地基处理和边坡支护工程步骤及技巧

实践技能知识点

地基处理（编码：010201）清单工程量见图4-7。

图4-7 地基处理（编码：010201）清单工程量

图4-7 地基处理（编码：010201）清单工程量（续）

基坑与边坡支护（编码：010202）清单工程量见图4-8。

图4-8 基坑与边坡支护（编码：010202）清单工程量

图4-8 基坑与边坡支护（编码：010202）清单工程量（续）

实例提示

【例4-2】 设某工程挖一矩形地坑，如图4-9所示，其坑深为5.6m，地坑底面尺寸为ab=60m×24m，工作面取c=0.8m，土壤为Ⅰ～Ⅱ类土，根据施工组织设计要求，推土机只能沿地坑长度方向推土，试求推土机重车上坡系数及其推土运距。

图4-9 矩形地坑示意图

【解】 （1）计算挖方区重心至坑边斜长

（2）当坡度为5%时，其挖土深度为h₁=31.305×5%m=1.57m

（3）当坡度为10%时，其挖土深度为h₂=31.305×10%m=3.13m

（4）当坡度为15%时，其挖土深度为h₃=31.305×15%m=4.70m

（5）当坡度为15%～20%时，其挖土深度为h₄=h₀-h₃=（5.60-4.70）m=0.90m

则当挖土深度为h₁=1.57～h₂=3.13m的挖方到坑边距离为：31.305×1.75m=54.78m

当挖土深度为h₂=3.13～h₃=4.70m的挖方到坑边距离为：31.305×2.00m=62.61m

当挖土深度为h₃=4.70～h₀=5.6（m）的挖方到坑边距离为：31.305×2.25m=70.44m

【例4-3】 某工程基础采用带形基础，如图4-10、4-11所示，土石分类中土壤类别为Ⅱ类土，求其挖土工程量。

图4-10 基础平面图

图4-11 基础剖面图

【解】 （1）基槽宽度：a=0.9m，工作面c=0.3m，a+2c=1.5m

（2）外墙基槽中心线长度：（21.6+12）×2m=67.2m

（3）内墙基槽净长

①～⑥：（21.6-0.75×2）×2m=40.2m

C-D：[（5.4-0.75×2）+（5.4-0.75×2）]×4m=31.2m

合计：（40.2+31.2）m=71.4m

（4）基槽深度：以设计室外地坪为准计算：（1.75-0.45）m=1.3m

（5）土石分类中土壤类别：Ⅰ、Ⅱ类

（6）坡度系数（Ⅰ、Ⅱ类超过1.2m需放坡，坡度比例为1∶0.5）

（7）挖土工程量=（67.2+71.4）×（1.5+1.3×0.5×2）×1.3m³=504.50m³

【例4-4】 钢筋混凝土独立基础，尺寸如图4-12所示，地质资料显示该处为Ⅱ类土，施工作业面宽180mm。试求：独立基础挖土方工程量。

【解】 基础埋深：H=[-0.45-（-1.20）+0.10]m=0.85m

基坑宽：A-1.5+0.2×2=1.80m

施工工作面：a=0.18m

挖土方量：V=（1.9+0.18×2）×（1.9+0.18×2）×0.85m³=4.34m³

（注：因基础埋深小于1.5m，故不需放坡）。(www.xing528.com)

定额挖土深度取定为1.5m，若遇到基础深度大于1.5m时，称为基础超深。在施工时，其超深部分的土方挖土人工乘以1.15系数，同时在挖基础槽土方子目中，若受施工作业环境因素的限制，只能采用单面抛土（根据施工组织设计），同时槽底宽大于1.5m时，称为超宽，碰到基槽超宽，其整个土方挖土人工可乘1.15系数。

