建筑施工讲义

建筑施工讲义

（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以内的基槽或者开挖底面积在2（W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

,Vm---土的总质量

Ks="V一一土的天然体积

_17、V1

2、土的干密即#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；

Ksl一一土的最终可松性系数；VI一一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：V力V3）V,

4、土的透水性1,=K•iv——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

w=—X100%

加，

nu——土中水的质量

1

ms土中固体颗粒经温度为105t烘干后的质量

6、土的密实度，，

Pdm&x

A——土的密实度（压实系数）-一‘-7一一

pd----土的实际干密度；;

—土的最大干密度Cpj?

士的实际干密度可用“环刀法”测定。先用环刀取样，测出口

、/zJ

,L'

土的天然密度（P）,并烘干后测出含水量（3）,用下式计算土的实际干密度:

pa=~-2—

收1+0.Olw

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150mlk,=l.13,k,=1.05,运来松土m3?（161.4）

2、某工程挖±200m;k‘=l.13,k=l某8,其余土（弃土）运走，没车2.5m:求:V'式弃）=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而体）体积公式计算:

（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.应满足生产工艺与运输的要求；2.充分利用地形（如分区或者分

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（22%°）,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(H。)

(6)

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

1一等高线；2—自然地面；3—设计平面

—*(XZi+2£z?+3gz$+

Zi---------个方格独有的角点标高；

Z2、Z3、Z”——分别为二、三、四个方格所共有的角点标高。

例题：确定图1.6的场地设计标高Ho

H«=」一[(252.45+251.40+250.60+251.60)

4x6

+2(252.00+251.70+251.90+250.95+251.25

+250.85)+4(251.60+251.28)]=251.45(m)

B、调整场地设计标高

图L7设计标高调整计算示意

Q)理论设计标高；3)调整设计标高

b、借土与弃土的影响

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，通常以20m局多。将场地设计标高与自然地面标高分别注在

方格交点上。标注：“挖”以表示，“填”以“+”表

零点的确定方法：在相邻交点的位置如图示，

图1.10求零点方法

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

（c）角点一填（挖）三挖（填）

a2（2人挖下

2VM.■—--------T--/

%=力予彳

V=J(AI+^+A3+A4)42人

陵彳自、心、心、儿——方格四个角点挖或填的施工高度，均取绝对值（m）,

卜中£以、24——方格角点中填（挖）方施工高度的总和，取绝对值（m）；

EA—方格四个角点施工高度之总和，取绝对值（m）；

a方格边长（m）o

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L、必人表示。当三角形三个角点全部为挖或者全部为填时如

图示其挖填方体积为：

nz

V=—（Aj+4+九3）（1•23）

6

式中a---方格边长5）;hl、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二边坡宽+边坡高,然后用三角棱

锥或者三角棱柱体公式进行计算。

a.三角逡锥体边毋徒积

比如图中的④，其体积为:

匕=

I、---边坡①的长度

h(.?nh>)nihl

---边坡，即,41=22

422

hz—角点的挖土高度；

m---坡度系数0

b.三角棱柱体边坡体积

比如图中的④，其体积为:

A+4当两端横断面面积相差很大的情况下，则:

匕24

+4Ao+4)

b

I、——边坡④的长度；

Ai、4、A。一边坡3酬及史逊邈画面积逢法同4。

（三）基坑降水

在开挖基坑或者沟槽时，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。

通常包含：排地面水（泄洪沟、排水沟、堤境）；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-土柱体，其长度为L,水位差为儿-儿；当动水压力等于或者大

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淌这

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之产生流砂的临界水力坡度，用ic表示。其中ic=AH,/L

△H产鼠-h及（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GM浮重度（

1）水下挖土法Z1HWI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Lt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：在基坑或者沟槽开挖时，在坑底设置集水井，并沿坑底的周围或者中央开挖排水沟，

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通常应设置在基础边线0.4m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。

