第一章土方工程

·主要内容：

▲土的工程分类、可松性，施工特点；

▲土方量的计算，场地平整施工的竖向规划设计； ▲基坑开挖、降水方案，轻型井点系统的设计； ▲基坑边坡稳定及支护结构；

▲填土压实原理及要求，土方工程机械化施工。 ·基本要求：

▲了解土方工程施工特点；

▲掌握土方量的计算、场地平整施工的竖向规划设计。

▲. 掌握基坑开挖施工中的降低地下水位方法，基坑边坡稳定及支护结构设计方法的基本原理。

▲. 熟悉常用土方机械的性能和使用范围。 ▲. 掌握填土压实的要求和方法。 ·重点：

▲土的可松性，土方量的计算，场地平整施工的竖向规划设计，轻型井点系统的设计，边坡塌方、流砂的原因及防治，填土压实的原理、方法及施工控制。 ·难点：

▲利用土的可松性系数进行土方量的计算，轻型井点的计算，影响填土压实的因素。 ·深度和广度：

▲达到能进行土方开挖方案（包括土方机械的选择）、基坑开挖的降水方案、基坑边坡支护方案、填土压实方案的制定，场地平整施工的竖向规划设计。

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1.1 概 述

1.1.1土方工程种类与特点

土方工程是建筑施工中主要分部工程之一，也是建筑工程施工过程中的第一道工序。它包括场地平整、基坑（槽）开挖、土方填筑与压实，降低地下水位和基坑土壁支护等辅助工作。

土方工程按施工内容和方法不同，一般包括以下四项： 1.场地平整

2.基坑（槽）及管沟开挖 3.地下大型土方开挖 4.土方填筑

1.1.2土的工程分类及性质

1、土的工程分类

土的种类很多，其分类方法也很多，在土方工程施工中，根据土的开挖难易程度将土分为松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚石等八类。前四类为一般土，后四类为岩石。正确区分和鉴别土的种类，可以合理地选择施工方法和准确地套用定额，计算土方工程费用。

2、土的工程性质

土有各种工程性质，其中影响土方工程施工的有：土的质量密度、可松性、含水量和渗透性。

（1）土的质量密度

土的质量密度分天然密度和干密度。土的天然密度，指土在天然状态下单位体积的质量，它影响土的承载力、土压力及边坡稳定性。土的干密度，指单位体积土中固体颗粒的含量，用以检验压实质量的控制指标。

（2）土的可松性

自然状态下的土（原土）经开挖后，其体积因松散而增加，虽经回填夯实，仍不能恢复到原状土的体积，这种性质称为土的可松性。土的可松性程度用可松性系数表示如下：

Kp=

V2 （1.1） V1·2·

K'p=

式中：Kp——最初可松性系数；

K'p——最终可松性系数； V1——自然状态下土的体积； V2——土经开挖后的松散体积； V3——土经回填压实后的体积。

V3 （1.2） V1可松性系数对土方的调配，计算土方运输量、填方量及运输工具都有影响，尤其是大型挖方工程，必须考虑土的可松性系数。各类土的可松性系数见课本表1.2。

