第二章天然地基上的淺基礎(chǔ)第一節(jié)淺基礎(chǔ)的類型、構(gòu)造及設(shè)計原則淺基礎(chǔ)的概念淺基礎(chǔ)的特點淺基礎(chǔ)的適用范圍淺基礎(chǔ)設(shè)計的基本原則和要求淺基礎(chǔ)的類型及構(gòu)造淺基礎(chǔ)的概念淺基礎(chǔ)：是指修建在天然土層上，基礎(chǔ)底面的埋置深度小于其窄邊尺寸或埋入地層深度較淺（在5m以內(nèi)），一般采用敞開挖基坑和敞坑排水修筑的基礎(chǔ)，也將其稱為明挖基礎(chǔ)或擴大基礎(chǔ)。淺基礎(chǔ)的特點受力明確——通過基礎(chǔ)底面把荷載擴散后分布于淺層地基中（埋深較淺，可以忽略基礎(chǔ)側(cè)面土體對基礎(chǔ)的影響）；穩(wěn)定性好，施工簡便——開挖基坑后，直接在基坑底面砌筑、澆筑基礎(chǔ)，施工質(zhì)量易保證，造價低，能承受較大荷載。淺基礎(chǔ)的適用范圍適用于——岸上或水流沖刷影響不大的淺水處，且淺層地基承載力合適的土層。不適用于——地表水或地下水位較高荷載大或上部結(jié)構(gòu)對變形敏感持力層的土質(zhì)較差且較厚基坑開挖有涌砂淺基礎(chǔ)的設(shè)計原則設(shè)計原則具有足夠的安全度——防止地基土體剪切破壞和喪失穩(wěn)定性，防止土體出現(xiàn)極限破壞；滿足容許沉降值——在荷載作用下，控制地基及基礎(chǔ)的變形值應(yīng)小于橋梁結(jié)構(gòu)物要求的容許沉降值；基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)滿足強度、剛度、穩(wěn)定性和耐久性的要求淺基礎(chǔ)的設(shè)計要求設(shè)計要求地基設(shè)計采用正常使用極限狀態(tài)法地基承載力計算——正常使用極限狀態(tài)短期效應(yīng)組合（頻遇值系數(shù)為1）；要求：基礎(chǔ)底面作用在地基土的最大壓應(yīng)力不超過地基承載力的容許值，且應(yīng)以修正后的地基承載力容許值控制?；A(chǔ)沉降計算——正常使用極限狀態(tài)長期效應(yīng)組合；基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)滿足強度、剛度和穩(wěn)定性要求——承載能力極限狀態(tài)法淺基礎(chǔ)的類型按受力條件劃分剛性基礎(chǔ)柔性基礎(chǔ)剛性基礎(chǔ)概念基礎(chǔ)在外力（包括基礎(chǔ)自重）作用下，基底的地基反力為σ，此時基礎(chǔ)的懸出部分a-a斷面左端，相當于承受著強度為的均布荷載的懸臂梁，在荷載作用下，a-a斷面將產(chǎn)生彎曲拉應(yīng)力和剪應(yīng)力。當基礎(chǔ)圬工具有足夠的截面使材料的容許應(yīng)力大于由地基反力產(chǎn)生的彎曲拉應(yīng)力和剪應(yīng)力時，a-a斷面不會出現(xiàn)裂縫，這時，基礎(chǔ)內(nèi)不需配置受力鋼筋，這種基礎(chǔ)稱為剛性基礎(chǔ)。它是橋梁、涵洞等建筑物常用的基礎(chǔ)類型剛性基礎(chǔ)的特點優(yōu)點——穩(wěn)定性好，施工簡便，能承受較大荷載。缺點——自重大，當持力層為軟弱土時，由于擴大基礎(chǔ)面積受限制，需要對地基進行加固處理。剛性基礎(chǔ)的形式剛性擴大基礎(chǔ)擋土墻下條形基礎(chǔ)柱下條形基礎(chǔ)剛性基礎(chǔ)的材料組成一般采用混凝土澆筑或石砌，材料主要有混凝土、各種石材及砂漿。結(jié)構(gòu)物種類材料最低強度等級砌筑砂漿最低強度等級大、中橋墩臺及基礎(chǔ)，輕型橋臺MU40石材C25混凝土（現(xiàn)澆）C30混凝土（預(yù)制塊）M7.5小橋涵墩臺及基礎(chǔ)MU30石材C20混凝土（現(xiàn)澆）C25混凝土（預(yù)制塊）M5柔性基礎(chǔ)的概念基礎(chǔ)在基底反力作用下，在a-a斷面產(chǎn)生彎曲拉應(yīng)力和剪應(yīng)力若超過了基礎(chǔ)圬工的強度極限值，為了防止基礎(chǔ)在a-a斷面開裂甚至斷裂，需將剛性基礎(chǔ)尺寸重新設(shè)計，或在基礎(chǔ)中配置足夠數(shù)量的鋼筋，這種基礎(chǔ)稱為柔性基礎(chǔ)。柔性基礎(chǔ)的形式和適用范圍有柱下擴展基礎(chǔ)和墻下條形基礎(chǔ)等適用于較大偏心荷載作用、地基土層較軟弱、基礎(chǔ)埋深受限制時。柔性基礎(chǔ)的特點優(yōu)點：其整體性能較好，抗彎剛度較大。如筏板和箱形基礎(chǔ)，在外力作用下只產(chǎn)生均勻沉降或整體傾斜，這樣對上部結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的附加應(yīng)力比較小，基本上消除了由于地基沉降不均勻引起的建筑物損壞。所以在土質(zhì)較差的地基上修建高層建筑物時，采用這種基礎(chǔ)形式是適宜的。