集水井的直径或者宽度通常为0.7m-0.8唳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,

排水沟宽度通常不小于300mm,沟底纵向坡度通常不小于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—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，通过抽水泵

不断抽出地下水，使地下水位降低到

坑底下列，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，因此防止了坑底上的上冒

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

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）、通常轻型井点

A、通常轻型井点设备：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：当基坑或者沟槽宽度小于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

（a）平面布置；（b）高程布置

1总管；2—井点管；3—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缺失以后，通常不超过6m。井点管深度日（图1（b）〜图

2（b））按下式计算:

1—1

（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：包含准备工作、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者管够，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）WL0mW1.25mW1.5nlW2.0m

2、，，一不”方边坡、不加支撑：关于高层建筑为增加基础的稳固与抗震性能，通常基础埋置较深，同

时为满足人防要求，充分利用地下空间，常设单层或者多层地下室，为此基坑开挖的深度与面积都很大，

往往涉及到边坡的稳固、基坑稳固、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、折线形或者踏步形。（如

下图）

土方边坡坡度=然力=4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）或者管沟底面标高，挖方深度hW5m；3）土方边坡坡度要

紧与土质（C8）、坡顶荷载、地下水有关;4）边坡稳固分析

边坡滑动通常是指土方边坡在一定范围内整体沿某一滑动面向下或者向外移动而丧失其稳固性，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要紧因素有：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

或者地面渗水等。

引起土体抗剪强度降低的要紧因素：a、土质本身差或者因气候影响使土质变软；b、土体内含水量增

加而产生：c、饱与的细砂、粉砂受振动而液化等。

边坡稳固的分析方法有：条分法、摩擦圆

械分析法等。

3、加支撑：横撑式支撑、板桩式支撑、重

撑。A、横撑式支撑开挖较窄的沟槽多用

土壁支撑，分为水平挡土板式与垂直挡土

b)

类

前者挡土板的布置又分为间断式与连续式两种。

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：松散与湿度很高的土，挖土深度不限。

支撑所承受的荷载为土压力。土压力的分布不仅与土的性质、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—工具式横撑；4一垂直挡土板：5一横楞木；6—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，少量使用木材。

图板班结构

1一钢支撑；2—斜撑；3—拉锚；4一土锚杆；5—先施工的基础；6一板桩墙；7一竖撑；8一围模

C）重力是围护结构：只要通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。常用搅拌机将

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软土或者较软土中，此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%,以为宜。横断面宜连

续，形成封闭的实体或者格状结构。

（五）土方工程机械化施工

1、推土机施工；可分为索式与油压式两种；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：多用于场地清理与平整、开挖深度1.5m以内的基坑，填平沟坑，与配合铲运机、挖土

机工作等。在推土机后面可安装松土装置，破、松硬土与冻土；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100m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。

下坡推土法

2、铲运机

铲运机按行走方式可分为：自行式铲运机与托铲式铲运机：（操纵系统可分为索式与油压式两种）

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，常用于坡度20°以内的大面积土方挖、填、平整、压实，大型基坑开挖与

堤坝填筑等。

铲运机运行路线如下图示:

3、单斗挖土及施工

可分为正铲挖土机、反铲挖土机、拉铲挖土机与抓铲挖土机等;

（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

机面下列的一-三类土（反铲）；停机面下列的一-二类土（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）与爆破石硝，可用作表层下列的填料:2、含水

量符合压实要求的粘性上,可用作各层填料；碎块草皮与有机质含量大于8%的土，仅用于无压实要求的

填方；3、淤泥与淤泥质土通常不能用作填料,但在软土或者沼泽地区，通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，通常能够使用，但填料中不得含有盐晶、盐块或

者含盐植物的根茎;5、碎块草皮与有机质含量大于8%的土，仅用于无压实的填方。

23

对碎石类土或者爆破石磴用作填料时，其dmaxW-h（每层铺填厚度）；当使用振动辗时，dmaxW-

34

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者填方与山坡连接处。填方内有

打桩或者其他特殊工程时，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、淤泥与杂物等，并分层回填夯实；2、在建筑物与

