建筑施工技术（上篇共上中下3篇）

学习任务1土石方工程学习单元1．1概述1．1．1土方工程的施工特点(1)土方工程施工面广、工程量大、工期长、劳动强度大。(2)多为露天作业，易受气候、交通的影响。(3)受水文、地质和临近建筑物等条件影响较大，地下开挖后难以确定的因素较多。(4)土的坚硬程度不一，开挖及回填的几何特征不一，施工难易程度相差较大。1．1．2土的分类

1．按土开挖的难易程度分类

按开挖的难易程度(坚实程度)，土可分为松软土、普通土、坚土、砂砾坚土、软石、次坚石、坚石、特坚石八类。

2．按开挖和填筑的几何特征分类

(1)平整场地。系指挖填平均厚度h≤300mm的挖填找平工作。(2)挖基槽。系指基槽或基坑宽度b≤3m且基槽或基坑长度a>3b者。(3)挖基坑。系指基底面积S≤27m2且a≤3b者。(4)挖土方。系指山坡挖土或基槽开挖b>3m、基坑开挖S>27m2、场地平整h>300mm者。(5)土方回填和压实。回填土分不同形状的松填和夯填并压实。1．1．3土的基本性质

1．含水率:

土的含水率是土中水的质量与固体颗粒质量之比，以百分率表示：

2．天然密度和干密度:土在天然状态下单位体积的质量称为天然密度。

单位体积中土的固体颗粒质量称为土的干密度。

3．孔隙比和孔隙率孔隙比e是土的孔隙体积VV与固体体积VS的比值：孔隙率，n是孔隙体积Vv与总体积V的比值，用百分率表示：采用环刀法测土的含水率、密度及干密度4．可松性土的可松性是指在自然状态下的土，经过开挖以后，其体积因松散而增加后虽然振动夯实，仍不能恢复到原来的体积，这种性质称为土的可松性。

式中，KS为最初可松性系数；KS′为最终可松性系数；V1为自然状态下体积，单位：m3；V2为松散状态下体积，单位：m3；V3为回填压实后体积，单位：m3。5．渗透性

土的渗透性是水在土孔隙中渗透流动的性能，表征土渗透性指标为渗透系数K。土中的渗流速度(V)与水力坡度(I)成正比，即V=KI(1．8)6．土的压实系数土的紧密程度用土的压实系数表示，即土壤经压实实际达到的干密度，与由击实试验得到的试样的最大干密度的比值：

式中，λe为土的压实系数；ρd为土的实际干密度；ρdmax为土的最大干密度。学习单元1．2土方工程量计算

1．2．1基坑(槽)挖土工程量

1．2．1．1基槽土方量计算

基槽是指挖土宽度在3m以内，挖土长度大于或等于挖土宽度的3倍。如图1.1所示的基槽，若考虑开挖时留置工作面，其挖土体积计算方法如下:

图1.1基槽土方量计算简图当基槽不放坡时：V=h(a+2c)L(1.10)当基槽放坡时：V=h(a+2c+mh)L(1.11)如果基槽沿长度方向断面变化较大，则可分段计算，然后将各段土方量相加即得总土方量，即：V=V1+V2+…+Vn1．2．1．2基坑土方量计算基坑是指基底面积在27m2以内,且挖土长度小于挖土宽度的3倍。如图1.2所示的基坑，其挖土体积计算方法如下：(1.12)对于不规则图形，可分解为几个梯形体计算，其挖土体积计算方法如下：V坑=(A+mH)(B+mH)H+1/3(mH)²H=ABH+(A+B)mH²+4/3m²H3(1.13)

1.2基坑土方量计算简图1．2．2回填土工程量

回填土工程量计算按工程部位不同分为基坑、基槽、房心、问题坑和室外沟槽等回填。1．2．2．1基坑、基槽回填工程量

按设计室外地坪与自然地坪的高差关系分三种情况计算如下：(1)室外设计地坪高程与自然地坪高程相同时：V填=V挖-V埋(1．14)(2)当室外自然地坪高于设计室外地坪时：V填=V挖-V埋-S2△H(1．15)(3)当室外自然地坪低于设计室外地坪时：V填=V挖-V埋+S2△H(1．16)三种相对关系基础土方计算简图如图1．3所示。

1．2．2．2房心回填工程量

房心素土回填工程量按主墙之间的净面积乘以填土的平均厚度计算：V素=(S房心+S底层阳台+S室外平台)h平均(1．17)当回填高度相差较大时，采用分块计算法：V素=∑(分块面积×相应厚度)(1．18)1．2．2．3外运余土或取土工程量

外运余土或取土工程量用下式计算：V外运=V总挖-V用(1．19)上式计算结果为正值时为余土外运，为负值时为取(购)土回填。1．2．2．4土方工程量计算示例1．2．3场地平整土方工程量1．2．3．1场地设计标高确定

1．初步确定场地设计标高(H0)将场地划分成边长为10～40m的若干个方格，将方格网各角点的原地形标高标在图上。按照挖填土石方量相等的原则，场地设计标高可按下式计算：式中，H0为所计算场地的初定设计标高；n为方格数；Zi1，Zi2，Zi3，Zi4为第i个方格中四个角点的天然地面标高。

