第2章 地基基礎(chǔ)工程

2.1 土方工程

2.1.1 土的工程分類

土按施工的難易程度分八類：松軟土、普通土、堅(jiān)土、砂礫堅(jiān)土、軟石、次堅(jiān)石、堅(jiān)石、特堅(jiān)石，見表2-1。

表2-1 土的工程分類

2.1.2 土的現(xiàn)場鑒別方法

1.碎石土的現(xiàn)場鑒別

碎石土密實(shí)度的現(xiàn)場鑒別方法見表2-2。

表2-2 碎石土密實(shí)度的現(xiàn)場鑒別方法

2.黏性土等的現(xiàn)場鑒別

（1）黏性土的現(xiàn)場鑒別 黏性土的現(xiàn)場鑒別方法見表2-3。

表2-3 黏性土的現(xiàn)場鑒別方法

（2）人工填土、淤泥、黃土、泥炭的現(xiàn)場鑒別 人工填土、淤泥、黃土、泥炭的現(xiàn)場鑒別方法見表2-4。

表2-4 人工填土、淤泥、黃土、泥炭的現(xiàn)場鑒別方法

2.1.3 土的性質(zhì)

1.土的可松性

自然狀態(tài)下的土，經(jīng)過開挖以后，其體積因松散而增加，后雖經(jīng)回填壓實(shí)，仍不能恢復(fù)到原體積，這種性質(zhì)稱為土的可松性。土的可松性是用可松性系數(shù)來表示的。自然狀態(tài)土經(jīng)開挖后的松散體積與原自然狀態(tài)下的體積之比，稱為最初可松性系數(shù)K_S；土經(jīng)回填壓實(shí)后的體積與原自然狀態(tài)下的體積之比，稱為最終可松性系數(shù)K′_S。各類土的可松性系數(shù)參考值見表2-1。

2.土的滲透性

土體孔隙中的自由水在重力作用下會透過土體而運(yùn)動，這種土體被水透過的性質(zhì)稱為土的滲透性。土的滲透性通過滲透系數(shù)k來反映土透水性的大小，一般通過室內(nèi)滲透試驗(yàn)或現(xiàn)場抽水或壓水試驗(yàn)確定。土的滲透系數(shù)的大小對土方工程中施工降水與排水的影響較大，施工時(shí)應(yīng)加以注意。土的滲透系數(shù)參考值見表2-5。

表2-5 土的滲透系數(shù)參考值

3.土的含水量

土的含水量是土中所含的水與土的固體顆粒重量之比的百分率。土的含水量與土方邊坡的穩(wěn)定性及回填土的質(zhì)量有直接關(guān)系。

當(dāng)土的含水量超過25%～30%時(shí)，采用機(jī)械施工就很困難。一般土的含水量超過20%就會使在其上行駛的運(yùn)土汽車打滑或陷車。回填土含水量過大，夯實(shí)時(shí)會出現(xiàn)橡皮土。各類土都存在一個最佳含水量，當(dāng)土的含水量處于最佳時(shí)，回填土的密實(shí)度最大。表2-6為土的最佳含水量參考值。

表2-6 土的最佳含水量參考值

4.松散土的壓縮性

松散土經(jīng)壓實(shí)后體積減小的性質(zhì)，影響填土土方量。在核實(shí)填土工程量時(shí)，一般應(yīng)按填方實(shí)際體積增加10%～20%的方數(shù)考慮。土的壓縮率參考值見表2-7。

表2-7 土的壓縮率參考值

2.1.4 土方開挖

基坑開挖程序一般為：測量放線→切線分層開挖→排降水→修坡→整平→留足預(yù)留土層等。

在建筑物基礎(chǔ)或管溝土方施工中，對永久性或使用時(shí)間較長的臨時(shí)性挖方，防止塌方的主要技術(shù)措施是放坡和坑壁支撐。

1.邊坡坡度

為了保證土壁穩(wěn)定，根據(jù)不同土質(zhì)的物理性能、開挖深度、土的含水率，在基礎(chǔ)土方開挖時(shí)，留出一定的坡度，以保證土壁穩(wěn)定。各類邊坡坡度見表2-8、表2-9和表2-10。

表2-8 臨時(shí)性挖方邊坡允許值

注：1.有成熟施工經(jīng)驗(yàn)，可不受本表限制。設(shè)計(jì)有要求時(shí)，應(yīng)符合設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