缺點：柔性基礎(chǔ)，特別是箱形基礎(chǔ)，鋼筋和水泥的用量較大，施工技術(shù)的要求也較高，所以采用這種基礎(chǔ)形式應(yīng)與其它基礎(chǔ)方案（如采用樁基礎(chǔ)等）比較后再確定。第二節(jié)剛性擴大基礎(chǔ)的設(shè)計與驗算確定基礎(chǔ)埋置深度擬定基礎(chǔ)尺寸驗算地基承載力驗算基底合力偏心距驗算基礎(chǔ)和地基的穩(wěn)定性驗算基礎(chǔ)沉降基礎(chǔ)埋置深度及其確定基礎(chǔ)埋置深度——就是基礎(chǔ)底面埋入地基的深度，也就是從地面或一般沖刷線到基底的距離。洪水沖刷后，整個河床面要下降，這叫一般沖刷被沖下去的深度叫一般沖刷深度同時由于橋墩的阻水作用，使洪水在橋墩四周沖出一個深坑，這叫局部沖刷持力層和下臥層持力層——直接與基底接觸的土層，用來支撐基礎(chǔ)。要求該層土強度高，壓縮變形小。下臥層——持力層承受的荷載隨著土體深度的加深而慢慢減小，到一定深度后土體承受的荷載就可以忽略不計了，這時我們就把這一層往下的土體叫做下臥層。軟弱下臥層——容許承載力小于持力層容許承載力的下臥層。確定基礎(chǔ)埋置深度的原則把基礎(chǔ)設(shè)置在變形小，而強度又比較大的持力層上，以保證地基強度滿足要求，而且不致產(chǎn)生過大的沉降或沉降差；使基礎(chǔ)有足夠的埋置深度，以保證基礎(chǔ)的穩(wěn)定性，確?；A(chǔ)的安全。影響基礎(chǔ)埋深的因素橋位處的地質(zhì)情況河流的沖刷深度當?shù)氐膬鼋Y(jié)深度上部結(jié)構(gòu)形式當?shù)氐牡匦螚l件最小埋置深度施工技術(shù)條件造價對于某一具體工程來說，往往是其中幾個因素起決定作用，所以，在設(shè)計時必須從實際出發(fā)，以各種原始資料為依據(jù)，統(tǒng)一考慮結(jié)構(gòu)物對地基基礎(chǔ)的各項技術(shù)要求，抓住主要因素進行分析研究，確定合理的埋置深度橋位處的地基地質(zhì)條件橋位處的地質(zhì)條件是影響基礎(chǔ)埋深的主要因素，要依據(jù)橋位處的地質(zhì)剖面圖及各層土質(zhì)的物理力學(xué)性質(zhì)選擇基礎(chǔ)類型和其埋置深度。橋位處的地基地質(zhì)條件A—在滿足其他條件下選取最小基礎(chǔ)埋深；B—采用人工地基或采用深基礎(chǔ)方案；C—當上層土較厚時，采用A的處理方法，并計算下層軟土的強度和沉降；當上層土較薄時，采用B的處理方法；D—當上層土較薄時，選下部好土作為持力層；當上層土較厚時，采用B的處理方法；E—根據(jù)各土層厚度參照前幾種情況處理。橋位處的地基地質(zhì)條件巖石地基的處理巖石地基一般應(yīng)在清除覆蓋土和風化層后，將基礎(chǔ)直接修建在新鮮巖面上；當巖層傾斜時，不得將基礎(chǔ)部分置于巖層上，部分置于土中，以防止基礎(chǔ)因不均勻沉降而發(fā)生傾斜或斷裂；在陡峭的山坡上修建橋臺時，應(yīng)注意巖體的穩(wěn)定性。河流的沖刷深度小橋涵的基礎(chǔ)在無沖刷處（巖石地基除外）設(shè)在地面或河床以下埋深不小于1m；有沖刷時，基礎(chǔ)埋深應(yīng)在局部沖刷線以下不小于1m。非巖石河床橋梁墩臺基底埋深的要求當?shù)氐膬鼋Y(jié)深度在寒冷地區(qū)，應(yīng)該考慮由于季節(jié)性的冰凍和融化對地基土引起的凍脹影響。產(chǎn)生凍脹的原因是由于冬季氣溫下降，當?shù)孛嫦乱欢ㄉ疃葍?nèi)土中的溫度達到冰凍溫度時，土中孔隙水分開始凍結(jié)，體積增大，使土體產(chǎn)生一定的隆脹。對于凍脹性土，如土溫在較長時間內(nèi)保持在凍結(jié)溫度以下，水分能從未凍結(jié)土層不斷地向凍結(jié)區(qū)遷移，引起地基的凍脹和隆起，這些都可能使基礎(chǔ)遭受損壞。《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（JTGD63-2007）規(guī)定，當上部結(jié)構(gòu)為超靜定結(jié)構(gòu)時，基底應(yīng)埋置在凍結(jié)線以下不小于0.25m處；上部結(jié)構(gòu)形式上部結(jié)構(gòu)的型式不同，對基礎(chǔ)產(chǎn)生的位移要求也不同。對中、小跨度簡支梁來說，這項因素對確定基礎(chǔ)的埋深影響不大。對超靜定結(jié)構(gòu)來說，即使基礎(chǔ)發(fā)生較小的不均勻沉降也會使內(nèi)力產(chǎn)生一定變化。當?shù)氐牡匦螚l件當墩臺、擋土墻等結(jié)構(gòu)位于較陡的土坡上，在確定基礎(chǔ)埋深時，還應(yīng)考慮土坡連同結(jié)構(gòu)物基礎(chǔ)一起滑動的穩(wěn)定性。若基礎(chǔ)位于較陡的巖體上，可將基礎(chǔ)做成臺階形，但要注意巖體的穩(wěn)定性。保證持力層穩(wěn)定所需的最小埋置深度考慮到地表一定深度內(nèi)，由于氣溫變化、雨水侵蝕、動植物生長及人為活動的影響，基礎(chǔ)埋深應(yīng)在天然地面或無沖刷河流的河底以下不小于1m。