（3）土的含水量

土的含水量是指土中所含的水与土的固体颗粒之间的重量比，以百分数表示：

Wmm1m2100%w100% （1.3） m2ms式中：m1——含水状态时土的质量；

m2——烘干后土的质量； mw——土中水的质量； ms——固体颗粒的质量。

土的含水量对土方边坡的稳定性和填土压实质量均有影响。土方回填时则需要有最优含水量方能夯压密实，获得最佳干密度。土的最优含水量和最大干密度参考值见课本表1.3。

（4）土的渗透性

土的渗透性是指水在土体中渗流的性能，一般以渗透系数K表示。地下水在土中渗流速度可按达西定律计算：

V=K·i （1.4）

式中：V——水在土中渗流速度（m/d或cm/s）；

i——水力坡度；

K——土的渗透系数（m/d或cm/s）。

渗透系数K值反映出土透水性强弱，它直接影响降水方案的选择和涌水量计算的准确性，一般可通过室内渗透试验或现场抽水试验确定，一般土的渗透系数见课本表1.4。

1.2土方工程量计算

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1.2.1基坑、基槽土方量计算

基坑土方量的计算可近似按拟柱体（由两个平行的平面做上下底的多面体）体积公式来计算（图1.1）：

V式中：H ——基坑深度（m）；

F1——基坑上底面积m2； F2——基坑下底面积m2；

H(F14F0F2) （1.5） 6F0——基坑中截面面积。（m2）。

基槽和路堤土方量可沿其长度方向分段后，用同样方法计算（图1.2）：

V1L1(F14F0F2) （1.6） 6式中：V1——第一段的土方量（m3）；

L1——第一段的长度（m）。

然后将各段的土方量相加，即得总土方量：

VV1V2Vn （1.7）

式中V1、V2……Vn——各段的土方量（m3）。

1.2.2场地平整土方量计算

场地平整就是将天然地面平整成施工所要求的设计平面。在目前总承包施工中，三通一平的工作往往由施工单位实施，因此场地平整也成为开工前的一项工作内容。场地平整前，要进行场区竖向规划设计，确定场地设计标高计算挖方和填方的工程量，然后根据工程规模、施工期限、现有条件选择土方机械，拟定施工方案。

1.场地设计标高的确定

场地设计标高是进行场地平整和土方量计算的依据，也是总图规划和竖向设计的依

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据。合理确定场地的设计标高，对减少土方量，节约土方运输费用，加快施工进度等都有重要的经济意义。选择设计标高时应考虑以下因素：

1）满足生产工艺和运输的要求；

2）尽量利用地形，使场内挖填平衡，以减少土方运输费用； 3）有一定泄水坡度（≥2‰），满足排水要求； 4）考虑最高洪水位的影响。 （1）初步确定场地设计标高

首先将场地的地形图根据要求的精度划分成边长为10~40m的方格网，见图1.3(a)。在各方格左上角逐一标出其角点的编号；然后求出各方格角点的地面标高，标于各方格的左下角；地形平坦时，可根据地形图上相邻两等高线的标高，用插入法求得；地形起伏较大或无地形图时，可在地面用木桩打好方格网，然后用仪器直接测出。

按照场地内土方在平整前及平整后相等的原则，场地设计标高可按下式计算：

H0H12H23H34H44n (1.8)

式中：H1——一个方格仅有的角点标高；

H2——两个方格共有的角点标高； H3——三个方格共有的角点标高； H4——四个方格共有的角点标高。 （2）场地设计标高的调整

按公式（1.8）所计算的设计标高Ho系一理论值，实际上还需要考虑以下因素进行

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调整。

1）土的可松性影响。 考虑土的可松性后，场地设计标高应调整为：

H0’=H0+Δh (1.10)

2）借土或弃土的影响。 3）泄水坡度的影响。 2.场地平整土方量计算

场地平整土方量的计算方法，通常有方格网法和断面法两种。当场地地形较为平坦时宜采用方格网法；当场地地形起伏较大、断面不规则时，宜采用断面法。

⑴方格网法

方格边长一般取10m、20m、30m、40m等。根据每个方格角点的自然地面标高和设计标高，算出相应的角点挖填高度，然后计算出每一个方格的土方量，并算出场地边坡的土方量，这样即可求得整个场地的填、挖土方量。其具体步骤如下：

1）计算场地各方格角点的施工高度。各方格角点的施工高度（挖或填的高度），可按下式计算：

hn=Hn－H (1.13)

式中：hn—角点的施工高度；以“+”为填，“-”为挖；

Hn—角点的设计标高； H—角点的自然地面标高。 2）确定零线。

3）计算场地方格挖填土方量。场地各方格土方量的计算，一般有下述四种类型，可采用四角棱柱体的体积计算方法。

① 方格四个角点全部为填方（或挖方），如图1.7所示，其土方量为：

a2(h1h2h3h4) V4量为：

V1,2填方部分的土方量为：

V3,4

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(1.15)

② 方格的相邻两角点为挖方，另两角点为填方，如图1.8所示，其挖方部分的土方

h1h2a2(+) 4h1h4h2h322 (1.16)

h3h4a2(+) 4h1h4h2h322 (1.17)

