建筑基坑（槽）土方量，施工技术

1.4.1　基坑（槽）土方量计算　　

在土方工程施工之前，必须计算土方的工程量。土方工程的外形通常很复杂且不规则，要得到精确的计算结果很困难。一般情况下，将其假设或划分为一定的几何形状，采用具有一定精度而又和实际情况近似的方法进行计算。

1）基坑土方量

基坑形状一般为不规则的多边形，其边坡也常有一定坡度，基坑土方量计算可按拟柱体（由两个平行的平面做底的一种多面体）体积公式计算（图1－18）：

式中：V——基坑土方工程量（m3）；

H——基坑的深度（m）；

A1、A2——分别为基坑的上、下底面积（m2）；

A0——A1与A2之间的中截面面积（m2）。

图1－18　基坑土方量计算

图1－19　基槽土方量计算

2）基槽和路堤土方量计算

基槽和路堤通常沿长度方向根据其形状（曲线、折线、变截面等）划分成若干计算段，分

段计算后汇总（图1－19）。

沿长度方向分段计算Vi，再汇总：V＝

（1）断面尺寸不变的槽段　　

槽段长Li：外墙—槽底中～中，内墙—槽底净长。

（2）断面尺寸变化的槽段

式中：Vi——第i段基槽（路堤）的土方量（m3）；

Li——第i段基槽（路堤）的长度（m）；

A1、A2——分别为第一段基槽（路堤）两端的面积（m2）；

A0——A1与A2之间的中截面面积（m2）。

在土方开挖前，计算基坑（槽）土方量时，应结合施工方案进行，坑（槽）底的面积除了基础外围尺寸外，还需考虑工作面、边坡支护等所需要的宽度。

【例1－3】　某基坑坑底长度为60m，宽度为40m，深度为5m。根据设计要求基坑四边

放坡，其边坡坡度为1∶0.5。试计算基坑挖土土方量。

【解】　（1）基坑的下底面积　　

A1＝60×40＝2　400m2

（2）基坑上底面积　　

长＝60＋2×0.5×5＝65m　　宽＝40＋2×0.5×5＝45m　　

A2＝65×45＝2　925m2

（3）基坑中截面面积　　

长＝60＋2×0.5×（5÷2）＝62.5m　　宽＝40＋2×0.5×（5÷2）＝42.5m　　

A0＝62.5×42.5＝2　656.25m2

（4）基坑挖土方量

【例1－4】　某基础外围尺寸为59m×39m，高度为5m，工作面宽度为0.5m。根据设计要求基坑四边放坡，其边坡坡度为1∶0.5。试计算基坑挖土土方量。

【解】　（1）基坑的下底面积　　

长＝59＋2×0.5＝60m　　宽＝39＋2×0.5＝40m　　

A1＝60×40＝2　400m2(www.xing528.com)

（2）基坑上底面积　　

长＝60＋2×0.5×5＝65m　　宽＝40＋2×0.5×5＝45m　　

A2＝65×45＝2　925m2

（3）基坑中截面面积　　

长＝60＋2×0.5×（5÷2）＝62.5m　　宽＝40＋2×0.5×（5÷2）＝42.5m　　

A0＝62.5×42.5＝2　656.25m2

（4）基坑挖土方量

1.4.2　基坑（槽）土方量开挖

基坑（槽）的开挖，首先应对建筑物的定位轴线做控制测量和校核；进行土方工程的测量定位放线，设置龙门板，龙门板桩一般应距离基坑上边缘一定距离，以方便施工和保存（图1－20）。

图1－20　建筑物的定位

1—龙门板；2—龙门桩；3—控制桩；4—轴线桩；5—轴线

1）基坑（槽）开挖

基坑（槽）开挖程序一般是：基坑（槽）放线→确定开挖顺序→基坑（槽）开挖→修整边坡→清底→验槽。

（1）放线

房屋定位后，根据基础的底面尺寸、埋置深度、土质好坏、地下水位的高低及季节性变化等不同情况，考虑施工需要，确定是否需要留工作面、放坡、增加排水设施和设置支撑，计算确定基槽（坑）上口开挖宽度，拉通线后用石灰在地面上画出基槽（坑）开挖的上口边线即放线（如图1－21）。