图4-12 钢筋混凝土独立基础

造价小经验：

（1）条形基础。

建筑物承重墙下的基础通常连续设置，若柱子的荷载较大而地基较弱时也有将柱下基础连续设置的，这两种都称为条形基础。条形基础的断面形式由上而下，逐渐加宽常呈台阶形。基础顶部一般每边比墙宽出50～100mm，基础底部宽度根据上面传来的总荷载与地基的容许承载能力，由结构计算确定。荷载越大或地基承载力越小则基础底部的宽度越宽。

基础的顶宽和底宽确定后，就可确定台阶的宽度和高度。台阶的宽度比是根据基础所采用的材料来决定的，它不能超过材料的容许值。由此可见，基础底宽并非由基础所采用材料的强度来决定，而基础放大（或称退台）的斜度却与基础本身的材料性能有关。

钢筋混凝土条形基础多用于房屋上部荷载较大，地基承载能力较差的混合结构房屋墙下。钢筋混凝土基础中配置了抗拉能力很强的钢筋，使基础的底部抵抗弯曲拉伸能力大大提高，因此基础高度和厚度可以不受高宽比的限制。一般情况下，基础底面的总宽度在1.5m左右时，高度和厚度只有30cm左右，相对于宽度来说高度是很小的，因此这种基础又称为板式条形基础。

图4-13 钢筋混凝土板式条形基础

钢筋混凝土板式条形基础的具体构造见图4-13。由于在地基反力作用之下，基础底部，特别是两翼，向上弯曲而产生拉应力，所以在底部应配置受力钢筋，也称为主筋，直径大小经过计算来确定，一般采用直径为8～10mm的三号钢筋，或者直径为10～16mm的16号锰钢。间距为沿基础长度方向每隔20cm放一根。在受力钢筋上面纵向配置一层较细的钢筋，称为分布钢筋。它的作用是固定受力钢筋的位置，并承受因温度变化而产生的沿基础长度方向的胀缩影响。分布钢筋一般采用直径5～10mm的钢筋，间距为沿基础宽度方向每隔20～25cm放一根。

由于基础底部两翼越靠外端受力越小，为了节省材料，常将两翼向外逐渐做薄，但最薄处的厚度应该不小于15cm，以使混凝土和钢筋有较好的粘结，并有足够的强度抵抗地基的反力。

基础底部的下面常用低强度等级混凝土做一层垫层，厚度在7～10cm。垫层的作用是使基础与地基有着良好接触，便于均匀地传布压力。

在工地上，一般先把受力钢筋和分布钢筋扎成钢筋网片，然后放在垫层上，并且用垫块垫起来，使得钢筋不直接和垫层接触，再浇灌混凝土。这样，钢筋就受到了混凝土的紧密包裹，不致受水或者其他物质侵蚀。垫起来的这一层称为钢筋的保护层。对于基础有垫层时，要求保护层不小于3.5cm；基础没有垫层时，保护层不小于5cm。

（2）独立基础。

建筑物柱子的基础常采用独立基础（或柱墩基础）。但若墙的荷载较小而地基的承载能力相对地较大（如围墙），则虽然是通常连续的墙，它的基础也可以做成独立的，以节省材料。此时，在独立基础上需架设基础梁或拱。

钢筋混凝土独立基础多用于钢筋混凝土柱下，如图4-14所示。

钢筋混凝土独立基础在基础的反力作用下，在两个方向都要产生弯曲，因此在基础底面两个方向上，都要配置受力的钢筋。

现浇柱下独立基础常常做成角锥体或者台阶形，如图4-14所示平面形式。

由于基础的混凝土首先浇筑，所以在基础的施工时，要预留插筋，以便和柱子的主要钢筋连接。

为了使预制柱子能够稳固地存在于基础内，预制柱下独立基础常常做成杯口形式，所以又称杯形基础。这种基础用于装配式单层或多层厂房，具有模板省、施工快的优点。

图4-14 钢筋混凝土独立基础

（3）联合基础。

根据上部结构的荷载大小和基础情况可做成联合基础。联合基础一般都用钢筋混凝土建造。

1）柱下条形基础。当地基土层的承载能力较小，柱传来的荷载又较大，因基础底面积很大，使得各个基础非常接近时，为了施工的方便，可将各个单独基础通过梁和基础板连接起来。