考虑各角点标高的“权”，(1．21)式可改写成更便于计算的形式：

式中，Z1为一个方格独有的角点标高；Z2，Z3，Z4为二、三、四个方格所共有的角点标高。

2．调整场地设计标高(1)土的可松性影响:如图1.7所示，设△h为土的可松性引起设计标高的增加值，则设计标高调整后的总挖方体积Vw′为：Vw′=Vw－Fw·△h总填方体积为：此时，填方区的标高也应与挖方区一样，提高△h，即经移项整理简化得(当VT=Vw时)故考虑土的可松性后，场地设计标高应调整为：H0′=H0+Δh

(1.25)为简化计算，场地设计标高的调整可按下列近似公式确定，即3)考虑泄水坡度对设计标高的影响单向泄水时设计标高计算，是将已调整的设计标高(H0″)作为场地中心线的标高，则场地内任意一点的设计标高为：双向泄水时设计标高计算，是将已调整的设计标高(H0″)作为场地纵横方向的中心点，则场地内任意一点的设计标高为：1．2．3．2场地及边坡土方量计算1．方格网法

场地宜划分为10～40m的正方形方格网，通常以20m居多。计算前先确定“零线”的位置。零线即挖方区与填方区的分界线，在该线上的施工高度为零。零线的确定方法是：在相邻角点施工高度为一挖一填的方格边线上，用插值法求出零点的位置(见图1．8)，将各相邻的零点连接起来，即为零线。零线确定后，便可进行土方量计算。方格中土方量的计算有两种方法，即四角椎柱体法和三角椎体法。

（1)四角椎柱体的体积计算方法方格四个角点全部为填或全部为挖时，其挖方或填方的体积为：方格四个角点中，部分是挖方，部分是填方(图1.9)时，其挖方或填方体积分别为：

（2）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(见图1.10)。

h1、h2、h3为三角点有填有挖时，零线将三角形分成两部分，一个是底面为三角形的锥体，一个是底面为四边形的楔体(见图1.11)，其锥体部分的体积为：楔体部分的体积为：2．断面法沿场地取若干个相互平行的断面，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

设各断面面积分别为F1，F2，F3，…，Fn，相邻两断面间的距离依次为l1，l2，…，ln，则所求土方量为：3．边坡土方量计算（1)三角棱锥体边坡体积例如，图1.13中的①，其体积为：

；h2为角点的挖土高度；m为坡度系数。

（2)三角棱柱体边坡体积图1.13中的④，其体积为：在两端横断面面积相差很大的情况下，则式中，l4为边坡④的长度；A1，A2，A0为边坡④的两端及中部横断面面积。学习单元1．3土方机械化施工

1．3．1土方开挖与运输1．3．1．1主要挖土机械的施工特点1．推土机施工推土机由动力机械和工作部件两部分组成，其动力机械是拖拉机，工作部件是安装在动力机械前面的推土铲。推土机的生产效率主要取决于推土铲刀推移土壤的体积及切土、推土、回程等工作循环时间。为此可采用以下方法：(1)下坡推土法(2)分批集中，一次推送法(3)并列推土法(4)沟槽推土法(5)斜角推土法2．铲运机施工铲运机是一种利用铲斗铲削土壤，并将碎土装入铲斗进行运送的铲土运输机械，由牵引机械和铲斗组成。

铲运机的开行路线有以下几种：(1)环行路线(2)“8”字形路线3．单斗挖土机施工

(1)正铲挖土机：工作特点是“前进向上，强制切土”正铲挖土机挖土和卸土的方式有以下两种：①正向挖土、侧向卸土②正向挖土、后方卸土正铲挖土机的工作面及开行通道：

当基坑(槽)开挖的深度小而面积大时，只需布置一层通道即可[图1．18(a)]；当基坑(槽)宽度稍大于工作面的宽度时，为减少挖土机的开行通道，可采用加宽工作面的办法[图1．18(b)]，这时挖土机按“之”字形路线开行。当基坑(槽)的深度较大时，通道可布置成多层[图1．18(c)]，逐层下挖。(2)反铲挖土机:反铲挖土机的工作特点是“后退向下，强制切土”。反铲挖土机的作业方式有沟端开挖和沟侧开挖两种。(3)拉铲挖土机：其特点是“后退向下，自重切土”。(4)抓铲挖土机：其工作特点是“直上直下，自重切土”。1．3．1．2土方开挖的一般要求（详见教材）1．3．2填土与压实1．3．2．1填筑要求1．土料的选择：填方土料应符合设计要求，如设计无要求时，应符合相关规定。2．填土方法：填土应分层进行，每层厚度应根据所采用的压实机具及土的种类而定。1．3．2．2填土压实方法1.碾压法：碾压法是由沿填筑面滚动的鼓筒或轮子的压力压实填土的。多用于场地平整和大型基坑回填等大面积填土工程。碾压机械有平碾(压路机)、羊足碾和气胎碾等。2.夯实法：夯实法是利用夯锤自由下落时的冲击力来夯实土壤的方法。夯实机械有内燃夯土机、夯锤和蛙式打夯机等。3.振动压实法。振动压实法是将振动压实机放在土层表面，借助振动机构使压实机械振动，土颗粒发生相对位移而达到紧密状态。这种方法主要用于非黏性土的压实。1．3．2．3影响填方压实效果的主要因素1．含水率的影响2．压实功能的影响3．铺土厚度的影响4．土质的影响1．3．2．4填土压实的质量检查