3) 方格的三个角点为挖方，另一个角点为填方，或者相反时，如图1.9所示，其填方部分土方量为：

3h4a2 V4

6(h1h4)(h3h4)挖方部分土方量为：

V1,2,3 (1.18)

a2(2h1h22h3h4)V4 6 (1.19)

4) 方格的一个角点为挖方，相对的角点为填方，另两个角点为零点时，如图1.10所示，其挖（填）方土方量为：

a2h V6

(1.20)

必须指出，以上的计算公式是根据平均中断面的近似公式推导而得，当方格中地形不平时误差较大，但计算简单，目前用人工计算土方量时多用此法。为提高计算精度，也可将方格网按等高线走向再划成三角棱柱体进行计算，此法计算工作量太大，一般适宜用电子计算机计算土方量，在此不作赘述。

4）计算场地边坡土方量。在场地平整施工中，沿着场地四周都需要作成边坡，以保持土体稳定，保证施工和使用的安全。边坡土方量的计算，可先把挖方区和填方区的边坡画出来，然后将边坡划分为两种近似的几何形体，如三角棱柱体或三角棱锥体。

1)棱锥体边坡体积。

例如：图1.11中的①，其体积为：

V1式中：l1——边坡①的长度；

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1F1l1 3 (1.21)

F1——边坡①的端面积。 2）三角棱柱体边坡体积。 例如：图1.11中的④，其体积为：

V4F1F2l4 2 (1.22)

在两端横断面面积相差很大的情况下，则

V4l4(F14F0F2) 6 (1.23)

⑵断面法

沿场地取若干个相互平行的断面（当精度要求不高时，可利用地形图定出，若精度要求较高，应实地测量定出），将所取的每个断面（包括边坡断面）划分为若干个三角形和梯形，如图1.12所示，则面积为：

f1某一断面面积为：

h1d1(hh2)d2；f21，… 22Fif1f2…fn

若d1d2…dnd，则

Fid(h1h2…hn1)

设各断面面积分别为F1、F2、…Fm，相邻两断面间的距离依次为L1、L2、…Lm，则

所求土方体积为：

VFF3FFmF1F2L12L2…m1Lm1 (1.24) 222可见，用此法计算土方量时，边坡土方量已包括在内。

1.3 基坑开挖

在场地平整工作完成后，便可进行基坑的开挖，基坑的开挖往往涉及到一系列的问题，如边坡的稳定，深基坑的支护，降低地下水位以及基坑开挖方案的确定等。 1.3.1基坑开挖前的施工准备

1.学习与审查图纸

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2.编制施工方案 3.场地平整、清理障碍物 4.测量定位放线 5.修建临时设施与道路 1.3.2 降低地下水位

在基坑开挖过程中，当基坑底面低于地下水位时，由于土壤的含水层被切断，地下水将不断渗入基坑。这时如不采取有效措施排水，降低地下水位，不但会使施工条件恶化，而且基坑经水浸泡后会导致地基承载力的下降和边坡塌方。因此为了保证工程质量和施工安全，在基坑开挖前或开挖过程中，必须采取措施降低地下水位，使基坑在开挖中坑底始终保持干燥。对于地面水（雨水、生活污水），一般采取在基坑四周或流水的上游设排水沟、截水沟或挡水土堤等办法解决。对于地下水则常采用集水井明排降水和井点降水的方法，使地下水位降至所需开挖的深度以下。无论采用何种方法，降水工作都应持续到基础工程施工完毕并回填土后才可停止。

1.降低地下水位的基本方法 （1）集水井明排法

当基坑挖至接近地下水位时，在基坑的两侧或四周设置具有一定坡度的排水明沟，在基坑四角或每30-40m设置集水井，使地下水流入集水井内，然后用水泵抽出坑外（图1.15）。明沟集水井排降水是一种常用的最经济、最简单的方法，但仅适用于土质较好且地下水位不高的基坑开挖，当土为细砂或粉砂时，易发生流砂现象，此时可采用井点降水的方法。

1）集水井与排水明沟的设置。

集水井与排水明沟宜布置在拟建建筑基础边0.4m以外，沟边缘离开边坡坡脚不应小于0.3m；排水明沟沟底宽一般不宜小于0.3m，底面应比挖土面低0.3～0.4m，排水纵坡宜控制在1‰-2‰内；集水井直径或宽度一般为0.6～0.8m，其底面应比排水沟底低约0.5m以上。并随基坑的挖深而加深。当基坑挖至设计标高后，集水井应进一步加深至低于基坑底1~2m，并铺填约0.3m厚的碎石滤水层，以免因抽水时间较长而挟带大量泥砂，并防止集水井的土被扰动。

