地基與基礎(chǔ)工程施工 課件全套 單元1-4 基本知識-基礎(chǔ)工程施工

單元1基本知識知識要點：課題1地基與基礎(chǔ)概述1.1地基與基礎(chǔ)的概念1.2基礎(chǔ)埋置深度的影響因素1.3地基與基礎(chǔ)實例簡介課題1地基與基礎(chǔ)概述1.1地基與基礎(chǔ)的概念1.2基礎(chǔ)埋置深度的影響因素1.3地基與基礎(chǔ)實例簡介1.1地基與基礎(chǔ)的概念

俗話說“萬丈高樓平地起”，任何建筑物都建造在地球的表層，它構(gòu)成了一切工程建筑的環(huán)境和物質(zhì)基礎(chǔ)。我們把受建筑物荷載影響的那部分地層稱為地基，建筑物向地基中傳遞荷載的下部結(jié)構(gòu)稱為基礎(chǔ)，如圖1-1所示。1.地基

任何建筑物都是建造在一定的土層或巖層上的，通常把直接承受上部建筑物荷載且應(yīng)力發(fā)生變化的那部分地層稱為地基。地基是有一定深度和范圍的，當?shù)鼗蓛蓪踊騼蓪右陨贤翆咏M成時，通常將直接與基礎(chǔ)底面接觸的土層稱為持力層：在地基范圍內(nèi)持力層以下的土層稱為下臥層；當下臥層的承載力低于持力層的承載力時，稱為軟弱下臥層，如圖1-2所示。

良好的地基應(yīng)該具有較高的承載力和較低的壓縮性。未經(jīng)過人工加固處理而直接利用天然土層作為地基就可以滿足設(shè)計要求的，稱為天然地基；如果地基土質(zhì)軟弱，工程地質(zhì)較差，需對地基進行人工加固處理后才能作為建筑物地基的，稱為人工地基；還有局部地基遇到的地基土，如濕陷性黃土、多年凍土、壓縮性強的軟土等，這些地區(qū)均需做特殊的設(shè)計和施工，稱為特殊地基。

由于人工地基施工周期長、造價高，而且基礎(chǔ)工程的造價一般約占建筑總造價的10%

~30%，因此建筑物應(yīng)盡量建造在良好的天然地基上，以減少基礎(chǔ)工程造價。2.基礎(chǔ)

建筑物的下部通常要埋入地面以下一定深度，使之坐落在較好的土層上。地面以上的結(jié)構(gòu)稱為建筑物的上部結(jié)構(gòu)；地面以下的結(jié)構(gòu)稱為建筑物的下部結(jié)構(gòu)，又稱為建筑物的基礎(chǔ)，它位于建筑物上部結(jié)構(gòu)與地基之間，承受著上部結(jié)構(gòu)傳來的載荷，并將其傳遞給地基。因此，基礎(chǔ)起著上承和下傳的作用。

基礎(chǔ)都有一定的埋置深度（簡稱埋深），基礎(chǔ)埋深是指設(shè)計地面到基礎(chǔ)底面的距離。根據(jù)基礎(chǔ)埋深的不同，可分為淺基礎(chǔ)和深基礎(chǔ)。一般地，若地基土質(zhì)較好，基礎(chǔ)埋深不大（d<5m），只需要經(jīng)過挖槽、排水，采用一般方法與施工機械施工的基礎(chǔ)，稱為淺基礎(chǔ)；若上部結(jié)構(gòu)荷載較大或淺層土質(zhì)軟弱，需將基礎(chǔ)埋置于較深處（d>5m）的較好土層上，并需采用特殊的施工方法及施工機械施工的基礎(chǔ)，稱為深基礎(chǔ)。課題1地基與基礎(chǔ)概述1.1地基與基礎(chǔ)的概念1.2基礎(chǔ)埋置深度的影響因素1.3地基與基礎(chǔ)實例簡介1.2基礎(chǔ)埋置深度的影響因素

基礎(chǔ)埋深的大小常由地基的土層狀態(tài)和建筑物上部荷載大小決定，直接影響到施工的難易程度及造價的高低。影響基礎(chǔ)埋深的因素很多,其主要影響因素如下:1.建筑物的使用要求，基礎(chǔ)形式及荷載2.工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件3.土的凍結(jié)深度的影響5.其他4.相鄰建筑物的埋深

當建筑物設(shè)置地下室、設(shè)備基礎(chǔ)或地下設(shè)施時，基礎(chǔ)埋深應(yīng)滿足其使用要求；高層建筑基礎(chǔ)埋深隨建筑高度增加適當增大，這樣才能滿足穩(wěn)定性要求；荷載大小和性質(zhì)也影響基礎(chǔ)埋深，一般荷載較大時應(yīng)加大埋深；受上拔力的基礎(chǔ)，應(yīng)有較大埋深以滿足抗拔力的要求。1.建筑物的使用要求，基礎(chǔ)形式及荷載

在滿足地基穩(wěn)定和變形的前提下，基礎(chǔ)盡量淺埋，但由于地表土雜質(zhì)較多，基礎(chǔ)的埋深通常不淺于0.5m。如淺層土作持力層不能滿足要求，可考慮深埋。地基軟弱土層在2m以內(nèi)，下臥層為壓縮性低的土，此時應(yīng)將基礎(chǔ)埋在下臥層上；

如軟弱土層厚在2

~5m，低層輕型建筑可將基礎(chǔ)埋于軟弱土層內(nèi)，但應(yīng)適當加寬基礎(chǔ)，必要時也可用換土、壓實等方法進行地基處理；如軟弱土層大于5m，低層輕型建筑也可以淺埋于軟弱土層內(nèi)，必要時可加強上部結(jié)構(gòu)或進行地基處理；如地基土由多層土組成且均屬于軟弱土層且上部荷載很大時，常采用深基礎(chǔ)方案，如樁基等。按地基條件選擇埋深時，還要求從減少不均勻沉降的角度來考慮，當土層分布明顯不均勻或各部分荷載差別很大時，同一建筑物可采用不同的埋深來調(diào)整不均勻沉降量。

地基范圍內(nèi)存在地下水時，常將地下水位分為設(shè)計最高地下水位和最低地下水位，確定基礎(chǔ)理深一般應(yīng)考慮將基礎(chǔ)埋于設(shè)計最高地下水位以上不小于200mm處。當?shù)叵滤惠^高，不能滿足上述要求時，宜將基礎(chǔ)埋置在最低地下水位以上不少于200mm的深度，且同時考慮施工時基坑的排水和坑壁的支護等因。

2.工程地質(zhì)和水文地質(zhì)條件

3.土的凍結(jié)深度的影響

粉砂、粉土和黏性土等細粒土具有凍脹現(xiàn)象，凍脹會將基礎(chǔ)向上拱起。土層解凍，基礎(chǔ)又下沉，使基礎(chǔ)處于不穩(wěn)定狀態(tài)。凍融的不均勻使建筑物產(chǎn)生變形，嚴重時會產(chǎn)生開裂等破壞情況。因此，建筑物基礎(chǔ)應(yīng)埋置在冰凍層以下不小于200mm處。4.相鄰建筑物的埋深

新建建筑物基礎(chǔ)埋深不宜大于相鄰原基礎(chǔ)埋深。當埋深大于原有建筑物基礎(chǔ)時，基礎(chǔ)間的凈距應(yīng)根據(jù)荷載大小和性質(zhì)等確定，一般為相鄰基礎(chǔ)底面高差的1

~2倍，如圖1-3所示。如不能滿足上述要求時應(yīng)加固原有地基或采用分段施工，設(shè)臨時加固支撐、打板樁、地下連續(xù)墻等施工措施。課題1地基與基礎(chǔ)概述1.1地基與基礎(chǔ)的概念1.2基礎(chǔ)埋置深度的影響因素1.3地基與基礎(chǔ)實例簡介

我國勞動人民遠在春秋戰(zhàn)國時期開始興建的萬里長城，至今依然聳立，令世人矚目。隋唐時期修建的南北大運河，穿越各種復(fù)雜的地質(zhì)條件，歷經(jīng)千百年風雨滄桑而不毀，被譽為亙古奇觀。隋朝工匠李春在河北省修建的趙州石拱橋，不僅因其建筑和結(jié)構(gòu)設(shè)計而聞名于世，其地基基礎(chǔ)處理也是非常合理的。他將橋臺砌筑于密實粗砂層上，1300多年來估計沉降量僅幾厘米，令人嘆服。

宏偉壯麗的宮殿寺院，逾千百年而留存至今；遍布各地的高塔，遇多次強烈地震而安然無恙，這些都是與精心設(shè)計的地基基礎(chǔ)分不開的。

舉世聞名的意大利比薩斜塔，是建筑物傾斜的典型實例，它是由于地基不均勻沉降造成的，如圖所示。

我國重點文物保護建筑——蘇州市虎丘塔，距今已有1千多年的歷史，如圖1-5所示。塔身全部用青磚砌筑，外形仿樓閣式木塔，建筑精美。但在1980年發(fā)

現(xiàn)塔頂偏離中心線2.31m，底層塔身出現(xiàn)裂縫，成為危險建筑而封閉?？辈旖Y(jié)果表明寶塔傾斜是由于地基覆蓋層厚度相差懸殊等原因造成的。

加拿大特朗斯康谷倉，是建筑物地基滑移的典型實例。該谷倉呈矩形，南北向長59.44m，東西向?qū)?3.47m，高31.00m。谷倉基礎(chǔ)為鋼筋混凝土筏板基礎(chǔ)，厚610mm，埋深3.66m。谷倉于1911年動工，1913年秋完工。谷倉建成試倉時，發(fā)現(xiàn)1小時內(nèi)豎向沉降達30.5cm，結(jié)構(gòu)物向西傾斜，并在24小時內(nèi)谷倉傾倒，谷倉西端下沉7.32m，東端上抬1.52m。后經(jīng)勘察實驗發(fā)現(xiàn)，谷倉地基是因超載發(fā)生承載力破壞而滑動，如圖所示。