构筑物地面下的填方或者厚度小于0.5m的填方，应清除基底上的草皮与垃圾;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、在稳固山坡上填方，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者松土时，应将基底辗压密实；7、在水任I、沟渠或者池塘上填方前，应根据实际

情况使用排水疏干、挖除淤泥或者抛填块石、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、不一致土不得混用，透水性大的士在下；3、关于坡地，不得用透水性较小的填料封闭，

因施工条件的限制，上层务必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

排水坡度或者设置盲沟。

ia£1/10时，去草皮与垃圾；iwQl/5时，应作成阶梯形。

回填基坑与管沟时，应从四周或者两侧均匀地分层进行,以防基础与管道在土压力作用下产生偏移或

者变形。

四、填土的压实方法

填土压实方法有碾压、夯实与振动三种。

图填土压实方法（a）碾压；（b）夯实；（c）

动

碾压适用于大面积填土工程：夯实适用

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

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

（-）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，能防止强度破坏与失稳，同时，务必操纵基础的

沉降不超过地基的变形同意值。

一、浅基础1、浅基础的类型：

浅基础接受力特点可分为：刚性基础与柔性基础。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与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。刚性基础操纵台阶的宽高比（称刚性角）是个关键：混凝土基础宽高比同意值为

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

者锥形等。带形基础是指长度远大于其高度与宽度的基础，常见的是墙下条基，材料有破、毛石、混凝土

与钢筋混凝土等。

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。

浅基础按材料不一致可分为：破基础、毛石基础、灰土基础、混凝土与毛石混凝土基础、碎砖三合土

基础与钢筋混凝土基础。

二、浅基础施工

1、砖基础施工：砖基础有带形基础与独立基础，基础下部犷大称之大放脚。

右图所示：基础大放脚形式（a）等高式；（b）不

当地基承载力学150kPa时，使用等高式大放

皮-收，两边各收进1/4彼长；

当地基承载力＜150kPa时，使用不等高式大放

皮-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移长的整数倍。病基

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•定长度（通常不小于基础扩大部分

的高度”）实砌体，砌到上面后与上面的破一起退台。

砖基础的灰缝厚度为8mm〜12nlm,通常为10mm。成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300nlm的预留孔洞，应砌筑平拱或者设置过梁。

2、石基础施工

石基础可用毛石或者毛条石，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，不得使用外面侧立石块、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。

"石长

上图毛石基础，（a）阶梯形；（b）梯形

3、混凝土与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，这种基础称之毛石混凝土基础。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、强度及稳固性问题；2,压缩及不均匀沉降问题；3、地下水流失及潜蚀与管涌问题；4、

动力荷载作用下的液化、失稳与震陷问题。

1、换土垫层法

换土垫层法是先将基础底面下列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、同时

没有侵蚀性的材料-（如中粗砂、碎石或者卵石、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，并通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TT-

垫层底部宽度B________：2_______

B'=B+2H・tg®式中B—基础宽度；H一一垫层厚度；\一/\一.2/

0――扩散角。

2）材料要求用鱼互_£

宜使用颗粒级配良好、质地坚硬的中砂、粗砂、砾石、jj3一1

1

碎（卵）石、石屑等。在缺少中、粗砂与砾石地区，也可使用J----'B1•.

细砂，但宜同时掺入一定数量的碎石或者卵石，以保证垫层

图2.4砂垫层剖面图

1—基础；2一砂垫层

的密实与稳固，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%。碎石或者卵石的最大粒径不宜大于50mm。

3）施工要点

通常情况：验槽------清除浮土------铺垫层

软土层

j45«m-20cni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200c%的环刀取样，测定其干密度，以不小于通过试验所确定

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。通过夯打以后，

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：各类粘性土、砂土、湿陷性黄土、杂填

土与分层填土地基。拟加固土层务必高出地下水位0.8m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、非饱与的粘性土、湿陷性黄土及杂填土地基的深层加固。优点：效果好、