2）水泵的选用。

集水明排水是用水泵从集水井中抽水，常用的水泵有潜水泵、离心水泵和泥浆泵。一般所选用水泵的抽水量为基坑涌水量的1.5～2倍。

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3）流砂的发生与防止。

当基坑挖至地下水位以下，且采用集水井排水时，如果坑底、坑壁的土粒形成流动状态随地下水的渗流不断涌入基坑，即称为流砂。

发生流砂时，土完全丧失承载力，土边挖边冒，很难挖到设计深度，给施工带来极大困难，严重时还会引起边坡塌方，甚至危及临近建筑物。

发生流砂现象的关键是动水压力的大小与方向，所以，防治流砂的主要途径是减小或平衡动水压力，或者改变动水压力的方向。其具体措施有：抢挖法、打钢板桩法、井点降低地下水位等方法，

此外，还可选择在枯水期施工或在基坑四周修筑地下连续墙止水。 ⑵井点降水法

井点降水就是在基坑开挖前。预先在基坑周围埋设一定数量的滤水管（井），利用抽水设备不断抽出地下水，使地下水位降低到坑底以下，直至基础工程施工完毕。使所挖的土始终保持干燥状态。井点降水法改善了工作条件，防止了流砂发生。同时，由于地下水位降落过程中动水压力向下作用与土体自重作用，使基底土层压密，提高了地基土的承载能力。

井点降水法按其系统的设置、吸水原理和方法的不同，可分为轻型（真空）井点、喷射井点、电渗井点、管井井点和深井井点。各种井点降水方法可根据基础规模，土的渗透性、降水深度、设备条件及经济性选用。可参考表1.7，其中轻型井点属于基本类型，应用最广泛。

表1.7 降水类型及适用条件 井点类型 降水类型 轻型井点 多级轻型井点 喷射井点 电渗井点 深井井点 土层渗透系数（cm/s） 10～10 10～10 ＜10 ≥10 -5-6-3-6-2-5可能降低的水位深度（m） 3～6 6～12 8～20 宜配合其他型式降水使用 ＞10 2.轻型井点的设计

轻型井点是沿基坑四周每隔一定距离将若干直径较小的井点管埋入蓄水层内，井点管上端伸出地面，通过弯联管与总管相连并引向水泵房，利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出，使地下水位降至坑底以下，如图1.16所示。

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（1）轻型井点的组成

轻型井点主要由管路系统和抽水设备两部分组成。

1）管路系统。管路系统包括：滤管、井点管、弯联管及总管。

滤管的构造如图1.17所示,它是地下水的吸入口，一般采用长1～1.5m，直径38～50mm的无缝钢管。管壁上钻有直径为12～18mm的滤水孔，呈梅花形排列，滤孔面积为滤管表面积的20%～25%，外包两层滤网，内层细滤网采用30～80目的金属或尼龙网，外层粗滤网采用5～10目金属网或尼龙网。为了使吸水通畅，避免滤孔淤塞，在管壁与滤网之间用金属丝绕成螺旋形隔开，滤网的最外面再绕一层粗金属网。滤管的上端与井点管相连，下端有一铸铁头，便于插入土层并阻止泥砂进入。

井点管采用长为5～7m，直径为38～110mm的

钢管，可用整根或分节组成，上端用弯联管与总管相连。弯联管一般用塑料透明管或橡胶管制成，其上装有阀门，以便调节或检修井点。

总管一般用直径为75～110mm的无缝钢管分节连接而成，每节长4m，每隔0.8～1.6m设一个与井点管连接的短接头。按2.5～5‰坡度坡向泵房。

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2）抽水设备。抽水装置常用的有干式真空泵井点设备和射流泵井点设备两类。 （2）轻型井点的布置