匈牙利一碼頭建筑物，為單層框架結(jié)構(gòu)，建于1952年。建筑物采用圓柱形獨立基礎(chǔ)，外墻基礎(chǔ)上布置鋼筋混凝土連續(xù)梁，承受外墻荷載，建筑內(nèi)墻采用條形基礎(chǔ)。工程建成后不久，所有內(nèi)墻都嚴重開裂?？辈檠芯堪l(fā)現(xiàn)，一棟建筑物采用兩種基礎(chǔ)類型，埋深相差懸殊，持力層土質(zhì)壓縮性高低相差懸殊，引起嚴重不均勻沉降，導(dǎo)致墻體嚴重開裂，如圖所示。

由上述可見，地基基礎(chǔ)是整個建筑工程中的一個重要組成部分，建筑物事故的原因很多與地基基礎(chǔ)有關(guān)，并且由于地基基礎(chǔ)埋置于地下，一旦發(fā)生事故就不易補救。

據(jù)統(tǒng)計，我國一般多層建筑中，基礎(chǔ)工程造價約占總造價的1/4，工期可占總工期的1/4以上。如需人工處理或采用深基礎(chǔ)時，其造價和工期所占的比例更大。但是，如果盲目地提高建筑物地基與基礎(chǔ)的安全度，有時多花費建設(shè)資金卻不能收到良好的效果。

因此，工程技術(shù)人員必須十分重視并做好地基與基礎(chǔ)的勘察、設(shè)計和施工階段的各項工作。要求工程技術(shù)人員熟練掌握地基土的基本特性、地基基礎(chǔ)的基本原理和主要概念，結(jié)合建筑場地條件及建筑物的結(jié)構(gòu)特點，因地制宜的進行設(shè)計和施工，確保建筑物的安全。課題2土的成因、組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造2.1土的成因2.2土的組成2.3土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造課題2土的成因、組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造2.1土的成因2.2土的組成2.3土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造

2.1土的成因

土是地殼表層的物質(zhì)，它是巖石在長期風化、剝蝕、搬運、沉積過程中形成的，大小不等且未經(jīng)膠結(jié)的固體礦物、水和氣體的集合體。土是由許多礦物自然結(jié)合而成的。土體不是一般土層的組合體，而是與工程建筑的穩(wěn)定、變形有關(guān)的土層的組合體。

地殼表面廣泛分布著的土體是由完整堅硬的巖石經(jīng)過風化、剝蝕等外力作用形成的碎塊或礦物顆粒，再經(jīng)水流、風力或重力作用、冰川作用等搬運，在適當條件下沉積成各種類型的土體。在搬運過程中，由于形成土的母巖成分的差異，顆粒大小、形態(tài)，礦物成分又進一步發(fā)生變化，并在搬運及沉積過程中由于分選作用形成在成分、結(jié)構(gòu)、構(gòu)造和性質(zhì)上有規(guī)律的變化.課題2土的成因、組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造2.1土的成因2.2土的組成2.3土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造2.2土的組成

一般條件下，土是由以土顆粒為主的固體相物質(zhì)組成的框架部分和充填在框架空隙中的氣體部分（空氣及其他氣體成分）與液體相的液態(tài)物質(zhì)組成（水與其他液體）。所以，土是由固體、液體、氣體所組成的一種三相物質(zhì)，如圖所示，三相之間的定量關(guān)系決定著土的性質(zhì)與特點。

2.2.1

土中固體顆粒

土是由粒徑不同的顆粒組成的，要研究土的性質(zhì)，必須對土的顆粒（簡稱土粒）組成進行分析。土粒由粗到細逐漸變化時，土的性質(zhì)相應(yīng)發(fā)生變化，由無黏性變?yōu)橛叙ば?，滲透性由大變小。粒徑大小在一定范圍內(nèi)的土粒，其性質(zhì)也比較接近，因此，可按粒徑范圍對土粒進行分組，稱為粒組。

通常，土?？煞譃榱罅＝M，它們分別是：漂石或塊石顆粒（粒徑>200mm）、卵石或碎石顆粒（粒徑為20

~200mm）、圓礫或角礫顆粒（粒徑為2

~20mm）、砂粒（粒徑為0.075

~2mm）、粉粒（粒徑為0.005

~0.075mm）和黏粒（粒徑<0.005mm）。

我們把土中各組粒徑土粒的分配情況稱為土的顆粒級配。通常把粗細土粒搭配良好的土稱為級配良好的土。這種土中較粗顆粒間的孔隙被較細顆粒填充，易被壓實，因而土的密實度較好，其強度和穩(wěn)定性也較好，透水性和壓縮性較小，可用作路基、堤壩或其他土建工程的填方土料。2.2.2

土中水

組成土的第二種主要成分是土中水。在自然條件下，土中總是含水的。土中水可以處于液態(tài)、固態(tài)或氣態(tài)。土中細粒越多，即土的分散度越大，水對土的性質(zhì)的影響也越大。

存在于土粒礦物的晶格內(nèi)或是參與礦物構(gòu)造中的水稱為結(jié)晶水或礦物內(nèi)部結(jié)合水，它只有在比較高的溫度（>105℃）下才能化為氣態(tài)水而與土粒分離。從土的工程性質(zhì)上分析，可以把結(jié)晶水作為礦物的一部分。因此，建筑工程中討論的土中水，主要是以液體形式存在的結(jié)合水和自由水。1.結(jié)合水結(jié)合水是指受電分子吸引力吸附于土粒表面的土中水，這種電分子吸引力高達幾千到幾萬個大氣壓，使水分子和土粒表面牢固地黏結(jié)在一起。處于土顆粒表面水膜中的水，受到表面引力的控制而不服從靜水力學(xué)規(guī)律，其冰點低于零度。（1）強結(jié)合水

強結(jié)合水存在于最靠近土顆粒表面處，工程上又稱為吸著水。其水分子和水化離子排列非常緊密，以致于密度大于1，并有過冷現(xiàn)象（即溫度降到零度以下也不發(fā)生凍結(jié)現(xiàn)象）。強結(jié)合水在外力作用下很難被排出，但是在高溫下則比較容易蒸發(fā)掉。黏性土中只有強結(jié)合水存在時，才呈固體狀態(tài)。（2）弱結(jié)合水

弱結(jié)合水是指距土粒表面較遠地方的結(jié)合水，又叫薄膜水。弱結(jié)合水緊靠強結(jié)合水的外圍，仍然受到土粒的電分子引力作用。但是，隨著弱結(jié)合水離土粒表面越來越遠，電分子引力逐漸減小，遠到不受引力作用時則過渡到自由水。2.自由水

存在于土粒表面電場影響范圍以外的水稱為自由水。自由水的性質(zhì)與普通水一樣，能傳遞靜水壓力和溶解鹽類，冰點為0℃。自由水按其移動所受作用力的不同而分為重力水和毛細水。（1）重力水

重力水是指在土孔隙中受重力作用能自由流動的水，它存在于地下水位以下的透水層中。重力水在土的孔隙中流動時能產(chǎn)生滲透力，帶走土中細顆粒，而且還能溶解土中的鹽類。這兩種作用會使土的孔隙增大，壓縮性提高，抗剪強度降低。（2）毛細水毛細水是受到水與空氣交界面處表面張力作用的自由水。毛細水存在于地下水位以上的透水層中。2.2.3土中氣體

土中氣體有兩種形式，一種與大氣相通，它對土的工程性質(zhì)影響不大；另一種與大氣隔絕，在土的孔隙中被水封閉著。這種氣體降低了土的透水性，增大了土的彈性和壓縮性，對土的性質(zhì)有較大影響。課題2土的成因、組成、結(jié)構(gòu)和構(gòu)造2.1土的成因2.2土的組成2.3土的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造2.3.1土的結(jié)構(gòu)

土的結(jié)構(gòu)是指由土粒（或團粒）的大小、形狀、相互排列及其聯(lián)結(jié)關(guān)系等形成的綜合特征。土的結(jié)構(gòu)是在成土的過程中逐漸形成的，它反映了土的成分、成因等對土的工程性質(zhì)的影響。土的結(jié)構(gòu)按其顆粒的排列和聯(lián)結(jié)可分為單粒結(jié)構(gòu)、蜂窩結(jié)構(gòu)和絮狀結(jié)構(gòu)三種。1.單粒結(jié)構(gòu)

單粒結(jié)構(gòu)是由粗大土粒在水中或空氣中下沉而形成的，土顆粒相互間有穩(wěn)定的空間位置，表現(xiàn)為碎石類土和砂類土的結(jié)構(gòu)特征。其特點是土粒間沒有聯(lián)結(jié)存在，或聯(lián)結(jié)非常微弱，可以忽略不計。

疏松狀態(tài)的單粒結(jié)構(gòu)在荷載作用下，特別是在振動荷載作用下會趨向密實，土粒移向更穩(wěn)定的位置，同時產(chǎn)生較大的變形。密實狀態(tài)的單粒結(jié)構(gòu)在剪應(yīng)力作用下會發(fā)生剪脹，即體積膨脹，密度變松。單粒結(jié)構(gòu)的土，由于其土粒排列緊密，在動、靜荷載作用下都不會產(chǎn)生較大的沉降，所以強度較大，壓縮性較小，一般是良好的天然地基。具有疏松單粒結(jié)構(gòu)的土，其骨架是不穩(wěn)定的，當受到震動及其他外力作用時，土粒易發(fā)生移動，土中孔隙減少，變形較大。因此，這種土層如未經(jīng)處理一般不宜作為建筑物地基或路基。2.蜂窩狀結(jié)構(gòu)

蜂窩結(jié)構(gòu)主要是由粉?；蚣毶傲＝M成土的結(jié)構(gòu)形式。粒徑為0.005~0.075mm的土粒在水中沉積時，基本上是單個顆粒下沉，在下沉過程中，碰上已沉積的土粒時，如土粒間的引力相對自重而言已經(jīng)足夠大，則此顆粒就停留在最初的接觸位置上不再下沉，逐漸形成土粒鏈。土粒鏈組成弓架結(jié)構(gòu)，形成具有很大孔隙的蜂窩狀結(jié)構(gòu)，如圖1-10所示。這種結(jié)構(gòu)的土可承擔一般的水平靜荷。當其承受較高水平荷載或動力荷載時，其結(jié)構(gòu)將破壞，導(dǎo)致嚴重的地基沉降。3.絮狀結(jié)構(gòu)