速度快、节约材料、施工简便的地基加固方法。缺点：施工时噪音与振动很大，离建筑物小于10m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者地基的承载力不能满足设计要求时，常使用深基础。深基础是

指桩基础、敦基础、沉井基础、沉箱基础与地下连续墙，其中桩基础是一种常用的深基础形式。深基础的

特点：承载力高，变形小，稳固性好，但技术复杂，造价高，工期长。

桩基础是由桩身与承台构成，桩身（单桩或者群桩）全部或者部分埋入土中,顶部由承台（或者承台梁）

连成一体。在承台上修筑上部建筑如下图所示：1—持力层；2一桩;

3一桩基承台；4一上部建筑物：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

的荷载要紧由桩端阻力承受；

2、按桩的施工方法：预制桩与灌注桩。预制桩：在工厂或

者施工现场制成，后用设备将桩打入压入、旋入或者振入土

中；灌注桩：在施工现场的桩位用机械或者人工成孔，然后

在孔内灌注碎或者钢筋磴而成。3、按挤土方式分：挤土桩、

非挤土桩、部分挤土桩。挤土桩：包含挤土灌注桩、挤土预

制桩；非挤土桩：包含干作业法、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、碎实心桩

1、预制混凝土实心桩大多做成方形断面，断面尺寸通常为200nmiX200mm〜500mmX500mm；单根桩的

最大长度W27m；桩打设〉30ni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、

使用重叠法间隔制作，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睑强度

达到30%以后方可进行。

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重叠法间隔施工1一侧模板；2一隔离剂或者隔离层；3—卡具

预制桩的混凝土常用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，应洒水养护很多于7d。混凝土的粗骨料应用碎石或者开口卵石，粒径宜为5mm〜40nm1。预制桩

的制作质量应符合规范规定。

桩堆放时，地面务必平整、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。不一致规格的桩，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，使徐内水分甩出，密实度增加，强度提高，抵抗地下水与其他类腐蚀的性能好。彼强

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6300、力400、8550mm

等，每节长度2m〜12m不等，管壁内设816mm〜221nm主筋10根〜20根，外面绕以中6mm螺旋箍筋，多以

C30混凝土制造。

C、钢管桩

钢管桩通常使用无缝钢管，也可使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，桩的长度可通过焊接接长或者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。

钢管桩的管材通常用普通碳素钢或者按设计要求选用，按加工工艺区分有直缝钢管与螺旋缝钢管(刚

度大，工程上使用较多)两种，为便于运输与受桩架高度所限，钢管桩常分为分别有一根上节桩、一根下

节桩与若干根中节桩组合而成，每节的长度通常为13m或者15m,20m。钢管的直径为406.4nun-2032mm,

壁厚为6nm〜25mm不等，应根据工程地质、荷载、基础平面与施工条件综合考虑后加以选择。

钢管桩桩端有开口型与闭口型两种。

(a)开口形

(b)闭口形

钢管桩在地下的年腐蚀率约为0.050»/2~0.03「训/2,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、桩体损坏或者弯

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。通常8900的钢管桩不宜超过3

层；①600者不宜超过4层；中400者不宜超过5层。管桩两侧用木楔塞牢防止滚动。

（~）桩基础施工

一、预制桩施工（一）预制桩的制作、运输、堆放

A、碎实心桩B、混凝土管桩C、钢管桩

（-）锤击沉桩（打入法）施工

锤击沉桩也称之打入法：是利用桩锤下落产生的冲击能量将桩沉人士中。

特点：施工速度快，机械化程度高，习惯范围广，现场文明程度高；缺点：噪音污染与振动，对城市

中心与夜间施工有限制。

A、打桩设备：要紧包含桩锤、桩架及动力装置三部分。

桩锤一一其作用是对桩施加冲击力，将桩打入土中。桩架一一其作用是支持桩身与桩锤，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。动力装置一一包含起动桩锤用

