四层。不同规格的桩, 应分别堆放。
3、 混凝土预制桩达到设计强度70％后方可起吊, 达到设计强度100％后方可进行运输。
B、 混凝土管桩
生产用离心法, 使砼内水分甩出, 密实度增加, 强度提高, 抵抗地下水和其它类腐蚀的性能好。砼强度达到100%后可运输, 堆放不超过3层, 两侧用木块塞紧一方滚动。尺寸: 桩经有Φ300、 Φ400、 Φ550mm等, 每节长度2m～12m不等, 管壁内设Φ16mm～22mm主筋10根～20根, 外面绕以Φ6mm螺旋箍筋, 多以C30混凝土制造。
C、 钢管桩
钢管桩一般使用无缝钢管, 也可采用钢板卷板焊接而成。钢管桩具有加工、 运输方便, 施工效率高, 速度快, 棺材强度大, 施工中能承受巨大的冲击力, 贯穿地层能力强, 当选用较好的持力层能获得较大的承载力, 桩的长度可经过焊接接长或割短来随意满足设计要求, 打桩时挤土量少, 桩在软土地基中施打时变位小等优点。
钢管桩的管材一般用普通碳素钢或按设计要求选用, 按加工工艺区分有直缝钢管和螺旋缝钢管( 刚度大, 工程上使用较多) 两种, 为便于运输和受桩架高度所限, 钢管桩常分为分别有一根上节桩、 一根下节桩和若干根中节桩组合而成, 每节的长度一般为13m或15m, 20m。钢管的直径为406.4 mm～2032mm, 壁厚为6mm～25mm不等, 应根据工程地质、 荷载、 基础平面以及施工条件综合考虑后加以选择。
钢管桩桩端有开口型和闭口型两种。

( a) 开口形

(b) 闭口形
钢管桩在地下的年腐蚀率约为0．05mm／a～O．03ram／a, 因此对钢管桩的防腐处理尤为重要。
钢钢管桩应设保护圈, 两端应有适当保护措施。搬运时, 应防止因撞击而造成桩端、 桩体损坏或弯曲变形。应按规格、 材质分别堆放, 堆放高度不宜太高, 防止受压变形。一般Φ900的钢管桩不宜超过3层; Φ600者不宜超过4层; Φ400者不宜超过5层。管桩两侧用木楔塞牢防止滚动。
( 二) 桩基础施工
一、 预制桩施工( 一) 预制桩的制作、 运输、 堆放
A、 砼实心桩B、 混凝土管桩C、 钢管桩
( 二) 锤击沉桩( 打入法) 施工
锤击沉桩也称为打入法: 是利用桩锤下落产生的冲击能量将桩沉人土中。
特点: 施工速度快, 机械化程度高, 适应范围广, 现场文明程度高; 缺点: 噪音污染和振动, 对城市中心和夜间施工有限制。
A、 打桩设备: 主要包括桩锤、 桩架及动力装置三部分。
桩锤——其作用是对桩施加冲击力, 将桩打入土中。桩架——其作用是支持桩身和桩锤, 将桩吊到打桩位置, 并在打人过程中引导桩的方向, 保证桩锤沿着所要求的方向冲击。动力装置——包括起动桩锤用的动力设施, 如卷扬机、 锅炉、 空气压缩机等。
a．桩锤的选择。桩锤有落锤、 单动汽锤、 双动汽锤、 柴油打桩锤和液压锤等。
落锤: 是由一般生铁铸成。利用卷扬机提升, 构造简单, 使用方便, 故障少。适用于普通粘性土和含砾石较多的土层中打桩。打桩速度较慢(每分钟约6次～12次), 效率低。
单动汽锤: 利用蒸汽( 或压缩空气) 的压力作用与活塞的上部, 经过排气阀释放蒸汽, 靠自重打桩, 冲击较大; 打桩速度比落锤快, 60次—80次/分, 锤重1.5t—15t, 适用于各种装在各类土层中施工。
双动汽锤: 双动汽锤比单动汽锤冲击力更大, 频率更快( 可达１００次—２００次／分钟) , 锤重０．６ｔ—６ｔ, 适用于一般的打桩工程, 并能用于打钢板桩、 水下桩、 斜桩和拔桩,
柴油锤: 导杆式、 活塞式和管式三类。锤重０．２２ｔ—１５ｔ, ４０次—７０次／分钟, 结构简单使用方便, 不需要充外部供应能源但在软土中由于灌入度过大, 燃油不能爆发, 桩锤反跳不起来会使工作循环中断, 空气污染严重。液压锤: 经过液压又提升和降落, 噪音低, 无油烟, 耗能省等优点
ｂ、 桩架的选择: 滚筒式桩架、 多功能式桩架和履带式桩架。( 图见教材) 滚筒式桩架: 优点: 结构简单, 制作容易; 　缺点: 平面转弯、 调头方面不灵活, 操作人员较多; 适用打桩类型: 预制桩和灌注桩。
多功能式桩架: 优点: 机动性和适应性大, 可作３６００旋转, 导架可伸缩和前后倾斜, 可在轨道上行走。使用类型: 各种预制桩和灌注桩施工。履带式桩架: 优点: 移动方便, 比功能式更灵活。　适用类型: 各种预制桩和灌注桩。
Ｂ、 打桩顺序: 群桩施打时未办证打桩工程质量, 防止周围建筑物受土体挤压的影响, 打桩前应根据装的密集程度, 装的规格, 长短和桩架移动方便来正确选择打桩顺序。 由于打桩对土体的挤密作用, 使先打的桩因受水平推挤而造成偏移和变位, 或被垂直挤拔造成浮桩; 而后打人的桩因土体挤密, 难以达到设计标高或入土深度,
或造成土体隆起和挤压, 截桩过大。因此, 群桩施打时, 为了保证打桩工程质量, 防止周围建筑物受土体挤压的影响, 打桩前应根据桩的密集程度、 桩的规格、 长短和桩架移动方便来正确选择打桩顺序。
当桩较密集时(桩中心距小于或等于四倍桩边长或桩径), 应由中间向两侧对称施打或由中间向四周施打, 如下图(c)、 (d)。这样, 打桩时土体由中间向两侧或向四周均匀挤压, 易于保证施工质量。当桩数较多时, 也可采用分区段施打。

当桩较稀疏时(桩中心距大于四倍桩边长或桩径), 可采用上述两种打桩顺序, 也可采用由一侧向单一方向施打的方式(即逐排打设)或由两侧同时向中间施打, 如上图(a)、 (6)。逐排打设, 桩架单方向移动, 打桩效率高。但打桩前进方向一侧不宜有防侧移、 防振动的建筑物、 构筑物、 地下管线等, 以防土体挤压破坏。
当桩规格、 埋深、 长度不同时, 宜先大后小, 先深后浅, 先长后短施打, 当一侧毗邻建筑物时, 又毗邻建筑物处向另一方向施打; 当桩头高出地面时, 撞击宜采用往后退打, 否则可采用往前顶打。C、 打桩: 打桩过程包