絮狀結(jié)構(gòu)是細小的黏粒（粒徑<0.005mm）或膠粒（粒徑<0.002mm）組成的，其重力作用很小，能夠在水中長期懸浮，不因自重而下沉。土?；ハ嗑酆?，以邊－邊、面－邊的接觸方式形成絮狀物下沉，并與已沉積的絮狀顆粒接觸，形成類似蜂窩而孔隙更大的絮狀結(jié)構(gòu)，如圖所示。

具有絮狀結(jié)構(gòu)的黏性土，其土粒之間的聯(lián)結(jié)強度（結(jié)構(gòu)強度）往往由于長期的固結(jié)（壓密）作用和膠結(jié)作用而得到加強。因此，集粒間的聯(lián)結(jié)特征是影響這一類土工程性質(zhì)的主要因素之一。2.3.2土的構(gòu)造

在同一土層中的物質(zhì)成分和顆粒大小等都相近的各部分顆粒之間相互關(guān)系的特征稱為土的構(gòu)造。土的構(gòu)造是指土層的層理、裂隙及大孔隙等宏觀特征，亦稱宏觀結(jié)構(gòu)。土的最主要構(gòu)造特征就是成層性，即層理構(gòu)造，它是在土的生成過程中，由于不同階段沉積的物質(zhì)成分、顆粒大小或顏色不同，而沿豎向呈現(xiàn)的成層特征，常見的有水平層理構(gòu)造和交錯層理構(gòu)造。

根據(jù)土的構(gòu)造特性，將土的構(gòu)造分為層狀構(gòu)造（又可細分為水平層理和交錯層理）、分散構(gòu)造（如砂、礫石、卵石等）和裂隙構(gòu)造（如黃土等黏性土）。

土體的構(gòu)造特征決定了土中存在一定的裂隙和孔洞。裂隙的存在會大大降低土體的強度和穩(wěn)定性，增大透水性，對工程不利。土中的包裹物（如腐殖物、貝殼、結(jié)核體等）以及天然或人為的孔洞都會造成土體的不均勻，影響到土的工程特性。課題3土的物理性質(zhì)3.1土的物理性質(zhì)指標3.2土的物理狀態(tài)指標

如前所述，土是由三相物質(zhì)組成的一個有機體系，土中三相組成之間的質(zhì)量和體積的比例關(guān)系即土的物理性質(zhì)指標，它們對評價土的工程性質(zhì)有重要的意義。土的物理性質(zhì)指標通常分為兩類，一類是通過實驗實際測定的指標，又稱實測指標，這類指標主要有土的密度與重度、土粒相對密度、土的含水率等；一類是基于實測指標導(dǎo)出的指標，如土的各種孔隙含量指標、土中含水程度指標以及不同情況下土的密度和重度指標等。在具體介紹土的物理性質(zhì)指標之前，先約定一下后面將要使用的各種符號的意義，如圖1-12所示。課題3土的物理性質(zhì)3.1土的物理性質(zhì)指標3.2土的物理狀態(tài)指標3.1.1實測指標1.土的密度與重度

土的密度是指天然狀態(tài)下單位體積土的質(zhì)量，用符號ρ表示，單位為g/cm3或kg/m3，即

土的重度是指單位體積土受到的重力，又稱土的重力密度，用符號γ表示，單位為kN/m3，其值等于土的密度乘以重力加速度g，工程中通常取g=10m/s2，即

土的天然密度的大小取決于其礦物組成、孔隙大小和含水情況，綜合反映了土的物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)特征。土越密實，含水量越高，則天然密度就越大，反之就越小。自然狀態(tài)下土的密實程度與含水量變化較大，故土的天然密度變化也較大。

土的密度通常在實驗室中采用環(huán)刀法測量。3.1.1實測指標2.土粒相對密度

土粒相對密度是土粒質(zhì)量與同體積4℃純水的質(zhì)量之比，用符號

表示，無量綱，即

式中

——土粒密度，單位為g/cm3；

——4℃純水的密度，一般取1kg/m3或1g/cm3；

土粒相對密度取決于土的礦物成分和有機質(zhì)含量。一般砂土的相對密度在2.65左右，黏性土的相對密度在2.7左右。

土粒相對密度可用比重瓶法測量。3.1.1實測指標

3.土的含水率

在天然狀態(tài)下，土中水的質(zhì)量與土粒質(zhì)量之比稱為土的含水率，以百分比表示，符號為w，即

含水率是標志土的濕度的一個重要指標。天然土層的含水率變化較大，一般干砂土的含水率接近于0，而飽和砂土的含水率可高達40%；黏性土處于堅硬狀態(tài)時，含水率可小于30%，而處于流塑狀態(tài)時，含水率可超過60%。一般情況下，同一類土含水率越高，其強度越低。

土的含水率一般采用烘干法測定。3.1.2土的導(dǎo)出指標1.表示土中孔隙含量的指標（1）土的孔隙比e土的孔隙比是指土中孔隙體積與土粒體積之比，用小數(shù)表示，即土的孔隙比用來評價土的密實程度。e

<

0.6時，表明土為低壓縮性密實土；e

>

1.0時，表明土為高壓縮性的疏松土。（2）土的孔隙率n土的孔隙率又稱土的孔隙度，是指土中孔隙體積與土的總體積之比，用百分數(shù)表示，即土的孔隙率主要取決于土的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，其數(shù)值一般為30%

~

60%。其中，砂土的孔隙率通常要小于黏性土的孔隙率。2.表示土中含水程度的指標

表示土中含水程度的另一個指標是土的飽和度，是指土的孔隙中所含水的體積與土中孔隙的體積之比，用表示，以百分數(shù)計，即（1-7）飽和度可以反映土體孔隙中含水的程度，其數(shù)值范圍為0~100%。干土的飽和度為零，而飽和土的飽和度為100%。工程實際中，飽和度主要用于表示砂土的含水狀況（或濕度），按飽和度大小不同，常將砂土劃分為如下三種含水狀況：

<50%稍濕50%≤

≤80%很濕

>80%

飽和工程實際中，一般不用飽和度評價黏性土的濕度。黏性土主要含結(jié)合水，結(jié)合水膜厚度的變化將引起土的體積的膨脹或收縮，從而改變原狀土中孔隙的體積。另外，由于結(jié)合水的密度大于1g/cm3，而計算飽和度時，水的密度取1.0g/cm3。因此，最終計算得到的飽和度值常大于100%，顯然與實際不符。3.不同情況下土的密度與重度（1）土粒密度單位體積內(nèi)土粒的質(zhì)量，稱為土粒密度，符號為

，單位為g/cm3或kg/m3，即（2）土的干密度與干重度

干密度是指土的孔隙中完全沒有水時，單位體積中固體顆粒部分的質(zhì)量，用符號

表示，單位為g/cm3或kg/m3，即干密度在工程上通常作為評定土體緊密程度的標準，以控制填土工程的施工質(zhì)量。其值越大，說明土越密實，反之說明土越疏松。土的干密度范圍一般在1.3

~

1.8g/cm3之間。干重度是單位體積無水土體受到的重力，用符號

表示，單位為kN/m3。干重度與干密度的關(guān)系如下：

飽和密度是指土的孔隙完全被液體水充滿時單位體積土的質(zhì)量，用符號

表示，單位為g/cm3或kg/m3，即（3）土的飽和密度與飽和重度式中

——水的密度，一般取1g/cm3。飽和重度是單位體積飽和土所受到的重力，用

表示，單位為kN/m3。飽和重度與飽和密度的關(guān)系如下：（4）土的浮重度

處在水面以下的土，考慮土粒受浮力作用時，單位體積土粒所受重力減去浮力后的重度稱為土的浮重度，用

表示，單位為kN/m3，即式中

——水的重度，一般取10kN/m3對于同一種土而言，土的天然重度、干重度、飽和重度、浮重度在數(shù)值上有如下關(guān)系：

3.2土的物理狀態(tài)指標土的物理狀態(tài)指標主要包括密實度、稠度、靈敏度等。對于無黏性土，主要關(guān)注其密實度；對于黏性土，主要關(guān)注其稠度。1.無黏性土的密實度

無黏性土一般是指砂（類）土和碎石（類）土。這兩大類土中一般黏粒含量甚少，不具有可塑性，呈單粒結(jié)構(gòu)。這兩類土的物理狀態(tài)主要決定于土的密實程度。無黏性土呈密實狀態(tài)時，強度較大，是良好的天然地基；呈松散狀態(tài)時則是一種軟弱地基，尤其是飽和的粉土、細砂土的穩(wěn)定性很差，在振動荷載作用下，可能發(fā)生液化。（1）砂土的密實度

砂土的密實度可用天然孔隙比來衡量，但砂土的密實程度并不僅僅取決于孔隙比，在很大程度上還取決于土的級配情況。同樣孔隙比的砂土，當顆粒不均勻時較密實，當顆粒均勻時較疏松。為了同時考慮孔隙比和級配因素，特引入砂土相對密實度的概念。

相對密實度是最疏松狀態(tài)的孔隙比和天然狀態(tài)孔隙比之差與最疏松狀態(tài)的孔隙比和最密實狀態(tài)孔隙比之差的比值，即式中emax——砂土的最大孔隙比；emin——砂土的最小孔隙比；e——砂土在天然狀態(tài)下的孔隙比。Dr越接近1，越密實；越接近0，越松散。emin一般采用“振擊法”測定，emax一般用“松砂器法”測定。通常，砂土的相對密實度的實用表達式為