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、柴油打桩锤与液压锤等。

落锤：是由通常生铁铸成。利用卷扬机提升，构造简单，使用方便，故障少。适用于普通粘性土与含

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（或者压缩空气）的压力作用与活塞的上部，通过排气阀释放蒸汽，靠自重打桩，

冲击较大；打桩速度比落锤快，60次一80次/分，锤重1.5t—15t,适用于各类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次一200次/分钟），锤重0.6

t-6t,适用于通常的打桩工程，并能用于打钢板桩、水下桩、斜桩与拔桩，

柴油锤：导杆式、活塞式与管式三类。锤重0.22t-15t,40次一70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：通过液压又提升与降落，噪音低，无油烟，耗能省等优点

b、桩架的选择：滚筒式桩架、多功能式桩架与履带式桩架。（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：预制桩与灌注桩。

多功能式桩架：优点：机动性与习惯性大，可作360°旋转，导架可伸缩与前后倾斜，可在轨道上行

走。使用类型：各类预制桩与灌注桩施工。履带式桩架：优点：移动方便，比功能式更灵活。适用类型：

各类预制桩与灌注桩。

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，长短与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与变位，或者被垂直挤拔造成浮桩；而后打人的桩因土体挤密，难以达

到设计标高或者入土深度，

或者造成土体隆起与挤压，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、长短与桩架移动方便来正确选择打桩顺序。

当桩较密集时（桩中心距小于或者等于四倍桩边长或者桩径），应由中间向两侧对称施打或者由中间向

四周施打，如下图（c）、（d）。这样，打桩时土体由中间向两侧或者向四周均匀挤压，易于保证施工质量。

当桩数较多时，也可使用分区段施打。

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当桩较稀疏时（桩中心距大于四倍桩边长或者桩径），可使用上述两种打桩顺序，也可使用由一侧向单

一方向施打的方式（即逐排打设）或者由两侧同时向中间施打，如上图（a）、（6）0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i致时，宜先大后小，先深后浅，先长后短施打，当i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，撞击宜使用往后退打，否则可使用往前顶打。C、打桩：