2.如采用降水或其他加固措施，也不受本表限制。

3.開挖深度對軟土不超過4m，對硬土不超過8m。

表2-9 巖石邊坡容許坡度值

表2-10 永久性土工構(gòu)筑物挖方的邊坡坡度

（續(xù)）

2.不放坡直槽高度

當(dāng)?shù)叵滤坏陀诨祝跐穸日５耐翆又虚_挖基坑或管溝，且敞露時(shí)間不長，可做成直立壁不加支撐，但挖方深度不宜超過表2-11的規(guī)定。

表2-11 不放坡直槽高度最大允許挖方深度

注：當(dāng)挖方深度超過表中規(guī)定的數(shù)值時(shí)，應(yīng)考慮放坡或加支撐。

3.土方放坡開挖常見問題與防治（表2-12）

表2-12 土方放坡開挖常見問題與防治

（續(xù)）

（續(xù)）

4.土方開挖工程的質(zhì)量驗(yàn)收

1）當(dāng)土方工程挖方較深時(shí)，施工單位應(yīng)采取措施，防止基坑底部土的隆起并避免危害周邊環(huán)境。

2）在挖方前，應(yīng)做好地面排水和降低地下水位工作。

3）平整場地的表面坡度應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求，當(dāng)設(shè)計(jì)無要求時(shí)，排水溝方向的坡度不應(yīng)小于0.2%。平整后的場地表面應(yīng)逐點(diǎn)檢查。檢查點(diǎn)為每100～400m²取1點(diǎn)，但不應(yīng)少于10點(diǎn)；長度、寬度和邊坡均為每20m取1點(diǎn)，每邊不應(yīng)少于1點(diǎn)。

4）土方工程施工，應(yīng)經(jīng)常測量和校核其平面位置、水平標(biāo)高和邊坡坡度。平面控制樁和水準(zhǔn)控制點(diǎn)應(yīng)采取可靠的保護(hù)措施，定期復(fù)測和檢查。土方不應(yīng)堆在基坑邊坡周圍。

5）土方開挖前應(yīng)檢查定位放線、排水和降低地下水位系統(tǒng)，合理安排土方運(yùn)輸車的行走路線及棄土場。

6）施工過程中應(yīng)檢查平面位置、水平標(biāo)高、邊坡坡度、排水、降低地下水位系統(tǒng)，并隨時(shí)觀測周圍的環(huán)境變化。

7）土方開挖工程的質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)見表2-13。

表2-13 土方開挖工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn) （單位：mm）

2.1.5 土方填筑

1.填方土料

填方土料應(yīng)符合設(shè)計(jì)規(guī)定，當(dāng)設(shè)計(jì)無規(guī)定時(shí)，應(yīng)按現(xiàn)行規(guī)范執(zhí)行。為保證填筑工程質(zhì)量，必須正確選擇填方土料。各類土用作填土的適用條件見表2-14。

表2-14 各類土用作填土的適用條件

填筑工程應(yīng)盡量選用同類土填筑。當(dāng)采用不同透水性的土填筑時(shí)，必須將透水性較大的土層置于透水性較小的土層之下。

2.土料含水量和最大干密度

土料含水量的大小，直接影響到夯實(shí)（碾壓）質(zhì)量。因此，在夯實(shí)（碾壓）前應(yīng)先試驗(yàn)，以得到符合密實(shí)度要求條件下的最優(yōu)含水量和最少夯實(shí)（或碾壓）遍數(shù)。含水量過小，則夯壓（碾壓）不實(shí)；含水量過大，則易成橡皮土。各種土的最優(yōu)含水量和最大干密實(shí)度參考數(shù)值見表2-15。

表2-15 土的最優(yōu)含水量和最大干密度參考表

注：1.表中土的最大干密度應(yīng)以現(xiàn)場實(shí)際達(dá)到的數(shù)字為準(zhǔn)。

2.一般性的回填，可不作此項(xiàng)測定。

3.填土邊坡

填土的邊坡坡度應(yīng)根據(jù)填方高度、土的種類和其重要性在設(shè)計(jì)中加以規(guī)定，當(dāng)設(shè)計(jì)無規(guī)定時(shí)，可按表2-16采用。

表2-16 永久性填方邊坡的高度限值

注：1.當(dāng)填方高度超過本表規(guī)定值時(shí)，邊坡可做成折線形，填方下部的邊坡坡度應(yīng)為1∶1.75～1∶2.00。

2.凡永久性填方，土的種類未列入本表者，其邊坡坡度不得大于φ+45°/2，φ為土的自然傾斜角。

4.填土壓實(shí)