根據(jù)砂土的相對密實度，可將砂土劃分為密實、中密和松散三種狀態(tài)，具體劃分標準如表所示。密實狀態(tài)密實中密松散相對密實度0.67≤<10.33≤<0.670≤<0.33由于砂土較難采取原狀土樣，天然孔隙比不易測定，所以采用《建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》規(guī)定采用標準貫入試驗錘擊數(shù)N63.5來劃分砂土的密實度，具體如表1-2所示。其中，N63.5的意義是：用質(zhì)量為63.5kg的重錘，按76cm落距自由落下，將貫入器豎直擊入土中30cm所需要的錘擊次數(shù)。

砂土的密實度對其工程性質(zhì)具有重要的影響。密實的砂土具有較高的強度和較低的壓縮性，是良好的建筑物地基；但松散的砂土，尤其是飽和的松散砂土，不僅強度低，且水穩(wěn)定性很差，容易產(chǎn)生流砂、液化等工程事故。

碎石土難以將貫入器打入土中，可用重型圓錐動力觸探錘擊數(shù)N63.5來劃分密實度，如表所示。重型圓錐動力觸探試驗錘擊數(shù)N63.5密實度重型圓錐動力觸探試驗錘擊數(shù)N63.5密實度N63.5≤5松散10<N63.5≤20中密5<N63.5≤10稍密N63.5>20密實注：①本表適用于平均粒徑小于等于50mm且最大粒徑不超過100mm的卵石、碎石、圓礫、角礫。

②表內(nèi)N63.5為經(jīng)綜合修正后的平均值。（2）碎石土的密實度

對于平均粒徑大于50mm或最大粒徑大于100mm的碎石土，由于其顆粒較粗，更不易取得原狀土樣，也難以進行觸探試驗。對于這類土可在現(xiàn)場進行觀察，根據(jù)骨架顆粒的含量、排列、可挖性以及可鉆性來鑒別，如表所示。密實度骨架顆粒含量及排列可挖性可鉆性密實骨架顆粒含量大于總重的70%，呈交錯排列，連續(xù)接觸鎬鍬挖掘困難，用撬棍方能松動，井壁較穩(wěn)定鉆進極困難；沖擊鉆探時鉆桿和吊錘跳動劇烈；孔壁較穩(wěn)定中密骨架顆粒含量大于總重的60%~70%，呈交錯排列，大部分不接觸鎬鍬可挖掘，井壁有掉塊現(xiàn)象鉆進極困難；沖擊鉆探時鉆桿和吊錘跳動劇烈；孔壁有時坍塌稍密骨架顆粒含量小于總重的55%~60%，排列混亂，大部分不接觸鍬可以挖掘；井壁易坍塌鉆進較容易；沖擊鉆探鉆桿和吊錘跳動不明顯；孔壁易坍塌松散骨架顆粒含量小于總重的55%排列十分混亂，絕大部分不接觸鍬易挖掘；井壁極易坍塌鉆進較容易；沖擊鉆探鉆桿無跳動；孔壁極易坍塌2.黏性土的稠度、靈敏度和觸變性（1）黏性土的稠度

稠度是黏性土因含水多少而表現(xiàn)出的稀稠軟硬程度，而稠度狀態(tài)是指黏性土因含水多少而呈現(xiàn)出的不同的物理狀態(tài)。土的稠度狀態(tài)根據(jù)含水率的不同劃分為固態(tài)、塑態(tài)和流態(tài)三種狀態(tài)，其特點如下：1）固態(tài)特點：含水量相對較少，土粒間主要以強結(jié)合水連結(jié)，比較牢固，土質(zhì)堅硬，力學(xué)強度高，土體形狀大小固定。2）塑態(tài)特點：含水量比固態(tài)多，土粒間主要以弱結(jié)合水連結(jié)，在外力作用下容易產(chǎn)生變形，可揉塑成任意形狀不破裂、無裂紋，去掉外力后仍能保持所得形狀。3）流態(tài)特點：含水量繼續(xù)增加，粒間主要以液態(tài)水占據(jù)，連結(jié)極微弱，幾乎喪失抵抗外力的能力，強度極低，不能維持一定的形狀，土體呈泥漿狀，受重力作用即可流動。上面三種稠度狀態(tài)中的每一種還可以進一步細分為兩種稠度狀態(tài)，如表1-5所示。另外，將黏性土由一種狀態(tài)過渡到另一種狀態(tài)的分界含水量稱為界限含水量或稠度界限。例如，固態(tài)與半固態(tài)的界限含水量稱為縮限含水量，簡稱縮限，用ws表示；半固態(tài)與可塑態(tài)的界限含水量稱為塑限含水量，簡稱塑限，用wp表示。稠度狀態(tài)特征稠度界限體積縮小方向含水率減小方向流態(tài)流液狀態(tài)土呈液體狀、薄層狀流動

黏流狀態(tài)土似黏滯液體，呈厚層狀流動

塑態(tài)黏塑狀態(tài)土具有塑性體性質(zhì)，可塑成任意形狀，且能黏著于其他物體上

稠塑狀態(tài)土具有塑性體性質(zhì)，可塑成任意形狀，但不能黏著于其他物體上固態(tài)半固體狀態(tài)土近似固體，力學(xué)強度較大，形狀固定，不能揉塑變形

固體狀態(tài)土具有固體性質(zhì)，力學(xué)強度高，形狀大小固定

體積不變

稠度狀態(tài)能說明黏性土的強度與壓縮性：處于堅硬與硬塑狀態(tài)的土，土質(zhì)較堅硬，強度較高且壓縮性較低（變形量較?。?；處于流塑態(tài)與軟塑態(tài)的土，土質(zhì)軟弱且壓縮性較高；處于可塑態(tài)的土，其性質(zhì)介于前二者之間。（2）靈敏度靈敏度反映黏性土結(jié)構(gòu)性的強弱以及受擾動后結(jié)構(gòu)變化的敏感程度。其定義為式中

——黏性土的靈敏度；

——原狀土的無側(cè)限抗壓強度（kPa）。無側(cè)限抗壓強度是指試樣在無側(cè)向壓力條件下，抵抗軸向壓力的極限強度；

——與原狀土密度、含水量相同，結(jié)構(gòu)完全破壞的重塑土的無側(cè)限抗壓強度。根據(jù)靈敏度情況，土可以分為六類，如表1-6所示。表1-6土的靈敏度分類≤11<≤22<≤44<≤88<≤16>16不靈敏低靈敏中等靈敏靈敏很靈敏流動土的靈敏度越高，其結(jié)構(gòu)性越高，受擾動后土的強度降低就越多，施工時應(yīng)特別注意保護基槽，使結(jié)構(gòu)不受擾動，從而避免降低地基強度。（3）觸變性

觸變性是指當黏性土結(jié)構(gòu)受擾動時，土的強度降低，但靜置一段時間，土的強度又重新增加，這種性質(zhì)稱為土的觸變性。

飽和黏性土的結(jié)構(gòu)受到擾動，導(dǎo)致強度降低，但當擾動停止后，土的強度又隨時間而逐漸（部分）恢復(fù)。在黏性土中沉樁時，往往利用振搗的方法，破壞樁側(cè)土與樁尖土的結(jié)構(gòu)，以降低沉樁的阻力。但在沉樁完成后，土的強度可隨時間部分恢復(fù)，使樁的承載力逐漸增加，這就是利用了土的觸變性機理。課題4地基巖土的工程分類

地基巖土的分類方法很多，作為建筑物地基的巖土，主要根據(jù)它們的工程性質(zhì)和力學(xué)性能分為巖石、碎石土、砂土、粉土、黏性土和人工填土等。 `1.巖石1）根據(jù)巖石的堅硬程度分為堅硬巖、較硬巖、較軟巖、軟巖和極軟巖，見表1-7。名稱特征代表性巖石硬質(zhì)巖堅硬巖錘擊聲清脆，有回彈，振手，難擊碎，基本無吸水反應(yīng)花崗巖、閃長巖、輝綠巖、玄武巖、片麻巖、石英巖、石英砂巖、硅質(zhì)石灰?guī)r等

較硬巖錘擊聲較清脆，有輕微回彈，稍振手，較難擊碎，有輕微吸水反應(yīng)1.微風化的堅硬巖；2.未風化或微風化的大理巖、巖板等軟質(zhì)巖較軟巖錘擊聲不清脆，無回彈，較易擊碎，指甲可劃出印痕1.中風化的堅硬巖和較硬巖；2.未風化或微風化的凝灰?guī)r、千枚巖、砂質(zhì)泥巖等軟巖錘擊聲啞，無回彈，有凹痕，易擊碎；浸水后，可捏成團1.強風化的堅硬巖和較硬巖；2.中風化的較軟巖；3.未風化或微風化的泥質(zhì)砂巖、泥巖等極軟巖

錘擊聲啞，無回彈，有較深凹痕，手可捏碎；浸水后，可捏成團1.風化的軟巖；2.全風化的各種巖石；3.各種半成巖2）根據(jù)巖石的風化程度分為未風化巖、微風化巖、弱風化巖、強風化巖和全風化巖石，見表1-8。名稱特征

未風化巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造未變，巖質(zhì)新鮮微風化巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造、礦物色澤基本未變，部分裂縫面有鐵錳質(zhì)渲染弱風化巖

結(jié)構(gòu)造部分破壞，礦物色澤有較明顯變化，裂隙面出現(xiàn)風化礦物或出現(xiàn)風化夾層強風化巖

結(jié)構(gòu)構(gòu)造出現(xiàn)大部分破壞，礦物色澤有較明顯變化,長石、云母等多風化成次生礦物全風化巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造全部破壞3）巖石根據(jù)完整程度劃分為完整、較完整、較破碎、破碎和極破碎。名稱

顆粒形狀

粒組含量漂石圓形及亞圓形為主粒徑大于200mm的顆粒含量超過全重的50%塊石棱角形為主卵石圓形及亞圓形為主粒徑大于20mm的顆粒含量超過全重的50%碎石棱角形為主圓礫圓形及亞圓形為主粒徑大于2mm的顆粒含量超過全重的50%角礫棱角形為主2.碎石土粒徑大于2mm的顆粒含量超過全重50%的土，稱為碎石土。根據(jù)粒組含量和顆粒形狀劃分為漂石、塊石、卵石、碎石、圓礫、角礫。碎石土的分類見表1-9。注：分類時應(yīng)根據(jù)粒組含量欄從上到下以最先符合者確定。名稱粒組含量名稱