轻型井点的布置，应根据基坑的大小和深度、土质、地下水位的高低与流向、降水深度要求等因素确定。设计时主要考虑平面和高程两个方面。

1）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，可用单排井点，将井点管布置在地下水上游一侧，两端的延伸长度不宜小于该坑或槽的宽度，如图1.18所示。若基坑宽度大于6m或土质不良，则宜采用双排井点。对于面积较大的基坑宜采用环形井点布置，如图1.19 所示，井点管距离基坑壁不宜过小，一般取0.7～1.2m，以防止坑壁发生漏气而影响系统中的真空度。井点管间距按计算或经验确定，一般为0.8～1.6m。

图1.19 环状井点布置

(a)平面布置；(b)高程布置 1.总管；2.井点管；3.抽水设备

2）高程布置。轻型井点的降水深度从理论上讲可达10m左右，但由于抽水设备的水头损失，实际降水深度一般不大于6m。井点管的埋设深度H (不包括滤管)可按下式计算：

HH1hiL （1.27）

式中：H1—井点管埋设面到基坑底面的距离（m）；

h—基坑底面至降低后的地下水位线的距离，一般取0.5～1.0m（人工开挖取下限，

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机械开挖取上限）；

i—降水曲线坡度，可取实测值或按经验，单排井点取1/4，环形井点取1/10～1/15；

L—井点管中心至基坑中心的水平距离，单排井点为至基坑另一边的距离(m)； 如H值小于降水深度6m时，可用一级井点，H值稍大于6m时，若降低井点管的埋设面后，可满足降水深度要求时，仍可采用一级井点；当一级井点达不到降水深度要求时，可采用二级井点或多级井点，即先挖去第一级井点所疏干的土，然后在其底部埋设第二级井点。

（3）轻型井点的计算

轻型井点的计算主要包括涌水量计算，井点管数量与间距的确定。

1）涌水量计算。井点系统涌水量受诸多不易确定的因素影响，计算比较复杂，难以得出精确值，目前一般是按水井理论进行近似计算。

水井根据地下水有无压力，分为承压井（图1.20c、d）和无压井（图1.20a、b）。

图1.20 水井的分类

（a）无压完整井；(b)无压非完整井；(c)承压完整井；(d)承压非完整井

无压完整井的环形井点系统（图1.21a），群井涌水量计算公式为：

Q1.366K3

(2Hs)s （1.28）

lgRlgxo式中：Q——井点系统的涌水量（m/d）；

K——土的渗透系数（m/d）； H——含水层厚度（m）； s——水位降低值（m）； R——抽水影响半径（m）；

xo——环状井点系统的假想半径（m）。

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按式(1.28)计算涌水量时，需先确定R、XO、K值。对于矩形基坑，其长度与宽度之比不大于5时，R、xo值可分别按下式计算：

R1.95sHK （1.29）

xoF （1.30）

2

式中：F——环状井点系统包围的面积（m）

渗透系数K值确定正确与否将直接影响降水效果，一般可根据地质勘探报告提供的数据或通过现场抽水试验确定。

表1.8 抽水影响深度Ho（m） S′(S′+l ) Ho 0.2 1.3(S′+l) 0.3 1.5(S′+ l) 0.5 1.7(S′+ l) 0.8 1.85(S′+l) 注：S′为井点管中水位降落值；l为滤管长度。

承压完整井的环状井点系统的涌水量计算公式为：

MS （1.31） Q2.73KlgRlgxo式中M——承压含水层的厚度（m）

K、S、R、Xo——与公式（1.28）相同

承压非完整井的环状井点系统的涌水量计算公式为：

Q2.73KMSM2Ml （1.32）

lgRlgxol0.5rM式中：r——井点管半径(m)

l——滤管长度(m)。

K、S、R、xo与公式（1.28）相同

2）确定井点管数量及井距。确定井管数量需要先确定单根井管的出水量，其最大出水量按下式计算：

q65dl3K （1.33）

式中：d——滤管直径(m)；

l——滤管长度(m)；

K——渗透系数（m/d）。 井点管数量由下式确定：

n1.1Q （1.34）

q式中：1.1为井点管备用系数。 井点管最大间距为：

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DL （1.35） n式中：L——总管长度(m)

实际采用的井点管间距应大于15d，不能过小，以免彼此干扰，影响出水量。并且还应于总管接头的间距（0.8m、1.2m、1.6m）相吻合。最后根据实际采用的井点管间距，确定井点管根数。