打桩过程包含：场地准备（三通一平与清理地上、地下的障碍物）、桩位定位、桩架移动与定位、吊桩与定

桩、打桩、接桩、送桩、截桩。D、接桩：需要的桩较长，若采取分节打桩时，须在现场进行接桩。接长混

凝土桩的方法有：焊接法、法兰接法与浆锚法。E、打桩对周围环境的影响及预防措施1.噪音对周围环境

的影响，措施：应尽量躲开夜间施工与在居民密集区施工，尽量选用噪音较小的液压桩锤，或者在桩顶、

桩帽面上加垫能吸音的缓冲材料。2.震动对周围环境的影响，措施：使用液压锤；使用“重锤轻击“打桩；

开挖防震沟；打设钢管桩；暴露地下管线等。3.土体挤压对周围环境的影响，措施：使用预钻孔打桩工艺；

合理安排沉桩顺序：操纵沉桩速率；开挖防震沟；打设钢锁桩围护；井点降水；袋装井点排水；预钻排水

孔与预埋塑料板排水等。

（三）静力压桩法（自学）；（四）振动沉桩法（自学）；（五）水冲法（自学）。

二、碎灌注桩

混凝土灌注桩是直接在施工现场桩位上成孔，然后在孔内安放钢筋笼，浇筑混凝土成桩。

优点：施工低噪音、低振动、桩长与直径可按设计要求变化自如、桩端能可靠地进人持力层或者嵌入

岩层、单桩承载力大、挤土影响小、含钢量低等。缺点：成桩工艺较复杂、成桩速度较预制打入桩慢、成

桩质量与施工好坏有密切关系，如出现吊脚桩、颈缩、断裂等。灌注桩按成孔方法分为：泥浆护壁成孔灌

注桩、沉管灌注桩、干作业成孔灌注桩、爆扩成孔灌注桩与人工挖孔灌注桩等，以沉管灌注桩应用较广。

灌注桩施工准备工作：

A、确定成孔施工顺序：对土有挤密作用与振动影响的锤击（或者振动）沉管灌注桩，通常可结合现场施

工条件，使用下列方法确定成孔顺序：间隔一个或者二个桩位成孔；在邻桩混凝土初凝前或者终凝后成孔；

一个承台下桩数在五根以上者，中间的桩先成孔，外围的桩后成孔。B、成孔深度的操纵；摩擦型桩：摩擦

桩以设计桩长操纵成孔深度；端承摩擦桩务必保证设计桩长及桩端进入持力层深度；当使用锤击沉管法成

孔时，桩管入土深度以标高操纵为主，以贯入度操纵为辅。

端承型桩：当使用锤击法成孔时，沉管深度操纵以贯入度为主，设计持力层标高参照为辅。C、钢筋笼

的制作。制作钢筋笼时，要求主筋环向均匀布置，箍筋的直径及间距、主筋的保护层、加劲箍的间距等均

应符合设计规定。箍筋与主筋之间通常使用点焊。分段制作的钢筋笼，其接头宜使用焊接并应遵守《混凝

土工程施工及验收规范》。

D、混凝土的配制

粗骨料可选用卵石或者碎石，最大粒径不得大于钢筋净距的1/3,关于沉管灌注桩且不宜大于50mm；

关于素混凝土桩，不得大于桩径的1/4,通常不宜大于70mm；混凝土强度等级不应低于C15；水下灌注混

凝土具有无振动、无排污的优点，乂能在流砂、卵石、地下水、易塌孔等复杂地质条件下顺利成桩，而且

由于其扩散渗透的水泥浆而大大提高/桩体质量，其承载力为通常灌注桩的1・5倍〜2倍。

沉管灌注桩的施工：

A、锤击沉管灌注桩施工方法：锤击沉管灌注桩、振动沉管灌注桩、静压沉管灌注桩、沉管夯扩灌注

桩与振动冲击沉管灌注桩等。施工工艺：使用锤击式桩锤或者振动式桩锤将•定直径的钢管沉入土中，造

成桩孔，然后放入钢筋笼（也有的是后振入钢筋笼）浇筑混凝土，最后拔出钢管，便形成所需要的灌注桩，

锤击沉管灌注桩宜用于通常粘性土、淤泥质土、砂土与人工填土地基。B、振动沉管灌注桩。适用范围：除

与锤击沉管灌注桩相同外，更适用于砂土、稍密及中密的碎石土地基。

使用激振器或者振动冲击锤沉管；振动灌注桩可使用单打法或者复打法施工。C、沉管夯扩灌注桩（自

学）D、沉管灌注桩常见质量问题及处理

常见质量问题：断桩、颈缩、桩尖进水或者进泥及吊脚桩