粒組含量礫砂粒徑大于2mm的顆粒占全重的25%~50%細砂粒徑大于0.075mm的顆粒超過全重的85%粗砂粒徑大于0.5mm的顆粒超過全重的50%粉砂粒徑大于0.075mm的顆粒超過全重的50%中砂粒徑大于025m的顆粒超過全重的50%

3.砂土

粒徑大于2mm的顆粒含量不超過全重的50%，及粒徑大于0.075mm的顆粒含量超過全重的50%的土為砂土。根據(jù)粒組含量分為礫砂、粗砂、中砂、細砂、粉砂，砂土的工程分類見表1-10。注：分類時應(yīng)根據(jù)粒組含量欄從上到下以最先符合者確定。4.粉土

塑性指數(shù)Ip≤10及粒徑大于0.075mm的顆粒含量不超過全重50%的土，稱為粉土。5.黏性土

塑性指數(shù)Ip>10的土稱為黏性土。黏性土分布面積廣，為最常見的一種土。塑性指數(shù)10<Ip≤17為粉質(zhì)黏土；Ip>17為黏土。根據(jù)液性指數(shù)，黏性土可分為堅硬、硬塑、可塑、軟塑和流塑狀態(tài)。（1）素填土

素填土的物質(zhì)成分比較單一，多是山丘、高地挖方后在低洼處回填，由碎石土、砂土、粉土、黏性土等組成?；靥顣r未做壓實加密處理的土質(zhì)疏松且不均勻，在水浸濕的情況下易發(fā)生濕陷性沉降。經(jīng)人工分層壓實的填土稱為壓實填土。6.人工填土

人工填土是指由于人類活動而堆填的土。包括素填土和壓實填土、沖填土、雜填土。（2）沖填土

沖填土的物質(zhì)成分比較復(fù)雜，是水力沖填泥砂形成的填土；多以粉土、黏性土為主，屬欠固結(jié)的軟弱土，若為中砂以上的粗顆粒形成，則不屬于軟土。（3）雜填土

雜填土多是覆蓋在城市區(qū)域地表的人工雜物，包括磚石瓦塊等建筑垃圾、工業(yè)廢料和生活垃圾等。這類土質(zhì)物理成分復(fù)雜、均勻性差、堆積時間不同，故用作地基時應(yīng)慎重對待。課題5建筑場地的工程地質(zhì)勘察5.1工程地質(zhì)勘察的目的與內(nèi)容5.2工程地質(zhì)勘察報告課題5建筑場地的工程地質(zhì)勘察5.1工程地質(zhì)勘察的目的與內(nèi)容5.2工程地質(zhì)勘察報告5.1工程地質(zhì)勘察的目的與內(nèi)容5.1.1工程地質(zhì)勘察的目的

工程地質(zhì)勘察的目的就是運用各種勘察技術(shù)手段，根據(jù)建設(shè)工程的要求，查明、分析、評價建筑場地的地質(zhì)、環(huán)境特征和巖土工程條件，編制勘察文件，為建筑場地的選擇、地基基礎(chǔ)的設(shè)計和施工提供所需的基本資料，有時還可用來分析工程事故。

建筑場地地形平坦，地表土堅實，并不能保證地基土均勻與堅實。優(yōu)良的設(shè)計方案。必須以準確的工程地質(zhì)資料為依據(jù)。地基土層的分布、土的松密、壓縮性高低、強度大小、均勻性、地下水埋深及水質(zhì)、土層是否會液化等條件都關(guān)系著建筑物的安危和正常使用。結(jié)構(gòu)工程師只有對建筑場地的工程地質(zhì)資料全面深入的研究，才能做出好的地基基礎(chǔ)設(shè)計方案。5.1.2不同階段的勘察內(nèi)容與要求

建筑場地的巖土工程勘察，應(yīng)在搜集建筑物或構(gòu)筑物（以下簡稱建筑物）上部荷載功能特點、結(jié)構(gòu)類型、基礎(chǔ)形式、埋置深度和變形限制等方面資料的基礎(chǔ)上進行。

建筑場地的巖土工程勘察宜分階段進行，可行性研究勘察應(yīng)符合選擇場址方案的要求；初步勘察應(yīng)符合初步設(shè)計的要求；詳細勘察應(yīng)符合施工圖設(shè)計的要求；場地條件復(fù)雜或有特殊要求的工程，宜進行施工勘察。

場地較小且無特殊要求的工程可合并勘察階段。當建筑物平面布置已經(jīng)確定，且場地或其附近已有巖土工程資料時，可根據(jù)實際情況，直接進行詳細勘察。1.可行性研究勘察（規(guī)劃性勘察、選址勘察）

可行性研究勘察的目的是取得選擇場址所需的主要巖土工程地質(zhì)資料，對擬建場地的穩(wěn)定性和適宜性做出工程地質(zhì)評價和方案比較。這一階段勘察工作的主要任務(wù)有以下幾個方面：1）搜集區(qū)域地質(zhì)、地形地貌、地震、礦產(chǎn)、當?shù)氐墓こ痰刭|(zhì)、巖土工程和建筑經(jīng)驗等資料；2）在充分收集和分析已有資料的基礎(chǔ)上，通過踏勘了解場地的地層、構(gòu)造、巖性、不良地質(zhì)作用和地下水等工程地質(zhì)條件；3）當擬建場地工程地質(zhì)條件復(fù)雜，已有資料不能滿足要求時，要根據(jù)具體情況進行工程地質(zhì)測繪和必要的勘探工作；4）當有兩個或兩個以上擬選場址時，應(yīng)進行比較分析。

根據(jù)我國的建設(shè)經(jīng)驗，在選擇場址時一般宜避開下列地區(qū)或地段：①不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育且對場地穩(wěn)定性有直接危害或潛在威脅，如有大滑坡、強烈發(fā)育巖溶、地表塌陷、泥石流及江河岸邊強烈沖淤區(qū)等；②地震基本烈度較高，可能存在地震斷裂帶及地震時可能發(fā)生滑坡、山崩、地表斷裂的場地；③洪水或地下水對建筑場地有嚴重不良影響；④地下有尚未開采的有價值礦藏或未穩(wěn)定的地下采空區(qū)2.初步勘察

初步勘察是在建設(shè)場址選定批準后進行的。初步勘察的目的是對場地內(nèi)擬建建筑地段的穩(wěn)定性做出巖土工程評價，為總平面圖布置取得足夠地質(zhì)資料，對主要建筑物的地基基礎(chǔ)方案及不良地質(zhì)現(xiàn)象的防治方案提供地質(zhì)資料。這一階段勘察工作的主要任務(wù)有以下幾個方面：1）搜集擬建工程的有關(guān)文件、巖土工程資料以及工程場地范圍的地形圖；2）初步查明地質(zhì)構(gòu)造、地層結(jié)構(gòu)、巖土工程特性、地下水埋藏條件；3）查明場地不良地質(zhì)作用的成因、分布、規(guī)模、發(fā)展趨勢，并對場地的穩(wěn)定性作出評價；4）對抗震設(shè)防烈度等于或大于6°的場地，應(yīng)對場地和地基的地震效應(yīng)做出初步評價；5）季節(jié)性凍土地區(qū)，應(yīng)調(diào)查場地土的標準凍結(jié)深度；6）初步判定水和土對建筑材料的腐蝕性；7）高層建筑初步勘察時，應(yīng)對可能采取的地基基礎(chǔ)類型、基坑開挖與支護、工程降水方案進行初步分析評價。3.詳細勘察

詳細勘察在初步設(shè)計完成以后進行，直接為設(shè)計施工圖提供資料。對于有建筑經(jīng)驗的地區(qū)、小型工程和現(xiàn)有項目的擴建工程一般可直接進行這一階段的勘察工作。詳細勘察的目的是針對具體建筑物地基或具體工程的地質(zhì)問題，為施工圖設(shè)計和施工（地基處理、基坑開挖、基坑支護等）提供可靠的工程地質(zhì)資料。因此，詳細勘察應(yīng)按單體建筑物或建筑群提出詳細的巖土工程資料和設(shè)計、施工所需的巖土參數(shù)；對建筑地基做出巖土工程評價，并對地基類型、基礎(chǔ)形式、地基處理、基坑支護、工程降水和不良地質(zhì)作用的防治等提出建議。這一階段勘察工作的主要任務(wù)有以下幾個方面：1）搜集附有坐標和地形的建筑總平面圖、場區(qū)的地面整平標高、建筑物的性質(zhì)、規(guī)模、荷載、結(jié)構(gòu)特點、基礎(chǔ)形式、埋置深度、地基允許變形等資料；2）查明不良地質(zhì)作用的類型、成因、分布范圍、發(fā)展趨勢和危害程度，提出整治方案和建議；3）查明建筑范圍內(nèi)各巖土層的類型、深度、工程特性，分析和評價地基的穩(wěn)定性、均勻性和承載力；4）對需進行沉降計算的建筑物，提供地基變形計算參數(shù)，預(yù)測建筑物的變形特征；5）查明暗藏的河道、溝浜、墓穴、防空洞、孤石等對工程不利的埋藏物；6）查明地下水埋藏條件，提供地下水位及其變化幅度；7）在季節(jié)性凍土地區(qū)，提供場地土的標準凍結(jié)深度；8）判定水和土對建筑材料的腐蝕性。4.施工勘察