3.轻型井点的施工

轻型井点系统的施工，主要包括施工准备、井点系统的安装、使用及拆除。 井点系统的安装顺序是：先埋设总管，冲孔，沉设井点管、灌填砂滤层，然后用弯联管将井点管与总管联接，最后安装抽水设备。

井点管的埋设一般用水冲法进行，又分为冲孔与埋管两个过程（图1.22）

轻型井点系统全部安装完毕后，应进行抽水试验，以检查有无死井（井点管淤塞）或漏气、漏水现象。在井点系统的使用过程中，应连续抽水，时抽时停会抽出大量泥沙，使滤管淤塞，并可能造成附近建筑物因土粒流失而沉降开裂。 1.3.3 基坑土方的开挖

1.开挖方法

基坑开挖前应根据工程结构型式、基础埋置深度、地质条件、施工方法及工期等因素，确定基坑开挖方法。

对于大型基坑，宜用机械开挖。

基坑挖完后应组织验槽，作好记录，如发现土质与地质勘探报告、设计不符时，应与有关人员研究及时处理。

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2.基坑边坡

影响基坑边坡稳定的因素很多，主要有以下几方面：

（1）土的种类 （2）基坑开挖深度 （3）水的作用 （4）坡顶堆载 （5）震动的影响

为了防止土壁塌方，保证施工安全，当挖方超过一定深度或填方超过一定高度时，应做成一定形式的边坡。

基坑边坡的坡度以其高度H与底宽B之比来表示，即： 土方边坡坡度＝

H11:m BB/H式中：m=B/H称为边坡系数。

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，可做成直线形、拆线形或阶梯形（图1.23）。

合适的边坡系数应满足安全与经济两方面的要求，既要保证边坡稳定，又不增多土方量。一般m由设计文件规定，当设计文件未作规定时，应按照《土方和爆破工程施工及验收规范》的有关规定来选取。

当土质均匀且地下水位低于基坑（槽）或管沟底面标高时，挖方深度不超过表1.9规定时，挖方边坡可做成直立壁而不加支撑。

表1.9 基坑（槽）和管沟不加支撑时的容许深度 土 的 类 别 密实、中密的砂土和碎石类土（充填物为砂土） 硬塑、可塑的粉质粘土及粉土 硬塑、可塑的粘土和碎石类土（充填物为粘性土） 坚硬的粘土 允 许 深 度（m） 1．00 1．25 1．50 2．00 当地质条件良好、土质均匀且地下水位低于基坑（槽）底面标高时，挖方深度如超

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过表1.9的深度不加支撑的边坡最陡坡度应符合表1.10的规定。

表1.10 临时性挖方边坡值

土 的 类 别 砂土（不包括细砂、粉砂） 硬 一般性粘土 硬塑 软 充填坚硬、硬塑粘性土 碎石类土 充填砂土 注：1、有成熟施工经验，可不受本表限制。设计有要求时，应符合设计标准。

2、如采用降水或其他加固措施，也不受本表限制。 3、开挖深度对软土不超过4m，对硬土不超过8m。

1:1～1:1.5 边坡值（高：宽） 1:1.25～1:1.50 1:0.75～1:1.00 1:1～1:1.25 1:1.5或更缓 1:0.5～1:1.0 3、基坑土壁支护

采用放坡开挖基坑（槽），往往是比较经济的。但有时受场地的限制不能按要求放坡，或放坡增加土方量太大，或地下水渗入坑内影响土壁稳定时，可采用设置土壁支护结构的施工方法，主要包括横撑式支撑、锚锭式支撑及板桩支护等。

（1） 横撑式支撑

开挖狭窄的基坑（槽）或管沟时，可采用横撑式钢木支撑。贴附于土壁上的挡土板，可水平铺设或垂直铺设，可断续铺设或连续铺设（图1.24）。断续式水平档土板支撑，在湿度小的粘性土及挖土深度小于3m时采用。连续式水平挡土板支撑用于挖土深度不大于5m较潮湿或松散的土。连续垂直挡土板支撑则常用于湿度很高和松散的土，挖土深度不限。