現(xiàn)舉一簡例來說明如何較合理地確定基礎(chǔ)埋置深度和選擇持力層<<<基礎(chǔ)尺寸的擬定基礎(chǔ)尺寸的擬定是基礎(chǔ)設(shè)計中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，一般是在滿足最基本的構(gòu)造要求時，參考已有設(shè)計經(jīng)驗，擬定初步尺寸，然后經(jīng)過驗算調(diào)整。擬定時一般要考慮上部結(jié)構(gòu)形式、荷載大小、初定的基礎(chǔ)埋置深度、地基容許承載力、施工情況及墩臺底面的形狀和尺寸等因素。所擬定的基礎(chǔ)尺寸，應(yīng)是在可能的最不利荷載組合條件下，能保證基礎(chǔ)本身有足夠的結(jié)構(gòu)強度，并能使地基與基礎(chǔ)的承載力和穩(wěn)定性均滿足規(guī)定要求，并且是經(jīng)濟合理的?；A(chǔ)尺寸的擬定基礎(chǔ)高度和分層厚度基礎(chǔ)立面尺寸平面尺寸基礎(chǔ)高度及分層厚度首先按基礎(chǔ)埋深的要求確定基底高程。然后根據(jù)橋位情況、施工難易程度，考慮美觀、整體協(xié)調(diào)性及安全因素綜合確定基頂高程。基礎(chǔ)厚度即為頂面高程和底面高程之差。在一般情況下，大、中橋墩（臺）混凝土基礎(chǔ)厚度在1.0～2.0m左右?；A(chǔ)立面尺寸基礎(chǔ)的立面尺寸包括寬度、高度和各臺階大小及其高度；襟邊—自墩臺底邊緣到基礎(chǔ)頂面邊緣的距離。作用：擴大基底面積增加基礎(chǔ)承載力，同時為了支撐模板，調(diào)整基礎(chǔ)施工時的誤差。襟邊的寬度橋梁墩臺最小值為20-30cm各臺階盡可能采取相同的寬度與高度，以便于設(shè)計和施工。各臺階寬度宜與襟邊相同，各臺階高度通常為0.5～1.0m?；A(chǔ)的立面尺寸自墩（臺）身底面邊緣處與基底邊緣的連線和垂線的夾角稱為基礎(chǔ)的擴散角?；A(chǔ)懸出長度（包括襟邊與臺階寬度之和）越大，擴散角越大根據(jù)剛性基礎(chǔ)的受力要求，基礎(chǔ)懸出總長度應(yīng)受到一定限制，應(yīng)使懸出部分在基底反力作用下，在a-a截面所產(chǎn)生的彎曲拉力不超過基礎(chǔ)材料的強度設(shè)計值，否則將產(chǎn)生開裂破壞。把相應(yīng)于基礎(chǔ)最大懸出長度時的擴散角α的極限值αmax稱為剛性角?；A(chǔ)立面尺寸-剛性角在擬定尺寸時，應(yīng)滿足剛性角的要求，同時使每個臺階寬度與厚度保持在一定比例內(nèi)，使其擴散角滿足剛性角要求，這時認為基礎(chǔ)本身強度能夠得到保證，不必對基礎(chǔ)進行彎曲拉應(yīng)力和剪應(yīng)力強度驗算，在基礎(chǔ)中可不設(shè)置受力鋼筋《公路圬工橋涵設(shè)計規(guī)范》（JTGD61-2005）規(guī)定：磚、片石、塊石、料石砌體，M5砂漿砌筑時，<=30°磚、片石、塊石、料石砌體，M5以上砂漿砌筑時，<=35°混凝土澆筑時，<=40°平面尺寸基礎(chǔ)平面形狀一般應(yīng)根據(jù)墩、臺身底面的形狀而確定?？紤]到施工的方便，基礎(chǔ)平面形狀常采用矩形。其長度和寬度可根據(jù)墩（臺）底面的尺寸及襟邊寬度、各臺階寬度求得<<<<地基承載力驗算地基承載力驗算包括1、地基容許承載力確定2、持力層強度驗算3、軟弱下臥層承載力驗算地基承載力驗算要求—基礎(chǔ)底面作用在地基土的最大壓應(yīng)力和軟弱下臥層頂面的應(yīng)力不超過相應(yīng)土層的地基容許承載力。保證地基土不發(fā)生強度破壞或產(chǎn)生結(jié)構(gòu)物容許的沉降。地基承載力驗算—地基容許承載力確定（1）地基容許承載力—指在結(jié)構(gòu)物的作用下，保證地基土穩(wěn)定的條件下，結(jié)構(gòu)的沉降量（即地基土的壓縮變形）不超過其正常使用所允許沉降量時的地基承載力。即不失穩(wěn)，不發(fā)生過量沉降。壓密階段剪切階段破壞階段地基承載力驗算—地基容許承載力確定（2）四種方法：調(diào)查法—在土質(zhì)基本相同的條件下，參照鄰近建筑物地基容許承載力。該方法只能對其他方法確定的地基土容許承載力驗證參考。試驗法—現(xiàn)場荷載試驗p~s曲線。是確定地基容許承載力最直接的方法，在現(xiàn)場或室內(nèi)通過土工試驗或觸探試驗來確定地基土的壓縮性和承載力，適用于特殊結(jié)構(gòu)的橋梁、大橋和特大橋。理論公式法—參照土力學(xué)有關(guān)內(nèi)容公路規(guī)范—根據(jù)《公路橋涵地基與基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范》（JTGD63-2007）的規(guī)定地基承載力驗算—地基容許承載力確定（3）公路規(guī)范法確定地基容許承載力——根據(jù)規(guī)范JTGD63—2007的規(guī)定，地基承載力的驗算應(yīng)以修正后的地基承載力容許值控制，該值是在地基原位測試或規(guī)范給出的各類巖土承載力基本容許值的基礎(chǔ)上，經(jīng)過修正得到的。