填土压实后必须达到一定的密实度要求，以避免建筑物产生不均匀沉降。填土密实度以设计规定的控制干密度ρd作为检查标准。土的控制干密度ρd与最大干密度ρdmax之比称为压实系数λe。学习单元1．4基坑施工1．4．1基坑(槽)排水与降水1．4．1．1明排水法

明排水法又称集水井法，属重力降水，采用截、疏、抽的方法来进行排水。即在基坑开挖过程中，沿基坑底周围或中央开挖排水沟，再在沟底设集水井，使基坑内的水经排水沟流向集水井，然后用水泵抽走。1．4．1．2人工降低地下水位

1．轻型井点轻型井点降水(见图1．23)是沿着基坑四周或一侧每隔一定距离埋入井点管(下端为滤管)至蓄水层内，井点管上端通过弯联管与总管连接，利用抽水设备将地下水从井点管内不断抽出，使原有地下水位降至坑底以下的一种降水方法。轻型井点设备主要包括滤管、井点管、集水总管、抽水设备等组成。(1)轻型井点的布置1)平面布置：当基坑或沟槽宽度小于6m，水位降低值不大于6m时，可采用单排井点，布置在地下水流的上游一侧，其两端的延伸长度一般以不小于坑(槽)宽度为宜(见图1．24)。当基坑宽度大于6m或土质不良，渗透系数较大时则宜采用双排井点。

当基坑面积较大(L／B≤5，降水深度S≤5m，坑宽B小于2倍的抽水影响半径R)时，宜采用环形井点(见图1．25)。2)高程布置：井点管的埋置深度H(不包括滤管)按下式计算：H≥H1+h+IL(1．41)(2)轻型井点的安装轻型井点的安装程序是：先挖井点沟槽，排放总管，再冲孔沉设井点管，用弯联管将井点管与总管接通，最后安装抽水设备，进行试抽、检查，修整后正常使用。(2)轻型井点的安装

轻型井点的安装程序是：先挖井点沟槽，排放总管，再冲孔沉设井点管，用弯联管将井点管与总管接通，最后安装抽水设备，进行试抽、检查，修整后正常使用。井点管的制孔有三种可行的方法：射水法、冲孔或钻孔法、套管法，可根据设备条件及土质情况选用。(3)轻型井点的使用轻型井点安装完毕后，需进行试抽，以便检查抽水设备运转是否正常、管路有无漏气。轻型井点使用时，一般应连续抽水。

2．管井(1)管井系统主要设备1)滤水井管。井管部分用直径200mm以上的钢管或竹、木、混凝土、塑料等材料制成的管。2)吸水管。用直径50～100mm的胶皮管或钢管，其底部装有逆止阀。3)水泵。一般每个管井装置一台水泵，常用潜水泵。也可采用离心泵，但离心泵抽水深度小(一般只有6m)，开泵前须灌满水能进行，施工不方便。(2)管井布置及埋设管井沿基坑外围每隔一定距离(10～50m)设置一口井。(3)井管的拔出

井管使用完毕，滤水井管可拔出重复使用。1．4．2土方边坡与土壁支撑

1．4．2．1放坡开挖1．放坡的形式

放坡的形式由场地土质、开挖深度、周围环境、技术经济的合理性等因素决定，常用的放坡形式有直线形、折线形、阶梯形和分级形。2．影响土方边坡稳定的因素

土方边坡的稳定主要是由于土体内土颗粒间存在摩擦力和黏结力，使土体具有一定的抗剪强度。3．放坡坡度及保证措施(1)对于土质均匀且地下水位低于基坑(槽)底或管沟底面标高，开挖土层湿度适宜且敞露时间不长时，其开挖边坡可做成直壁，不加支撑。(2)当地质条件良好时，基坑(槽)和管沟的自立放坡应按相关要求确定开挖放坡坡度、坡高，以确保基坑(槽)及管沟的稳定性与安全。(3)分级放坡开挖时，应设置分级过渡平台。(4)放坡保证措施。1．4．2．2土壁支撑1．支护体系的类型(1)围护结构的类型

围护结构的类型有木挡墙、钢板桩、钢筋混凝土板桩、H型钢支柱(或钢筋混凝土支柱)、钻孔灌注桩、旋喷桩帷幕墙、深层搅拌水泥土挡墙、地下连续墙等(见图1．26)。(2)支护体系类型1)悬臂式支护结构[见图1．27(a)]。2)拉锚式支护体系[见图1．27(b)]。3)内撑式支护体系[见图1．27(c)、(d)]。4)简易式支撑[见图1．27(e)、(f)]。拉锚式支护体系

土钉支护

2．支护结构体系的计算

支护结构的计算主要分两部分，即围护结构计算和支撑结构计算。3．基坑开挖方案(1)中心岛式挖土

中心岛式挖土，宜用于中间具有较大空间的大型基坑，支护结构的支撑型式为角撑、环梁式或边桁(框)架式。(2)盆式挖土

盆式挖土，多用于较密支撑下的开挖，是先开挖基坑中间部分的土，周围四边留土坡，土坡最后挖除。

学习单元1．5爆破工程1．5．1爆破的基本概念

爆破是利用炸药产生剧烈的化学反应，在极短的时间内释放出大量的高温、高压气体，冲击和压缩周围的介质，使其受到不同程度的破坏而达到施工的目的。爆破技术广泛应用于岩石、冻土的开挖，树根、顽石、混凝土块等障碍物的清除，旧建筑物或构筑物的拆除，以及人工挖孔桩孔内岩石的开挖和爆扩灌注桩的施工。1．5．2起爆方法1．5．2．1火花起爆