施工勘察不是一個固定的勘察階段，應(yīng)根據(jù)工程需要而定。施工勘察的目的是與設(shè)計、施工單位一起，解決與施工有關(guān)的工程地質(zhì)問題。它不僅包括施工階段的勘察工作，還包括可能在施工完成后進行的勘察工作。一般而言，當出現(xiàn)下列情況時應(yīng)進行施工勘察：1）在復(fù)雜地基上修建較重要的建筑物時；2）基槽開挖后，地質(zhì)條件與原勘察資料不符，有可能要做較大設(shè)計修改時；3）深基礎(chǔ)設(shè)計及施工中需要進行測試工作時；4）選擇地基處理方案，需進行設(shè)計和檢驗工作時；5）需進一步查明及處理地基中的不良地質(zhì)現(xiàn)象，如溶洞、土洞等；6）對施工中出現(xiàn)的邊坡失穩(wěn)等問題需進行觀測和處理時。當需進行基坑開挖、支護和降水設(shè)計時，勘察工作應(yīng)包括基坑工程勘察的內(nèi)容。根據(jù)巖土工程條件，判定開挖、降水可能發(fā)生的問題和需要采取的支護措施，必要時尚應(yīng)在施工階段進行補充勘察。課題5建筑場地的工程地質(zhì)勘察5.1工程地質(zhì)勘察的目的與內(nèi)容5.2工程地質(zhì)勘察報告5.2工程地質(zhì)勘察報告

在野外勘察工作和室內(nèi)土樣試驗完成后，將工程地質(zhì)勘察綱要、勘探孔平面布置圖、鉆孔記錄表、原位測試記錄表、土的物理力學(xué)試驗成果、勘察任務(wù)委托書、建筑平面布置圖及地形圖等有關(guān)資料匯總，并進行整理、檢查、分析、鑒定，經(jīng)確定無誤后編制成工程地質(zhì)勘察成果報告。提供建設(shè)單位、設(shè)計單位和施工單位使用，是存檔長期保存的技術(shù)資料。1.文字部分

包括勘察目的、任務(wù)、要求和勘察工作概況；擬建工程概述；建筑場地描述（如場地位置、地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、不良地質(zhì)現(xiàn)象的描述與評價）及地震基本烈度；建筑場地的地層分布、結(jié)構(gòu)、巖土的顏色、密度、濕度、均勻性、層厚；地下水的埋藏深度、水質(zhì)侵蝕性及當?shù)貎鼋Y(jié)深度；各土層的物理力學(xué)性質(zhì)、地基承載力和其他設(shè)計計算指標；建筑場地穩(wěn)定性與適宜性的評價；建筑場地及地基的綜合工程地質(zhì)評價；結(jié)論與建議；根據(jù)擬建工程的特點，結(jié)合場地的巖土性質(zhì)，提出的地基與基礎(chǔ)方案設(shè)計建議；推薦持力層的最佳方案、建議采用何種地基加固處理方案；對工程施工和使用期間可能發(fā)生的巖土工程問題，提出預(yù)測、監(jiān)控和預(yù)防措施的建議。5.2.1工程地質(zhì)勘察報告的基本內(nèi)容2.圖表部分

一般工程勘察報告書中所附圖表有下列幾種：勘探點平面布置圖；工程地質(zhì)剖面圖地質(zhì)柱狀圖或綜合地質(zhì)柱狀圖；室內(nèi)土工試驗成果表；原位測試成果圖表（如現(xiàn)場載荷試驗、標準貫人試驗等）；其他必要的專門土建和計算分析圖表。1.工程地質(zhì)勘察報告的編制

地基勘察工作的最終成果是以報告書的形式提出的。勘察工作結(jié)束后，將取得的野外工作和室內(nèi)試驗的記錄和數(shù)據(jù)，以及搜集到的各種直接和間接資料進行分析整理、檢查校對、歸納總結(jié)后，做出建筑場地的工程地質(zhì)評價。以簡要明確的文字和圖表編成報告書。

巖土工程勘察報告應(yīng)資料完整、真實準確、數(shù)據(jù)無誤、圖表清晰、結(jié)論有據(jù)、建議合理、便于使用和長期保存，并應(yīng)因地制宜，重點突出，有明確的工程針對性。

巖土工程勘察報告應(yīng)根據(jù)任務(wù)要求、勘察階段、工程特點和地質(zhì)條件等具體情況編寫，并應(yīng)包括下列內(nèi)容：5.2.2勘察報告的閱讀與使用1）勘察目的、任務(wù)要求和依據(jù)的技術(shù)標準；2）擬建工程概況；3）勘察方法和勘察工作布置；4）場地地形、地貌、地層、地質(zhì)構(gòu)造、巖土性質(zhì)及其均勻性；5）各項巖土性質(zhì)指標，巖土的強度參數(shù)、變形參數(shù)、地基承載力的建議值；6）地下水埋藏情況、類型、水位及其變化；7）土和水對建筑材料的腐蝕性；8）可能影響工程穩(wěn)定的不良地質(zhì)作用的描述和對工程危害程度的評價；9）場地穩(wěn)定性和適宜性評價。

巖土工程勘察報告應(yīng)對巖土利用、整治和改造的方案進行分析論證，提出建議；對工程施工和使用期間可能發(fā)生的巖土問題進行預(yù)測，提出監(jiān)控和預(yù)防措施的建議。成果報告應(yīng)附下列圖件：1）勘探點平面布置圖；2）工程地質(zhì)柱狀圖；3）工程地質(zhì)剖面圖；

2.勘察報告的閱讀與使用

閱讀勘察報告的目的在于掌握場地的工程地質(zhì)條件，以便正確加以利用。因此，必須重視勘察報告的閱讀與使用，閱讀的步驟和重點如下；1）全面仔細閱讀勘察報告的內(nèi)容，了解勘察結(jié)論和計算指標的可靠程度，進而判斷報告的建議對本工程的適用性，防止只注重個別數(shù)據(jù)和結(jié)論的做法；2）根據(jù)工程特點和要求，核對鉆孔布置、鉆孔深度、取樣數(shù)量等是否符合有關(guān)規(guī)范的要求；3）復(fù)核土工試驗是否合理，地基基礎(chǔ)設(shè)計和施工所需數(shù)據(jù)是否齊全，是否滿足設(shè)計和施工的要求；4）地質(zhì)剖面圖中鉆孔點地面標高，鉆孔深度，各土層的名稱、厚度、坡度等分布情況；勘探點平面布置圖中鉆孔位置，剖面線及位置；與剖面圖對應(yīng)，了解整個擬建場地的土層分布情況；根據(jù)土的各項指標，比較各層土的特性，是否有薄弱部位等；5）地下水的埋藏條件、有無侵蝕性、地下水位及變化規(guī)律；6）根據(jù)工程地質(zhì)評價、結(jié)論和建議，結(jié)合工程的具體情況，合理確定持力層、基礎(chǔ)類型、地基處理方法、基礎(chǔ)施工方案等。單元2土方工程課題2基坑工程課題1土方工程量計算及土方調(diào)配單元2土方工程課題2基坑工程課題1土方工程量計算及土方調(diào)配

土方工程在施工前，必須先進行土方工程量的計算。但是由于各種土方工程的外形復(fù)雜而且也很不規(guī)則，所以要想精確的計算出土方工程量往往比較困難。因此，我們在進行土方工程量計算時，都將其假設(shè)或是劃分為一定的幾何形狀，并且采用具有一定精度而又和實際情況近似的方法進行計算。課題1土方工程量計算及土方調(diào)配課題1土方工程量計算及土方調(diào)配1.1基坑（基槽）土方量計算1.2場地平整土方量計算1.3土方調(diào)配1.4土方填筑與壓實

1.5土方工程季節(jié)性施工1.1基坑（基槽）土方量計算

基坑土方量可以按照幾何中的棱柱體（由兩個平行的平面做底的一種多面體）體積計算，如圖2-1所示。即：

式中V

—基坑土方量（m3）；

H

—基坑深度（m）；A1、A2—基坑上、下兩層底面面積（m2）；

A0—基坑中截面面積（m2）。

1.1基坑（基槽）土方量計算

基槽和路堤的土方量可以按長度方向劃分為若干段后，再用與上面同樣的方法進行計算，如圖2-2所示。式中V1——第一段的土方量（m3）；L1——第一段的長度（m）。將各段土方量相加即可得到總土方量，即：式中V1、V2……Vn——各分段的土方量（m3）。1.2場地平整土方量計算

場地平整是將自然地面通過人工或機械挖填平整改造成設(shè)計要求的平面。場地設(shè)計平面通常由設(shè)計單位在總圖豎向設(shè)計中確定。通過設(shè)計平面的標高和自然地面的標高之差,可以得到場地各點的施工高度（填挖高度），由此可計算出場地平整的土方量。1.2.1確定場地設(shè)計標高

對于較大面積的場地平整（如工業(yè)廠房和住宅區(qū)場地、車站、機場、運動場等），正確選擇設(shè)計標高是十分重要的。選擇場地設(shè)計標高時，應(yīng)盡可能滿足下列要求：1）場地以內(nèi)的挖方和填方應(yīng)達到相互平衡，以降低土方運輸費用；2）盡量利用地形，以減少挖方數(shù)量；3）符合生產(chǎn)工藝和運輸?shù)囊螅?）考慮最高洪水位的影響。1.2.2場地土方量計算

場地平整土方量的計算有方格網(wǎng)法和橫截面法，可根據(jù)地形具體情況采用。這里主要介紹方格網(wǎng)法。

方格網(wǎng)法適用于地形比較平緩或是臺階寬度比較大的地段。計算起來較為復(fù)雜，但計算精度較高。計算步驟如下：1.劃分方格網(wǎng)并計算各方格角點施工高度

根據(jù)已有的地形圖（一般采用1：500地形圖）將所要計算的場地劃分為若干個方格網(wǎng)，劃分時盡量與測量的縱、橫坐標網(wǎng)相對應(yīng)。方格網(wǎng)一般采用20m×20m

~40m×40m，將設(shè)計標高和自然地面標高分別標注在方格點的右上角和右下角。將設(shè)計地面標高與自然地面標高之差，也就是各角點的施工高度（挖或填），填在方格點的左上角。挖方為負，填方為正。式中hn