不同地基土的基本承載力可以查表2.4~2.10地基承載力驗算—地基容許承載力確定（4）使用《公橋基規(guī)》確定地基容許承載力的步驟和方法確定巖土的類型和狀態(tài)，確定土層的地基承載力基本容許值。對于持力層或軟弱下臥層的土層明確其類型，根據(jù)土層的狀態(tài)（粘性土的軟硬狀態(tài)、砂類土和粉土的密實狀態(tài)和濕度、碎石土的密實及其松散程度以及巖石的堅硬程度、完整程度、節(jié)理發(fā)育程度、軟化程度和特殊性巖石劃分），查表2.4~2.10得到土層的地基承載力基本容許值。對基本承載力進行寬度、深度和持力層透水性修正地基承載力驗算—地基容許承載力確定（5）地基土承載力抗力系數(shù)γＲ的確定軟弱地基頂面處的承載力容許值的確定地基承載力驗算—持力層強度驗算（1）地基承載力驗算—持力層強度驗算（2）地基承載力驗算—軟臥下臥層承載力驗算當受壓層范圍內(nèi)地基為多層土組成，且持力層以下有軟臥下臥層（指容許承載力小于持力層容許承載力的土層），應(yīng)驗算軟弱下臥層的承載力。驗算時，先計算軟弱下臥層頂面A（在基底形心軸下）的應(yīng)力（包括自重應(yīng)力和附加應(yīng)力）不得大于該處地基土的容許承載力。當軟弱下臥層為壓縮性高且較厚的軟黏土，或當上部結(jié)構(gòu)對基礎(chǔ)沉降有一定的要求時，除承載力滿足上述要求外，還應(yīng)驗算包括軟弱下臥層的基礎(chǔ)沉降量?；缀狭ζ木囹炈隳康摹讘?yīng)力分布均勻，以免基底兩側(cè)應(yīng)力相差過大，使基礎(chǔ)產(chǎn)生較大的不均勻沉降。合力偏心距的容許值合力偏心距驗算（1）單向偏心受壓墩、臺基礎(chǔ)截面核心半徑ρ=W/A式中：W—相應(yīng)于應(yīng)力較小基底邊緣面積抵抗矩，A—基底截面積合力偏心距驗算（2）雙向偏心受壓當外力合力作用點不在基底兩個對稱軸中任一對稱軸上，或當基底截面為不對稱，此時N和Pmin應(yīng)在同一種荷載組合情況下求得?；A(chǔ)穩(wěn)定性驗算基礎(chǔ)傾覆穩(wěn)定性驗算在較大單向水平推力而其合力作用點離基礎(chǔ)底面的距離較高時（如擋土墻或高橋臺受側(cè)向土壓力作用，大跨拱橋在施工中墩、臺受到不平衡的推力，多孔拱橋中一孔被毀），在單向推力的作用下，容易發(fā)生傾覆?；A(chǔ)傾覆穩(wěn)定性驗算基礎(chǔ)滑動穩(wěn)定性驗算基礎(chǔ)的水平推力為滑動力，基底與土之間的摩擦阻力及與水平推力方向相反的水平力為抗滑力基礎(chǔ)的抗滑動穩(wěn)定性用抗滑穩(wěn)定性系數(shù)表示地基穩(wěn)定性驗算位于軟土地基上較高的橋臺需驗算橋臺沿滑裂曲面滑動的穩(wěn)定性，基底下地基如在不深處有軟弱夾層時，在臺后土推力作用下，基礎(chǔ)也有可能沿軟弱夾層土的層面滑動；在較陡的土質(zhì)斜坡上的橋臺、擋土墻也有滑動的可能。地基的穩(wěn)定性驗算按照土坡穩(wěn)定分析方法—圓弧滑動面法驗算?；A(chǔ)沉降驗算基礎(chǔ)的沉降由豎向荷載作用下的土層的壓縮變形引起的。在一般土質(zhì)條件下中小橋的基礎(chǔ)，只要滿足地基的強度要求，地基的沉降就滿足要求。下列情況必須驗算基礎(chǔ)的沉降當墩臺修建在地質(zhì)復(fù)雜、土質(zhì)分布不均或承載力較小的軟黏土地基及濕陷性黃土上的基礎(chǔ)修建在非巖石地基上的拱橋、連續(xù)梁橋等超靜定結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)當相鄰基礎(chǔ)地基上承載力有顯著不同或相鄰跨度相差懸殊而必須考慮其沉降差時對于跨線橋、跨線渡槽要保證橋下凈空高度時基礎(chǔ)沉降驗算（1）計算沉降時，按正常使用極限狀態(tài)下長期效應(yīng)組合。該組合僅為直接施加于結(jié)構(gòu)上的永久作用的標準值（不含混凝土收縮和徐變作用、基礎(chǔ)變位作用）和可變作用準永久值（僅為汽車荷載和人群荷載）引起的效應(yīng)。基礎(chǔ)的沉降驗算包括沉降量、相鄰基礎(chǔ)的沉降差、不均勻沉降發(fā)生的傾斜基礎(chǔ)的總沉降量按照結(jié)構(gòu)重力及土重采用分層總和法計算。第三節(jié)淺基礎(chǔ)的施工1、施工前準備2、基礎(chǔ)的定位放樣3、旱地上淺基礎(chǔ)施工4、水中淺基礎(chǔ)施工1、施工前準備施工方法：明挖法施工工序：定位放樣、基坑開挖、基坑排水、基坑圍護、基坑檢驗、基底土處理、基礎(chǔ)砌筑、基坑回填。開挖時機：盡量選擇在枯水或少雨季節(jié)進行，且不宜間斷。