第2章 地基基础工程

2.1 土方工程

2.1.1 土的工程分类

土按施工的难易程度分八类：松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚石，见表2-1。

表2-1 土的工程分类

2.1.2 土的现场鉴别方法

1.碎石土的现场鉴别

碎石土密实度的现场鉴别方法见表2-2。

表2-2 碎石土密实度的现场鉴别方法

2.黏性土等的现场鉴别

（1）黏性土的现场鉴别 黏性土的现场鉴别方法见表2-3。

表2-3 黏性土的现场鉴别方法

（2）人工填土、淤泥、黄土、泥炭的现场鉴别 人工填土、淤泥、黄土、泥炭的现场鉴别方法见表2-4。

表2-4 人工填土、淤泥、黄土、泥炭的现场鉴别方法

2.1.3 土的性质

1.土的可松性

自然状态下的土，经过开挖以后，其体积因松散而增加，后虽经回填压实，仍不能恢复到原体积，这种性质称为土的可松性。土的可松性是用可松性系数来表示的。自然状态土经开挖后的松散体积与原自然状态下的体积之比，称为最初可松性系数K_S；土经回填压实后的体积与原自然状态下的体积之比，称为最终可松性系数K′_S。各类土的可松性系数参考值见表2-1。

2.土的渗透性

土体孔隙中的自由水在重力作用下会透过土体而运动，这种土体被水透过的性质称为土的渗透性。土的渗透性通过渗透系数k来反映土透水性的大小，一般通过室内渗透试验或现场抽水或压水试验确定。土的渗透系数的大小对土方工程中施工降水与排水的影响较大，施工时应加以注意。土的渗透系数参考值见表2-5。

表2-5 土的渗透系数参考值

3.土的含水量

土的含水量是土中所含的水与土的固体颗粒重量之比的百分率。土的含水量与土方边坡的稳定性及回填土的质量有直接关系。

当土的含水量超过25%～30%时，采用机械施工就很困难。一般土的含水量超过20%就会使在其上行驶的运土汽车打滑或陷车。回填土含水量过大，夯实时会出现橡皮土。各类土都存在一个最佳含水量，当土的含水量处于最佳时，回填土的密实度最大。表2-6为土的最佳含水量参考值。

表2-6 土的最佳含水量参考值

4.松散土的压缩性

松散土经压实后体积减小的性质，影响填土土方量。在核实填土工程量时，一般应按填方实际体积增加10%～20%的方数考虑。土的压缩率参考值见表2-7。

表2-7 土的压缩率参考值

2.1.4 土方开挖

基坑开挖程序一般为：测量放线→切线分层开挖→排降水→修坡→整平→留足预留土层等。

在建筑物基础或管沟土方施工中，对永久性或使用时间较长的临时性挖方，防止塌方的主要技术措施是放坡和坑壁支撑。

1.边坡坡度

为了保证土壁稳定，根据不同土质的物理性能、开挖深度、土的含水率，在基础土方开挖时，留出一定的坡度，以保证土壁稳定。各类边坡坡度见表2-8、表2-9和表2-10。

表2-8 临时性挖方边坡允许值

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。

表2-9 岩石边坡容许坡度值

表2-10 永久性土工构筑物挖方的边坡坡度

（续）

2.不放坡直槽高度

当地下水位低于基底，在湿度正常的土层中开挖基坑或管沟，且敞露时间不长，可做成直立壁不加支撑，但挖方深度不宜超过表2-11的规定。

表2-11 不放坡直槽高度最大允许挖方深度

注：当挖方深度超过表中规定的数值时，应考虑放坡或加支撑。

3.土方放坡开挖常见问题与防治（表2-12）

表2-12 土方放坡开挖常见问题与防治

（续）

（续）

4.土方开挖工程的质量验收

1）当土方工程挖方较深时，施工单位应采取措施，防止基坑底部土的隆起并避免危害周边环境。

2）在挖方前，应做好地面排水和降低地下水位工作。

3）平整场地的表面坡度应符合设计要求，当设计无要求时，排水沟方向的坡度不应小于0.2%。平整后的场地表面应逐点检查。检查点为每100～400m²取1点，但不应少于10点；长度、宽度和边坡均为每20m取1点，每边不应少于1点。