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（2） 锚锭式支撑（见图1.25）

（3）板桩支护（见图1.26）

板桩支撑根据有无设置锚碇结构，分为无锚碇板桩和有锚碇板桩。 4.基坑（槽）质量检验

当基坑（槽）开挖完毕后，应由施工单位、设计单位、监理单位、建设单位、质检监督部门等有关人员共同到现场对基坑（槽）进行质量检验。主要内容有：

（1）核对基坑（槽）开挖平面位置、尺寸、坑底标高是否与设计相符，并由施工单位填写检验记录。

（2）检验持力层土质与勘察报告、设计图纸要求是否相符合，有无异常现象。其常用的检验方法如下：

1）表面检查验槽。根据槽壁土层分布，判断基底是否已挖至设计所要求的土层，是否需下挖或进行处理，观察槽底土的颜色是否均匀一致，是否有软硬不同，是否有杂

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质、瓦砾、是否有枯井、古墓等。

2）钎探检查验槽。

土方开挖工程质量检验标准见课本表1.11。

1.4 土方施工机械

1.4.1 场地平整施工机械

场地平整施工包括土方开挖、运输、填筑与压实等。由于工程量大，劳动繁重，施工时，应尽可能采用机械化，半机械化施工，以减轻繁重的体力劳动，加快施工进度。场地平整施工中常用的施工机械有推土机和铲运机。

⑴推土机施工

推土机是一种在拖拉机上装有推土铲刀等工作装置而成的土方机械。

为了减少推土过程中土的散失，提高推土机的生产效率，常采取以下几种施工方法。 1） 下坡推土法。 2）并列推土法。 3）槽形推土法。 4）多铲集运法。 ⑵铲运机施工

铲运机按行走方式可分为拖式铲运机和自行式铲运机两种。 1）铲运机的开行路线。 1.4.2 土方开挖施工机械

单斗挖土机是基坑开挖中最常用的一种机械。按其行走装置的不同可分为履带式和轮胎式两类，按其传动方式可分为机械传动及液压传动两种。根据工作的需要。单斗挖土机可更换其工作装置，按其工作装置的不同，又可分正铲、反铲、拉铲和抓铲等（图1.30）。

图1.30 挖土机的工作简图

（1） 正铲挖土机施工

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正铲挖土机的工作特点是：挖掘力大，生产率高，土斗自下向上切土，随挖掘的进程向前开行，需要有运土车辆配合工作。它适用于停机面以上的一~四类土的开挖。 正铲挖土机的开挖方式有两种：侧工作面开挖与正工作面开挖。 1)侧工作面开挖（图1.31a）。 2)正工作面开挖（图1.31b）。 (2)反铲挖土机施工

常用于开挖深度不大的基坑、基槽和管沟，也可用于地下水位较高的土方开挖。

反铲挖土机的开挖方式有以下两种： 1)沟端开挖(图1.33a)。 2)沟侧开挖（图1.33b）。

（3）拉铲挖土机

拉铲挖土机的开挖方式基本与反铲挖土机相同，也可分为沟端开挖和沟侧开挖两种。

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（4）抓铲挖土机

1.5 土方填筑与压实

在建筑工程中，场地的平整、基坑（槽）、管沟、室内外地坪的回填、枯井、古墓、暗塘的处理以及填土地基等都需要进行填土，而这些填土多是有压实要求的。压实的目的就在于迅速保证填土的强度和稳定性。 1.5.1填筑土料要求

填筑土料应符合设计要求，以保证填方的强度和稳定性，如设计无要求时，应符合下列规定：

碎石类土、砂土和爆破石渣，可用作表层以下的填料，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，仅用于无压要求的填方；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。

对碎石类土或爆破石渣用作填料时，其最大粒经不得超过每层铺填厚度的2/3，铺填时大块料不应集中，且不得填在分段接头处。填土料含水量大小直接影响到压实质量，应先试验，以得到符合密实度要求的最优含水量和最小压实遍数。 1.5.2 填筑要求