支護問題：根據(jù)土質(zhì)及開挖深度確定排水問題：有滲水時考慮圍堰：水中開挖需考慮坑底尺寸：比基礎(chǔ)尺寸每邊擴大0.5～1.0m，方便設(shè)置排水溝及支立模板和砌筑等工作2、基礎(chǔ)的定位放樣在基坑開挖前，先進行基礎(chǔ)的定位放樣工作，以便正確的將設(shè)計圖上的基礎(chǔ)位置準確的設(shè)置到橋址上。放樣工作須根據(jù)橋梁中心線與墩臺的縱橫軸線，推出基礎(chǔ)邊線的定位點，再放線畫出基坑的開挖范圍。基坑各定位點的標高及開挖過程中標高檢查，一般用水準測量的方法進行。3、旱地上淺基礎(chǔ)施工3-1基坑開挖3-2基坑排水3-1-1基坑開挖施工要求：以機械開挖為主，局部采用人工配合。橋梁墩臺基坑用機械挖土后，距離基底設(shè)計標高約30cm厚時，人工挖除整修，以保證地基土結(jié)構(gòu)不受破壞?；颖苊獬?，已經(jīng)超挖或松動的部分，應(yīng)將松動部分清除。挖到標高的土質(zhì)基坑不得長期暴露、擾動或浸泡，并應(yīng)及時檢查基坑尺寸、標高、基底承載力，符合要求后，應(yīng)立即砌筑基礎(chǔ)。3-1-2基坑圍護基坑在開挖過程中，根據(jù)土質(zhì)條件和水位情況對基坑坑壁采用無支護開挖圍護和有支護開挖圍護。1、無支護開挖圍護適用條件對于在干涸無水河灘、河溝中，或有水經(jīng)改河或筑堤能排除地表水的河溝中；在地下水位低于基底，或滲透量少，不影響坑壁穩(wěn)定；以及基礎(chǔ)埋至不深，施工期較短，挖基坑時不影響臨近建筑安全的施工場所，可考慮選用坑壁不加支撐的基坑3-1-2基坑圍護-無支護開挖豎直坑壁只適宜在巖石地基或基坑較淺又無地下水的硬黏土中采用。在一般土質(zhì)條件下開挖基坑時，應(yīng)采用放坡開挖的方法3-1-2基坑圍護-無支護開挖當基坑深度在5m以內(nèi)，施工期較短，地下水在基底以下，且土的濕度接近最佳含水率，土質(zhì)構(gòu)造又較均勻時，基坑坡度可參考下表選用。如地基土的濕度較大可能引起坑壁坍塌時，坑壁坡度應(yīng)適當放緩。當基坑頂緣有動荷載時，基坑頂緣與動荷載之間至少應(yīng)留1m寬的護道。如地質(zhì)水文條件較差，應(yīng)增寬護道或采取加固等措施，以增加邊坡的穩(wěn)定性?；由疃却笥?m時，可將坑壁坡度適當放緩或加設(shè)平臺。必要時應(yīng)在基坑頂緣四周適當距離處設(shè)置截水溝，以避免地表水沖刷坑壁，影響坑壁穩(wěn)定性。還應(yīng)經(jīng)常注意觀察坑邊緣頂面土有無裂縫，坑壁有無松散塌落現(xiàn)象發(fā)生，以確保安全施工。3-1-2基坑圍護-有支護開挖適用條件：當基坑較深，坑壁土質(zhì)松軟，地下水影響較大，邊坡不易穩(wěn)定;或放坡開挖受到現(xiàn)場的限制;或放坡開挖造成土方量過大優(yōu)點：既保證了施工的安全，同時又可大量減少土方量。常用的基坑圍護結(jié)構(gòu)有:擋板支撐、混凝土護壁（噴射或支?，F(xiàn)澆）支撐、板樁支撐、地下連續(xù)墻等擋板支撐適用于開挖面積不大，地下水位較低，挖基深度較淺的基坑。中小橋和涵洞的基坑開挖。施工特點是先開挖基坑后設(shè)置擋板圍護。擋板支撐形式有豎擋板式支撐、橫擋板式支撐、框架式支撐、其他形式的支撐（如錨樁式、斜撐式或錨桿式支撐）。豎擋板支撐由豎擋板、橫木、橫撐等組成。適用于較淺和較窄的沙性土質(zhì)基坑。一般是邊開挖邊打入豎擋板。如果土質(zhì)較好,也可一次挖成后支撐。橫擋板支撐橫擋板支撐由橫擋板、立木及橫撐組成。適于較深和較寬的粘性土質(zhì)基坑。根據(jù)土質(zhì)和坑深情況,可一次挖成后支撐或隨挖隨支撐。板樁墻支撐當基坑面積較大又較深，尤其是基坑底面在地下水位以下超過1m，涌水量較大，不宜采用擋板圍護時，可采用板樁墻圍護。板樁的施工特點是:在基坑開挖前主先將板樁垂直打入士中至坑底以下一定深度，然后邊挖邊設(shè)支撐，開挖基坑過程中始終是在板樁支護下進行。板樁材料有木板樁、鋼筋混凝土板樁和鋼板樁三種。木板樁易于加工，但強度較低，長度受限制，現(xiàn)已很少采用。鋼筋混凝土板樁耐久性好，但制作復(fù)雜，重量大，運輸和施工不便，防滲性能差，所以橋梁基礎(chǔ)施工中也很少采用。鋼板樁的厚度較薄，質(zhì)量輕，強度又大，能穿過較堅硬土層，施工方便。并且鎖口緊密，不易漏水，還可以焊接接長，能重復(fù)使用。另外其斷面形式較多，可適應(yīng)不同形狀的基坑。上述這些特點使鋼板樁應(yīng)用較廣泛，但價格較貴。板樁墻分無支撐式、支撐式和錨撐式。支撐式樁墻按設(shè)置支撐的層數(shù)可分為單支撐板樁墻和多支撐板樁墻。由于板樁墻多應(yīng)用于較深基坑的開挖，故多支撐板樁墻應(yīng)用較多。噴射混凝土護壁支撐基本原理：以高壓空氣為動力，將攪拌均勻的砂、石、水泥和速凝劑干料，由噴射機經(jīng)輸料管吹送到噴槍，在通過噴槍的瞬間，加入高壓水進行混合，自噴嘴射出，噴射在坑壁，形成環(huán)形混凝土護壁結(jié)構(gòu)，以承受土壓力。