填土壓實(shí)常用的壓實(shí)方法有碾壓法、夯實(shí)法及振動法等。填土每層鋪土厚度和壓實(shí)遍數(shù)應(yīng)根據(jù)土的性質(zhì)、設(shè)計(jì)要求的壓實(shí)系數(shù)和使用的壓（夯）實(shí)機(jī)具性能而定，一般應(yīng)通過現(xiàn)場碾（夯）壓試驗(yàn)確定。填土施工時(shí)的分層厚度及壓實(shí)遍數(shù)見表2-17。

表2-17 填土施工時(shí)的分層厚度及壓實(shí)遍數(shù)

填方的密實(shí)度要求和質(zhì)量指標(biāo)通常以壓實(shí)系數(shù)λ_c表示，壓實(shí)填土的質(zhì)量控制見表2-18。

表2-18 壓實(shí)填土的質(zhì)量控制

注：1.壓實(shí)系數(shù)λ_c為壓實(shí)填土的控制干密度ρ_d與最大干密度ρ_dmax的比值，ω_op為最優(yōu)含水量。

2.地坪墊層以下及基礎(chǔ)底面標(biāo)高以上的壓實(shí)填土，壓實(shí)系數(shù)不應(yīng)小于0.94。

5.土方回填常見問題與防治（見表2-19）

表2-19 土方回填常見問題與防治

（續(xù)）

6.填土工程質(zhì)量驗(yàn)收

1）填土施工過程中應(yīng)檢查排水措施，每層填筑厚度、含水量控制和壓實(shí)程序。

2）對有密實(shí)度要求的填方，在夯實(shí)或壓實(shí)之后，要對每層回填土的質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)，一般采用環(huán)刀法（或灌砂法）取樣測定土的干密度，求出土的密實(shí)度，或用輕便觸探儀直接通過錘擊數(shù)來檢驗(yàn)干密度和密實(shí)度，符合設(shè)計(jì)要求后，才能填筑上層土方。

3）基坑和室內(nèi)填土，每層按100～500m²取樣1組；場地平整填方，每層按400～900m²取樣1組；基坑和管溝回填每20～50m取樣1組，但每層均不少于1組，取樣部位在每層壓實(shí)后的下半部。用灌砂法取樣應(yīng)為每層壓實(shí)后的全部深度。

4）填土壓實(shí)后的干密度應(yīng)有90%以上符合設(shè)計(jì)要求，其余10%的最低值與設(shè)計(jì)值之差，不得大于0.08t/m³，且不應(yīng)集中分布。

5）填方施工結(jié)束后應(yīng)檢查標(biāo)高、壓實(shí)程度等，檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)見表2-20。

表2-20 填土工程質(zhì)量檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)

2.2 基坑工程

2.2.1 基坑工程監(jiān)測

1.基坑變形的監(jiān)控值

在建筑物稠密地區(qū)，往往不具備放坡開挖的條件，只能采用在支護(hù)結(jié)構(gòu)保護(hù)下進(jìn)行垂直開挖的施工方法?！督ㄖ鼗A(chǔ)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50202—2002）規(guī)定了施工時(shí)基坑變形的監(jiān)控值，見表2-21。

表2-21 基坑變形的監(jiān)控值 （單位：cm）

注：1.符合下列情況之一，為一級基坑：

①重要工程或支護(hù)結(jié)構(gòu)做主體結(jié)構(gòu)的一部分；②開挖深度大于10m；③與鄰近建筑物、重要設(shè)施的距離在開挖深度以內(nèi)的基坑；④基坑范圍內(nèi)有歷史文物、近代優(yōu)秀建筑、重要管線等需嚴(yán)加保護(hù)的基坑。

2.三級基坑為開挖深度小于7m，周圍環(huán)境無特別要求的基坑。

3.除一級和三級外的基坑屬二級基坑。

4.位于地鐵、隧道等大型地下設(shè)施安全保護(hù)區(qū)范圍內(nèi)的基坑工程，以及城市生命線工程或?qū)ξ灰朴刑厥庖蟮木軆x器使用場所附近的基坑工程，應(yīng)遵照有關(guān)的專門文件或規(guī)定執(zhí)行。

2.支護(hù)結(jié)構(gòu)監(jiān)測

基坑和支護(hù)結(jié)構(gòu)的監(jiān)測項(xiàng)目，根據(jù)支護(hù)結(jié)構(gòu)的重要程度、周圍環(huán)境的復(fù)雜性和施工的要求而定。要求嚴(yán)格則監(jiān)測項(xiàng)目增多，否則可減少。表2-22為《建筑基坑支護(hù)技術(shù)規(guī)程》（JGJ 120—2012）所列的基坑監(jiān)測項(xiàng)目。