（2）确定开挖顺序

根据基础和土质、现场出土等条件合理确定开挖顺序，然后再分段分层平均下挖，相邻基坑开挖时，应遵循先深后浅或同时进行的施工程序，并遵循“开槽支撑，先撑后挖，分层开挖，严禁超挖”的原则。

图1－21　放线示意图

1—墙（柱）轴线；2—龙门板桩；3—白灰线；4—基槽宽度（d＝a＋2c＋2b）

（3）基坑（槽）开挖

基坑（槽）开挖有人工开挖和机械开挖两种形式。挖土应自上而下水平分段分层并连续进行，尽快完成。当基坑（槽）挖到离坑底0.5m左右时，根据龙门板上标高及时用水准仪抄平，在土壁上打上水平桩，作为控制开挖深度的依据。为避免对地基土的扰动，应预留15～30cm一层土不挖，待下道工序开始时再用人工铲平修整至设计标高。

基坑（槽）开挖时，应准确计算预留回填土方，多余土方运到弃土地区。为防止坑壁滑坡塌方，根据土质情况及坑（槽）深度，堆土应在坑顶两边1m以外并且高度不得超过1.5m。

（4）修整边坡、清底

组织验槽前，通过控制线检查基坑宽度并进行修整，根据标高控制点把预留土层挖到设计标高，并进行清底。

（5）验槽验槽即为基槽（坑）开挖完毕并清理好以后，在垫层施工以前，施工单位应会同勘察、设计单位、监理单位、建设单位一起进行现场检查并验收基槽的过程。验槽的目的在于检查地基是否与勘察设计资料相符。验槽主要靠施工经验观察为主，而对于基底以下的土层不可见部位要辅以钎探完成。

①观察验槽

基础验槽除了要验收平面位置、尺寸、标高、边坡是否符合设计要求以外，还要观察基槽基底和侧壁土质情况、土层构成及其走向，核对是否与勘察报告相符，是否已挖至地基持力层，有无破坏原状土结构或发生较大的扰动现象。

②基础钎探

人工打钎时，钢钎用直径φ22～25mm的钢筋制成，钎尖为60°尖锥状，钎长为1.8～2.0 m。打钎用的锤重为3.6～4.5磅，举锤高度约50～70cm。将钢钎垂直打入土中，并记录每打入土层30cm的锤击数（如图1－22）。

2）深基坑开挖

大型基坑应优先选用机械开挖，以降低开挖难度，加快开挖速度。深基坑开挖分为无支护结构的基坑开挖和有支护结构的基坑开挖。深基坑无支护的开挖多为放坡开挖，有支护的开挖多为垂直开挖，其中有支护的开挖根据其开挖顺序分为盆式开挖、岛式开挖等。

图1－22　钢钎

（1）盆式开挖

盆式开挖是先开挖基坑中间部分的土，后挖除挡墙四周土方。这种挖土方式的优点是挡墙的无支撑暴露时间短，周边的土坡对围护墙有支撑作用，有利于减少围护墙的变形；缺点是大量的土方不能直接外运，需集中提升后装车外运，施工速度慢。

（2）岛式开挖

岛式开挖即保留基坑中心土体，先挖除挡墙四周土方。这种挖土方式的优点是可以利用中心岛作为支点搭设栈桥，挖土机可利用栈桥下到基坑挖土，运土的汽车亦可利用栈桥进入基坑运土，这样可以加快挖土和运土的速度；缺点是由于先挖挡墙内四周的土方，挡墙的受荷时间长，在软黏土中时间效应（软黏土的蠕变）显著，有可能增大支护结构的变形量（图1－23）。

图1－23　岛式开挖