4）土方工程施工，应经常测量和校核其平面位置、水平标高和边坡坡度。平面控制桩和水准控制点应采取可靠的保护措施，定期复测和检查。土方不应堆在基坑边坡周围。

5）土方开挖前应检查定位放线、排水和降低地下水位系统，合理安排土方运输车的行走路线及弃土场。

6）施工过程中应检查平面位置、水平标高、边坡坡度、排水、降低地下水位系统，并随时观测周围的环境变化。

7）土方开挖工程的质量检验标准见表2-13。

表2-13 土方开挖工程质量检验标准 （单位：mm）

2.1.5 土方填筑

1.填方土料

填方土料应符合设计规定，当设计无规定时，应按现行规范执行。为保证填筑工程质量，必须正确选择填方土料。各类土用作填土的适用条件见表2-14。

表2-14 各类土用作填土的适用条件

填筑工程应尽量选用同类土填筑。当采用不同透水性的土填筑时，必须将透水性较大的土层置于透水性较小的土层之下。

2.土料含水量和最大干密度

土料含水量的大小，直接影响到夯实（碾压）质量。因此，在夯实（碾压）前应先试验，以得到符合密实度要求条件下的最优含水量和最少夯实（或碾压）遍数。含水量过小，则夯压（碾压）不实；含水量过大，则易成橡皮土。各种土的最优含水量和最大干密实度参考数值见表2-15。

表2-15 土的最优含水量和最大干密度参考表

注：1.表中土的最大干密度应以现场实际达到的数字为准。

2.一般性的回填，可不作此项测定。

3.填土边坡

填土的边坡坡度应根据填方高度、土的种类和其重要性在设计中加以规定，当设计无规定时，可按表2-16采用。

表2-16 永久性填方边坡的高度限值

注：1.当填方高度超过本表规定值时，边坡可做成折线形，填方下部的边坡坡度应为1∶1.75～1∶2.00。

2.凡永久性填方，土的种类未列入本表者，其边坡坡度不得大于φ+45°/2，φ为土的自然倾斜角。

4.填土压实

填土压实常用的压实方法有碾压法、夯实法及振动法等。填土每层铺土厚度和压实遍数应根据土的性质、设计要求的压实系数和使用的压（夯）实机具性能而定，一般应通过现场碾（夯）压试验确定。填土施工时的分层厚度及压实遍数见表2-17。

表2-17 填土施工时的分层厚度及压实遍数

填方的密实度要求和质量指标通常以压实系数λ_c表示，压实填土的质量控制见表2-18。

表2-18 压实填土的质量控制

注：1.压实系数λ_c为压实填土的控制干密度ρ_d与最大干密度ρ_dmax的比值，ω_op为最优含水量。

2.地坪垫层以下及基础底面标高以上的压实填土，压实系数不应小于0.94。

5.土方回填常见问题与防治（见表2-19）

表2-19 土方回填常见问题与防治

（续）

6.填土工程质量验收

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）对有密实度要求的填方，在夯实或压实之后，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，求出土的密实度，或用轻便触探仪直接通过锤击数来检验干密度和密实度，符合设计要求后，才能填筑上层土方。

3）基坑和室内填土，每层按100～500m²取样1组；场地平整填方，每层按400～900m²取样1组；基坑和管沟回填每20～50m取样1组，但每层均不少于1组，取样部位在每层压实后的下半部。用灌砂法取样应为每层压实后的全部深度。

4）填土压实后的干密度应有90%以上符合设计要求，其余10%的最低值与设计值之差，不得大于0.08t/m³，且不应集中分布。

5）填方施工结束后应检查标高、压实程度等，检验标准见表2-20。

表2-20 填土工程质量检验标准

2.2 基坑工程

2.2.1 基坑工程监测

1.基坑变形的监控值

在建筑物稠密地区，往往不具备放坡开挖的条件，只能采用在支护结构保护下进行垂直开挖的施工方法。《建筑地基基础工程施工质量验收规范》（GB 50202—2002）规定了施工时基坑变形的监控值，见表2-21。