適用條件：宜用于土質(zhì)較穩(wěn)定，滲水量不大，深度小于10m，直徑為6m～12m的圓形基坑。對于有流砂或淤泥夾層的土質(zhì)，也有使用成功的實例噴射混凝土護壁支撐砼噴射順序：無水、少量滲水坑壁：可由下向上一環(huán)一環(huán)進行；對滲水較大坑壁：噴護應(yīng)由上向下進行，以防新噴的混凝土被水沖流；對有集中滲出的股水的基坑：可從無水或水小處開始，逐步向水大處噴護，最后用竹管將集中的股水引出。噴射作業(yè)應(yīng)沿坑周分若干區(qū)段進行，區(qū)段長度一般不超過6m。對極易坍塌的流沙、淤泥層：可先在坑壁上打入小木樁或在小木樁上纏繞竹籬等，在有大量流沙之處可塞入草袋，然后再噴射混凝土。砼材料要求：噴射混凝土應(yīng)當早強、速凝、有較高的不透水性，且其干料應(yīng)能順利通過噴射機砼噴射厚度：一般粘性土、砂土和碎卵石類土層，如無滲水，厚度為3cm～8cm；如有少量滲水，厚度為5cm～10cm；對穩(wěn)定性較差的土，如淤泥、粉砂等，如無滲水，厚度為10cm～15cm；如有少量滲水，厚度為15cm；當有大量滲水時，厚度為15cm～20cm。一次噴射是否能達到規(guī)定的厚度，主要取決于混凝土與土之間的粘結(jié)力和滲水量大小。如一次噴射達不到規(guī)定的厚度，則應(yīng)在混凝土終凝后再補噴，直至達到規(guī)定厚度為止現(xiàn)澆混凝土圍圈護壁基本原理：混凝土圍圈護壁是用混凝土環(huán)形結(jié)構(gòu)承受土壓力，但其混凝土壁是現(xiàn)場澆筑的普通混凝土，壁厚較噴射混凝土大，一般為15cm～30cm，也可按土壓力作用下環(huán)形結(jié)構(gòu)計算。適用范圍：混凝土圍圈護壁則適應(yīng)性較強，可以按一般混凝土施工，基坑深度可達15m～20m，除流砂及呈流塑狀態(tài)粘土外，可適用于其它各種土類?，F(xiàn)澆混凝土圍圈護壁施工方法：采用現(xiàn)澆混凝土護壁時，基坑自上而下分層垂直開挖，開挖一層后隨即灌注一層混凝土壁。為防止已澆筑的圍圈混凝土施工時因失去支承而下墜，頂層混凝土應(yīng)一次整體澆筑，以下各層均間隔開挖和澆筑，并將上下層混凝土縱向接縫錯開。開挖面應(yīng)均勻分布對稱施工，及時澆筑混凝土壁支護，每層坑壁無混凝土壁支護總長度應(yīng)不大于周長的一半。分層高度以垂直開挖面不坍塌為原則，一般頂層高2m左右，以下每層高1~1.5m。注意事項現(xiàn)澆混凝土應(yīng)緊貼坑壁灌筑，不用外模，內(nèi)?？勺龀蓤A形或多邊形。施工中注意使層、段間各接縫密貼，防止其間夾泥土和有浮漿等而影響圍圈的整體性?，F(xiàn)澆混凝土一般采用C15早強混凝土。為使基坑開挖和支護工作連續(xù)不間斷地進行，一般在圍圈混凝土抗壓強度到達2500kPa強度時，即可拆除模板，讓它承受土壓力。要防止地面水流入基坑，要避免在坑頂周圍土的破壞棱體范圍有不均勻附加荷載。目前也有采用混凝土預(yù)制塊分層砌筑來代替就地灌筑的混凝土，它的好處是省去現(xiàn)場混凝土灌筑和養(yǎng)護時間，使開挖與支護砌筑連續(xù)不間斷進行，且混凝土質(zhì)量容易得到保證。3-2基坑排水適用情況：基坑如在地下水位以下，隨著基坑的下挖，滲水將不斷涌集基坑，因此施工過程中必須不斷地排水，以保持基坑的干燥，便于基坑挖土和基礎(chǔ)的砌筑與養(yǎng)護。常用方法：表面排水法和井點降水法3-2-1表面排水法施工過程：在基坑開挖過程及基礎(chǔ)砌筑和養(yǎng)護期間，在基坑四周開挖集水溝匯集坑壁及基底的滲水，并引向一個或多個比集水溝挖得更深的集水坑中。注意事項：集水溝和集水坑應(yīng)設(shè)置在基礎(chǔ)范圍之外，集水坑的深度要大于抽水機吸水龍頭的高度，在吸水龍頭上套竹筐圍護，防止土石堵塞龍頭。適用范圍：適用于巖石及碎石類土，也適用于滲水量不大的粘性土基坑，但當?shù)鼗翞轱柡头奂毶巴恋日尘哿^小的細粒土層時，由于抽水會引起流砂現(xiàn)象，造成基坑的破壞和坍塌，因此當基坑為這類土時，應(yīng)避免采用表面排水法。3-2-2井點降水法概念：即在基坑開挖前預(yù)先在基坑四周打入（或沉入）若干根井管，井管下端1.5m左右為濾管，上面鉆有若干直徑約2mm的濾孔，外面用過濾層包扎起來。各個井管用集水管連接并抽水。類型：分為輕型井點、噴射井點、電滲井點和深井泵井點等，可根據(jù)土的滲透系數(shù)，要求降低水位的深度及工程特點選用。特點：井管范圍內(nèi)的地下水不從基坑的四周邊緣和底面流出，而是以相反的方向流向井管，因而可以避免發(fā)生流砂和邊坡坍塌現(xiàn)象，且由于流水壓力對土層還有一定的壓密作用。適用情況：適用于滲透系數(shù)為（0.1～80）m/d的砂土。對于滲透系數(shù)小于0.1m/d的淤泥、軟粘土等則效果較差，需要采用電滲井點排水或其它方法。4、水中淺基礎(chǔ)施工在水中修筑橋梁基礎(chǔ)時，開挖基坑前需在基坑周圍先修筑一道防水圍堰，把圍堰內(nèi)水排干后，再開挖基坑修筑基礎(chǔ)。