土方填筑前，应根据工程特点，填料种类、设计压实系数，施工条件等合理选择压实机具，并确定填料含水量控制范围、铺土厚度和压实遍数等参数。

冬雨季进行填土施工时，应采取防雨、防冻措施，防止填料（粉质粘土、粉土）受雨水淋湿或冻结，并防止出现“橡皮土”。

填土应分层进行，并尽量采用同类土填筑，当选用不同类别的土料时，上层宜填筑透水性较小的填料，下层宜填筑透水性较大的土料，不能混用，以免形成水囊。压实填土的施工缝应错开搭接，在施工缝的搭接处应适当增加压实遍数。当填方位于倾斜的山坡上时，应先将斜坡挖成阶梯状，然后分层回填，以防填土侧向移动。 1.5.3 填土压实方法

填土压实的方法主要有：碾压法、夯实法和振动压实法。 1.5.4 影响填土压实的因素

影响填土压实的因素很多，主要有填土的种类、压实功、土的含水量、以及每层铺土厚度与压实遍数。

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1.5.5 填土压实的质量控制与检验

1．填土压实的质量控制

填土经压实后必须达到要求的密实度，以避免建筑物产生不均匀沉陷。填土密实度以设计规定的控制干密度ρd作为检验标准。土的控制干密度ρd与最大干密度ρdmax之比称为压实系数λc。利用填土作为地基时，规范规定了不同结构类型、不同填土部位的压实系数值。见表1.13。

表1.13 压实填土的质量控制 结 构 类 型 填 土 部 位 在地基主要受力层范围以内 砌体承重结构和框架结构 在地基主要受力层范围以下 在地基主要受力层范围以内 排架结构 在地基主要受力层范围以下 地坪垫层以下及基础底面标高以上的压实填土， ≥0.94 ≥0.94 ωop±2 ≥0.95 ≥0.96 ωop±2 压实系数λc ≥0.97 ωop±2 控制含水量(%) 注：压实系数λc为压实填土的控制干密度ρa与最大于密度ρdmax的比值，ωop为最优含水量。

压实填土的最大干密度一般在试验室由击实试验确定，再根据规范规定的压实系数，即可算出填土控制干密度ρd值。在填土施工时,土的实际干密度大于、等于控制干密度

ρd时，则符合质量要求。

2．填土压实的质量检验

（1）填土施工过程中应检查排水措施，每层填筑厚度、含水量控制和压实程序。 （2）填土经夯实或压实后，要对每层回填土的质量进行检验，一般采用环刀法（或灌砂法）取样测定土的干密度，或用小轻便触探仪，直接通过锤击数来检验干密度，符合要求后才能填筑上层。

（3）按填土对象不同，规范规定了不同的抽取标准。

（4）每项抽检之实际干密度应有90%以上符合设计要求，其余10%的最低值与设计值的差不得大于0.08t/m3，且应分散，不得集中。

（5）填土施工结束后应检查标高、边坡坡高、压实程度等，检验标准见课本表1.14。

思 考 题

1.1 土方工程按施工内容与方法不同一般分为哪几类？

1.2 土的工程性质有哪些？指出土的可松性对土方施工有何影响？ 1.3 试述场地平整土方量计算步骤及方法？ 1.4 场地平整和土方开挖施工机械有哪几类？ 1.5 基坑降水方法有哪些？指出其适用范围？

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1.6 基坑土壁支护的方法包括哪几类？各自适用范围及特点？ 1.7 试述轻型井点降水设备组成和布置？

1.8 填土压实的方法主要有哪些？影响填土压实的主要因素有哪些？ 1.9 对填筑土料质量有何要求？如何检查填土压实的质量？

习 题

1.1 某多层建筑外墙基础断面形式如图1.35所示，地基土为硬塑的亚粘土，土方边

'坡坡度为1:0.33，已知土的可松性系数Kp=1.30；kp =1.04。试计算55m长基坑施工时

的土方挖方量。若留下回填土后，余土要求外运，试计算预留回填土量及弃土量。

1.2 矩形基坑底面积为28m×36m，深4m，边坡系数为0.5，试计算其土方量。 1.3 某建筑物地下室平面尺寸为51m×11.50m，基底标高为－5m，自然地面标高为－0.45m，地下水位为－2.8m，不透水层在地面下12m，地下水为无压水，实测透水系数K=5m/d。基坑边坡为1:0.5，现采用轻型井点降低地下水位，试进行轻型井点系统的平面和高程布置，并计算井点管的数量和间距。

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