火花起爆是利用导火索在燃烧时的火花引爆雷管，先使药卷爆炸，从而使全部炸药发生爆炸。火花起爆器材有导火索、火雷管及起爆药卷。

(1)普通雷管(2)导火索(3)起爆药卷1．5．2．3导爆索起爆1．5．3爆破方法及安全技术1．5．3．1爆破方法

炮眼爆破法(又称浅眼爆破法)属小爆破，是在被爆破的岩石上钻凿直径为25～75mm、深0．5～5m的圆柱形炮眼，然后装药进行爆破。适用于开挖基坑和管沟、开采石料、松动冻土、爆破大块岩石及开挖路堑等。

炮眼法的施工操作顺序为钻孔、装药、堵塞及起爆。1．5．3．2爆破安全技术

爆破工程应由具有相应爆破资质和安全生产许可证的企业承担。爆破作业人员应取得有关部门颁发的资格证书，做到持证上岗。爆破工程作业现场应由具有相应资格的技术人员负责指导施工。

当爆破作业环境有下列情况时，应严禁进行爆破作业：(1)爆破可能产生不稳定边坡、滑坡、崩塌的危险。(2)爆破可能危及建(构)筑物、公共设施或人员的安全。(3)恶劣的天气条件。学习任务2地基与基础工程学习单元2．1浅基础2．1．1地基与基础的类型1．地基与基础的概念

地基是指基础下面承压的岩土持力层。基础就是建筑物向地基传递荷载的下部结构。2．地基与基础的要求：(1)作用于地基上的荷载效应（基底压应力）不得超过地基容许承载力或地基承载力特征值；(2)控制基础沉降使之不超过地基的变形允许值；(3)挡土墙、边坡以及地基基础保证具有足够防止失稳破坏的安全储备。3．地基与基础的类型

埋置深度在5m以内或小于基础最小宽度、只须经过挖槽、排水等施工的普通程序就可以建造起来的基础统称为浅基础。如独立柱基础、条形基础、筏板基础等。

深基础埋置深度大于5m或大于基础最小宽度。如桩基础、沉井和地下连续墙等。2．1．2浅基础施工2．1．2．1浅基础的类型(1)刚性基础：受刚性角限制的基础，包括砖基础、毛石基础、灰土基础和三合土基础、混凝土基础和毛石混凝土基础等。

(2)柔性基础：不受刚性角限制的基础2．1．2．2浅基础的施工1．浅基础施工的基本程序

浅基础施工包括准备工作、基础开挖(降水、排水、土壁支撑)、验槽、基础施工、验收与回填土等基本工作过程。基础开挖一般采用明挖。2．验槽(1)验槽的目的1)检验勘察成果是否符合实际。2)基础深度是否达到设计深度，持力层是否到位或超挖，基坑尺寸是否正确，轴线置及偏差、基础尺寸是否符合设计要求，基坑是否积水，基底土层是否被扰动。3)解决遗留和发现的问题。4)对于没有勘察资料的三级建筑物，地基浅层情况只有凭验槽来了解。

2．1．2．2浅基础的施工1．浅基础施工的基本程序

浅基础施工包括准备工作、基础开挖(降水、排水、土壁支撑)、验槽、基础施工、验收与回填土等基本工作过程。(2)验槽的内容

1)校核基槽开挖的平面位置与槽底标高是否符合勘察设计、要求。2)检验槽底持力层土质与勘察报告是否相同。3)当发现基槽平面土质显著不均匀，或局部存在古井、墓穴、河道等不良地基，可用钎探查明其平面范围与深度。4)检查基槽钎探结果。(3)验槽注意事项学习单元2．2基础处理2．2．1地基处理方法分类2．2．2地基处理的方法2．2．2．1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部分或全部挖去，然后换填强度较高、压缩性较低、并且没有侵蚀性的材料再分层夯实至要求的密实度，作为地基的持力层。垫层的宽度应满足基础底面应力扩散的要求，可按(2.1)式计算，如图2.1所示，或根据当地经验确定b′≥b+2ztanθ(2.1)2．2．2．2砂垫层地基1.构造要求砂垫层和砂石垫层的厚度一般根据地基底面处土的自重应力与附加应力之和不大于同一标高柔软土层的容许承载力确定。2.材料要求砂垫层和砂石垫层所用材料，宜采用颗粒级配良好、质地坚硬的中砂、粗砂、砾砂、碎(卵)石、石屑或其他工业废粒料，含泥量不应超过5%。3．施工要点4．质量检查(1)环刀取样法。(2)贯入度测定法。

2．2．2．3灰土垫层

灰土垫层是将基础底面下一定范围内的软弱土层挖去，按一定体积比配合的石灰和黏性土拌和均匀，在最佳含水率情况下分层回填或压实。1．材料要求(1)土：土料可采用就地基坑（槽）挖出来的粉质黏土或塑性指数大于4的粉土。(2)石灰：石灰应用块灰，使用前应充分熟化过筛，不得含有粒径大于5mm的生石灰块，也不得含有过多的水分，也可采用磨细的生石灰。2．施工要点3．质量检查