——角點施工高度（“+”為填，“－”為挖）；Hn

——角點設(shè)計標高；H

——角點自然地面標高。

在一個方格網(wǎng)內(nèi)若要同時存在挖方和填方時，需要先算出挖填方的分界點，即零點的位置，并將其標注在方格網(wǎng)上。連接零點所得為零線，它是挖方區(qū)與填方區(qū)的分界線（圖2-3）。2.計算零點位置

；

式中x1、x2——角點至零點的距離（m）；h1、h2——相鄰兩角點的施工高度（m），均采用絕對值；a

——方格網(wǎng)的邊長（m）。

在實際工程中，也可采用圖解法直接求出零點位置，如圖2-4所示。方法是用尺在各角上標出相應(yīng)比例，用尺相連，與方格交點即為零點位置。這種方法甚為方便，又可避免計算或查表時出現(xiàn)錯誤

3.計算方格土方工程量按方格網(wǎng)底面積圖形和表2-1中計算公式，計算每個方格內(nèi)的挖方或填方量。

注：a

——方格網(wǎng)的邊長（m）；b、c

——零點到一角的邊長（m）；h1、h2、h3、h4——方格網(wǎng)四角點的施工高程（m），用絕對值代入；∑h

——填方或挖方施工高程的總和（m），用絕對值代入；V

——挖方或填方。4.計算邊坡土方量

如圖2-5所示為一場地邊坡的平面示意圖。計算邊坡土方量時，可將要計算的邊坡劃分為兩種近似的幾何形體，一種為三角棱錐體，另一種為三角棱柱體。圖2-5場地邊坡平面圖（1）三角棱椎體邊坡體積

例如圖2-5中的①，體積計算為：式中l(wèi)1——邊坡①的長度；A1——邊坡①的端面積，即

h2——角點的挖土高度；m——邊坡的坡度系數(shù)，

（2）三角棱柱體邊坡體積例如圖2-5中的④，體積計算為：當兩端橫斷面面積相差很大的情況下，則：式中l(wèi)4

——邊坡④的長度；A1、A2、A0——邊坡④兩端及中部的橫斷面面積，算法同上5.計算土方總量

將挖方區(qū)（或填方區(qū)）所有方格計算的土方量和邊坡土方量匯總，即得該場地挖方和填方的總土方量?！纠?-1】廠房場地平整，部分方格網(wǎng)如圖2-6所示。方格邊長為20m×20m，試計算挖填總土方工程量?！窘狻浚?）劃分方格網(wǎng)、標注高程

根據(jù)圖2-6方格各角點的設(shè)計地面標高和自然地面標高，計算各方格角點的施工高度，例如，角點4的施工高h4=34.94－34.82=+0.12（m），其余各點均以此類推計算，結(jié)果標于圖中（圖2-7）。

圖2-6方格角點標高、方格編號、角點編號圖（圖中I、Ⅱ、Ⅲ等為方格編號；1、2、3等為角點號）（2）計算零點位置從圖2-7可知，1~2線、2~7線、3~8線三條方格邊兩端的施工高度符號不同，說明在此方格邊上有零點存在。由

可得：1~2線2~7線3~8線9點、15點本身為零點，將各零點標于圖上，連接相鄰零點即為零線，如圖2-7所示。圖2-7零線、角點挖、填高度圖（3）計算土方工程量方格Ⅱ底面為兩個梯形，由表2-1第2項得：根據(jù)表2-1，方格Ⅰ底面為三角形和五角形，由表2-1第1、3項得：方格Ⅲ底面為一個梯形和一個三角形，由表2-1第1、2項得方格Ⅷ底面為兩個三角形，由表2-1第1項得：方格Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ底面均為正方形，由表2-1第4項得：（4）計算總土方工程量方格網(wǎng)總填土量方格網(wǎng)總挖方量1.3土方調(diào)配

土方工程量計算完成后，即可著手土方調(diào)配工作。土方調(diào)配工作是土方規(guī)則設(shè)計的一個重要內(nèi)容。土方調(diào)配是使土方運輸量或土方運輸成本為最低的條件下，確定填、挖方區(qū)土方的調(diào)配方向和數(shù)量，從而達到縮短工期提高經(jīng)濟效益的目的。1.3.1土方調(diào)配原則

進行土方調(diào)配，必須綜合考慮工程和現(xiàn)場情況、有關(guān)技術(shù)資料、進度要求和土方施工方法以及分期分批施工的土方堆放和調(diào)運問題，經(jīng)過全面研究，確定調(diào)配原則之后，方可進行土方調(diào)配工作。土方調(diào)配原則如下：1）應(yīng)力求達到挖、填平衡和運輸量最小的原則，以降低成本；2）應(yīng)考慮近期施工與后期利用相結(jié)合的原則；3）盡可能與大型地下建筑物的施工相結(jié)合；4）調(diào)配區(qū)大小的劃分應(yīng)滿足主要土方施工機械工作面大小的要求，使土方機械和運輸車輛的效率能得到充分發(fā)揮。1.3.2土方工程施工機械

土方的開挖可借助于人工或機械挖掘。但人工挖掘的勞動強度高、效率低，只適用于工程量小、分散或缺乏挖掘機械的情況，因此土方的運輸、填筑、壓實等施工過程應(yīng)盡量采用機械施工，以減輕繁重的體力勞動，加快施工進度。

土方工程施工機械的種類較多，有推土機、鏟運機、裝載機、單斗挖土機及多斗挖土機和各種輾壓、夯實機械等。在房屋建筑工程施工中，尤以推土機、鏟運機和單斗挖土機應(yīng)用最廣，也最具有代表性，現(xiàn)就這幾種類型機械的性能、適用范圍及施工方法作以下介紹。1.3.2土方工程施工機械1.推土機

推土機是場地平整施工的主要機械之一，它實際上為一裝有鏟刀的拖拉機，可以獨立地完成鏟土、運土及卸土三種作業(yè)。按行走機構(gòu)可分為履帶式和輪胎式兩種，履帶式推土機附著牽引力大，接地壓力小，但機動性不如輪胎式推土機。推土機的推土板一般用液壓操縱，除可升降外，還可調(diào)整角度。按發(fā)動機功率大小可分為大型推土機（235kW或320馬力以上），中型推土機（73.5

~235kW或100

~320馬力）和小型推土機（73.5kW或100馬力以下）三種。圖2-8為T-180型履帶式推土機外形圖。

推土機的操縱靈活，運轉(zhuǎn)方便，所需工作面較小，行駛速度快，易于轉(zhuǎn)移，能爬30°左右的緩坡，因此應(yīng)用范圍較廣，多用于場地清理和平整、開挖深度1.5m內(nèi)的基坑，填平溝坑，以及配合鏟運機、挖土機工作等。此外，在推土機后面可安裝松土裝置，破松硬土和凍土；也可拖掛羊足輾進行土方壓實工作。推土機可以推挖一~三類土，經(jīng)濟運距是100m以內(nèi)，40

~

60m效率最高。（1）推土機作業(yè)方法

推土機作業(yè)常以切土和推運土為主，切土?xí)r應(yīng)根據(jù)土質(zhì)情況，盡量采用最大切土深度在最短距離（6

~10m）內(nèi)完成，以便縮短低速運行的時間，然后直接推送到預(yù)定地點?；靥钔梁吞顪锨r，鏟刀不得超過土坡邊沿。上下坡坡度不得超過35°，橫坡不得超過10°。多臺推土機同時作業(yè)時，前后距離應(yīng)大于8m。（2）提高推土機作業(yè)效率的措施

推土機的生產(chǎn)效率主要取決于推土刀推移土的體積及切土、推土、回程等工作循環(huán)時間。為了提高推土機的生產(chǎn)效率，縮短推土?xí)r間和減少土的失散，常用以下幾種施工方法：1）下坡推土（圖2-9）：推土機順地面坡度沿下坡方向切土與推土，借助機械本身的重力作用，增加推土能力和縮短推土?xí)r間。一般可提高生產(chǎn)效率30%

~40%，但推土坡度應(yīng)在15°以內(nèi)，以防后退時爬坡困難。圖2-9下坡推土法2）槽形推土（圖2-10）：推土機重復(fù)多次在一條作業(yè)線上切土和推土，使地面逐漸形成一條淺槽，以減少土從鏟刀兩側(cè)失散，可以增加推土量10%

~30%。槽的深度以1m左右為宜，土埂寬約50cm。當推出多條槽后，再將土埂推入槽內(nèi)，然后推出。3）并列推土（圖2-11）：平整場地的面積較大時，可用2

~3臺推土機并列作業(yè)，鏟刀相距15

~30cm。一般兩機并列推土可增大推土量15%

~30%，三機并列推土可增大推土量30%

~40%，但平均運距不宜超過50

~70m，亦不宜小于20m。

4）多刀送土：在硬質(zhì)土中，切土深度不大，可先將土積聚在一個或多個中間點，然后再整批推送到卸土區(qū)，為有效地利用推土機的效率，縮短運土?xí)r間，土的堆積距離不宜大于30m，堆土高度以2m為宜。2.鏟運機

鏟運機是一種能獨立完成鏟土、運土、卸土、填筑、整平的土方機械。按行走方式分為自行式鏟運機（圖2-12）和拖式鏟運機（圖2-13）兩種。按斗容量可分為小斗容量（3m3以下）、中斗容量（3

~14m3）和大斗容量（14m3以上）三種；按鏟斗的操縱系統(tǒng)可分為鋼絲繩操縱和液壓操縱兩種。液壓操縱鏟運機可以強制切土，能切較硬土壤，液壓強制關(guān)閉斗門減少漏土，操縱機構(gòu)輕便靈活，已逐漸取代鋼絲繩操縱的鏟運機。圖2-12CL7型自行式鏟運機

圖2-13C6-2.5型拖式鏟運機

鏟運機的工作裝置是鏟斗，鏟斗前方有一個能開啟的斗門，鏟斗前設(shè)有切土刀片。切土?xí)r，鏟斗門打開，鏟斗下降，刀片切入土中；鏟運機前進時，被切下的土擠入鏟斗；鏟斗裝滿土后，提起鏟斗，放下斗門，將土運至卸土地點卸土。