（二）桩基础施工

人工挖孔灌注桩

挖孔灌注桩的优点：设备简单；施工现场较干净；噪音小，振动小，无挤土现象；施工速度快，土层

情况明确，桩底沉渣清除干净，施工质量可靠；桩径不受限制，承载力大：与其他桩相比较经济；

缺点：工人在井下作业，劳动条件差，施工中应特别重视流砂、流泥、有害气体等影响。

适用范围：适用于土质较好，地下水较少的粘土、亚粘土、含少量砂卵石、姜固石的粘土层使用，特

别适用于黄土层使用。可用于高层建筑、公用建筑、水工结构（如泵站、桥墩）作桩基，作支承、抗滑，挡

土之用。对软土、流砂、地下水位较高、涌水量大的土层不宜使用。

A、施工机具：垂直运输工具；用于施工人员、材料与弃土等垂直运输。

排水工具、通风设备、挖掘工具B、施工工艺a.按设计图纸放线、定桩位。b.开挖土方。采取分段

开挖，每段高度决定于土壁保持直立状态的能力，通常0・5m〜1•0m为一个施工段，开挖范围为设计桩芯

直径加护壁的厚度。c.支设护壁模板。模板高度取决于开挖土方施工段的高度，通常为1%由4块至8

块活动钢模锁（或者木模板）组合而成。d.在模板顶放置操作平台。平台可用角钢与钢银制成半圆形，两个

合起来即为一个整圆，用来临时放置混凝土与浇筑混凝土用。e.浇筑护壁混凝土。护壁混凝土要注意捣实，

因它起着防止土壁塌陷与防水的双重作用。第一节护壁厚宜增加100nlm〜150mm,上下节护壁用钢筋拉结。

f.拆除模板继续下一段的施工。当护壁混凝土达到1.2MPa,常温下约24h方可拆除模板、开挖下一段的

土方，再支模浇筑护壁混凝土，如此循环，直至挖到设计要求的深度。g.安放钢筋笼。绑扎好钢筋笼后整

体安放。h.浇筑桩身混凝土。当桩孔内渗水量不大时，抽除孔内积水后，用串筒法浇筑混凝土。假如桩孔

内渗水量过大，积水过多不便排干，则应用导管法浇筑水下混凝土。

桩基础的检测与验收

灌注桩的成桩质量检查包含成孔及清孔、钢筋笼制作及安放、混凝土搅拌及灌注三个工序的质量检杳。

成孔及清孔时，要紧检查己成孔的中心位置、孔深、孔径、垂直度、孔底沉渣厚度；制作安放钢筋笼时，

要紧检查钢筋规格、焊条规格与品种、焊口规格、焊缝长度、焊缝外观与质量、主筋与箍筋的制作偏差及

钢筋笼安放的实际位置等；搅拌与灌注混凝土时，要紧检查原材料质量与计量、混凝土配合比、坍落度、

混凝土强度等。

预制桩成桩质量检查要紧包含制桩、打入（静压）深度、停锤标准、桩位及垂直度检查.制桩应按选定

的标准图或者设计图制作，其偏差应符合有关规范要求；沉桩过程

中的检查项目应包含每米进尺锤击数、最后一米锤击数、最后三阵贯入度及桩尖标高、桩身（架）垂直度等。

关于重要的建筑物桩基与地质条件复杂或者成桩质量可靠性较低的桩基工程，应使用静载法或者动测

法检查成桩质量与单桩承载力；关于大直径桩还可采取钻取岩芯、预埋管超声检测法检查。具体检测方法

与检测桩数由设计确定。

泥浆护壁成孔灌注桩

1.成孔机械与成孔方法（1）冲击机成孔（2）冲抓锥成孔（3）潜水钻机成孔

潜水钻机成孔排渣有两种方式，1）正循环排渣法2）反循环排渣法

2.埋设护筒3.护堡泥浆与清孔4.混凝土浇筑5.泥浆护壁成孔灌注桩施工常遇问题与处理方法

干作业成孔灌注班（课下思考，交一份作业）

课题四：砌体工程

（一）垂直运输与脚手架

脚手架又称之架子，是建筑施工活动中工人进行操作、运输及堆积材料的一种临时性设施。砌筑施工

时，工人的劳动生产率受砌体的砌筑高度影响，在距地面0.6m左右是生产率最高，砌筑高度低于或者高于

0.6加时，生产率相对降低，且工人劳动强度增加。因此砌筑到一定高度时务必搭设脚手架。