灰土回填每层夯(压)实后，应根据规范规定进行环刀取样，测出灰土的干密度。2．2．2．4重锤夯实地基

重锤夯实地基是用起重机械将夯锤提升到一定高度，然后自由落下，重复夯实地基表面。使地基表面形成一层比较密实的硬壳层，从而使地基得到加固。1．机具设备(1)起重机械(2)夯锤：夯锤形状为一截头圆锥体(图2.2)，可用C20钢筋混凝土制作，其底部可采用20mm厚钢板，以使重心降低。(3)吊钩2．施工要点3．质量检查

重锤夯实后，应检查施工记录，除应符合试夯最后下沉量的规定外，并应检查基槽(坑)表面的总下沉量，以不小于试夯总下沉量的90％为合格。也可采用在地基上选点夯击检查最后下沉量。2．2．2．5强夯地基1．原理及适用条件强夯是指用起重机械将大吨位（一般8～30t）夯锤起吊到6～30m高度后，自由落下，给地基土以强大的冲击能量的夯击，使土中出现冲击波和很大的冲击应力，迫使土层空隙压缩，土体局部液化，在夯击点周围产生裂隙，形成良好的排水通道，孔隙水和气体逸出，使土料重新排列，经时效压密达到固结，从而提高地基承载力，降低其压缩性的一种有效的地基加固方法，使表面形成一层较为均匀的硬层来承受上部载荷。强夯法是在重锤夯实法的基础上发展起来的，但在作用机理上，又与它有很大区别。2．机具设备（1）夯锤。（2）起重机械（3）脱钩装置3．技术参数

通常根据要求加固土层的深度H(单位：m)，按下列经验公式选定强夯法所用的锤重Q:4.施工要求5．质量检查

应检查施工记录及各项技术参数，并应在夯击过的场地选点作检验。一般可采用标准贯入、静力触探或轻便触探等方法，符合试验确定的指标时即为合格。2．2．2．6振冲地基1．加固原理及适用条件2．机具设备（1）振冲器。振冲器为立式潜水电机直接带动一组偏心块，产生一定频率和振幅的水平向振力的专用机械。图2.7ZCQ系列振冲器构造示意图1-电缆；2-水管；3-吊罐；4-减振器；5-电机垫板；6-潜水电机；7-转子；8-电机轴；9-中空轴；10-壳体；11-翼板；12-偏心体；13-向心轴承；14-推力轴承；15-射水管；16-联轴节；17-万向节(2)起重机械。起重能力一般为80～150KN。(3)水泵及供水管道。供水压力宜大于0．5MPa，供水量宜大于m3/h。(4)加料设备。可采用翻斗车、手推车或皮带运输机等。(5)控制设备。控制电流操作台，附有150A以上容量的电流表（或自动记录电流表）、500V电压表等。

3．施工工艺(1)振冲试验(2)制桩1)定位2)成孔3)清孔4)振密(3)排泥(4)成桩顺序

桩的施工顺序一般为“由里向外”或“一边推向另一边”的方式，因为这种方式有利于挤走部分软土。(5)振冲地基表面的处理(6)冬期施工应将表层冻土破碎后成孔4．质量控制与检查

2．2．2．7深层搅拌地基1．加固基本原理及适用条件深层搅拌法是用于加固饱和软黏土地基的一种新方法，它是利用水泥、石灰等材料作为固化剂，通过特制的深层搅拌机械，在地基深处就地将软土和固化剂(浆液)强制搅拌，利用固化剂和软土之间所产生的一系列物理－化学反应，使软土硬结成具有整体性、水稳定性和一定强度的地基。本法适用于加固各种土质地基，但对有机物含量大的土、硫酸盐含量大的土，其加固效果较差。2．施工工艺

(1)定位。(2)预搅下沉。(3)制备水泥浆。(4)喷浆、搅拌和提升。(5)重复上、下搅拌。(6)清洗。(7)移位。3．质量检测4．深层搅拌水泥粉喷桩施工深层搅拌水泥粉喷桩是以钻头在桩位搅拌后将水泥干粉用压缩空气输入到软土中，强行拌合，使其充分吸收地下水并与地基土发生理化反应，形成具有水稳定性、整体性和一定强度的柱状体，同时桩间土得到改善，从而满足建筑基础的设计要求。

深层搅拌水泥粉喷桩施工工艺分为：就位、钻入、预搅、喷搅、成桩等过程。2．2．2．8高压喷射注浆

高压喷射注浆就是利用钻机钻孔，把带有喷嘴的注浆管插至土层的预定位置后，以高压设备使浆液成为20Mpa以上的高压射流，从喷嘴中喷射出来冲击破坏土体。部分细小的土料随着浆液冒出水面，其余土粒在喷射流的冲击力，离心力和重力等作用下，与浆液搅拌混合，并按一定的浆土比例有规律地重新排列。浆液凝固后，便在土中形成一个固结体与桩间土一起构成复合地基，从而提高地基承载力，减少地基的变形，达到地基加固的目的。