鏟運機對行駛的道路要求較低，操縱靈活，行駛速度快，生產(chǎn)效率高，運轉(zhuǎn)費用低，在土方工程中常用于大面積場地平整，開挖大型基坑，填筑堤壩和路基等，最宜于開挖含水量不超過27%的一~三類土，硬土需用松土機預(yù)松后才能開挖。自行式鏟運機適用于運距800

~3500m的大型土方工程施工，運距在800

~1500m范圍內(nèi)時生產(chǎn)效率最高。拖式鏟運機適用于運距在80

~800m的土方工程施工，運距在200

~350m時效率最高。（1）鏟運機的運行路線

鏟運機運行路線應(yīng)根據(jù)填方、挖方區(qū)的分布情況并結(jié)合當?shù)鼐唧w條件進行合理選擇。一般有以下兩種形式：1）環(huán)形路線：當?shù)匦纹鸱淮?，施工地段較短時，多采用環(huán)形路線，如圖2-14a、b所示，環(huán)形路線每一循環(huán)只完成一次鏟土和卸土、挖土和填土交替；挖填之間距離較短時，則可采用大循環(huán)路線，如圖2-14c所示，一個循環(huán)能完成多次鏟土和卸土，可減少鏟運機的轉(zhuǎn)彎次數(shù)，提高工作效率。采用環(huán)形路線，為了防止機件單側(cè)磨損，應(yīng)每隔一定時間按順、反時針方向交換行駛，避免僅向一側(cè)轉(zhuǎn)彎。2）“8”字形路線：施工地段較長或地形起伏較大時，多采用“8”字形運行路線，如圖2-14d所示。這種運行路線，鏟運機在上下坡時斜向行駛，一次循環(huán)完成兩次挖土和卸土作業(yè)，裝土和卸土沿直線開行時進行，轉(zhuǎn)彎時剛好把土裝完或卸完，適用于填筑路基、場地平整工程?！?”字形路線比環(huán)形路線運行時間短，減少了轉(zhuǎn)彎和空駛距離。（2）提高鏟運機生產(chǎn)率的措施1）下坡鏟土法：鏟運機利用地形進行下坡鏟土，借助鏟運機的重力作用加深鏟斗切土深度、加大鏟土能力，縮短鏟土?xí)r間。坡度一般為3

~9°，效率可提高25%左右，坡度最大不超過20°，鏟土厚度以20cm為宜。平坦地形可將取土地段的一端先鏟低，然后保持一定的坡度向后延伸，人為地創(chuàng)造下坡鏟土條件。一般保持鏟滿鏟斗的工作距離為15

~20m。在大坡度上用下坡鏟土法時，下坡運土應(yīng)注意放低鏟斗以低速前進；鏟斗裝滿后，先關(guān)閉斗門，慢慢提斗后前進。2）跨鏟法：在堅硬的土內(nèi)挖土?xí)r，鏟運機間隔鏟土，預(yù)留土埂，一般土埂高不大于300mm，寬度不大于拖拉機兩履帶間的凈距，如圖2-15所示。由于形成一個土槽，減少了向外的撒土量。鏟土埂時，由于增加了兩個自由面，鏟土阻力減少，達到了“切土快、鏟斗滿”的效果，比一般的方法可提高效率10%。

圖2-15跨鏟法A-鏟斗寬度B-土埂寬度3）助鏟法：在地勢平坦、土質(zhì)較堅硬時，可用推土機在鏟運機后面頂推助鏟，以加大鏟刀切土能力，縮短鏟土?xí)r間，提高生產(chǎn)率，如圖2-16所示。此法的關(guān)鍵是雙機要緊密配合，否則達不到預(yù)期效果。一般一臺推土機配合3

~4臺鏟運機助鏟。推土機在助鏟的空隙可兼作松土或平整工作，為鏟運機創(chuàng)造作業(yè)條件。3.單斗挖土機施工單斗挖土機在土方工程中應(yīng)用較廣，種類很多，可以根據(jù)工作的需要，更換其工作裝置。按其工作裝置的不同，可分為正鏟、反鏟、拉鏟和抓鏟等；按行走方式分履帶式和輪胎式兩種；按傳動方式分為機械傳動和液壓傳動兩種，如圖2-17所示。圖2-17單斗挖掘機a）機械式b）液壓式（1）正鏟（2）反鏟（3）拉鏟（4）

抓鏟（1）正鏟挖掘機

正鏟挖掘機的挖土特點是前進向上，強制切土，挖掘力大，生產(chǎn)效率高。一般用于開挖停機面以上含水量不大于27%的一~四類土和經(jīng)爆破后的巖石和凍土，巖塊和凍土塊粒徑不應(yīng)大于土斗寬度的1/3。1）挖土方法和卸土方式：根據(jù)挖掘機的開挖路線與運輸工具的相對位置不同，可分為以下兩種：①正向挖土，側(cè)向卸土，如圖2-18a所示。即挖土機沿前進方向挖土，運輸工具停在側(cè)面裝土。此法挖掘機卸土?xí)r，動臂回轉(zhuǎn)角度小，運輸工具行駛方便，生產(chǎn)效率高，采用較廣。②正向挖土，后方卸土，如圖2-18b所示。即挖土機沿前進方向挖土，運輸工具停在挖土機后方裝土。此法所挖的工作面較大，但動臂回轉(zhuǎn)角度較大，生產(chǎn)效率低，運輸工具要倒車開入，一般只用來開挖施工區(qū)域的進口處以及工作面狹小且較深的基坑。圖2-18正鏟挖掘機作業(yè)方式a）側(cè)向卸土b）后方卸土1-正鏟挖掘機2-自卸汽車3）提高生產(chǎn)效率的措施：挖掘機的生產(chǎn)率主要取決于每斗的裝土量和每斗作業(yè)的循環(huán)延續(xù)時間。為了提高挖土機生產(chǎn)率，除了工作面高度必須滿足裝滿土斗的要求外，還要考慮開挖方式和運土機械的配合問題，盡量減少回轉(zhuǎn)角度，縮短每個循環(huán)的延續(xù)時間。①分層挖土：將開挖面按機械的合理挖掘高度分為多層開挖，如圖2-19a所示。當開挖面高度不能成為一次挖掘深度的整數(shù)倍時，則可在挖方的邊緣或中部先開一條淺槽作為第一次挖土運輸路線，如圖2-19b、c所示，然后再逐次開挖直至基坑底部。這種方法多用于開挖大型基坑或溝渠。

圖2-19分層挖土法a）分層挖土b）設(shè)導(dǎo)坑分層挖土c）多層挖土Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ挖掘機挖掘位置及分層1、2、3、4-相應(yīng)汽車裝土位置②多層挖土：將開挖面按機械的合理開挖高度分為多層同時開挖，以加快開挖速度，土方可以分層運出，亦可分層遞送至最上層用汽車運出，如圖2-20所示。這種方法適用于開挖邊坡或大型基坑。圖2-20多層挖土③中心開挖法：正鏟先在挖土區(qū)的中心開挖，然后轉(zhuǎn)向兩側(cè)開挖，運輸汽車按“八”字形停放裝土，如圖2-21所示。挖土區(qū)寬度宜在40m以上，以便汽車靠近裝車。這種方法適用于開挖較寬的山坡和基坑。圖2-21正鏟中心開挖法④順鏟法：即鏟斗從一側(cè)向另一側(cè)一斗一斗地順序開挖，使挖土多一個自由面，以減小阻力，易于挖掘，裝滿鏟斗。適用于開挖堅硬的土。⑤間隔挖土：即在開挖面上第一鏟與第二鏟之間保留一定距離，使鏟斗接觸土的摩擦面減少，兩側(cè)受力均勻，鏟土速度加快，容易裝滿鏟斗，提高效率。（2）反鏟挖掘機

反鏟挖掘機的挖土特點是后退向下，強制切土。其挖掘力比正鏟小，能開挖停機面以下的一~三類土，如開挖深度在4

~6m的基坑、基槽、管溝等，亦可用于地下水位較高的土方開挖。反鏟挖掘機可以與自卸汽車配合，裝土運走，也可棄土于坑槽附近。

反鏟挖掘機的作業(yè)方式有溝端開挖和溝側(cè)開挖兩種，如圖2-22所示。圖2-22反鏟挖掘機開挖方式a）溝端開挖b）溝側(cè)開挖1-反鏟挖掘機

2-自卸汽車3-棄土堆1）溝端開挖：就是挖掘機停在溝端，后退挖土，汽車停在兩旁裝土。此法的優(yōu)點是挖土方便，挖掘?qū)挾炔皇軝C械最大挖掘半徑限制，開挖的深度可達到最大挖土深度。當基坑寬度超過1.7倍的最大挖土半徑時，就要分次開挖或按“之”字形路線開挖。2）溝側(cè)開挖：挖掘機停于溝側(cè)，沿溝槽一側(cè)直線移動，邊走邊挖，汽車停于挖掘機旁裝土，或往溝一邊卸土。此法挖土寬度和深度較小，邊坡不易控制。由于機身停在溝邊工作，邊坡穩(wěn)定性差，因此在無法采用溝端開挖方式或挖出的土不需運走時采用。（3）拉鏟挖掘機

拉鏟挖掘機的土斗用鋼絲繩懸掛在挖土機長臂上，挖土?xí)r土斗在自重作用下落到地面切入土中。其挖土特點是后退向下，自重切土，其挖土深度和挖土半徑均較大，能開挖停機面以下的一~三類土。一般情況下，拉鏟挖掘機直接將土卸在基坑（槽）附近或用自卸汽車運走，但其工效不高，不如反鏟動作靈活準確，適用于開挖大型基坑及水下挖土、填筑路基、修筑堤壩等。1）開挖方法：拉鏟挖掘機的作業(yè)方式基本與反鏟挖掘機相似，也可分為溝端開挖和溝側(cè)開挖。①溝端開挖

拉鏟挖掘機停在溝端，倒退著沿溝縱向開挖，如圖2-23a所示。一次開挖寬度可以達到機械挖土半徑的兩倍