2）柱下井字形基础。在高压缩性地基上建造高层框架房屋时，为了增加房屋的整体性，以减少不均匀下沉，常做成井字形基础。

3）筏形板式基础。如果地基很软而荷载又很大时，特别是带有地下室的高层建筑物，可将井字带形基础的基础板连通，形成整体，俗称满堂基础，即筏形基础。筏形基础又分梁式和无梁式两种。

4）箱形基础。这种基础是由顶板、底板和纵横交叉的隔板所组成的。刚性大，不易变形。一般用于地基很软弱，或基础埋置又偏深的建筑物。箱形基础可以减少大量回填土，相应地减少了地基所承受的荷载。

（4）杯形基础。

杯形基础是在天然地基上浅埋的预制钢筋混凝土柱下的单独基础，它是一般单层和多层工业厂房常用的基础形式。杯形基础的顶部做成杯口，以便预制钢筋混凝土柱子插入杯口加以固定。

基础底面通常要先浇灌100mm厚的素混凝土垫层，然后支模浇灌钢筋混凝土杯形基础。这种基础节省模板，施工方便，适用于地质较均匀、地基承载能力较好的各类工业厂房中。

当厂房地形起伏，或厂房局部地质软弱时，也在局部地方采用高杯口基础。高杯口基础也在设备基础比柱基础埋置深度要深的情况下，为了使柱子长度统一，在个别柱基下采用。

（5）钢筋混凝土桩基承台梁基础。

由桩身和承台板或者承台梁所构成的基础，称为钢筋混凝土桩基承台梁、板基础。桩身顶部深入承台板或者梁的部分不小于50mm。

钢筋混凝土桩身应该将桩身的钢筋（不小于4根）深入承台板，以增加承台板与桩身的连接，使建筑物的基础能够通过承台板传递荷载，使其基础和桩身共同起作用。由于桩与基础的紧密连接，所以称为桩基础承台。

就地灌注的混凝土桩或者钢筋混凝土桩承台的优点如下：与同类型的房屋基础相比，这种基础耗用的混凝土更少，基础施工时的土方量也比较少，施工速度也更快，而增加的是承台梁下的混凝土梁。

（6）钢筋混凝土满堂基础。

由成片的钢筋混凝土板支撑着整个建筑物的基础称为钢筋混凝土满堂基础。板直接由地基土层来承担，或支撑在桩基础上。连片基础的整体性好，可跨越连接基础下面的局部软弱土，钢筋混凝土满堂基础有筏式基础、箱式基础等。筏式基础按照结构方式有梁板式和无梁式之分。筏式基础多用于荷载集中地基承载力较差的情况。箱式基础是由顶板、地板和隔墙板组成的连续整体式基础。箱式基础具有较大的强度和刚度，多用于高层建筑。

（7）钢筋混凝土沉箱基础。

钢筋混凝土沉箱基础多用于高层建筑。由钢筋混凝土沉箱基础承担基础和上部建筑的荷载。钢筋混凝土沉箱基础呈圆形，人工开挖沉箱直径不得小于1200mm，使工人在沉箱开挖土石方时能够操作。采用机械开挖时，直径需要根据设计要求来确定。

沉箱深度由地面一直挖到地下坚硬能够支承的岩石层，每个沉箱基础挖到岩石层都必须在岩石层进行钻孔试验，孔的深度为3～5m，符合设计要求，允许灌注混凝土。

钢筋混凝土沉箱的施工方法，是由地面向下开挖，每挖1m深，浇筑混凝土1m。第二次再挖1m，浇筑混凝土。每天做1m，上午挖土，下午浇筑混凝土箍卷，晚上养护，一直往下施工，直到达到设计要求为止。等待混凝土箱体全部做成之后，沉箱基底经过检查合格再绑扎钢筋，浇注混凝土，然后在上面做钢筋混凝土基础。