高压喷射注浆法所形成的固结体形状与喷射流移动方向有关，一般分为旋转喷射（简称旋喷），定向喷射（简称定喷）和摆动喷射（简称摆喷）三种形式。（如图2.12）。

学习单元2．3桩基工程2．3．1桩基工程分类1．按承载性状分类(1)摩擦型桩1)摩擦桩2)端承摩擦桩(2)端承型桩1)端承桩2)摩擦端承桩2．按成桩方法分类(1)非挤土桩(2)部分挤土桩(3)挤土桩3．按桩径大小分类(1)小桩：d≤250mm(2)中等直径桩：250mm<d<800mm(3)大直径桩：d≥800mm4．按施工方法分类(1)预制桩：根据沉入土中的方法，可非为打入桩（锤击沉桩）、静力压桩、振动沉桩和水冲沉桩等。(2)灌注桩：可分为沉管灌注桩、钻孔灌注桩和挖孔灌注桩等。2．3．2打入桩施工2．3．2．1施工准备1．现场准备

障碍物处理、场地平整、抄平放线。2．预制桩的制作、运输和堆放(1)混凝土实心方桩的制作、运输和堆放(2)混凝土管桩的制作、运输和堆放

混凝土管桩为中空，一般在预制时用离心法成型，把混凝土中多余的水分用离心力甩出，故混凝土密实，强度高，抵抗地下水和耐腐蚀的性能强。为解决混凝土管桩在吊装和搬运时因弯曲拉应力的作用而开裂，以及打桩时因拉应力而产生环状裂缝，故常用预应力混凝土管桩。混凝土管桩应达到设计强度100%后方可运到现场打桩。堆放层数不超过三层，底层管桩边缘应用楔形木块塞紧，以防滚动，应根据打桩顺序随打随运以减少或避免二次搬运。图1钢筋笼的准备预应力管桩制作流程图2钢筋笼绑扎机图3钢筋笼入模图4钢模起吊图5混凝土灌注图6钢模封闭图7预应力筋张拉图8预应力管桩离心成型图9成桩图10蒸压养护图11脱模(3)钢管桩的制作、运输和堆放

钢管桩一般使用无缝钢管，也可采用钢板卷板焊接而成，一般在工厂制作。按卷板制作工艺不同，分为直缝钢管桩和螺旋缝钢管桩。

钢管桩堆放Φ900的钢管桩，不宜超过3层；Φ600的钢管桩，不宜超过4层；Φ400的钢管桩，不宜超过5层。钢管桩一般按两点起吊。2．3．2．2打入法施工

1．打桩设备及选用(1)桩锤选择1)落锤:锤击速度慢，贯入能力低，效率不高且对桩的损伤较大，只在使用其他类型的桩锤不经济，或在小型工程中才被使用。2)单动汽锤

图2.16单动汽锤1-汽缸；2-活塞杆；3-活塞；4-活塞提升室；5-进汽口；6-排汽口；7-换向阀门3)双动汽锤4)柴油锤：柴油锤会造成噪音和空气污染等公害，故在城市中施工受到一定限制。其不适用于在过硬或过软的土层中打桩。。5)液压锤液压锤是由一外壳封闭起来的冲击缸体所组成的，利用液压油来提升和降落冲击缸体。液压锤不排出任何废气，无噪声，冲击频率高，并适合水下打桩，是理想的冲击式打桩设备。(2)桩架选择1)滚筒式桩架2)多功能桩架3)履带式桩架(3)桩帽及垫衬材料的选择为提高打桩效率和沉桩精度，保护桩锤安全使用和桩顶免遭破损，应在桩顶加设桩帽，见图2．22。2．打桩顺序

3．打桩工艺（1）吊装就位（2）打桩（3）接桩1）焊接法接桩

2）浆锚法接桩3）法兰法接桩(4)截桩

(5)打桩测量和记录

打桩是隐蔽工程，必须对每根桩的施打进行测量并做好详细记录。打桩时要注意测量桩顶水平标高，可用水准仪进行测量。2．3．2．3质量标准

打桩质量包括两个方面的内容，即能否满足贯人度或设计标高的要求以及施工偏差是否在规范允许的范围以内。2．3．2．4施工注意事项2．3．3静力压桩施工2．3．3．1静压桩的施工原理、特点静力压桩是利用静压力将预制桩逐节压入土中的一种沉桩工艺，它借助专用桩架自重及桩架上的压重，通过卷扬机滑轮组或液压系统施加压力在桩顶或桩身上，当施加给桩的静压力与桩的入土阻力达到动态平衡时，桩在自重和静压力作用下逐渐压入地基中。2．3．3．2静压桩机械（1）顶压式压桩机（2）箍压式压桩机（3）前压式压桩机2．3．3．3压桩工艺静力压桩工艺流程：场地清理和处理→测量定位→桩机就位→吊桩插桩→桩身对中调直→压桩→接桩→再压桩→送桩(或截桩)。2．3．3．3压桩工艺

2．3．3．4终止压桩控制标准

对摩擦型桩以达到桩端设计标高为终止控制条件；对于端承摩擦型长桩以设计桩长控制为主，最终压力值作对照；对承载力较高的端承桩，终压力值宜尽量接近或达到压桩机满载值；对端承型短桩，以终压力满载值为终压控制条件，并以满载值复压。2．3．3．5施工注意事项