表2-21 基坑变形的监控值 （单位：cm）

注：1.符合下列情况之一，为一级基坑：

①重要工程或支护结构做主体结构的一部分；②开挖深度大于10m；③与邻近建筑物、重要设施的距离在开挖深度以内的基坑；④基坑范围内有历史文物、近代优秀建筑、重要管线等需严加保护的基坑。

2.三级基坑为开挖深度小于7m，周围环境无特别要求的基坑。

3.除一级和三级外的基坑属二级基坑。

4.位于地铁、隧道等大型地下设施安全保护区范围内的基坑工程，以及城市生命线工程或对位移有特殊要求的精密仪器使用场所附近的基坑工程，应遵照有关的专门文件或规定执行。

2.支护结构监测

基坑和支护结构的监测项目，根据支护结构的重要程度、周围环境的复杂性和施工的要求而定。要求严格则监测项目增多，否则可减少。表2-22为《建筑基坑支护技术规程》（JGJ 120—2012）所列的基坑监测项目。

表2-22 基坑监测项目表

3.周围环境监测

建筑物和地下管线等监测涉及工程外部关系，应由具有测量资质的第三方承担，以使监测数据可靠而公正。

（1）坑外地层变形 基坑工程对周围环境的影响范围大约为1～2倍的基坑开挖深度，因此监测点应考虑在这个范围内进行布置。对地层变形监测的项目有：地表沉降、土层分层沉降和土体倾斜以及地下水位变化等。

（2）临近建（构）筑物沉降和倾斜监测 建筑物变形监测主要内容有：建筑物的沉降监测；建筑物的倾斜监测和建筑物的裂缝监测。

各类建筑物对差异沉降的承受能力可参阅表2-23和表2-24的规定，确定相应的控制标准。对重要、特殊的建筑结构应作专门的调研，然后决定允许的变形控制标准。

表2-23 差异沉降和相应建筑物的反应

（续）

注：1.框架结构有多种基础形式，包括：现浇单独基础、现浇条形基础、现浇筏形基础、现浇箱形基础、装配式单独基础、装配式条形基础以及桩基。不同基础形式的框架对沉降差的反应也不同。表中只提出了一般框架结构对差异沉降的反应，因此对重要框架结构在差异沉降下的反应，还要仔细调研其基础形式和使用要求，以确定允许的差异沉降量。

2.各种基础形式的高耸烟囱、化工塔罐、气柜、高炉、塔桅结构（如电视塔）、剧院、会场空旷结构等特别重要的建筑设施要做专门调研，以明确允许差异沉降值。

3.内框架（特别是单排内框架）和底层框架（条形或单独基础）的多层砌体建筑结构，对不均匀沉降很敏感，亦应专门调研。

表2-24 建筑物的基础倾斜允许值

（3）临近地下管线沉降与位移监测 城市的地下市政管线主要有：煤气管、上水管、电力电缆、电话电缆、雨水管和污水管等。地下管道根据其材料性质和接头构造可分为刚性管道和柔性管道。其中煤气管和上水管是刚性压力管道，是监测的重点。

2.2.2 锚杆及土钉墙

1.材料

1）土钉钢筋使用前应调直、除锈、除油。

2）优先选用强度等级为32.5级的普通硅酸盐水泥。

3）采用干净的中粗砂，含水量应小于5%。

4）使用速凝剂时，应做与水泥的相容性试验及水泥浆凝结效果试验。

2.施工机具

成孔机具可选用冲击钻机、螺旋钻机、回转钻机、洛阳铲等；注浆泵；混凝土喷射机；空气压缩机；输料管；供水设施。

3.施工工艺

锚杆施工工艺主要包括钻孔、安放拉杆、灌浆和张拉锚固。

4.常见问题及防治（表2-25）

表2-25 锚杆及土钉墙常见问题与防治

（续）

5.质量验收（表2-26）