脚手架的搭设：每次搭设脚手架的高度为：1.2m左右，称之“一步架高度”砌筑时当砌筑到1.2m左

右应停止砌筑，搭设脚手架然后再砌筑。

搭设脚手架的要求：1）脚手架宽度应满足工人操作、材料堆放及运输要求，通常2m左右，不得小于

1.5m；2）脚手架应保证有足够的强度、刚度及稳固性；3）搭拆简单，搬运方便，能多次周转使用：4）因

地制宜，就地取材，尽量节约用料。

一、外脚手架

外脚手架是在建筑物的外侧搭设的一种脚手架，既可用于外墙砌筑，又可用于外墙面装修。

1、多立杆式脚手架构成：立杆、大横杆、小横杆、脚手板、斜撑、剪刀撑与抛撑。

布置方式：单排与双排。不能留设脚手架的部位：1）空斗墙、12m厚砖墙、料石清水墙与砖、石独立

柱：2）破过梁上与过梁成60°角的三角形范围内：3）宽度小于1m的窗间墙；4）梁或者梁垫下及其左右各

50cm的范围内；5）成砌体的门窗洞口两侧18cm与转角处43cm的范围内；石砌体的门窗洞口两侧30cm与

转角处60cm范围内；6）设计部同意设置脚手眼的部位。

2、框式脚手架特点：装拆方便，构件规格统一-；

注意事项：脚手板应铺满、铺稳，不得有空头板。多层及高层建筑用的外脚手架应沿外侧拉设安全网，

安全网应随楼层施工进度逐步上移。

二、里脚手架

里脚手架搭设于建筑物内部，每砌完一层楼后马上脚手架转移上一层楼的楼面。特点：用料省，但装拆频

繁故要求装拆轻便灵活、装拆方便。结构形式：折叠式、支柱式、门式等。注意事项：用里脚手架砌筑外

墙时务必沿外墙外为拉设安全网，且安全网应随楼层施工进度上移。

（二）砌筑砂浆

常用的有砖、石、砌块与砂浆。

1、破：有煤砰石破、粉煤灰砖与页岩破等。2、石：有毛石、料石两类。

毛石又分乱毛石、平毛石。乱毛石是指形状不规则的石块；平毛石是指形状不规则但有两个平面大致

平行的石块。3、砌块：为砌筑用人造块材，外形多为直角六面体，也有异性的。

砌块按形状来分有实心砌块与空心砌块两种。按制作原料可分为粉煤灰、加气混凝土、混凝土、硅酸

盐、石膏砌块等。按规格来分有小型砌块、中型砌块与大型砌块。

4、砌筑砂浆：砂浆制备：用砂浆搅拌机拌合，要求拌合均匀，通常拌合时间为1.5rnin。是将应随拌

随用。常温下水泥砂浆应在3h内用完；混合砂浆在拌后4h内用完。气温高于30℃时，应分别在拌后2h

与3h内用完。注意：砂浆运送若有泌水现象时应在砌筑前在进行拌合。

试验：每250m,气体中各类强度等级的砂浆至少检查一次，每次至少留一组（6块）试块作抗压试验。

（三）砖砌体工程

徜的最大面较大面；长的一面叫条面；短的一面叫丁面。

一、砖墙砌筑的组砌形式：A、-顺-丁：由•批顺稽、一批丁砖组砌而成；上下皮之间竖向灰缝都相

互错开1/4砖长。B、三顺一定：三批顺移间隔一批丁破的组砌方法；上下皮移搭接1/4砖长。C、梅花丁

砌法：又称沙包法，是在同•皮砖上使用两块顺砖加一块丁砖的砌法，上下皮砖的竖向灰缝错开1/4砖长。

D、其他砌法：包含全顺砌法、全丁砌法与两平一侧。

二、砖墙的砌筑工艺

1、找平、弹线：砌筑破墙前在基础的防潮层上先用水泥砂浆找平，然后在龙门板上以定位钉为标志弹

出墙的轴线、边线，定出门窗洞口位置。2、摆成样：也称捂低，是在弹好线的基面上按组砌方式先用砖试

摆，与对所弹墨线在门窗洞口、墙垛等处是否符合模数。3、立皮数杆：在皮数杆上划上每批破与灰缝厚度，

与门窗洞口、过梁、楼板等的标高，用来操纵墙体竖向尺寸与各部件标高的木质标志杆。

4、砌筑、勾缝：

砌筑：使用“三一”砌法，即一铲灰、一块砖、一挤揉。勾缝：内墙使用砌筑砂浆随砌随勾缝一原浆

勾缝；外墙使用加浆勾缝