遇到下列情况应停止压桩，并及时与有关单位研究处理：一是初压时，桩身发生较大幅度移位、倾斜，压入过程中桩身突然下沉或倾斜；二是桩顶混凝土破坏或压桩阻力剧变。2．3．4振动沉桩、水冲沉桩2．3．4．1振动沉桩

振动沉桩与锤击沉桩的施工方法基本相同，其不同之处是用振动桩机代替锤打桩机施工。振动桩机主要由桩架、振动锤、卷扬机和加压装置组成。2．3．4．2水冲沉桩

水冲沉桩法，就是利用高压水流冲刷桩尖下面的土壤，以减少桩表面与土壤之间的摩擦力和桩下沉时的阻力，使桩身在自重或锤击作用下，很快沉人土中。射水停止后，冲松的土壤沉落，又可将桩身压紧。

2．3．5混凝土灌注桩施工2．3．5．1一般规定1．成孔(1)成孔的控制深度(2)成孔施工顺序2．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要求，箍筋一般应为螺旋式。3．混凝土的配制与灌注

(1)混凝土的配制要求：(2)混凝土的灌注方法：(3)灌注混凝土应遵守规定。2．3．5．2沉管灌注桩1．锤击沉管灌注桩(1)施工设备:如图2．28所示。(2)施工方法:(3)质量要求2．振动混管灌注桩施工设备:如图2．29所示。(1)施工方法:(2)分类1)单振法2)反插法3)复振法(3)质量要求3．沉管夯扩灌注桩沉管夯扩灌注桩是利用打桩锤将内、外桩管同步沉入土层中，通过锤击内桩管夯扩端部混凝土，使桩端形成扩大头，再灌注桩身混凝土。拔外桩管时，用内桩管和桩锤顶压在管内混凝土面上，使桩身密实成型，其施工工艺流程如图2．30所示。(a)放干硬混凝土；(b)放内外管；(c)锤击；(d)抽出内管；(e)灌入部分混凝土；(f)放入内管，稍提外管；(g)锤击；(h)内外管沉入设计深度；(i)拔出内管；(j)灌满桩身混凝土；(k)上拔外管；(1)拔出外管，成桩4．沉管灌注桩常见质量问题及处理(1)断桩:是指钻孔灌注桩在灌注混凝土的过程中，泥浆或砂砾进入水泥混凝土，把灌注的混凝土隔开并形成上下两段，造成混凝土变质或截面积受损，从而使桩不能满足受力要求。

目前常用开挖检查法和动测法检查。断桩一经发现，应将断桩段拔去，把孔清理干净后，略增大面积或加上钢箍连接，再重新灌注混凝土。(2)缩颈桩:又称瓶颈桩，部分桩颈缩小，截面面积不符合要求。处理方法：施工时，应保持管内混凝土略高于地面，使其有足够的扩散压力，拔管时采用复打法或反插法，并严格控制拔管速度。(3)桩尖进水或进泥：常见于地下水位高、含水率大的淤泥和粉砂土层。处理方法可将桩管拔出，修复改正桩尖缝隙后，用砂回填桩孔重打；地下水量大时，桩管沉到地下水位处，用水泥砂浆灌人管内约0.5m作封底，并再灌1m高混凝土，然后打下。(4)吊脚桩:指桩底部的混凝土隔空，或混凝土中混进泥砂而形成松软层的桩。造成吊脚桩的原因是：预制混凝土桩尖承载力或活瓣桩尖刚度不够，沉管时被破坏或变形，因而水或泥砂进入桩管；拔管时桩靴未脱出或活瓣未及时张开，混凝土未及时从管内流出等。处理方法：如果发现问题应即时将桩管拔出，填砂重打；或者采取密振动慢拔，开始拔管时先反插几次再正常拔管。2．3．5．3干作业螺旋钻孔灌注桩1．钻机2．施工要点(1)钻进时要求钻杆垂直，如发现钻杆摇晃、移动、偏斜或难以钻进时，可能遇到坚硬夹物，应立即停车检查，妥善处理，钻孔偏移时，应提起钻头上下反复打钻几次，以便削去硬土。纠正无效，可在孔中局部回填黏土至偏孔处以上0.5m，再重新钻进。(2)钻孔达要求深度后，应用夯锤夯击孔底虚土，或者用压力在孔底灌入水泥浆，以减少桩的沉降和提高桩的承载能力，然后尽快吊放钢筋笼，并浇筑混凝土。浇筑应分层进行。每层高度不得大于1.5m。2．3．5．4泥浆护壁成孔灌注桩1．测定桩位:平整清理好施工场地后，设置桩基轴线定位点和水准点，根据桩位平面布置施工图，定出每根桩的位置，并做好标志。2．埋设护筒：护筒是埋置在钻孔孔口的圆筒，是大直径泥浆护壁成孔灌注桩特有的一种装置。其作用是固定桩孔位置；防止地面水流入，保护孔口；增高桩孔内水压力，防止塌孔；以及钻孔时引导钻头方向。3．泥浆制备:泥浆的作用是：在桩孔内会吸附在孔壁上，将土壁孔隙填渗密实，并形成一层致密的泥膜，可避免桩孔内壁漏水，保持护筒内水压稳定。4．成孔(1)回转钻成孔1)正循环回转钻成孔2)反循环回转钻成孔(2)潜水钻成孔：潜水钻机钻进时出渣方式也有正循环与反循环两种。潜水钻正循环是利用泥浆泵将泥浆压入空心钻杆并通过中空的电动机和钻头射入孔底；潜水钻的反循环有泵举法、气举法和泵吸法三种。(3)冲击钻成孔：冲击钻成孔是利用冲击钻机或卷扬机把带钻刃的重钻头(又称冲锤)提高，靠自由下落的冲击力来破碎岩层或冲挤土层，排出碎碴成孔。(4)冲抓锥成孔：利用卷扬机和钢丝绳吊起冲抓锥，然后冲击钻孔底部，由锥瓣直接抓起土石钻进成孔。5．清孔：当钻孔达到设计要求深度并经终孔检查合格后，即应进行验孔和清孔，清除孔底沉渣、淤泥，以减少桩基的沉降量，提高承载能力。清孔的方法可以采用正循环法、反循环法和掏渣筒掏渣清孔。6.吊放钢筋笼：清孔满足要求后，应立即安放钢筋笼、浇筑混凝土。7．水下浇筑混凝土。泥浆护壁成孔灌注桩的水下混凝土浇筑常用导管法，混凝土强度等级不低于C20，坍落度为18～22cm。2．3．5．5人工挖孔灌注桩