表2-22 基坑監(jiān)測項(xiàng)目表

3.周圍環(huán)境監(jiān)測

建筑物和地下管線等監(jiān)測涉及工程外部關(guān)系，應(yīng)由具有測量資質(zhì)的第三方承擔(dān)，以使監(jiān)測數(shù)據(jù)可靠而公正。

（1）坑外地層變形 基坑工程對周圍環(huán)境的影響范圍大約為1～2倍的基坑開挖深度，因此監(jiān)測點(diǎn)應(yīng)考慮在這個范圍內(nèi)進(jìn)行布置。對地層變形監(jiān)測的項(xiàng)目有：地表沉降、土層分層沉降和土體傾斜以及地下水位變化等。

（2）臨近建（構(gòu)）筑物沉降和傾斜監(jiān)測 建筑物變形監(jiān)測主要內(nèi)容有：建筑物的沉降監(jiān)測；建筑物的傾斜監(jiān)測和建筑物的裂縫監(jiān)測。

各類建筑物對差異沉降的承受能力可參閱表2-23和表2-24的規(guī)定，確定相應(yīng)的控制標(biāo)準(zhǔn)。對重要、特殊的建筑結(jié)構(gòu)應(yīng)作專門的調(diào)研，然后決定允許的變形控制標(biāo)準(zhǔn)。

表2-23 差異沉降和相應(yīng)建筑物的反應(yīng)

（續(xù)）

注：1.框架結(jié)構(gòu)有多種基礎(chǔ)形式，包括：現(xiàn)澆單獨(dú)基礎(chǔ)、現(xiàn)澆條形基礎(chǔ)、現(xiàn)澆筏形基礎(chǔ)、現(xiàn)澆箱形基礎(chǔ)、裝配式單獨(dú)基礎(chǔ)、裝配式條形基礎(chǔ)以及樁基。不同基礎(chǔ)形式的框架對沉降差的反應(yīng)也不同。表中只提出了一般框架結(jié)構(gòu)對差異沉降的反應(yīng)，因此對重要框架結(jié)構(gòu)在差異沉降下的反應(yīng)，還要仔細(xì)調(diào)研其基礎(chǔ)形式和使用要求，以確定允許的差異沉降量。

2.各種基礎(chǔ)形式的高聳煙囪、化工塔罐、氣柜、高爐、塔桅結(jié)構(gòu)（如電視塔）、劇院、會場空曠結(jié)構(gòu)等特別重要的建筑設(shè)施要做專門調(diào)研，以明確允許差異沉降值。

3.內(nèi)框架（特別是單排內(nèi)框架）和底層框架（條形或單獨(dú)基礎(chǔ)）的多層砌體建筑結(jié)構(gòu)，對不均勻沉降很敏感，亦應(yīng)專門調(diào)研。

表2-24 建筑物的基礎(chǔ)傾斜允許值

（3）臨近地下管線沉降與位移監(jiān)測 城市的地下市政管線主要有：煤氣管、上水管、電力電纜、電話電纜、雨水管和污水管等。地下管道根據(jù)其材料性質(zhì)和接頭構(gòu)造可分為剛性管道和柔性管道。其中煤氣管和上水管是剛性壓力管道，是監(jiān)測的重點(diǎn)。

2.2.2 錨桿及土釘墻

1.材料

1）土釘鋼筋使用前應(yīng)調(diào)直、除銹、除油。

2）優(yōu)先選用強(qiáng)度等級為32.5級的普通硅酸鹽水泥。

3）采用干凈的中粗砂，含水量應(yīng)小于5%。

4）使用速凝劑時(shí)，應(yīng)做與水泥的相容性試驗(yàn)及水泥漿凝結(jié)效果試驗(yàn)。

2.施工機(jī)具

成孔機(jī)具可選用沖擊鉆機(jī)、螺旋鉆機(jī)、回轉(zhuǎn)鉆機(jī)、洛陽鏟等；注漿泵；混凝土噴射機(jī)；空氣壓縮機(jī)；輸料管；供水設(shè)施。

3.施工工藝

錨桿施工工藝主要包括鉆孔、安放拉桿、灌漿和張拉錨固。

4.常見問題及防治（表2-25）

表2-25 錨桿及土釘墻常見問題與防治

（續(xù)）

5.質(zhì)量驗(yàn)收（表2-26）