如排水較困難時，也可在圍堰內(nèi)進行水下挖土，挖至預(yù)定高程后先灌注水下封底混凝土，然后再抽干水繼續(xù)修筑基礎(chǔ)。在圍堰內(nèi)不但可以修筑淺基礎(chǔ)，也可以修筑樁基礎(chǔ)等。圍堰的種類：土圍堰、草（麻）袋圍堰、鋼板樁圍堰、鋼套箱圍堰、雙壁鋼圍堰等圍堰的設(shè)置要求：根據(jù)水深、流速、地質(zhì)情況以及通航要求等確定。4、水中淺基礎(chǔ)施工在水中修筑橋梁基礎(chǔ)時，開挖基坑前需在基坑周圍先修筑一道防水圍堰，把圍堰內(nèi)水排干后，再開挖基坑修筑基礎(chǔ)。如排水較困難時，也可在圍堰內(nèi)進行水下挖土，挖至預(yù)定高程后先灌注水下封底混凝土，然后再抽干水繼續(xù)修筑基礎(chǔ)。在圍堰內(nèi)不但可以修筑淺基礎(chǔ)，也可以修筑樁基礎(chǔ)等。圍堰的種類：土圍堰、草（麻）袋圍堰、鋼板樁圍堰、鋼套箱圍堰、雙壁鋼圍堰等圍堰的設(shè)置要求：根據(jù)水深、流速、地質(zhì)情況以及通航要求等確定。對圍堰的要求(1)圍堰頂面高程應(yīng)高出施工期間可能出現(xiàn)的最高水位（包括浪高）0.50m以上。(2)修筑圍堰將壓縮河道斷面，使流速增大引起沖刷，或堵塞河道影響通航，因此要求河道斷面壓縮一般不超過流水斷面積的30%。對兩邊河岸河堤或下游建筑物有可能造成危害時，必須征得有關(guān)單位的同意并采取有效防護措施。(3)圍堰內(nèi)面積應(yīng)滿足基礎(chǔ)施工要求，并留有適當工作面，由基坑邊緣至堰腳距離一般不少于1m。(4)圍堰結(jié)構(gòu)應(yīng)能承受施工期間產(chǎn)生的土壓力、水壓力以及其他可能發(fā)生的荷載，滿足強度和穩(wěn)定要求。(5)圍堰應(yīng)具有良好的防滲性能，以減輕排水工作。土圍堰和草袋圍堰土圍堰適用范圍：水深在1.5m以內(nèi),流速緩慢,無沖刷作用,且河床土質(zhì)滲水較小時宜采用土圍堰。通常堰頂寬１～２m,外側(cè)邊坡不小于1∶2,內(nèi)側(cè)邊坡不小于1∶1,內(nèi)側(cè)坡腳距基坑頂邊緣的距離不小于1m。填筑材料：土圍堰宜用粘性土填筑。當流速增大時,臨水面邊坡可用片石、草袋盛土、柴捆、竹籠等加以防護草袋圍堰草袋圍堰是明挖基礎(chǔ)中最常用的一種圍堰,不僅施工簡便,取材較易,其適用范圍亦比土圍堰為廣。通常用于水深2.5m以內(nèi)、流速1.5m/s以內(nèi)的水流,且河床為透水小的土壤,在特殊情況下也可用于更深的水中,但圍堰需要加強鋼板樁圍堰當水較深時，可采用鋼板樁圍堰。它具有材料強度高、防水性能好、穿透土層能力強、并可重復(fù)使用的優(yōu)點。鋼板樁圍堰一般適用于河床為砂土、碎石土和半干硬性黏土，并可嵌入風化巖層。圍堰內(nèi)抽水深度最大可達20m左右。鋼套箱圍堰適用范圍：適用于流速較小，覆蓋層較薄，透水性較強的砂礫或巖石深水河床，埋置不深的水中基礎(chǔ)。雙壁鋼圍堰雙壁鋼圍堰適用于大型河流中的深基礎(chǔ)，能承受較大的水壓，保證基礎(chǔ)全年施工安全度洪。特別是河床覆蓋層較?。ǎ啊玻恚?，下臥層為密實的大漂石或基巖，不能采用鋼板樁圍堰，或因工程需要圍堰內(nèi)不宜設(shè)立支撐，而單壁鋼套箱又難以保證機構(gòu)的剛度時。５、基底檢驗及處理基坑開挖到設(shè)計標高后，在基礎(chǔ)澆筑前應(yīng)對基底進行檢驗，以確定是否符合設(shè)計要求?；讬z驗的內(nèi)容：基底平面位置、尺寸大小和基底高程是否與原設(shè)計相符。按《橋涵施工技術(shù)規(guī)范》的要求，基底平面位置允許偏差不得大于20cm，基底高程不得超過±5cm(土質(zhì))、-20~+5cm(石質(zhì))。基底地質(zhì)狀況是否與原設(shè)計相符，如有出入，應(yīng)取樣進行土質(zhì)分析試驗。基底地基承載力是否滿足設(shè)計要求，如低于設(shè)計要求，可進行加固處理。基底處理及排水情況是否與施工設(shè)計規(guī)范相符?；讬z驗方法小橋涵的地基，一般采用直觀或觸探方法，必要時進行土質(zhì)試驗。特殊設(shè)計的小橋涵對地基沉降有嚴格要求，且土質(zhì)不良時，宜進行荷載試驗。對經(jīng)加固處理后的特殊地基，一般采用觸探或做密實度檢驗等。大、中橋和填土12m以上涵洞的地基，一般由檢驗人員用直觀、觸探、挖試坑或鉆探(鉆深至少4m)試驗等方法，確定土質(zhì)容許承載力是否符合設(shè)計要求。對地質(zhì)特別復(fù)雜，或在設(shè)計文件中有特殊要求，或雖經(jīng)加固處理又經(jīng)觸探、密實度檢驗后尚有疑問時，需進行荷載試驗，確認符合設(shè)計要求后，方可進行基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)物施工。基底處理處理方式隨地基土質(zhì)不同而異，分為以下情況：