人工挖孔灌注桩简称挖孔桩，是采用人工挖掘的方法进行成孔，然后安装钢筋笼，浇筑混凝土成型的桩。

1．施工机具挖孔桩施工机具主要有：垂直运输工具、排水工具、通风设备、挖掘工具等。若遇到坚硬的土层或岩石，还需准备风镐和爆破设备。此外，尚有照明灯、对讲机、电铃等。2．施工工艺学习单元2．4桩基工程检测与验收2．4．1桩基工程检测预制成桩质量检查主要包括制桩、打入(静压)深度、停锤标准、桩位及垂直度检查。灌注桩的成桩质量检查主要包括成孔及清孔、钢筋笼制作及安放、混凝土制备及灌注三个工序的质量检查。2．4．1．1成孔垂直度检测1．钻杆测斜法

2．测锤法2．4．1．2孔径检测

1．声波孔壁测定仪2．井径仪：由测头、放大器和记录仪三部分组成[图2．44(b)]，它可以检测直径为0．08～0．6m、深数百米的孔，当把测量腿加大后，最大可检测直径1．2m的孔。2．4．1．3孔底沉渣厚度检测1．垂球法垂球法为工程中最常用的简单测定孔底沉渣厚度的方法。一般根据孔深和泥浆比重，采用质量为1～3kg的钢、铁、铜制锥、台、桩体垂球，顶端系上测绳，把球慢慢沉入孔内，凭人的手感判断沉渣顶面位置，其施工孔深和量测孔深之差即为沉渣厚度。

2．电容法

电容法沉渣测定原理是当金属两极板间距和尺寸固定不变时，其电容量和介质的电解率成正比关系，水、泥浆和沉渣等介质的电解率有较明显差异，从而由电解率的变化量测定沉渣厚度。仪器由测头、放大器、蜂鸣器和电机驱动源等组成(图2．45)。3．声纳法声纳法测定沉渣厚度的原理是以声波在传播中遇到不同界面产生反射而制成的测定仪。同一个测头具有发射和接收声波的功能，声波遇到沉渣表面时，部分声波被反射回来由接收探头接收，发射到接收的时间差为t1，部分声波穿过沉渣厚度直达孔底原状土后产生第二次反射，得到第二个反射时间差t2，则沉渣厚度为：

2．4．1．4单桩承载力检测1．试验装置2．加卸载方式与沉降观测

试验加载方式：采用慢速维持荷载法，即逐级加载，每级荷载达到相对稳定后加下一级荷载，直到破坏，然后分级卸载到零。3．确定单桩竖向极限承载力

(1)根据沉降随荷载的变化特征确定极限承载力(2)根据沉降量确定极限承载力(3)根据沉降随时间的变化特征确定极限承载力单桩竖向极限承载力标准值应根据试桩位置、实际地质条件、施工情况等综合确定。当各试桩条件基本相同时，单桩竖向极限承载力标准值可取试桩结果统计特征值。2．4．2桩基验收资料

当桩顶设计标高与施工场地标高相近时，桩基工程的验收应待成桩完毕后进行；当桩顶设计标高低于施工场地标高时，应待开挖到设计标高后进行验收。2．4．3桩基工程安全技术

锤击法施工时，施工场地应按坡度不大于1％，地耐力不小于85KPa的要求进行平整、压实，地下应无障碍物。

钻孔法施工时，应检查是否有发生卡杆现象，起吊钢丝是否牢固，卷扬机刹车是否完好，信号设备是否明显。钻孔桩的孔口必须加盖。

人工挖孔法施工时，井下应设通风设施，工人下井时应携带有害气体测定仪，电气设备要装安全漏电保护开关等。学习任务3砌筑工程学习单元3．1砌筑材料3．1．1块材3．1．1．1砖1．烧结普通砖2．烧结多孔砖3．烧结空心砖4．蒸压灰砂砖5．蒸压粉煤灰砖蒸压灰砂砖蒸压粉煤灰砖3．1．1．2石材3．1．1．3砌块3．1．2砌筑砂浆

按照胶结材料不同，砂浆可分为