地基軟硬不均、溶洞、裂隙、泉眼等特殊情況時，應(yīng)采取特殊措施的處理方式：換填土法、土樁法、砂樁法、重錘夯實法、強夯法、旋噴法、塑料排水法、震動水沖法、化學(xué)液體加固法等。

對于小溶洞，可采取開挖填塞，用砂石、碎石、片石混凝土等回填密。

對于較大的溶洞，可采取鉆孔灌漿填充、設(shè)置樁基等。對于水流較小的泉眼，可用木塞、圓木包纏麻袋打入泉眼，或向泉眼注速凝水砂漿，或用帶螺旋口的鋼管打入泉眼，蓋上螺帽并擰緊封堵。

對于水流大的泉眼，可用塑料管、鋼管等塞入泉眼將水引流入集水坑排出，待基礎(chǔ)圬工完成后，再用速凝砂漿封堵。

基底處理應(yīng)符合下列規(guī)定：

1.

基礎(chǔ)底面不得置于軟硬不均的底層上。

2.

巖層基底應(yīng)清除巖面松碎石塊、淤泥、苔蘚，鑿出新鮮巖面，表面應(yīng)清洗干凈。應(yīng)將傾斜巖面鑿平或鑿成臺階。

3.

碎石類土及砂類土層基底沉重面應(yīng)修理平整，粘性土層基底修正時。應(yīng)大于天然狀態(tài)下鏟平，不得用回填土夯平。

4.

砌筑基礎(chǔ)時。應(yīng)在基礎(chǔ)底面先鋪一層5cm-10cm水泥砂漿。

5.

基礎(chǔ)澆筑前的基坑不得泡水。如發(fā)生基坑泡水現(xiàn)象，應(yīng)采用措施進行處理并滿足設(shè)計要求。6、基礎(chǔ)砌筑與基坑回填通?；A(chǔ)施工可分為無水砌筑、排水砌筑及水下灌注三種情況。無水砌筑——為了方便施工和保證施工質(zhì)量，基礎(chǔ)的砌筑應(yīng)盡可能在干燥無水的狀況下進行。排水砌筑——當基坑滲漏很小時，可采用排水砌筑。水下灌注——只有當滲水量很大，排水很困難時，才采用水下灌注混凝土的方法。基礎(chǔ)砌筑要求基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)物的用料應(yīng)挖基完成前準備好，以保證及時澆砌基礎(chǔ)，避免基底土質(zhì)變差。排水砌筑施工時，應(yīng)確保在無水狀態(tài)下砌筑圬工；禁止帶水作業(yè)及用混凝土將水趕出模板的灌注方法；基礎(chǔ)邊緣部分應(yīng)嚴密隔水；水下部分圬工必須待水泥砂漿或混凝土終凝后才允許浸水?；A(chǔ)圬工的水下灌注分為水下封底和水下直接灌注基礎(chǔ)兩種方法。前者封底后仍要排水再砌筑基礎(chǔ)，封底只是起封閉滲水的作用，其混凝土只作為地基而不作為基礎(chǔ)本身，適用于板樁圍堰開挖的基坑。水下封底混凝土施工注意事項水下封底混凝土在基礎(chǔ)底面以下。封底只能起封閉滲水的作用，只能作為地基，不能作為基礎(chǔ)，因此，封底不得侵占基礎(chǔ)厚度。砌筑基礎(chǔ)前，應(yīng)清除封底混凝土的浮漿，沖洗干凈。封底混凝土的最小厚度一般為2米左右。水下直接灌注混凝土水下灌注混凝土廣泛采用的是垂直移動導(dǎo)管法。（同后面講述樁基礎(chǔ)施工）混凝土經(jīng)導(dǎo)管輸送至坑底，并迅速將導(dǎo)管下端